HONPINE 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브는 산업 자동화에서 어떻게 시장 점유율을 확보할 수 있을까요?

이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브란 무엇인가?

일반적인 하모닉 드라이브에는 두 가지 유형의 플렉스스플라인이 있습니다: 컵형과 햇형. 직선 기어부 외에도, 컵형의 내측 플랜지와 햇형의 외측 플랜지는 모두 출력 회전을 구동하는 데 사용됩니다. "이중 원형 스플라인"이라는 용어는 두 개의 원형 스플라인이 존재함을 의미합니다. 첫 번째 원형 스플라인, 플렉스스플라인, 그리고 웨이브 제너레이터는 표준 하모닉 드라이브와 유사하게 작동합니다: 원형 스플라인은 플렉스스플라인보다 치수가 2개 더 많기 때문에, 플렉스스플라인은 웨이브 제너레이터가 1회전할 때마다 2치만큼 역방향으로 회전합니다. 핵심적인 차이점은 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브의 플렉스스플라인이 출력을 구동하는 플랜지가 없는 직선 원통형 구조라는 점에 있습니다. 따라서 두 번째 원형 스플라인이 도입됩니다. 이 두 번째 원형 스플라인은 플렉스스플라인과 동일한 치수를 가지므로, 플렉스스플라인과 정확히 동일한 각도로 회전합니다.

이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브의 개발 배경

기존 하모닉 기어 드라이브와 관련된 감속비 범위의 한계와 높은 비용 문제를 해결하고, 로봇 관절의 "소형화, 경량 설계, 빠른 응답, 고정밀도"에 대한 엔지니어링 요구를 충족하기 위해서는, 전달 방식의 재설계와 핵심 부품의 성능 향상을 통한 기술적 돌파가 필요했습니다. 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브에서 링형 플렉스스플라인은 우수한 하중 지지 능력과 단순한 구조를 제공합니다. 웨이브 제너레이터의 작용 하에서 축방향 변형이 발생하지 않으며, 치형 설계 시 축방향 뒤틀림으로 인한 간섭 문제를 고려할 필요가 없습니다.

이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브의 특징

경량화, 콤팩트한 크기, 높은 토크, 향상된 중량 대비 토크 비율

이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브는 구조가 더 콤팩트하여 기존 하모닉 드라이브보다 더 작은 크기를 구현할 수 있습니다. 최대 외경은 17%까지, 중량은 최대 24%, 감속기 관성은 최대 42%까지 줄일 수 있습니다. 이는 가감속에 필요한 토크를 줄여 로봇의 전체 전력 소비를 최대 29%까지 낮춥니다. 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브는 산업 자동화 장비와 같은 고토크 하중 응용 분야에서 단일 원형 스플라인 버전보다 더 적합합니다.

기존 하모닉 드라이브보다 더 빠른 토크 응답

다른 하모닉 드라이브에서는 토크가 플렉스스플라인의 치를 통해 연결 플랜지(컵형 또는 햇형)로 전달되며, 기어와 플랜지 사이에는 원통형 구간이 있습니다. 이로 인해 플렉스스플라인에 미세한 비틀림이 발생합니다. 직선 원통형 설계는 이를 크게 개선하여, 중간의 유연한 전달을 제거하고 더 빠른 응답과 더 높은 강성을 제공합니다.

다른 하모닉 드라이브보다 더 높은 강성과 더 긴 수명

이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브는 기존 하모닉 드라이브보다 더 우수한 강성을 제공하는데, 이는 주로 웨이브 제너레이터 내의 볼이 롤러로 대체되고 직선 원통형 플렉스스플라인이 더 긴 접촉선을 가능하게 하기 때문입니다. 단일 원형 스플라인 하모닉 드라이브에서 컵형 또는 햇형 플렉스스플라인은 기어 링 표면과 플랜지 사이에 90° 굴곡이 있으며, 이 부분이 가장 취약한 지점입니다. 이 영역은 충격 저항성이 낮고 갑작스러운 고토크 하에서 비틀림 변형이 발생하기 쉽습니다. 이중 원형 스플라인 설계는 플렉스스플라인 플랜지를 동적 원형 스플라인으로 대체하여 플렉스스플라인을 직선 원통형 구조로 발전시켰습니다. 이를 통해 90° 굴곡이 제거되어 충격 저항성이 크게 향상되고 사용 수명이 연장됩니다.

더 쉬운 설치

이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브의 플렉스스플라인은 두 원형 스플라인 모두와 조정 가능한 간극을 가지므로 조립이 더 용이합니다.

HONPINE은 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브의 생산 과제를 어떻게 극복하는가

이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브는 두 개의 원형 스플라인과 두 세트의 맞물림 치를 가지고 있으며, 각각 정밀도와 효율성을 고려해야 하므로 가공 난도가 더 높습니다. 직선 원통형 플렉스스플라인으로 인해 타원의 치수 공차에 특별한 주의를 기울여야 합니다. HONPINE은 베어링 내륜과 원형 스플라인의 일체형 설계를 채택하여 부품 수를 줄이고, 크기와 관성을 최소화하며, 조립 시간을 단축하고, 동축도를 향상시킵니다. HONPINE의 잘 구축된 공급망 시스템 역시 이 과정에서 중요한 역할을 합니다.

이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브 부품의 가공 오차와 조립 편차는 주기적인 강성 변동을 유발하는 주요 요인입니다. 플렉스스플라인 또는 원형 스플라인이 가공 중 설치 편심을 가지면, 기어에는 누적 피치 오차가 나타납니다. 이러한 기어가 내접 맞물림을 할 때, 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브의 비틀림 강성은 주기적으로 변동하지만 주파수는 비교적 낮습니다. 치형 설계 이론에 기반하여, HONPINE은 혁신적으로 "P" 치형을 개발했습니다. P형 치는 치높이가 낮고, 치폭이 넓으며, 치근 곡률이 크고, 반경 방향 변형이 최소화됩니다. 이는 플렉스스플라인 변형 시 교번 응력을 줄여 치근 파단 위험을 낮추고, 결과적으로 플렉스스플라인의 피로 수명을 향상시킵니다. 그러나 P형 치는 맞물림 깊이가 더 작아 전달 중 맞물리는 치 수가 S형 치보다 적기 때문에, 강성과 하중 지지 능력이 약간 감소합니다.

왜 HONPINE 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브를 선택해야 하는가?

HONPINE은 성장, 고객 피드백, 그리고 R&D 투자에 중점을 둔 기업입니다. 2018년부터 HONPINE은 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브 개발에 투자해 왔으며, 이 분야에서 일본 Harmonic Drive Systems의 독점을 깨고 중국에서 이 기술에 가장 이른 시기부터 전념한 기업 중 하나가 되었습니다.

당사는 R&D를 중시하는 동시에 제품 품질 보증도 동일하게 중요하게 생각합니다. 모든 하모닉 드라이브는 출하 전에 비틀림 진동 시험과 비틀림 좌굴 시험을 포함한 엄격한 테스트를 거칩니다. 다차원 기능 테스트를 통해 제품 품질을 보장하는 동시에, 당사의 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브의 강점과 약점에 대해 더 깊이 이해하고 R&D 방향을 지속적으로 개선하고 있습니다.

현재 HONPINE 이중 원형 스플라인 하모닉 드라이브는 주로 산업 자동화 장비용으로 시장에서 검증되었습니다. 여러 고객의 테스트와 사용을 거쳤으며, 매우 긍정적인 피드백을 받고 있습니다.