로봇을 설계한다는 것은, 단순히 겉모양을 결정하는 일이 아닙니다. 움직임을 어떻게 구현할 것인지, 그 움직임이 얼마나 강하고 정확하게 반복될 수 있을 것인지, 그리고 다양한 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있을 것인지를 결정짓는 수많은 요소들이 존재합니다.
본시스템즈는 사이클로이드 기어 기반의 로봇 감속기를 중심으로, 고객의 사용 목적과 환경에 맞춰 설계부터 제작, 생산까지 전 과정을 지원하는 커스터마이징 개발 서비스를 제공하고 있습니다.
이러한 맞춤형 감속기 개발은 단순한 부품 제작을 넘어, 고객의 로봇 시스템이 현장에서 신뢰성 있게 작동하도록 만드는 핵심 프로세스이기도 합니다. 실제로 다양한 산업군의 기업들이 로봇 감속기 설계를 문의주시고 있습니다.
이번 콘텐츠에서는 왜 맞춤형 감속기 설계가 필요한지, 그리고 본시스템즈는 어떻게 움직임을 설계하고 구현하는지 그 과정을 소개드리고자 합니다.
1. 설계의 시작은 ‘질문’입니다
“이 제품을 어디에 사용하실 예정인가요?”
“이 제품에 요구되는 사양은 무엇인가요?”
이 질문은 본시스템즈의 모든 프로젝트가 시작되는 출발점입니다. 감속기는 로봇의 핵심 동력 전달 부품입니다. 어떤 환경에서, 어떤 기능을 수행해야 하는지에 따라서 설계 방향이 완전히 달라집니다. 제품의 크기, 감속비, 출력 토크, 허용 하중, 내구성, 역구동성 등 수많은 요소들이 이 정보를 기반으로 결정됩니다.
본시스템즈는 기존 제품에 고객을 맞추는 것이 아니라, 고객의 목적에 맞게 감속기를 새롭게 설계합니다. 저희가 지닌 차별화된 기술 역량, ‘커스터마이징 설계’의 본질입니다.
2. 우리가 선택한 해법, 사이클로이드 감속기
저희가 설계하는 감속기의 핵심 기술은 사이클로이드 기어 구조에 있습니다. 사이클로이드 감속기는 고출력 토크와 내구성을 동시에 확보할 수 있는 구조적 이점을 가지고 있습니다. 그래서 협소한 공간에서 강한 힘을 전달해야 하는 로봇 관절이나, 고중량의 반복 작업이 필요한 산업용 로봇에 유리합니다.
저희는 고객이 사용하는 로봇의 용도와 환경에 따라 감속비, 역구동성, 출력 토크, 브라켓 구조 등 다양한 요소를 맞춤형으로 설계하며, 이는 단순한 치수 조정이나 외형 설계 변경을 의미하는 것이 아니라, 실제로 로봇의 안정성과 성능을 극대화할 수 있도록 도움을 드리고 있습니다.
사이클로이드 감속기는 동일한 크기에서도 저감속비부터 고감속비까지 유연하게 구현할 수 있으며, 기어가 구름 운동을 기반으로 작동하기 때문에 마모가 적고 내구성이 뛰어나며, 반복 동작과 장시간 가동이 요구되는 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 구조적 신뢰성을 확보하고 있습니다.
특히 AMR(자율주행 로봇), 리프트 시스템, 고하중 운반 설비와 같은 기계 산업 분야에서는 반복되는 동작 조건과 높은 하중 요구 조건을 동시에 만족시켜야 하며, 이러한 특수한 조건에서 사이클로이드 감속기의 구조적 강점은 실제 산업 현장에서 큰 이점을 제공하게 됩니다.
주식회사 본시스템즈는 사이클로이드 감속기와 관련하여 다수의 독자적인 특허 기술을 보유하고 있으며, 현재 고객에게 제공되는 모든 감속기 제품에는 이러한 자체 기술이 적용되어 있습니다.
< 출처: 키프리스 (Kipris) >
3. 우리는 ‘움직임’을 설계합니다
감속기는 단순히 모터의 회전수를 줄이는 기계식 토크 변환 장치가 아닙니다. 그 안에는 로봇이 어떻게 움직여야 하는지를 결정하는 다양한 요소들이 고려되어야 합니다.
