실외 로봇 관절 솔루션: 토크 센서가 내장된 하모닉 관절 모듈

안녕하세요, 여러분. 저는 HONPINE의 기술 이사 Theodore Li입니다.

로봇이 통제된 공장 환경을 벗어나면서 로봇 관절에 대한 요구사항도 변화하고 있습니다. 실외 로봇은 비, 먼지, 변화하는 온도, 저온 조건 및 외부 하중을 예측하기 어려운 상황에서 작업해야 할 수 있습니다. 이러한 애플리케이션에서 로봇 관절은 단순히 회전 기능만 제공해서는 안 됩니다. 로봇 제어 시스템에 신뢰할 수 있는 동작, 기계적 보호 및 유용한 피드백을 제공해야 합니다.

이러한 이유로 당사는 실외 로봇 애플리케이션을 위한 토크 센싱 내장형 하모닉 관절 솔루션을 개발했습니다.

고객과 협력한 경험에 따르면, 몇 가지 요구사항이 반복적으로 제기됩니다. 즉, 로봇은 관절의 실제 토크를 알아야 하고, 액추에이터는 적절한 환경 보호 기능을 갖춰야 하며, 케이블 출구는 적절히 보호되어야 하고, 온도가 매우 낮아져도 관절은 계속해서 안정적으로 작동해야 합니다.

이 글에서는 이러한 실용적인 엔지니어링 요구사항에 초점을 맞추고, 당사의 하모닉 관절 모듈이 이를 어떻게 충족하는지 설명하고자 합니다.

실외 로봇 관절은 무엇이 다른가?

공장 내부에서 작동하는 산업용 로봇은 일반적으로 비교적 통제된 환경에서 작동합니다. 온도, 습도, 먼지 및 기계적 조건은 대개 관리할 수 있습니다.

실외 로봇은 다릅니다.

실외에 설치된 로봇은 비, 먼지, 습도, 온도 변동 및 예기치 않은 기계적 접촉을 경험할 수 있습니다. 또한 로봇은 고르지 않은 표면에서 작업하거나 구조물, 공구 또는 다른 물체와 직접 상호작용할 수 있습니다.이러한 조건은 로봇 관절에 여러 가지 과제를 만듭니다.

관절은 충분한 출력 토크와 위치 정확도를 갖춰야 하지만, 로봇 주변의 실제 환경 조건도 견뎌야 합니다. 동시에 제어 시스템은 관절에 작용하는 기계적 하중에 대한 정보가 필요할 수 있습니다.

이러한 이유로 실외 로봇 관절은 동작 성능, 토크 피드백, 환경 보호, 온도 적응성 및 기계적 통합 등 여러 관점에서 동시에 평가해야 한다고 생각합니다.

직접 토크 데이터를 위한 내장형 토크 센서

당사 하모닉 관절 모듈의 중요한 특징 중 하나는 내장형 토크 센서입니다.

관절은 모터 측 정보에만 의존하는 대신 출력 측에서 토크를 감지하고 토크 관련 데이터를 제어 시스템에 제공할 수 있습니다.

이를 통해 로봇은 관절에 작용하는 기계적 하중을 보다 직접적으로 파악할 수 있습니다.

예를 들어 위치 피드백은 로봇에 관절의 위치를 알려줄 수 있습니다. 토크 피드백은 관절이 경험하는 기계적 하중의 크기에 대한 추가 정보를 제공합니다.

실외 로봇의 경우 외부 하중이 지속적으로 변할 수 있으므로 이러한 차이는 특히 중요합니다.

로봇은 예기치 않은 물체와 마주치거나, 작업 환경에서 저항을 경험하거나, 구조물에 제어된 힘을 가해야 할 수 있습니다. 이러한 상황에서 실제 출력 토크를 알면 로봇 컨트롤러에 추가 정보를 제공할 수 있습니다.

출력 측 토크 센싱이 중요한 이유？

로봇 관절의 경우 출력 측의 실제 기계적 하중은 모터에서만 얻는 정보와 다를 수 있습니다.

이 때문에 로봇이 주변 환경과의 상호작용을 이해해야 하는 경우 출력 측 토크 센싱이 유용할 수 있습니다.

위치 피드백은 로봇에 관절의 위치를 알려주며, 토크 피드백은 관절을 통해 전달되는 기계적 하중에 대한 정보를 제공합니다.

