AMR 구동 시스템 구조와 감속기 선정 기준 이해하기

목차

• AMR 구동 시스템은 어떻게 구성되나
• 적재 하중과 주행 환경을 함께 살펴봐야 하는 이유
• 차체 높이와 구동부 설치 공간도 중요한 조건
• 리프트와 컨베이어 등 상부 기구도 구동 시스템의 일부
• AMR 구동 시스템과 본시스템즈의 사이클로이드 감속기
• AMR 구동 시스템을 정리하며
• FAQ
• 참고자료

자율이송로봇 AMR의 구동 시스템 구조 이해하기

AMR은 공장이나 물류센터에서 자재와 제품을 운반하는 이동 로봇입니다. 스스로 이동하면서 작업물을 운반해야 하기 때문에 차체를 움직이는 주행부와 짐을 다루는 상부 기구가 함께 구성될 수 있습니다.

이 가운데 AMR 구동 시스템은 로봇이 이동하고 정지하며 필요한 경우 적재물을 들어 올리거나 이동시키는 동작과 관련된 부분입니다. 주행부에는 모터와 감속기, 휠 등이 사용되며, 상부에는 리프트나 컨베이어와 같은 별도의 기구가 적용될 수 있습니다.

AMR은 짐을 싣고 이동하기 때문에 구동 시스템을 설계할 때 로봇 자체의 무게뿐 아니라 적재 하중과 주행 환경을 함께 살펴봐야 합니다. 통로의 폭과 바닥 상태, 경사 구간, 필요한 이동 속도 등도 구동부를 선정하는 조건과 연결됩니다.

이 글에서는 AMR 구동 시스템이 어떻게 구성되는지와 주행 방식에 따른 차이, 적재 하중과 설치 공간을 고려해 감속기와 구동부를 검토하는 방법을 살펴봅니다.

AMR 구동 시스템은 어떻게 구성되나

AMR의 구동 시스템은 크게 차체를 움직이는 주행부와 적재물을 다루는 상부 기구로 나누어 볼 수 있습니다.

주행부에서는 모터와 감속기, 또는 액추에이터가 바퀴를 회전시키고, 이를 통해 로봇이 이동합니다. AMR처럼 차체와 적재물을 함께 움직여야 하는 장비에서는 필요한 주행 속도와 하중에 맞춰 모터와 감속기 등을 구성합니다.

휠은 실제로 바닥과 접촉해 로봇을 이동시키는 부분입니다. 따라서 구동부의 조건뿐 아니라 휠의 크기와 배치, 실제 운행할 바닥의 상태도 함께 살펴봐야 합니다.

AMR에 따라서는 차체를 지지하는 별도의 바퀴가 사용되거나 여러 개의 구동륜이 배치될 수도 있습니다. 어떤 구성을 사용할지는 로봇의 크기와 적재량, 필요한 회전 방식 등에 따라 달라집니다.

상부 기구는 운반할 물체를 받거나 다른 설비로 전달하기 위해 사용됩니다. 단순한 적재판을 사용하는 AMR도 있지만 작업에 따라 리프트나 컨베이어, 회전 기구 등을 적용할 수 있습니다.

따라서 AMR 구동 시스템을 살펴볼 때는 바퀴를 움직이는 주행부만 보는 것이 아니라 차체 위에 어떤 적재물이 올라가는지와 목적지에서 어떤 작업을 해야 하는지까지 함께 확인해야 합니다.

적재 하중과 주행 환경을 함께 살펴봐야 하는 이유

AMR은 비어 있는 상태와 짐을 실은 상태에서 구동부에 요구되는 조건이 달라질 수 있습니다. 따라서 감속기나 모터를 선정할 때는 로봇 차체의 무게뿐 아니라 실제 운반할 적재물까지 포함해 살펴봐야 합니다.

특히 출발과 정지는 AMR이 운행하는 동안 반복되는 동작입니다. 목적지에서 멈추고 다시 출발하거나 사람과 다른 장비의 움직임에 따라 정지하는 상황이 발생할 수 있기 때문입니다.

경사 구간이 있는 현장이라면 해당 조건도 함께 확인해야 합니다. 평지에서 주행하는 경우와 경사를 오르거나 내려가는 경우에는 구동부에 필요한 조건이 달라질 수 있습니다.

바닥의 단차와 이음매도 실제 주행과 관련된 요소입니다. 공장이나 물류센터에는 바닥의 연결부나 작은 높이 차이가 있을 수 있으므로 AMR이 실제로 지나갈 경로를 기준으로 휠과 차체 구조를 검토하는 것이 좋습니다.

