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구동 모듈, 왜 장비 설계의 트렌드가 되고 있을까?

2026-06-13

자동화 시스템에서 구동부는 장비의 움직임을 만들어내는 핵심 요소입니다. 장비가 어느 정도의 힘과 속도로 움직이는지, 안정적으로 반복 동작을 수행할 수 있는지, 정확한 위치에서 작업을 수행할 수 있는지 등 전반적인 동작 품질에 관련된 기능들은 대부분 구동부와 밀접하게 연결되어 있습니다.

구동부는 일반적으로 모터, 감속기, 센서, 제어기 등 여러 부품으로 구성됩니다. 구동부 설계 시에는 이러한 부품의 성능뿐만 아니라 장비 안에서 어떤 순서와 구조로 연결되는지도 중요하게 검토해야 합니다. 부품들이 어떻게 배치되는지에 따라 장비의 전체 크기와 내부 공간 구성, 나아가 동작 안정성과 유지보수 편의성까지 영향을 줄 수 있기 때문입니다.

이러한 관점에서 최근에는 구동에 필요한 요소를 하나의 시스템으로 구성한 구동 모듈이 주요한 설계 선택지로 주목받고 있습니다. 이 방식은 구동부의 설계와 적용을 보다 용이하게 하고, 장비의 공간 효율과 구동 안정성을 함께 고려하는 데 활용됩니다.

이번 글에서는 구동 모듈의 구성과 적용 사례와 함께 자동화 환경에서 요구되는 조건을 살펴보고, 본시스템즈의 BCSA V4가 자동화 장비 설계에 적합한 이유를 검토해보겠습니다. V4가 구체적으로 어떤 특징을 갖추고 있으며, 실제 설계 적용 시 어떤 이점을 제공하는지를 중심으로 다루겠습니다.

구동 모듈, 축 구성부터 적용 사례까지

개별 부품을 각각 선정하고 결합하는 기존 방식과 달리, 구동 모듈은 구동부를 구성하는 핵심 요소들이 통합된 형태입니다. 일반적으로 모터, 감속기, 센서, 제어기 등 구동에 필요한 요소가 하나의 단위로 구성되며, 적용 목적과 장비 구조에 따라 단일 축 모듈부터 다축 모듈까지 다양한 형태로 확장될 수 있습니다.

가장 기본이 되는 형태는 단일 축 단위의 모듈입니다. 단일 축 모듈은 하나의 방향으로 회전하거나 직선 운동을 수행하는 구조로, 장비의 특정 관절이나 움직이는 축 하나를 담당합니다. 반복 이송, 위치 조정, 회전 구동처럼 비교적 단순한 동작이 필요한 자동화 장비에 활용될 수 있으며, 구조가 간결해 다양한 설비에 적용하기 쉽다는 장점이 있습니다. 또한 구동부 설계를 단순화하고, 장비 내부 공간을 효율적으로 구성하는 데에도 도움이 됩니다.

동작 범위가 넓거나 여러 방향의 움직임이 필요한 장비에서는 두 개 이상의 축을 조합한 다축 구동 모듈이 사용됩니다. 다축 구조는 축의 개수와 배치 방식에 따라 구현 가능한 동작 범위와 자유도가 달라지며, 보다 복잡한 자세 제어와 복합 동작을 가능하게 합니다.

다축 구조는 자동화 장비와 로봇 구동부 등 다양한 적용 사례에서 확인할 수 있습니다.

AGV의 바퀴 구동부에서는 2축 구동 구조를 통해 주행과 방향 전환을 구현할 수 있습니다. 각 바퀴 또는 좌우 구동축을 독립적으로 제어함으로써 직진 주행뿐만 아니라 회전, 방향 전환과 같은 이동 동작을 보다 유연하게 수행할 수 있습니다. 이때 축의 구성 방식은 장비의 이동 안정성과 주행 제어 성능에도 영향을 줍니다.