실외 로봇 애플리케이션에서는 로봇이 변화하는 저항에 대응하여 작업하거나, 외부 구조물과 접촉하거나, 가해지는 힘을 모니터링해야 하는 작업을 수행할 때 이 추가 정보가 유용할 수 있습니다.

관절 드라이브 보드의 직접 토크 데이터

당사의 토크 센싱 관절 구성을 사용하는 고객의 경우, 토크 정보는 통합 드라이브 전자장치를 통해 처리되어 고객의 제어 시스템에서 사용할 수 있습니다.

이는 고객이 관절 주변에 완전히 별도의 외부 토크 센싱 구조를 반드시 구축할 필요는 없다는 의미입니다.

기본 개념은 간단합니다:

기계적 하중 → 출력 측 토크 센싱 → 드라이브 전자장치 → 토크 데이터 → 로봇 컨트롤러

실제 인터페이스와 데이터 형식은 선택한 제품 구성 및 고객의 제어 아키텍처에 따라 달라집니다.

토크 데이터는 하중 모니터링, 토크 제한, 충돌 감지 및 힘 인지 동작을 포함한 더 큰 로봇 제어 전략의 일부로 사용할 수 있습니다. 구체적인 제어 기능은 고객이 토크 신호를 로봇 소프트웨어 및 제어 시스템에 통합하는 방식에 따라 달라집니다.

실외 로봇 애플리케이션의 경우 작동 조건이 기존 공장 장비보다 예측하기 어려운 경우가 많으므로, 이 추가 기계 정보는 특히 유용할 수 있습니다.

실외 로봇 관절 애플리케이션을 위한 IP65 보호

환경 보호는 또 다른 중요한 고려사항입니다.

당사의 하모닉 관절 모듈은 IP65 보호 등급을 달성할 수 있어, 먼지와 분사수로부터의 보호가 필요한 다양한 실외 로봇 애플리케이션에 적합합니다.

그러나 실외 로봇을 설계할 때 엔지니어가 고려해야 할 중요한 사항이 있습니다.

관절 자체의 IP 등급이 완성된 로봇도 자동으로 동일한 보호 수준을 갖는다는 의미는 아닙니다.

로봇 시스템의 전반적인 보호 성능은 커넥터, 케이블, 케이블 출구, 후면 커버, 장착 인터페이스 및 밀봉 구조의 영향도 받을 수 있습니다.

다시 말해, 신뢰할 수 있는 실외 보호를 달성하려면 액추에이터 하우징만이 아니라 전체 기계적 설치 구조를 살펴봐야 합니다.

후면 커버 및 케이블 출구 보호

후면 케이블 출구는 실외 로봇 통합 과정에서 추가적인 주의가 필요한 영역 중 하나인 경우가 많습니다.

많은 프로젝트에서 고객은 로봇 구조, 케이블 배선 요구사항 및 전체 보호 전략에 맞춰 후면 커버를 직접 설계 및 제조합니다. 후면 커버는 고객의 기계 설계와 일치해야 하므로, 이는 일반적으로 가장 실용적인 솔루션입니다.

필요한 경우 HONPINE은 맞춤형 후면 커버도 제공할 수 있습니다.

하지만 맞춤형 후면 커버에는 비표준 기계 설계, 가공 및 추가 검증 가능성이 포함되므로, 비용은 일반적으로 고객이 직접 설계하고 제조하는 후면 커버보다 높습니다.

따라서 당사는 일반적으로 고객이 먼저 기존 후면 커버 구조가 필요한 보호 기능을 제공할 수 있는지 평가할 것을 권장합니다. 특정 인터페이스, 케이블 배선 구조 또는 보호 요구사항으로 인해 맞춤화가 필요한 경우, HONPINE은 이에 상응하는 맞춤형 솔루션을 협의할 수 있습니다.

이 접근 방식은 맞춤화를 불필요하게 복잡하게 만들지 않으면서 고객에게 더 큰 유연성을 제공합니다.

저온 실외 환경을 위한 저온 그리스

온도는 실외 로봇 관절을 설계할 때 무시할 수 없는 또 다른 요소입니다.

상온에서 안정적으로 작동하는 관절도 로봇이 매우 낮은 온도에 노출될 경우에는 다른 윤활 솔루션이 필요할 수 있습니다.

저온 환경에서 작동하는 애플리케이션의 경우 실제 주변 온도, 출력 토크, 회전 속도, 듀티 사이클 및 윤활 요구사항에 따라 적합한 저온 그리스를 선택할 수 있습니다.