적재물의 위치도 살펴봐야 합니다. 같은 무게를 운반하더라도 짐이 차체의 한쪽에 치우치거나 높은 위치에 배치된다면 로봇의 움직임에 영향을 줄 수 있습니다. 리프트처럼 적재물의 높이가 바뀌는 기구를 사용하는 경우에도 상부 구조와 주행 조건을 함께 확인할 필요가 있습니다.

이처럼 AMR 구동 시스템은 정격 하중 하나만으로 결정하기보다 로봇 무게와 적재 하중, 운행 경로, 경사와 단차, 출발과 정지 조건을 함께 고려해 검토하는 것이 중요합니다.

차체 높이와 구동부 설치 공간도 중요한 조건

AMR은 물류 설비나 선반 아래로 들어가거나 좁은 통로를 이동해야 하는 경우가 있습니다. 따라서 차체의 전체 높이와 폭은 AMR 설계에서 중요한 조건이 됩니다.

차체 아래에는 휠과 구동부, 배터리 등 여러 구성 요소가 함께 들어갑니다. 사용할 수 있는 공간이 제한되어 있다면 감속기와 모터가 차지하는 크기도 차체 구조와 연결됩니다.

특히 휠 주변은 바퀴와 구동부뿐 아니라 주변 구조물까지 함께 배치해야 합니다. 따라서 감속기 하나의 외형만 확인하기보다 실제 휠과 결합했을 때 전체 구동부가 어느 정도의 공간을 차지하는지를 확인해야 합니다.

여러 개의 구동륜을 사용하는 AMR에서는 각 휠 구동부가 차체 내부에서 차지하는 공간도 함께 고려해야 합니다. 배터리와 제어 장치, 상부 기구를 위한 구조까지 들어가야 하기 때문에 구동부 배치는 차체 전체 설계와 연결됩니다.

차체 폭도 비슷합니다. 휠 구동부가 바깥쪽으로 많이 돌출되면 전체 로봇의 폭이 커질 수 있습니다. 운행할 통로가 정해져 있다면 차체 외형과 필요한 회전 공간까지 함께 살펴봐야 합니다.

따라서 AMR에 적용할 감속기와 구동부를 검토할 때는 필요한 토크와 감속비뿐 아니라 구동부가 실제 차체 안에 어떤 형태로 들어가는지를 함께 확인해야 합니다.

리프트와 컨베이어 등 상부 기구도 구동 시스템의 일부

AMR은 이동만 하는 장비가 아니라 목적지에서 적재물을 전달하거나 들어 올리는 기능을 함께 갖출 수 있습니다. 이러한 작업을 위해 차체 상부에 별도의 기구가 적용됩니다.

리프트는 적재물을 위아래로 움직이는 데 사용할 수 있습니다. 선반이나 적재물을 들어 올리는 방식에 따라 필요한 기구 구조와 구동부 조건이 달라질 수 있습니다.

컨베이어나 롤러를 적용한 AMR은 목적지에 도착한 뒤 적재물을 다른 설비로 전달할 수 있습니다. 이 경우에는 AMR 위의 기구와 상대 설비의 위치 관계도 함께 확인해야 합니다.

회전 기구를 적용하면 차체의 방향을 바꾸지 않고 적재물의 방향만 변경하는 방식도 검토할 수 있습니다.

이러한 상부 기구는 주행부와 별도로 동작하기 때문에 각각의 하중과 설치 공간을 기준으로 구동부를 살펴봐야 합니다. 또한 상부 기구가 추가되면 전체 차체의 무게와 적재 위치에도 변화가 생길 수 있으므로 주행부 조건을 함께 다시 확인하는 것이 좋습니다.

AMR 구동 시스템을 설계할 때 주행부와 상부 기구를 완전히 분리해서 보기 어려운 이유가 여기에 있습니다.

AMR 구동 시스템과 본시스템즈의 사이클로이드 감속기

AMR은 차체와 적재물을 이동시켜야 하기 때문에 휠 구동부에는 필요한 하중을 고려한 감속기와 모터가 적용됩니다. 동시에 차체 아래에 여러 구성 요소가 들어가야 하므로 구동부의 크기와 배치도 함께 고려해야 합니다.

본시스템즈는 로봇과 자동화 장비에 적용할 수 있는 사이클로이드 감속기 BSR 시리즈를 개발하고 있습니다.

