서보제어용 초정밀 감속기 ‘딥드라이브’ 유성기어의 탄성메커니즘으로 사용할수록 정밀도와 성능 향상시킨다 서보제어용 초정밀 감속기 ‘딥드라이브’ 유성기어의 탄성메커니즘으로 사용할수록 정밀도와 성능 향상시킨다 최혜진 기자입력 2008-10-27 00:00:00

●감속기 및 로봇용 감속기가 특별히 요구하는 성능이 있다면.


서보제어용 감속기의 성능을 결정짓는 주요 내용으로는 정밀도와 강성,

 진동 등이 있다. 특히 로봇용 감속기는 작고 강하게 제작되어 출력 측의 비틀림 강성과 축을 지지하는 베어링이 추력과 모멘트를 동시 지지하는 구조로 되어야 한다.


또, 제어용 감속기의 조건을 갖추기 위해서는 첫 번째 최대한 간결한 구조로 된 동축형으로 디자인되어야 한다. 간결한 구조의 감속기는 부품 수가 적어 감속기의 정밀성을 보다 쉽게 높일 수 있기 때문이다.


둘째는 부품 간의 정밀성으로, 아무리 간결한 구조라도 기본적으로 부품 상호 간에 정밀성이 결여되면 감속기로서 그 기능을 기대하기 어렵다. 따라서 로봇용 감속기는 일반 제어용 감속기보다 더 작고 더 강하고 정밀한 것을 요구한다.

 

●로봇용 감속기 기술의 발전방향은.


올해 뿐 아니라 앞으로 로봇이 차세대 성장동력이 될 것이므로 산업용이나 군사용 로봇, 특수목적용 로봇, 휴머노이드 및 가사로봇 등에 사용되는 관절용 감속기는 필수로 모두에게 현재보다 가볍고, 더 작고, 강하며 정밀성을 가지고 있는 감속기가 중저가로 개발 공급되어야 할 것이다.

 

●로봇부품은 유난히 외산에 대한 선호도가 높고, 이는 감속기도 마찬가지다. 최근 국내토종기업들의 약진이 눈에 띄고 있는데, 국산과 외산의 경쟁력은.


로봇부품들은 국내기술 및 제품들의 품질과 성능이 아직 부족하여 고객의 요구를 만족시키지 못해 비교적 안정된 외산을 선호하고 있는 실정이다. 감속기 역시 로봇의 성능을 결정짓는 아주 중요한 부품으로 최근까지 국산 제품으로는 로봇관절용 감속기로 적용될 수 있는 품질과 성능의 제품이 제공되지 않았었다.


그러나 딥드라이브 감속기가 개발되어 기대가 크다. 딥드라이브는 간결하면서 구조적으로 제로 백래시의 정밀도를 유지하는 기어구조로 되어 있어 초정밀 감속기를 보다 쉽게 제공하며, 부품 수가 적고, 케이싱과 구동축을 내/외륜으로 일체화된 크로스롤럴 베어링(X.R.B) 구조를 채택한 유닛형 감속기다. 따라서 흔들림 없이 추력과 모멘트에 강력하게 대응하는 소형화된 강력한 감속기로써 제로 백래시의 원천기술과 제작기술을 독자적으로 보유해 성능과 가격 면에서 높은 경쟁력을 갖고 있다고 본다.

 

●96년부터 감속기를 직접 개발생산하고 있는 딥드라이브는 초정밀 감속기를 내세우고 있는데, 어떤 기술이 적용됐나.


딥드라이브 감속기는 7년간의 개발기간을 거쳐 탄생된 초정밀 감속메커니즘으로, 기본적으로 동력전달 능력과 효율성이 입증된 헬리컬기어 구조로 유성과 차동방식이 동시에 이루어지는 2차 감속기어다.


이 제품의 핵심기술은 잇 수가 다른 한 쌍의 차동기어를 동시에 제로 백래시 상태로 하나의 유성기어와 동시에 맞물리게 하는 설계기술과 제작기술로써, 링 형상의 탄성구조로 된 유성기어가 선 기어와 한 쌍의 링 기어 사이에서 미세하게 압입된 탄성영역에서 지지하는 케이지 없이 각각 독립적으로 삽입되어 제로 백래시 상태로 구동하여 초정밀 감속 메커니즘을 실현한다.

 

●초정밀 감속 메커니즘이 적용된 딥드라이브의 특징은.


딥드라이브에는 특이한 장점이 있다.


유성기어의 탄성메커니즘은 딥드라이브 감속기를 사용할수록 정밀도와 성능이 향상되는데, 그 이유는 탄성체인 유성기어의 압입된 탄성영역 내에서 정밀하게 열처리되고 연마된 기어치 면의 조도가 사용할수록 거울 면과 같이 매끄럽게 다듬어지는 동안 미세한 기어 간 치형 오차가 보정되면서 정밀성과 성능(소음 및 진동)이 더욱 더 향상되기 때문이다. 이렇게 다듬어진 감속기는 보증수명시간 동안 높은 정밀도를 제공한다.