목적은 단순히 저온 등급의 그리스를 지정하는 것이 아닙니다. 윤활제는 고객의 실제 작동 조건에서 전체 전달 시스템과 함께 작동해야 합니다.

이는 장기간 저온에 노출된 후 시동하고 작동해야 할 수 있는 실외 로봇에 특히 중요합니다.

실외 로봇 관절을 위한 콤팩트 하모닉 전동 장치

하모닉 전동 장치 자체도 로봇 관절 설계에 여러 가지 이점을 제공합니다.

하모닉 감속기는 비교적 콤팩트한 구조 내에서 높은 감속비를 제공할 수 있습니다. 이를 통해 대형 다단 전동 시스템 없이 모터의 고속 회전을 낮은 출력 속도와 높은 출력 토크로 변환할 수 있습니다.

로봇 관절의 경우 이는 액추에이터를 콤팩트하게 유지하면서 높은 토크 밀도를 제공할 수 있습니다.

하모닉 전동 장치의 낮은 백래시 특성은 정확하고 반복 가능한 관절 위치 결정이 필요한 애플리케이션에서도 유용합니다.

그러나 실외 로봇용 하모닉 관절을 선택할 때 감속비만 고려하는 것은 권장하지 않습니다.

엔지니어는 출력 토크, 피크 토크, 출력 속도, 가속 및 감속, 듀티 사이클, 반경 하중, 축 하중 및 모멘트 하중을 포함한 전체 작동 조건을 고려해야 합니다.

적절한 감속비를 가진 관절이라도 실제 하중 조건이 액추에이터의 성능과 일치하지 않으면 부적합할 수 있습니다.

기계적 통합은 관절 성능만큼 중요합니다

실제 로봇 프로젝트에서 기술적으로 우수한 액추에이터도 로봇의 기계 구조에 맞아야 합니다.

설치 치수, 플랜지 인터페이스, 출력 구조, 케이블 배선 및 후면 커버 배치는 모두 최종 설계에 영향을 줄 수 있습니다.

이 때문에 당사는 액추에이터를 독립된 부품으로 취급하기보다 관절의 기계적 통합에 대해 고객과 함께 작업하는 경우가 많습니다.

프로젝트에 따라 고객은 출력 인터페이스, 설치 치수, 케이블 방향 또는 주변 기계 구조에 대한 특정 요구사항을 가질 수 있습니다.

일부 고객은 이러한 인터페이스를 직접 설계하는 것을 선호하는 반면, 다른 고객은 액추에이터 제조업체의 지원을 필요로 합니다.

당사의 목표는 로봇 구조가 표준 액추에이터에 맞게 재설계되도록 강요하는 대신, 관절이 로봇에 맞도록 하는 것입니다.

토크 센싱과 환경 보호의 결합

실외 로봇에서 토크 센싱과 환경 보호는 서로 다른 두 가지 문제를 해결합니다.

토크 센싱은 기계적으로 어떤 일이 일어나고 있는지에 대한 정보를 제공합니다.

환경 보호는 외부 조건에 노출되어도 관절이 계속 작동하도록 돕습니다.

이 두 측면은 독립적이지만 하나의 관절 모듈에 결합될 때 더욱 가치가 높아집니다.

로봇은 먼지, 습기 또는 큰 온도 변화가 있는 환경에서 작동하는 동시에 외부 하중을 감지해야 할 수 있습니다.

이러한 시스템에서 관절은 단순한 전동 부품이 아닙니다. 로봇의 동작 및 센싱 아키텍처의 중요한 부분이 됩니다.

이것이 통합 관절 모듈이 전체 로봇 설계를 단순화할 수 있는 한 가지 이유입니다.

실외 로봇 애플리케이션에서 검증됨

당사는 이미 여러 유형의 실외 로봇 장비에 하모닉 관절 모듈을 공급했습니다.

태양광 패널 설치 로봇

한 사례로, 캐나다의 한 고객은 실외 태양광 패널 설치용으로 설계된 로봇에 HONPINE 하모닉 관절 모듈을 사용하고 있습니다.

캐나다의 실외 태양광 패널 설치 로봇에 사용된 HONPINE 하모닉 관절 모듈.

실외 건설 로봇

당사는 실외 건설 로봇과 관련된 요구사항도 다루어 왔으며, 이러한 로봇에서는 관절이 건설 작업 중 발생하는 기계적 하중을 처리하면서 변화하는 환경 조건에서 작동해야 할 수 있습니다.