BSR은 모터와 휠 구조를 장비 조건에 맞춰 구성할 수 있는 감속기 제품으로, AMR 구동 시스템에서도 필요한 감속비와 출력 조건, 설치 공간 등을 기준으로 적용 가능성을 검토할 수 있습니다.

AMR처럼 차체 높이가 제한되는 장비에서는 감속기가 차지하는 두께 역시 구동부 설계와 연결됩니다. 본시스템즈의 BSR은 박형 구조를 적용한 사이클로이드 감속기로, 휠 주변이나 차체 내부의 제한된 공간에서 구동부 구성을 검토할 때 활용할 수 있습니다.

중공 구조가 적용된 제품에서는 중심부 공간을 활용하는 구성도 검토할 수 있습니다. 실제 활용 방법은 모터와 휠, 차체 구조에 따라 달라지므로 적용하려는 장비의 배치 조건과 제품 도면을 함께 살펴봐야 합니다.

AMR은 짐을 싣고 이동하면서 출발과 정지를 반복합니다. 따라서 감속기를 검토할 때도 최대 하중만 보는 것보다 실제 운행 과정에서 어떤 하중이 반복되는지를 함께 살펴보는 것이 중요합니다.

본시스템즈의 Pinless 사이클로이드 구조도 제품 구성의 특징 가운데 하나입니다. Pinless 구조는 기존 핀 구성에서 필요했던 일부 결합 요소를 줄여 내부 구조를 보다 단순하게 구성한 것이 특징입니다. 이를 통해 사이클로이드 제품의 조립 편의성을 높이고 제품 생산과 양산 대응을 고려할 수 있습니다.

상부 리프트나 회전 기구처럼 별도의 구동 장치가 필요한 경우에는 BSR뿐 아니라 BCSA 액추에이터의 적용 여부도 검토할 수 있습니다. 다만 실제 적용 가능 여부는 필요한 동작과 하중, 설치 공간 등 장비 조건을 기준으로 각 제품의 사양과 비교해야 합니다.

AMR 구동 시스템에 사용할 제품을 선정할 때도 특정 구조 하나만으로 판단하지 않습니다. 로봇의 총중량과 적재량, 휠 크기, 필요한 이동 속도와 감속비, 경사 구간, 설치 공간 등을 먼저 정리한 뒤 적합한 감속기와 구동부를 검토해야 합니다.

AMR 구동 시스템을 정리하며

AMR 구동 시스템은 단순히 바퀴를 회전시키는 장치만을 의미하지 않습니다. 차체를 움직이는 휠 구동부와 짐을 다루는 상부 기구가 함께 AMR의 실제 동작을 만듭니다.

주행부를 설계할 때는 AMR의 전체 무게와 적재 하중, 주행 방식, 운행할 바닥과 경사 조건을 함께 고려해야 합니다. 사용하는 바퀴의 수와 배치가 달라지면 구동부의 구성도 달라질 수 있습니다.

차체의 높이와 폭 역시 중요한 조건입니다. 제한된 차체 안에 휠 구동부와 배터리, 제어 장치 등을 함께 배치해야 하므로 감속기와 모터가 차지하는 공간도 초기 설계 단계부터 살펴봐야 합니다.

상부에 리프트나 컨베이어와 같은 기구가 추가된다면 전체 하중과 적재 위치도 달라질 수 있습니다. 따라서 주행부와 상부 기구를 하나의 AMR 구동 시스템으로 보고 전체 조건을 함께 검토하는 것이 좋습니다.

결국 AMR 구동 시스템에서 중요한 것은 높은 토크나 특정 감속비 하나가 아니라 실제 운반해야 하는 하중과 주행 환경에 맞는 구동 구조를 구성하는 것입니다. 이러한 조건이 정리되어야 실제 장비에 적용할 감속기와 모터, 휠 구조도 구체적으로 검토할 수 있습니다.

FAQ

참고자료

1. 국제표준화기구(ISO) – https://www.iso.org

2. 국가기술표준원 – https://www.kats.go.kr

3. 한국로봇산업협회(KAR) – https://www.korearobot.or.kr

4. 한국로봇산업진흥원(KIRIA) – https://www.kiria.org

5. 한국로봇융합연구원(KIRO) – https://www.kiro.re.kr

6. 한국기계연구원 – https://www.kimm.re.kr

7. 한국산업기술시험원(KTL) – https://www.ktl.re.kr

태그: AMR 구동시스템, 사이클로이드 감속기, 자율이송로봇, 물류로봇, 감속기 선정