로봇이 실제로 작동한다는 것은, 모터의 회전이 감속기를 거쳐, 다리나 팔로 전달되고, 그렇게 반복된 동작이 수백 번, 수천 번 이어져도 흔들림 없이 유지되며, 사용자가 원하는 궤적을 한 치의 오차 없이 따라가는 ‘정직한 움직임’으로 이어지는 것을 의미합니다. 그리고 이러한 정직함은 결국 감속기의 구조적 완성도, 설계의 정확성과 테스트를 통한 검증과 보완이 얼마나 철저히 이루어졌는가에 달려 있습니다.
이 모든 과정을 통해 비로소 하나의 감속기는 로봇 안에서 ‘움직임’을 완성시키는 핵심 역할을 하게 됩니다. 그리고 그것은 설계 도면만으로 가능한 일이 아닙니다. 실제 작동 환경을 반영한 반복적인 테스트와 조정, 그리고 피드백에 기반한 개선 과정이 반드시 필요합니다. 본시스템즈는 완성된 제품을 납품한 그 순간을 ‘끝’이 아니라 ‘시작’으로 생각합니다.
프로토타입이 적용된 후 실제 시스템 내에서 짧게는 3개월, 길게는 1년 이상의 시간이 소요되는 실증 테스트를 통해 성능을 점검하고, 실제 하중 조건과 구동 패턴에서의 안정성, 내구성, 응답 특성 등을 확인하게 됩니다. 이 과정에서 만약 예상과 다른 문제가 발생한다면, 저희는 그것을 단순한 오류로 넘기지 않습니다. 고객의 시스템을 완성시키는 데 필요한 감속기의 역할이 무엇인지 다시 분석하고, 필요한 설계 변경이나 정밀 조정을 거쳐 제품을 빠르게 보완합니다.
본시스템즈는 로봇 감속기를 판매하는 회사이기 이전에, 고객의 제품을 함께 설계하고 완성해나가는 파트너라고 생각합니다. 단순한 공급자와 소비자의 관계를 넘어, 기술의 완성도를 함께 높이고, 서로의 경험이 다음 프로젝트의 밑거름이 될 수 있도록 지원하는 것, 그것이 바로 저희가 지향하는 개발 방식이며, 저희가 로봇 감속기를 설계하는 이유입니다.
4. 적용 사례: 육상 전원 공급 장치 (AMP)
AMP(육상전원공급장치)는 배가 항구에 정박해 있을 때, 엔진을 끄고도 전기를 쓸 수 있게 도와주는 장치입니다. 쉽게 말해, 배 안에 있는 조명, 냉장고, 펌프 같은 장비들을 엔진 없이도 계속 작동시켜주는 ‘해상용 전기 콘센트’ 같은 역할을 한다고 보시면 됩니다.
AMP 안에는 케이블을 감았다 풀었다 할 수 있는 큰 드럼(Spool)이 있습니다. 이 드럼은 최대 55미터 길이의 케이블을 감을 수 있도록 설계되어 있으며, 전기를 전달하는 케이블을 깔끔하게 정리하고, 필요할 때 정확한 속도로 풀어주는 역할을 합니다.
이 드럼을 움직이게 해주는 부분이 바로 드라이빙 유닛(Driving Unit)입니다. 여기에는 모터와 감속기가 함께 연결되어 있는데, 이중에서 회전 속도를 조절하고 힘을 안정적으로 전달해주는 부품에 본시스템즈의 사이클로이드 감속기가 적용되었습니다. 고객사의 요구 사양을 충족할 수 있도록 감속비의 선정부터 설계, 제작까지 맞춤형으로 제작되었습니다.
5. 적용 사례: 무인 운반 로봇 (AGV)
AGV(Automated Guided Vehicle)는 공장이나 물류창고 같은 산업 현장에서 물건을 자동으로 운반해주는 무인 운반 로봇입니다. 사람의 개입 없이 스스로 경로를 따라 움직이며, 물류 효율을 높이고 인건비를 절감하는 역할을 하고 있어 스마트 물류의 핵심 기술 중 하나로 주목받고 있습니다.