실외 청소 로봇 암

실외 청소 로봇 암은 콤팩트한 설치, 신뢰할 수 있는 동작, 환경 보호 및 하중 피드백이 모두 중요할 수 있는 또 다른 유형의 애플리케이션입니다.

이러한 애플리케이션은 서로 다르지만, 콤팩트한 관절 설치, 신뢰할 수 있는 토크 전달, 환경 보호 및 액추에이터를 고객의 기계 구조에 맞게 조정할 수 있는 능력이라는 몇 가지 공통 요구사항을 공유합니다.

당사에 이러한 프로젝트는 실용적 애플리케이션이 기본 동작 이상의 실외 로봇 관절이 달성해야 할 사항에 대한 직접적인 피드백을 제공하기 때문에 가치가 있습니다.

실외 로봇 관절을 선택할 때 엔지니어가 고려해야 할 사항은 무엇인가?

실외 로봇용 하모닉 관절 모듈을 선택할 때, 하나의 사양만을 기반으로 액추에이터를 선택하기보다 애플리케이션을 완전한 시스템으로 평가할 것을 권장합니다.

첫 번째 고려사항은 필요한 출력 토크와 속도입니다. 특히 로봇이 자주 가속, 감속 또는 방향 전환을 하는 경우 연속 및 피크 작동 조건을 모두 평가해야 합니다.

두 번째 고려사항은 기계적 하중입니다. 관절의 설치 방식과 로봇 메커니즘이 외부 힘을 액추에이터로 전달하는 방식에 따라 반경 하중, 축 하중 및 굽힘 모멘트가 중요할 수 있습니다.

세 번째 고려사항은 환경 보호입니다. 로봇이 실외에서 작동한다면 엔지니어는 액추에이터 하우징뿐 아니라 커넥터, 케이블, 케이블 출구, 후면 커버 및 장착 인터페이스의 보호 수준도 살펴봐야 합니다.

온도 역시 설계 프로세스 초기부터 고려해야 합니다. 저온 환경에서는 실제 작동 조건에 따라 윤활제와 기타 재료를 선택해야 합니다.

마지막으로 로봇에 힘 인지 동작 또는 기계적 하중 모니터링이 필요한 경우, 토크 피드백의 가용성과 인터페이스를 나중에 추가하기보다 프로젝트 초기 단계에서 평가해야 합니다.

실외 로봇용 HONPINE 하모닉 관절 모듈

HONPINE에서 실외 로봇 관절에 대한 당사의 접근 방식은 단순히 하모닉 감속기와 모터를 함께 배치하는 것이 아닙니다.

당사는 완전한 로봇 애플리케이션에 영향을 미치는 요구사항에 중점을 둡니다.

당사의 하모닉 관절 모듈은 정밀 하모닉 전동 장치에 토크 센싱, 통합 전자장치 및 환경 보호 기계 구조를 결합할 수 있습니다.

실외 애플리케이션의 주요 기능은 다음과 같습니다:

• 내장형 토크 센싱 및 직접 토크 데이터

• IP65 지원 관절 보호

• 저온 윤활 옵션

• 유연한 기계적 통합

• 필요 시 맞춤형 후면 커버 솔루션

• 높은 토크 밀도의 콤팩트 하모닉 전동 장치

이러한 기능은 엔지니어가 통제된 공장 환경 밖에서 작동해야 하는 로봇 시스템을 개발할 때 더 많은 선택지를 제공합니다.

동시에 모든 실외 로봇이 동일한 구성을 필요로 하는 것은 아닙니다. 적합한 관절은 로봇의 실제 토크, 속도, 기계적 하중, 온도, 보호 및 제어 요구사항에 따라 선택해야 합니다.

결론

실외 로봇 분야는 점점 더 높은 요구사항을 제시하고 있습니다.

로봇이 건설 현장, 실외 유지보수, 태양광 설치, 청소 및 기타 비정형 환경으로 진입하면서 로봇 관절은 정확한 회전 이상의 기능을 제공해야 합니다.

관절은 환경을 견뎌야 하고, 유용한 기계적 피드백을 제공하며, 로봇 구조와 안정적으로 통합되어야 합니다.

이러한 애플리케이션에서 토크 센싱이 내장된 하모닉 관절 모듈은 정밀 전동, 콤팩트한 통합 및 직접적인 기계적 하중 정보의 효과적인 조합을 제공할 수 있습니다.