보다 복잡한 관절 움직임이 필요한 로봇에는 3축 이상의 구동 구조가 적용될 수 있습니다. 휴머노이드 로봇의 어깨 관절은 팔을 앞뒤로 움직이고, 좌우로 벌리는 등 더 자유로운 동작 요구되는 부위입니다. 이를 위해 서로 다른 방향의 회전축이 조합되며, 각 축의 회전 범위와 배치 방식에 따라 로봇 팔의 동작 자유도가 달라집니다.

이처럼 구동 모듈은 축 구성과 구조에 따라 단순 반복 동작부터 복잡한 복합 관절 동작까지 다양한 움직임을 구현할 수 있습니다. 자동화 설비에서는 이러한 구동부의 크기와 배치가 장비 내부 공간 활용에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 이를 효율적으로 구성할 수 있는 구동부 모듈화의 필요성이 더욱 커지고 있습니다.

작아지는 구동부, 중요한 것은 안정적인 토크 출력

앞서 살펴본 것처럼 구동 모듈은 다양한 동작을 구현하는 구조이면서, 동시에 장비 내부 공간을 효율적으로 활용하기 위한 설계 방식이기도 합니다. 구동에 필요한 핵심 요소들을 통합해 배치할 수 있기 때문에, 개별 부품을 따로 구성하는 방식보다 구동부의 연결 구조와 배치 방식을 간결하게 정리할 수 있습니다. 이를 통해 구동부가 차지하는 공간 부담을 줄이고, 결과적으로 전체 장비 외형을 보다 콤팩트하게 설계하는 데 도움이 됩니다.

다만 장비의 안정적인 동작을 위해서는 구동부의 크기뿐만 아니라 실제 작업에 필요한 구동 성능도 함께 확보되어야 합니다. 구동부가 작아지더라도 필요한 토크를 안정적으로 출력하지 못하면 반복 동작 시 작업 편차가 발생하거나, 부하가 걸리는 작업에서 움직임의 안정성이 저하될 수 있습니다.

따라서 구동부는 공간 효율과 토크 출력을 함께 고려해 설계되어야 합니다. 장비 내부 구조에 유연하게 적용할 수 있는 콤팩트한 크기를 갖추면서도, 회전이나 관절 동작에 필요한 힘을 안정적으로 만들어낼 수 있어야 합니다.

본시스템즈가 만든 액추에이터의 장점은?

구동 모듈의 핵심 부품인 액추에이터는 장비가 안정적으로 움직이기 위한 힘을 만들어내는 역할을 담당합니다. 구동부 모듈화를 통해 구동부의 크기를 줄이더라도 작업에 필요한 성능은 충분히 확보되어야 하므로, 액추에이터는 제한된 공간 안에서도 장비에 요구되는 토크 출력을 구현할 수 있어야 합니다.

당사의 BCSA V4는 이러한 요구에 대응하기 위해 개발된 박형 액추에이터입니다. 동일 설치 공간 대비 높은 토크 출력을 구현해 장비의 구동부를 콤팩트하게 구성할 수 있으며, 고부하 반복 운전 환경에서도 안정적인 구동 성능을 유지할 수 있도록 설계되었습니다.

특히 BCSA V4는 핀리스 방식을 적용해 내구성과 생산성 측면의 경쟁력을 높였습니다. 핀리스 방식은 롤러 핀이 없는 구조로, 기존 핀 방식 대비 내부 구성을 단순화할 수 있습니다. 또, 롤러 핀 부품이 없기 때문에 가공 및 조립 과정의 부담을 줄일 수 있어 제조 공정의 효율성과 품질 안정성 확보에 유리합니다.

이러한 구조적 특징은 반복 구동 환경에서도 장점으로 작용합니다. 구성 요소와 조립 오차 요인이 줄어들면 구동부 내부의 구조적 변동 가능성을 낮출 수 있으며, 장기 운전 시에도 안정적인 성능을 유지하는 데 도움이 됩니다. 결과적으로 핀리스 구조는 내구성과 생산성을 높이는 동시에 제품 간 품질의 일관성을 유지하는 데 기여합니다.

