스토브리, 정교한 6축관절 운동성으로 기술 경쟁력 강화

차별화된 구동기술이 만들어낸 특별함

황 주 상 기자

구동기술은 로봇 성능에서의 핵심요소이다. 많은 제조업체들이 기존의 동력전달장치 솔루션을 강하게 신뢰하지만 여기엔 예외가 있다. 스토브리는 6축관절의 운동성을 위해 구동기술을 독자적으로 개발해왔다. 이는 로봇의 역동성·내구성·정밀도의 명확한 기준점을 제시할 수 있는 계기가 됐다. 스토브리 로봇 R&D 부문 제럴드 폭트(Gerald Vogt) 팀장은 “구동기술은 기술 경쟁력의 핵심”이라며, “스토브리의 6축 로봇은 밀폐형 구조의 콤팩트한 디자인에서 로봇성능의 역동성과 정밀도를 충분히 표현해낸다. 실제로 이러한 밀폐형 구조는 구동기술 분야에서 강력한 경쟁력이 된다”고 말했다. 이어서 그는 “기존의 구동시스템은 밀폐된 케이스 내부의 하중에서 발생하는 온도변화에 쉽게 영향을 받았다. 이러한 이유로 스토브리가 자체적으로 기어를 제조하게 됐으며, 이는 성공적인 로봇 성능의 중요한 요인이 됐다”고 덧붙였다.

스토브리 로봇의 구동 부품은 프랑스의 파베르제(Faverges)공장의 기술자들이 정교한 수작업과 자동화된 품질관리 시스템을 통해 생산하고 있다. 기술력 중 가장 까다롭고 핵심적인 부분이 바로 동력전달장치의 실제 조립이 모두 수작업으로 이뤄진다는 것이다.

높은 수준의 정교한 기술을 필요로 하는 기어 조립 방식은 스토브리의 오랜 노하우와 풍부한 경험에서 비롯된다. 기어 내부의 미묘한 경사각도는 생산로봇의 종류와 형식에 따라 정확히 조정되는데, 기어 조립품들의 경사가 너무 낮으면 백래쉬가 발생할 수 있고, 경사가 너무 높을 경우에는 과도한 마모현상을 일으킬 수 있기 때문이다.

최고의 품질을 보장하는 기술력

스토브리의 기어 부속품들은 생산 직후 선형성 테스트에 들어간다. 그리고 1차 테스트 후 다시 한 번 선형성 테스트를 진행하는데, 이는 조립과정에서 동력전달부품의 선형성에 악영향을 끼칠지도 모를 다양한 오류현상을 정확히 체크하기 위함이다. 최종적으로는 각 로봇이 마지막 품질검사를 통해 종합적인 정밀도와 경력 정확도 테스트를 받아 각각의 품질검사에서 100% 만족할 수 있는 결과를 획득한 로봇만이 최종 판매단계로 넘어갈 수 있다. 이렇게 까다로운 검사로 인해 스토브리는 지금까지 기술적인 불만으로 지적받은 적이 거의 없다.

오늘날과 같이 신뢰성은 물론, 컨트롤 또한 가능한 생산과정의 시대에서 대부분의 타 제조업체들은 이렇듯 고도의 품질보증 과정은 필요없다고 간과하고 있다. 하지만 스토브리 로봇개발 부문 제럴드 폭트 부장은 “모든 과정이 결국 오차 허용도의 문제”라며, “스토브리 기어 부품들은 로봇의 모델과 형식에 따라 정확하게 맞춰져 있다. 이는 바로 스토브리 6축 로봇이 정밀도에서 우위에 설 수 있는 근본적인 이유”라고 주장했다.

최근 스토브리에서 생산된 로봇 팔의 손목 부분의 디자인을 보면, 기존의 제품과 상당한 차이점을 발견할 수 있는데 이는 JCS/JCM 기어를 1축에서 4축까지 장착했기 때문이다. 모터기어로 이뤄진 JCM은 콤팩트한 사이즈 때문에 로봇의 1축에서 4축까지만 사용이 가능하다. 한편, JCS 기술력을 바탕으로 한 JCM은 모터가 오일박스 내부에 하나의 장치로써 변속기에 통합돼 있다는 점이 특징으로 이러한 형태는 콤팩트한 설계구조와 첨단 기능들의 통합으로 설명된다.

이러한 통합 모터에는 구동 피니언(Drive Pinion)이 없다. 즉, 기계내부의 백래쉬를 제거하고 지속적인 조정 작업을 하지 않도록 유도하는 역할을 수행한다. 속기·베어링·모터의 세 가지 기능적 통합 외에도 구동기술의 중요한 장점에는 동력전달장치와 백래쉬 방지 및 지속성, 이 세 가지의 완벽한 조화가 있다.

10만 시간 이상 사용 가능한 구동시스템

스토브리 로봇이 전혀 다른 사이즈로 최적화된 기어를 사용할 수 있었던 것은 스토브리가 구동기술을 독점적으로 개발 및 제조할 수 있기 때문에 가능한 것이다. 이와 같은 이유로 RX와 TX 시리즈 로봇이 단순히 소형구동기술 문제로 실패하는 경우는 거의 없다.

스토브리 구동시스템은 오류를 일으키기는 커녕 오히려 작업량에 따라 10만시간 이상 사용이 가능하며, 동시에 짧은 사이클 타입과 과부하로 인한 문제에 최선의 대처를 실행할 수 있도록 조정된다. 제럴트 폭트 부장은 “스토브리는 구동시스템을 단순히 특정 사이클이나 데이터상의 동작을 위해 활용하지 않았다. 구동시스템은 최대의 시간 동안 최대치의 생산과 최고치의 정밀도를 이루어낼 수 있도록 고안된 것”이라고 전했다.

구동 시스템의 구성품을 정밀하게 검사해 보면, 스토브리의 품질에 대한 헌신적인 투자와 노력을 가늠할 수 있다. 윤활 작업이 따로 필요한 일반 기어 구성품에 비해 스토브리의 기어 시스템과 모터는 오일박스에 완전히 담겨져 있는데 이는 온도상승방지, 더 긴 수명, 그리고 소음방출 정도를 감소시키는 역할을 수행하기 때문이다.

이렇듯 일반 동력 전달 시스템과 비교해 스토브리 시스템이 더 긴 수명을 유지할 수 있는 또 다른 요인은 마모현상을 현저히 줄일 수 있는 것은 볼베어링의 고밀도성 때문이다.

제럴드 폭트 부장은 “로봇 내부의 구동시스템을 보면 6축 로봇의 특징을 알 수 있다. 스토브리가 동력 전달 시스템 분야를 독자적으로 개발하지 못했다면, 밀폐형 구조의 콤팩트한 6축 로봇의 높은 수명과 성능은 빛을 발하지 못했을 것”이라며, “RX/TX 시리즈는 까다로운 산업 애플리케이션에 적격이라고 자신 있게 말할 수 있다”고 전했다.

FA Journal 황 주 상 기자 (fa@infothe.com)

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