HONPINE은 토크 센싱, 환경 보호, 저온 작동 및 기계적 맞춤화를 포함한 이러한 실용적 요구사항에 대해 고객과 지속적으로 협력하고 있습니다.

실외 로봇 암, 건설 로봇, 태양광 설치 로봇 또는 기타 실외 로봇 시스템을 개발 중이라면, 당사는 귀하의 토크, 속도, 기계 인터페이스 및 환경 조건을 기반으로 필요한 관절 구성을 평가할 수 있습니다.

적합한 로봇 관절은 단순히 가장 높은 사양을 갖춘 제품이 아닙니다. 로봇의 실제 요구사항에 부합하는 제품입니다.

실외 로봇 관절은 무엇이 다른가?

공장 내부에서 작동하는 산업용 로봇은 일반적으로 비교적 통제된 환경에서 작동합니다. 온도, 습도, 먼지 및 기계적 조건은 대개 관리할 수 있습니다.

실외 로봇은 다릅니다.

실외에 설치된 로봇은 비, 먼지, 습도, 온도 변동 및 예기치 않은 기계적 접촉을 경험할 수 있습니다. 또한 로봇은 고르지 않은 표면에서 작업하거나 구조물, 공구 또는 다른 물체와 직접 상호작용할 수 있습니다.

이러한 조건은 로봇 관절에 여러 가지 과제를 만듭니다.

관절은 충분한 출력 토크와 위치 정확도를 갖춰야 하지만, 로봇 주변의 실제 환경 조건도 견뎌야 합니다. 동시에 제어 시스템은 관절에 작용하는 기계적 하중에 대한 정보가 필요할 수 있습니다.

이러한 이유로 실외 로봇 관절은 동작 성능, 토크 피드백, 환경 보호, 온도 적응성 및 기계적 통합 등 여러 관점에서 동시에 평가해야 한다고 생각합니다.

직접 토크 데이터를 위한 내장형 토크 센서

당사 하모닉 관절 모듈의 중요한 특징 중 하나는 내장형 토크 센서입니다.

관절은 모터 측 정보에만 의존하는 대신 출력 측에서 토크를 감지하고 토크 관련 데이터를 제어 시스템에 제공할 수 있습니다.

이를 통해 로봇은 관절에 작용하는 기계적 하중을 보다 직접적으로 파악할 수 있습니다.

예를 들어 위치 피드백은 로봇에 관절의 위치를 알려줄 수 있습니다. 토크 피드백은 관절이 경험하는 기계적 하중의 크기에 대한 추가 정보를 제공합니다.

실외 로봇의 경우 외부 하중이 지속적으로 변할 수 있으므로 이러한 차이는 특히 중요합니다.

로봇은 예기치 않은 물체와 마주치거나, 작업 환경에서 저항을 경험하거나, 구조물에 제어된 힘을 가해야 할 수 있습니다. 이러한 상황에서 실제 출력 토크를 알면 로봇 컨트롤러에 추가 정보를 제공할 수 있습니다.

출력 측 토크 센싱이 중요한 이유？

로봇 관절의 경우 출력 측의 실제 기계적 하중은 모터에서만 얻는 정보와 다를 수 있습니다.

이 때문에 로봇이 주변 환경과의 상호작용을 이해해야 하는 경우 출력 측 토크 센싱이 유용할 수 있습니다.

위치 피드백은 로봇에 관절의 위치를 알려주며, 토크 피드백은 관절을 통해 전달되는 기계적 하중에 대한 정보를 제공합니다.

실외 로봇 애플리케이션에서는 로봇이 변화하는 저항에 대응하여 작업하거나, 외부 구조물과 접촉하거나, 가해지는 힘을 모니터링해야 하는 작업을 수행할 때 이 추가 정보가 유용할 수 있습니다.

관절 드라이브 보드의 직접 토크 데이터

당사의 토크 센싱 관절 구성을 사용하는 고객의 경우, 토크 정보는 통합 드라이브 전자장치를 통해 처리되어 고객의 제어 시스템에서 사용할 수 있습니다.

이는 고객이 관절 주변에 완전히 별도의 외부 토크 센싱 구조를 반드시 구축할 필요는 없다는 의미입니다.