이처럼 BCSA V4는 박형 구조와 고토크 출력, 그리고 핀리스 구조를 기반으로 공간 효율성과 안정적인 구동 성능을 동시에 확보한 액추에이터입니다. 자율주행로봇의 휠 구동부, 다관절 로봇, 자동화 설비 등 다양한 구동 시스템에 적용할 수 있으며, 휴머노이드와 같은 차세대 로봇 분야로도 적용 범위를 확장하고 있습니다.

자동화 설비와 산업용 기계의 활용 분야가 다양해지면서 구동부에 대한 요구 조건도 함께 변화하고 있습니다. 구동부에 요구되는 성능 기준이 높아지고 적용 환경이 확대될수록, 공간 효율과 구동 성능을 함께 갖춘 박형 액추에이터의 역할은 더욱 중요해질 것으로 보입니다. 저희는 이러한 흐름에 맞춰 BCSA 시리즈를 지속적으로 발전시키며 폭넓은 구동 환경에 대응할 수 있는 솔루션을 제공해 나갈 것입니다.

본시스템즈는 사이클로이드 감속 기술을 기반으로 로봇 및 자동화 장비에 적용할 수 있는 액추에이터와 구동 모듈을 개발하고 있으며, 장비의 구조와 운용 조건에 맞춘 구동부 설계 검토를 함께 진행하고 있습니다. 설계 중인 장비의 설치 공간, 요구 토크 등을 공유해주시면 귀사의 요구사항에 가장 적합한 구동 솔루션을 제안드릴 수 있습니다. 안정적인 구동 시스템을 위한 BCSA V4에 대해 더 궁금하신 점이 있으시다면 당사 홈페이지를 통해 문의해 주시기 바랍니다.

FAQ

Q. 핀리스 구조가 실제 자동화 장비 운용에서 어떤 의미를 갖나요?

부품 수가 줄어들면 조립 과정에서 생길 수 있는 오차 요인도 함께 줄어듭니다. 이를 통해 개체 간 품질 편차를 줄일 수 있으며 장비를 여러 대 동시에 운용하는 환경에서 일관된 성능을 기대할 수 있다는 점에서 의미가 있습니다. 또한 내부 구조가 단순해질수록 부품 간 마찰이나 유격이 발생할 수 있는 요인이 줄어들어, 장기적인 유지보수 측면에서도 긍정적인 효과를 기대할 수 있습니다.

Q. 단일 축 모듈과 다축 모듈은 어떤 기준으로 선택하게 되나요?

장비가 수행해야 하는 동작에 따라 달라집니다. 한 방향의 반복 동작이면 단일 축으로도 충분할 수 있지만, AGV의 방향 전환이나 로봇 팔처럼 여러 방향의 움직임이 동시에 필요한 경우에는 다축 구성이 요구됩니다. 축이 늘어날수록 구현 가능한 동작의 자유도가 높아지는 반면, 각 축 간의 연동 방식과 배치 구조가 전체 성능에 미치는 영향도 커지기 때문에 축 수만으로 판단할 경우 원하는 동작을 안정적으로 구현하기 어려울 수 있습니다. 따라서 동작의 종류와 범위, 그리고 장비 내 공간 구성을 함께 검토하는 것이 권장됩니다.

Q. BCSA V4는 현재 어떤 분야에 활용되고 있으며, 앞으로 어떤 방향으로 확장될 가능성이 있나요?

BCSA V4는 현재 자율주행로봇의 휠 구동부와 다관절 로봇 등 로봇 구동 시스템에 활용되고 있습니다. 제한된 공간에서도 안정적인 토크 출력이 필요한 분야에 적합하며, 구동부의 소형화와 고출력 성능이 중요한 장비에 적용될 수 있습니다.
앞으로는 자동화 설비, 산업용 기계뿐만 아니라 휴머노이드 로봇과 같은 차세대 로봇 분야로도 적용 범위가 확대될 것으로 기대됩니다. 특히 로봇의 동작이 정교해지고 구조가 복잡해질수록, 공간 효율과 안정적인 출력 성능을 함께 갖춘 박형 액추에이터의 중요성은 더욱 커질 것입니다.

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