스토브리, 차별화된 구동기술이 만들어낸 그 특별함

<편집자주>

많은 유저들이 선호하는 글로벌 로봇메이커들은 저마다의 무기로 유저들에게 매력을 어필하고 있다. 그 중에서도 스토브리의 로봇은 소위 ‘명품’이라는 말이 어울리는 하이엔드급 퍼포먼스를 자랑하며 정교하고, 세밀한 어플리케이션으로 사랑받고 있다. 스토브리 로봇이 보여주는 뛰어난 스펙의 중심에는 그들만의 특별한 구동기술이 존재한다.

구동기술은 로봇 성능에서의 핵심요소이다. 많은 제조업체들은 기존의 동력전달장치 솔루션을 강하게 신뢰하지만 예외도 존재한다. 6축관절의 운동성을 위해 구동기술을 독자적으로 개발해온 스토브리는 역동성, 내구성, 정밀도에서 명확한 기준점을 제시해 다수의 제조업체들의 호평을 받고 있다.

구동기술이 핵심적인 경쟁력이라고 말하는 스토브리 로봇 R&D팀의 Gerald Vogt 팀장은 “스토브리의 6축 로봇은 밀폐형 구조의 콤팩트한 디자인에서 로봇성능의 역동성과 정밀도를 충분히 표현해낸다”고 전했다. 실제로 이러한 밀폐형 구조는 구동기술 분야에서 강력한 경쟁력이 된다. 

기존의 구동시스템은 밀폐된 케이스 내부의 하중에서 발생하는 온도변화에 쉽게 영향을 받았다. 스토브리는 이를 해결하기 위해 자체적으로 기어를 제조하게 되었고, 이는 성공적인 로봇 성능의 중요한 요인이 된 것이다.

숙련된 기술자들의 수작업으로 살린 디테일

스토브리 로봇의 구동기술은 초창기로부터 현재까지 약 25년 동안 끊임없는 연구와 개발로 차별화된 기술력을 실현해 오고 있다. 구동 부품의 생산은 프랑스 파베르제(Faverges)공장에서 기술자들의 정교한 수작업과 자동화된 품질관리 시스템을 통해 이루어진다. 특히 동력전달장치의 실제적인 조립은 모두 수작업으로 이루어지는데, 이는 가장 까다롭고 핵심적인 기술력 중의 하나이다.

고도로 정교한 기술을 요구하는 기어 조립방식은 스토브리의 오랜 노하우와 풍부한 경험에서 비롯된다. 기어 내부의 미묘한 경사각도는 생산로봇의 종류와 형식에 따라 정확히 조정되는데, 이는 기어 조립품들의 경사가 너무 낮으면 백래쉬가 발생할 수 있고, 경사가 너무 높을 경우 과도한 마모현상을 일으킬 수 있기 때문이다.

최고의 품질을 보증하는 스토브리

스토브리의 기어 부속품들은 생산 직후 선형성 테스트에 들어간다. 1차 테스트 이후 또 한 번의 선형성 테스트를 진행하는데 이는 조립과정에서 동력전달부품의 선형성에 악영향을 끼칠지도 모를 다양한 오류현상을 정확히 체크하기 위해서이다. 

최종적으로 각 로봇은 마지막 품질검사를 통해 종합적인 정밀도와 경로 정확도 테스트를 받게 된다. 각각의 품질검사에서 100% 만족한 결과를 얻은 로봇만이 최종 판매단계로 넘어가며 이처럼 까다로운 검사는 스토브리는 지금껏 기술적인 불만으로 큰 타격을 받은 적이 거의 없게 했다.

대다수의 타 제조업체들은 신뢰할만하고 컨트롤이 가능한 생산과정의 시대에 이러한 고도의 품질보증 과정은 불필요하다며 간과해버리는 경우가 많다. 그러나 Gerald Vogt 팀장은 다르다는 의견이다. 그는 “모든 과정이 결국 오차 허용도의 문제”라며 “스토브리 기어 부품들은 로봇의 모델과 형식에 따라 정확하게 맞추도록 되어 있다. 이것은 매우 까다로운 생산 과정 중 하나이지만 이것이 스토브리 6축 로봇이 지금까지 정밀도 부분에서 우위에 있게 한 이유이다. 생산하는 모든 로봇시리즈의 정밀도와 역동성에서 한 치의 오차도 허용하지 않기에, 스토브리는 타 제조업과 다르게 품질 보증 면에서 가장 높은 단계에 있을 수 있었다.”고 말했다.