기본 개념은 간단합니다:

기계적 하중 → 출력 측 토크 센싱 → 드라이브 전자장치 → 토크 데이터 → 로봇 컨트롤러

실제 인터페이스와 데이터 형식은 선택한 제품 구성 및 고객의 제어 아키텍처에 따라 달라집니다.

토크 데이터는 하중 모니터링, 토크 제한, 충돌 감지 및 힘 인지 동작을 포함한 더 큰 로봇 제어 전략의 일부로 사용할 수 있습니다. 구체적인 제어 기능은 고객이 토크 신호를 로봇 소프트웨어 및 제어 시스템에 통합하는 방식에 따라 달라집니다.

실외 로봇 애플리케이션의 경우 작동 조건이 기존 공장 장비보다 예측하기 어려운 경우가 많으므로, 이 추가 기계 정보는 특히 유용할 수 있습니다.

실외 로봇 관절 애플리케이션을 위한 IP65 보호

환경 보호는 또 다른 중요한 고려사항입니다.

당사의 하모닉 관절 모듈은 IP65 보호 등급을 달성할 수 있어, 먼지와 분사수로부터의 보호가 필요한 다양한 실외 로봇 애플리케이션에 적합합니다.

그러나 실외 로봇을 설계할 때 엔지니어가 고려해야 할 중요한 사항이 있습니다.

관절 자체의 IP 등급이 완성된 로봇도 자동으로 동일한 보호 수준을 갖는다는 의미는 아닙니다.

로봇 시스템의 전반적인 보호 성능은 커넥터, 케이블, 케이블 출구, 후면 커버, 장착 인터페이스 및 밀봉 구조의 영향도 받을 수 있습니다.

다시 말해, 신뢰할 수 있는 실외 보호를 달성하려면 액추에이터 하우징만이 아니라 전체 기계적 설치 구조를 살펴봐야 합니다.

후면 커버 및 케이블 출구 보호

후면 케이블 출구는 실외 로봇 통합 과정에서 추가적인 주의가 필요한 영역 중 하나인 경우가 많습니다.

많은 프로젝트에서 고객은 로봇 구조, 케이블 배선 요구사항 및 전체 보호 전략에 맞춰 후면 커버를 직접 설계 및 제조합니다. 후면 커버는 고객의 기계 설계와 일치해야 하므로, 이는 일반적으로 가장 실용적인 솔루션입니다.

필요한 경우 HONPINE은 맞춤형 후면 커버도 제공할 수 있습니다.

하지만 맞춤형 후면 커버에는 비표준 기계 설계, 가공 및 추가 검증 가능성이 포함되므로, 비용은 일반적으로 고객이 직접 설계하고 제조하는 후면 커버보다 높습니다.

따라서 당사는 일반적으로 고객이 먼저 기존 후면 커버 구조가 필요한 보호 기능을 제공할 수 있는지 평가할 것을 권장합니다. 특정 인터페이스, 케이블 배선 구조 또는 보호 요구사항으로 인해 맞춤화가 필요한 경우, HONPINE은 이에 상응하는 맞춤형 솔루션을 협의할 수 있습니다.

이 접근 방식은 맞춤화를 불필요하게 복잡하게 만들지 않으면서 고객에게 더 큰 유연성을 제공합니다.

저온 실외 환경을 위한 저온 그리스

온도는 실외 로봇 관절을 설계할 때 무시할 수 없는 또 다른 요소입니다.

상온에서 안정적으로 작동하는 관절도 로봇이 매우 낮은 온도에 노출될 경우에는 다른 윤활 솔루션이 필요할 수 있습니다.

저온 환경에서 작동하는 애플리케이션의 경우 실제 주변 온도, 출력 토크, 회전 속도, 듀티 사이클 및 윤활 요구사항에 따라 적합한 저온 그리스를 선택할 수 있습니다.

목적은 단순히 저온 등급의 그리스를 지정하는 것이 아닙니다. 윤활제는 고객의 실제 작동 조건에서 전체 전달 시스템과 함께 작동해야 합니다.

이는 장기간 저온에 노출된 후 시동하고 작동해야 할 수 있는 실외 로봇에 특히 중요합니다.

실외 로봇 관절을 위한 콤팩트 하모닉 전동 장치

하모닉 전동 장치 자체도 로봇 관절 설계에 여러 가지 이점을 제공합니다.

하모닉 감속기는 비교적 콤팩트한 구조 내에서 높은 감속비를 제공할 수 있습니다. 이를 통해 대형 다단 전동 시스템 없이 모터의 고속 회전을 낮은 출력 속도와 높은 출력 토크로 변환할 수 있습니다.