AGV에서 가장 중요한 부품 중 하나는 바퀴를 움직이게 해주는 구동부, 즉 모터와 감속기입니다. 빠르게 회전하는 모터의 힘을 바퀴가 필요로 하는 속도와 토크로 바꾸는 역할을 감속기가 담당하기 때문에, 구동부의 구조와 성능은 AGV 전체의 작동 안정성과 직결됩니다.
감속기 적용을 의뢰하신 고객사는 기존에 기어드 모터를 사용해 AGV를 설계하고 있었습니다. 하지만 이 방식은 모터와 감속기가 일렬로 길게 연결되는 구조라 많은 내부 공간을 차지했습니다.
본시스템즈는 이러한 문제를 해결하기 위해, 사이클로이드 감속기 기반의 컴팩트한 구동 설계를 적용했습니다. 그 결과, 모터와 감속기가 함께 차지하는 길이를 기존 대비 약 70%까지 줄이는 데 성공했습니다.
6. 로봇 감속기 개발 프로세스
저희의 서비스는 단순히 정해진 제품을 권하는 것이 아니라, 고객의 목적에 맞춰 처음부터 설계 방향을 함께 설정합니다. 처음 상담 단계에서는 감속기가 적용될 장비나 시스템의 특성부터 확인합니다.
예를 들어, 로봇 관절에 들어가는 감속기인지, AGV처럼 낮고 컴팩트한 구조에 들어가는 감속기인지, 아니면 리프트처럼 고하중 반복 작업에 들어가는지에 따라 고려해야 할 조건이 달라집니다. 여기에 필요한 감속비나 출력 토크, 사용할 모터의 사양, 설치 공간 제약, 작동 온도, 진동 조건까지 고객의 환경을 전반적으로 이해하게 되면 본격적인 설계가 시작됩니다.
설계 과정에서는 저희가 자체 개발한 사이클로이드 감속기 기반 구조를 바탕으로, 요구 조건에 맞는 기어비와 출력 성능을 도출하고, 기구적인 배치와 회전축의 방향까지 고려한 설계를 진행합니다.
설계가 마무리되면 3D 모델링을 통해 실제 제품의 형상을 확인하고, 고객과 함께 최종 사양을 조율합니다. 이 단계에서는 주변 장비와의 간섭, 조립 방향, 케이블 처리 방식 등 실사용에 필요한 세부 요소도 꼼꼼히 확인합니다.
확정된 사양을 바탕으로 부품 제작에 들어가며, 조립이 끝난 제품은 자체 보유한 시험기를 통해 백래시, 소음 등 다양한 항목을 검사합니다. 모든 검수를 통과한 제품만 납품이 진행하고 있습니다.
제품이 납품된 이후에도, 실제 고객 장비에 감속기를 적용한 뒤 문제가 없는지 확인하고 있습니다. 만약 사용 중 조건에 맞지 않거나 개선이 필요한 부분이 생기면 설계부터 다시 검토해 빠르게 보완하고 있습니다. 저희는 감속기를 설계하고 납품하는 것에서 그치지 않고, 현장에서 제대로 작동할 때까지 책임지는 자세로 고객과 협력합니다.
7. 귀사의 제품에 가장 적합한 로봇 감속기를 제안합니다
지금까지 본시스템즈는 왜 감속기를 맞춤형으로 설계하는지, 그리고 어떤 철학과 과정을 거쳐 고객의 제품에 최적화된 솔루션을 제공하는지 소개해드렸습니다. 설계에서 제작, 검수, 그리고 현장 적용까지, 저희는 단순히 부품을 만드는 것이 아니라, 정확한 움직임을 함께 완성해나가는 파트너가 되고자 노력하고 있습니다.
당사의 감속기 커스터마이징 서비스는 단순히 외주 기술을 조합하는 방식이 아닌, 내부에서 개발한 원천 기술을 바탕으로 시작되며, 이는 기술력과 생산력 모두를 아우르는 본시스템즈만의 차별화된 경쟁력입니다.
저희는 언제나 고객의 움직임을 가장 잘 이해하는 기술 파트너가 되겠습니다. 로봇 감속기 설계나 커스터마이징이 필요하시다면, 지금 바로 문의해 주세요. 귀사의 프로젝트 방향을 듣고, 최적의 감속기 사양부터 실제 적용 가능성까지 친절하게 안내해드리겠습니다.