차별화된 로봇암 디자인의 코어 ‘JCS & JCM’

최근 스토브리에서 생산된 로봇팔의 손목 부분 디자인이 기존과 매우 달라졌음을 발견할 수 있는데 이는 혁신적인 JCS/JCM 기어를 1축에서 4축까지 장착했기 때문이다. 

모터기어로 이루어진 JCM은 콤팩트한 사이즈 때문에 로봇의 1축에서 4축까지만 사용이 가능하다. 

한편 JCS는 Joint Combine Staubli라는 뜻으로, 이는 동력전달부품이 작고 견고한 구조이면서도 감속기어의 기능과 기어 베어링의 기능을 동시에 사용할 수 있어 결합이라는 의미의 ‘Combine’을 사용한 것이다.

JCS기술력에 기초한 JCM은 모터가 오일박스 내부에 하나의 장치로써 변속기에 통합되어 있다는 점이 특징이다. 이러한 형태는 콤팩트한 설계구조와 놀라운 성능의 통합을 가능하게 한다. 통합된 모터는 구동 피니언(Drive Pinion)이 없다. 이는 곧 기계내부의 백래쉬를 제거해주고 지속적인 조정 작업을 하지 않도록 하는 역할을 한다. 또 다른 구동기술의 중요한 이점은 감속기/베어링/모터의 세 가지 기능적인 통합 외에도 동력전달장치와 백래쉬 방지 및 지속성의 완벽한 조화가 가능하다는 점이다.

독점적인 구동기술로 로봇 성능 극대화

스토브리의 로봇이 모든 형식별로 각각의 다른 사이즈의 최적화된 기어를 사용할 수 있는 이유는 스토브리가 구동기술을 독점적으로 개발 및 제조할 수 있기 때문에 가능한 것이다. 이러한 이유로 RX와 TX시리즈 로봇이 단순히 소형구동기술 문제로 실패를 일으키는 경우가 없다.

오히려 스토브리 구동시스템은 10만 시간 혹은 작업량에 따라 그 이상의 시간 동안 사용이 가능하고, 동시에 짧은 사이클타임과 과부하로 인한 문제에 최대로 대처할 수 있도록 조정된다. Gerald Vogt 팀장은 “우리는 구동시스템을 단순히 특정 사이클이나 데이터상의 동작을 위해 활용하지 않는다. 구동시스템은 최대의 시간 동안 최대치의 생산과 최고치의 정밀도를 이루어낼 수 있도록 고안된 것”이라고 말했다.

까다로운 어플리케이션에서도 빛을 발하는 스토브리 로봇

구동 시스템의 구성품들을 정밀 검사해 보면, 스토브리의 품질에 대한 헌신적인 투자와 노력을 가늠할 수 있다. 윤활 작업이 따로 필요한 일반 기어구성품에 비해 스토브리의 기어 시스템과 모터는 오일박스에 완전히 담겨져 있는데 이는 온도상승을 방지하고, 더 긴 수명을 가지게 하며, 소음방출 정도를 낮추어주는 역할을 한다. 로봇 동작시 발생되는 소음조차도 스토브리의 앞선 설계기술과 일반적 동력전달시스템에서 보다 부품들이 영향을 훨씬 덜 받도록 설계된 구조로 인해 발생되는 것이다. 

한편 일반 동력전달시스템과 비교하여 스토브리 시스템이 더 긴 수명을 유지할 수 있는 또 다른 요인은 마모현상을 현저히 줄일 수 있는 볼베어링의 고밀도성 때문이다.

Gerlad Vogt 팀장은 “6축 로봇의 특징은 로봇 내부의 구동시스템을 통해 알 수 있다”며 “스토브리가 동력전달시스템 분야를 독자적으로 개발하지 못했다면, 밀폐형 구조의 콤팩트한 6축 로봇의 높은 수명과 뛰어난 성능은 빛을 발하지 못했을 것이다. 그렇기에 RX/TX시리즈가 까다로운 산업 어플리케이션에 적격이다.”라고 자신감을 드러냈다.

한편 스토브리는 섬유기계, 커넥터 및 산업용 로봇의 3가지 분야에서 솔루션을 제공하고 있으며, 전 세계 25개국의 스토브리 판매 유닛과 50개국의 대리점에서 4,000여 명의 직원이 고객 서비스를 위해 근무하고 있다. 

스토브리코리아 www.staubli.com/kr

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 스토브리, 차별화된 구동기술이 만들어낸 그 특별함