 

●감속기의 정밀도는 어떻게 확인하고 비교할 수 있는지.


정밀도와 비틀림 강성을 측정할 수 있는 시험장비에서 감속기 출력 측에 측정용 레버를 설치하고 그 끝단에 변위 측정용 계측기로 흔들림 양을 계측 후 레버의 측정반경에서 흔들림 양을 샤인바 값으로 각도를 계산하여 정밀도 구하는 방식이며, 레버에 하중을 걸어 하중의 변화에 따른 변위량을 측정하여 비틀림 강성을 샤인바 공식으로 구한다.


●감속기는 모터와 연결되어 사용될 텐데, 어떤 모터든지 모두 대응되나.


딥드라이브 감속기는 모터와의 연결방식을 유니버셜 스플라인 방식으로 채택하고 있어 제공되는 스플라인 허브를 모터 축에 적당한 위치에 고정한 후 스플라인 허브를 스플라인 소켓에 맞추고 모터를 마운트에 밀어 넣고 볼트를 조이면 연결이 끝난다.


모터 축의 얼라이먼트나 축의 길이 방향에 있어서 모터 연결이 매우 자유롭다. 모터 마운트와 스플라인 허브는 제조사별, 규격별로 모터에 맞게 선택할 수 있어 어느 모터도 대응할 수 있도록 되어 있다. 또, 필요에 따라서 스플라인 소켓을 분리한 후 풀리나 기어 등으로 교체하여 사용할 수 있다.

 

●로봇용 감속기의 업그레이드나 신제품 계획은.


딥드라이브는 초기 생산 단계이므로 지금의 성능과 품질에 만족하지 않고 계속적인 기술개발을 통하여 개선 및 발전시킬 것이다.


현재 딥드라이브에서 생산되고 있는 제품은 모델의 소형 사이즈이며, 감속기의 개발기간이 길어짐에 따라 자금 사정이 어려워 중, 대형 사이즈를 생산할 수 있는 설비투자가 늦어지고 있다. 설비투자가 진행되면 중대형 모델과 함께 로봇용 중공형 감속기도 함께 출시할 예정으로, 딥드라이브의 구동부에는 레어디얼 하중이 존재하지 않으며, 내부에 베어링이 없다. 그래서 딥드라이브 감속기를 사출 형식으로 제작할 수 있으며, 초정밀 감속기를 저비용으로 대량 생산할 수 있다.


가전로봇이나 가사로봇, 휴머노이드 로봇 등 차세대 로봇시장이 확대될 수 있는 미래 로봇시장에서 모터와 제어부, 감속기가 일체형으로 된 경량화, 소형화된 보급형의 서보 액추에이터 모듈이 반드시 필요할 것으로 본다.

 

●딥드라이브에 대한 고객들의 평가는 어떠한지.


딥드라이브는 올해 처음 출시된 제품으로 직접 제품을 접하지 못한 고객들은 초정밀 감속기의 실체를 아직 신뢰하지 않고 있다. 한 가지 예로, 딥드라이브를 알리고자 제품이 출시되기 사전에 영업을 했던 업체의 반응이 별로였는데, 최근에 제품을 직접 접하고는 상황이 180° 반전되었다.

 

●전체 감속기 제품 중 로봇용 감속기의 매출 비중은 어느 정도이며, 향후 기대하는 정도는.


딥드라이브는 이제 막 출시된 제품이라 샘플 수준의 매출이 시작되고 있다, 현재, 모델별로 초도품 생산을 통하여 생산 데이터를 구축하는 단계이며, 양산할 수 있는 생산데이터가 구축되는 하반기부터 일반 제조공정의 아웃소싱을 통한 본격적인 제품생산과 출하를 통하여 본 매출도 예상된다.


그리고 로봇용 감속기는 아직 매출이 발생되지 않고 있다. 딥드라이브의 성능과 가격 경쟁력은 국내 시장은 물론 해외시장에서도 고객들의 구미를 자극하게 될 것으로, 향후 5년간 국내외 시장을 통하여 매년 2~3배수의 매출신장을 계획하고 있다.

 

●로봇 분야에 있어 딥드라이브의 목표 및 사업방향은 무엇인가.


딥드라이브가 로봇용 감속기 시장에서 글로벌 마켓리더가 되는 것이다. 지금은 산업용 로봇이 주력시장이지만 2015년 이후에는 가전로봇 및 가사로봇이 점차적으로 주력시장이 될 것이므로 이에 맞는 감속기를 전략적으로 마케팅과 R&D를 통하여 제품을 개발하고, 공급하여 시장을 주도할 것이다.

최혜진 기자
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