로봇 관절의 경우 이는 액추에이터를 콤팩트하게 유지하면서 높은 토크 밀도를 제공할 수 있습니다.

하모닉 전동 장치의 낮은 백래시 특성은 정확하고 반복 가능한 관절 위치 결정이 필요한 애플리케이션에서도 유용합니다.

그러나 실외 로봇용 하모닉 관절을 선택할 때 감속비만 고려하는 것은 권장하지 않습니다.

엔지니어는 출력 토크, 피크 토크, 출력 속도, 가속 및 감속, 듀티 사이클, 반경 하중, 축 하중 및 모멘트 하중을 포함한 전체 작동 조건을 고려해야 합니다.

적절한 감속비를 가진 관절이라도 실제 하중 조건이 액추에이터의 성능과 일치하지 않으면 부적합할 수 있습니다.

기계적 통합은 관절 성능만큼 중요합니다

실제 로봇 프로젝트에서 기술적으로 우수한 액추에이터도 로봇의 기계 구조에 맞아야 합니다.

설치 치수, 플랜지 인터페이스, 출력 구조, 케이블 배선 및 후면 커버 배치는 모두 최종 설계에 영향을 줄 수 있습니다.

이 때문에 당사는 액추에이터를 독립된 부품으로 취급하기보다 관절의 기계적 통합에 대해 고객과 함께 작업하는 경우가 많습니다.

프로젝트에 따라 고객은 출력 인터페이스, 설치 치수, 케이블 방향 또는 주변 기계 구조에 대한 특정 요구사항을 가질 수 있습니다.

일부 고객은 이러한 인터페이스를 직접 설계하는 것을 선호하는 반면, 다른 고객은 액추에이터 제조업체의 지원을 필요로 합니다.

당사의 목표는 로봇 구조가 표준 액추에이터에 맞게 재설계되도록 강요하는 대신, 관절이 로봇에 맞도록 하는 것입니다.

토크 센싱과 환경 보호의 결합

실외 로봇에서 토크 센싱과 환경 보호는 서로 다른 두 가지 문제를 해결합니다.

토크 센싱은 기계적으로 어떤 일이 일어나고 있는지에 대한 정보를 제공합니다.

환경 보호는 외부 조건에 노출되어도 관절이 계속 작동하도록 돕습니다.

이 두 측면은 독립적이지만 하나의 관절 모듈에 결합될 때 더욱 가치가 높아집니다.

로봇은 먼지, 습기 또는 큰 온도 변화가 있는 환경에서 작동하는 동시에 외부 하중을 감지해야 할 수 있습니다.

이러한 시스템에서 관절은 단순한 전동 부품이 아닙니다. 로봇의 동작 및 센싱 아키텍처의 중요한 부분이 됩니다.

이것이 통합 관절 모듈이 전체 로봇 설계를 단순화할 수 있는 한 가지 이유입니다.

실외 로봇 애플리케이션에서 검증됨

당사는 이미 여러 유형의 실외 로봇 장비에 하모닉 관절 모듈을 공급했습니다.

태양광 패널 설치 로봇

한 사례로, 캐나다의 한 고객은 실외 태양광 패널 설치용으로 설계된 로봇에 HONPINE 하모닉 관절 모듈을 사용하고 있습니다.

캐나다의 실외 태양광 패널 설치 로봇에 사용된 HONPINE 하모닉 관절 모듈.

실외 건설 로봇

당사는 실외 건설 로봇과 관련된 요구사항도 다루어 왔으며, 이러한 로봇에서는 관절이 건설 작업 중 발생하는 기계적 하중을 처리하면서 변화하는 환경 조건에서 작동해야 할 수 있습니다.

실외 청소 로봇 암

실외 청소 로봇 암은 콤팩트한 설치, 신뢰할 수 있는 동작, 환경 보호 및 하중 피드백이 모두 중요할 수 있는 또 다른 유형의 애플리케이션입니다.

이러한 애플리케이션은 서로 다르지만, 콤팩트한 관절 설치, 신뢰할 수 있는 토크 전달, 환경 보호 및 액추에이터를 고객의 기계 구조에 맞게 조정할 수 있는 능력이라는 몇 가지 공통 요구사항을 공유합니다.

