HONPINE TCHL 하모닉 조인트 모듈: 로봇 힘 제어 및 실제 적용 사례

여러분, 안녕하세요. HONPINE의 기술 이사 Theodore Li입니다.

HONPINETCHL 하모닉 조인트 모듈은 양팔 휴머노이드 로봇, 단일 팔 컴플라이언트 힘 제어, 바퀴형 휴머노이드 로봇의 접이식 허리 메커니즘 등 다양한 로봇 모션 제어 분야에 적용되고 있습니다. 통합 모션 부품으로서 로봇공학, 지능형 제조, 산업 자동화 분야의 폭넓은 응용을 지원합니다.

핵심 부품부터 통합 모션 유닛까지, HONPINE은 다양한 제품 포트폴리오와 실제 모션 시연을 통해 여러 로봇 응용 분야에서 정밀 전달 기술이 구현할 수 있는 가능성을 선보입니다.

TCHL 하모닉 조인트 모듈은 양팔 협응을 어떻게 지원할까요?

개별 조인트의 정적인 시연에 비해 양팔 시연은 완전한 로봇 메커니즘에서 통합 조인트 모듈이 어떻게 작동하는지 더 직관적으로 보여줍니다.

HONPINE TCHL 하모닉 조인트 모듈 시리즈는 하모닉 감속기, 프레임리스 토크 모터, 엔코더, 드라이브 제어 시스템을 콤팩트한 일체형 구조에 통합했습니다. 이 모듈은 휴머노이드 로봇과 기타 경량 로봇 시스템의 핵심 모션 유닛으로 사용됩니다.

휴머노이드 로봇과 협동 로봇이 계속 발전함에 따라 토크 감지와 컴플라이언트 제어는 로봇 조인트 성능에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 이러한 기능은 로봇이 외력에 대응하고 주변 환경과 더욱 유연하게 상호작용하도록 지원합니다.

단일 팔 컴플라이언트 힘 제어는 정밀한 동작을 넘어 외력 감지까지 어떻게 확장될까요?

휴머노이드 로봇과 협동 로봇의 도입이 확대됨에 따라 외력을 감지하고 컴플라이언트 동작을 구현하는 능력이 점점 더 중요해지고 있습니다.

HONPINE은 단일 팔의 동적 힘 제어 시연을 통해 무력 드래깅과 충돌 보호라는 두 가지 핵심 기능을 선보입니다.

무력 드래깅 모드에서는 작업자가 로봇 팔을 손으로 직접 움직여 안내할 수 있으며, 로봇 팔은 최소한의 저항으로 외력을 따라 움직입니다. 이 기능은 수동 티칭과 컴플라이언트 로봇 작동을 지원합니다.

팔이 외부 충돌이나 예상치 못한 저항에 부딪히면 시스템은 외력 변화를 감지하고 적절한 보호 대응을 시작하여 의도치 않은 충격의 위험을 줄이는 데 도움을 줍니다.

이 시연에서는 조인트 모듈에 통합된 토크 센서를 사용해 토크 정보를 취득합니다. 조인트 마찰, 관성, 중력과 같은 매개변수를 식별하고 보정하는 기능을 결합해 조인트 좌표계에서 컴플라이언트 제어를 구현합니다.

동작 실행에 토크 감지와 상호작용 제어를 결합함으로써 HONPINE TCHL 하모닉 조인트 모듈은 로봇 조인트의 기능을 지속적으로 확장합니다.

단일 조인트 힘 제어 상호작용에서 토크 변화를 어떻게 눈으로 확인할 수 있을까요?

토크 센서가 통합된 조인트 모듈은 실제 출력 토크를 실시간으로 피드백하고, 목표값을 기준으로 폐루프 제어를 통해 응답을 조절할 수 있습니다.

이 시연은 토크 피드백과 제어 성능을 더 쉽게 관찰할 수 있도록 하여 사용자가 조인트 모듈이 작동 중 외력을 감지하고 토크를 조절하는 방식을 이해하는 데 도움을 줍니다.

고객의 다양한 개발 요구에 대응하기 위해 HONPINE TCHL 하모닉 조인트 모듈 소프트웨어는 EtherCAT 통신을 통한 CST 전류/토크 제어, CSF 토크 폐루프 제어, MIT 제어 모드를 지원하여 로봇 컴플라이언트 제어와 2차 개발을 위한 여러 옵션을 제공합니다.

이러한 제어 옵션을 통해 개발자는 응용 분야의 요구사항과 제어 아키텍처에 따라 다양한 동작 및 토크 조절 방식을 검토할 수 있습니다.

바퀴형 로봇 허리 메커니즘에 적용된 TCHL 하모닉 조인트 모듈

여기에서는 바퀴형 로봇의 허리 메커니즘에 HONPINE TCHL 하모닉 조인트 모듈을 적용한 사례를 보여줍니다.

이 솔루션은 경량 TCHL-32 시리즈 하모닉 조인트 모듈을 장착한 4자유도 접이식 구조를 채택했습니다. 이 메커니즘의 최대 가반 하중은 30 kg, 구조 중량은 14 kg이며 IP54 보호 등급을 갖추고 있습니다.

다중 조인트 구성과 콤팩트한 기계 설계를 통해 이 시연은 하모닉 조인트 모듈을 로봇 허리 메커니즘에 통합하면서 구조 하중을 지지하고 관절 운동을 구현할 수 있음을 보여줍니다.

이 설계는 바퀴형 휴머노이드 로봇, 이동형 조작 로봇 및 유사 플랫폼의 허리 메커니즘 개발에 실용적인 참고 사례를 제공합니다. 콤팩트한 구조에 여러 통합 모션 유닛을 결합함으로써 로봇 메커니즘 설계의 가능성을 넓힙니다.

차세대 로봇과 지능형 장비를 지원합니다

로봇 산업에서 더 높은 정밀도, 경량 구조, 높은 통합도와 향상된 신뢰성에 대한 요구가 계속 커짐에 따라 HONPINE은 정밀 제조와 확장 가능한 생산 역량을 활용하면서 핵심 기술을 발전시키기 위해 노력하고 있습니다.

HONPINE은 초기 개발과 검증부터 양산 적용까지 제품 개발 전 과정에서 고객을 지원하며, 실제 로봇 응용과 관련된 엔지니어링 과제를 해결할 수 있도록 돕습니다.

HONPINE은 하모닉 감속 기술의 핵심 역량을 바탕으로 정밀 전달 제품, 통합 조인트 모듈, 로봇 모션 부품 포트폴리오를 지속적으로 개발해 나갈 것입니다.

신뢰할 수 있는 제품, 지속적인 기술 혁신, 제조 역량을 통해 HONPINE은 로봇과 지능형 장비의 지속적인 발전을 지원하고자 합니다.