당사에 이러한 프로젝트는 실용적 애플리케이션이 기본 동작 이상의 실외 로봇 관절이 달성해야 할 사항에 대한 직접적인 피드백을 제공하기 때문에 가치가 있습니다.

실외 로봇 관절을 선택할 때 엔지니어가 고려해야 할 사항은 무엇인가?

실외 로봇용 하모닉 관절 모듈을 선택할 때, 하나의 사양만을 기반으로 액추에이터를 선택하기보다 애플리케이션을 완전한 시스템으로 평가할 것을 권장합니다.

첫 번째 고려사항은 필요한 출력 토크와 속도입니다. 특히 로봇이 자주 가속, 감속 또는 방향 전환을 하는 경우 연속 및 피크 작동 조건을 모두 평가해야 합니다.

두 번째 고려사항은 기계적 하중입니다. 관절의 설치 방식과 로봇 메커니즘이 외부 힘을 액추에이터로 전달하는 방식에 따라 반경 하중, 축 하중 및 굽힘 모멘트가 중요할 수 있습니다.

세 번째 고려사항은 환경 보호입니다. 로봇이 실외에서 작동한다면 엔지니어는 액추에이터 하우징뿐 아니라 커넥터, 케이블, 케이블 출구, 후면 커버 및 장착 인터페이스의 보호 수준도 살펴봐야 합니다.

온도 역시 설계 프로세스 초기부터 고려해야 합니다. 저온 환경에서는 실제 작동 조건에 따라 윤활제와 기타 재료를 선택해야 합니다.

마지막으로 로봇에 힘 인지 동작 또는 기계적 하중 모니터링이 필요한 경우, 토크 피드백의 가용성과 인터페이스를 나중에 추가하기보다 프로젝트 초기 단계에서 평가해야 합니다.

실외 로봇용 HONPINE 하모닉 관절 모듈

HONPINE에서 실외 로봇 관절에 대한 당사의 접근 방식은 단순히 하모닉 감속기와 모터를 함께 배치하는 것이 아닙니다.

당사는 완전한 로봇 애플리케이션에 영향을 미치는 요구사항에 중점을 둡니다.

당사의 하모닉 관절 모듈은 정밀 하모닉 전동 장치에 토크 센싱, 통합 전자장치 및 환경 보호 기계 구조를 결합할 수 있습니다.

실외 애플리케이션의 주요 기능은 다음과 같습니다:

• 내장형 토크 센싱 및 직접 토크 데이터

• IP65 지원 관절 보호

• 저온 윤활 옵션

• 유연한 기계적 통합

• 필요 시 맞춤형 후면 커버 솔루션

• 높은 토크 밀도의 콤팩트 하모닉 전동 장치

이러한 기능은 엔지니어가 통제된 공장 환경 밖에서 작동해야 하는 로봇 시스템을 개발할 때 더 많은 선택지를 제공합니다.

동시에 모든 실외 로봇이 동일한 구성을 필요로 하는 것은 아닙니다. 적합한 관절은 로봇의 실제 토크, 속도, 기계적 하중, 온도, 보호 및 제어 요구사항에 따라 선택해야 합니다.

결론

실외 로봇 분야는 점점 더 높은 요구사항을 제시하고 있습니다.

로봇이 건설 현장, 실외 유지보수, 태양광 설치, 청소 및 기타 비정형 환경으로 진입하면서 로봇 관절은 정확한 회전 이상의 기능을 제공해야 합니다.

관절은 환경을 견뎌야 하고, 유용한 기계적 피드백을 제공하며, 로봇 구조와 안정적으로 통합되어야 합니다.

이러한 애플리케이션에서 토크 센싱이 내장된 하모닉 관절 모듈은 정밀 전동, 콤팩트한 통합 및 직접적인 기계적 하중 정보의 효과적인 조합을 제공할 수 있습니다.

HONPINE은 토크 센싱, 환경 보호, 저온 작동 및 기계적 맞춤화를 포함한 이러한 실용적 요구사항에 대해 고객과 지속적으로 협력하고 있습니다.

실외 로봇 암, 건설 로봇, 태양광 설치 로봇 또는 기타 실외 로봇 시스템을 개발 중이라면, 당사는 귀하의 토크, 속도, 기계 인터페이스 및 환경 조건을 기반으로 필요한 관절 구성을 평가할 수 있습니다.

적합한 로봇 관절은 단순히 가장 높은 사양을 갖춘 제품이 아닙니다. 로봇의 실제 요구사항에 부합하는 제품입니다.