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[Monthly Focus] 작지만 다재다능한 로봇 손 '전동그리퍼(Electric Gripper)'

관리자
2019-05-03
조회수 183

[Monthly Focus] 작지만 다재다능한 로봇 손 '전동그리퍼(Electric Gripper)'로봇 툴, 로봇의 새로운 영역을 개척하다정대상 기자입력2019-04-29 18:39:35

덴소와 지매틱이 협력해 개발한 제약용 전동그리퍼(사진. 지매틱코리아)


동그리퍼는 고가이나 기존 공압그리퍼가 대응하기 힘들었던 분야에 대한 자동화가 가능하고, 공정 통합이 보다 용이하다는 강점이 있다. 특히 최근 협동로봇이 각광받으면서 전동그리퍼의 활용에 대한 관심이 높아지고 있으며, 모바일로봇에 다관절로봇을 탑재하는 어플리케이션의 경우 에어 컴프레서나 기타 주변기기가 필요 없는 전동그리퍼의 활용성이 더욱 극대화된다. 본지에서는 전동그리퍼의 특징과 활용 가능성을 소개한다.
제조용 로봇의 적용 영역이 점차 늘어나고 있다. 특히 몇 해 전부터는 암(Arm) 타입의 수직다관절로봇이 사람과 같은 공간에서 작업할 수 있는 기술이 개발되면서 제조용 로봇의 적용 영역은 더욱 확장됐다. 이에 따라 다양한 현장에서 새로운 그리핑 솔루션들이 요구되는 경우가 증가하고 있으며, 이 같은 시장의 흐름을 미리 감지한 유수 그리퍼 기업들은 이미 더욱 똑똑하고, 지능적이면서도 사용에 있어 환경적 제약이 적은 전동그리퍼를 개발, 시장에 출시하고 있다.

 

전동그리퍼 시장 동향

전동그리퍼 시장은 기존 공압그리퍼 대비 극히 미미하다. 그러나 로봇이 적용되는 산업군이 다변화되고, 특히 정밀하고 다재다능한 제어를 필요로 하는 시장에서 활용성이 높아 해외에서 우선적으로 적용되기 시작했다.
최근에는 스마트공장, 로봇이 탑재된 자율주행 모바일로봇 등 사회적, 기술적 트렌드와 맞물리면서 시장의 니즈가 증가하고 있으며, 전동그리퍼 제조업체들 또한 점차 증가하는 추세로, 수요의 증가와 경쟁업체들의 등장으로 인해 전동그리퍼의 가격대가 점차 하락하고 있다.
특히 협동로봇의 대두는 전동그리퍼에 대한 관심을 크게 증가시켰다. 국내의 경우 뉴로메카, 한화정밀기계, 두산로보틱스 등 국산 제조사뿐만 아니라 아우보로보틱스, TM로봇, 엘리트로봇, 유니버설로봇 등 다양한 해외 제조사의 제품들이 공급되기 시작하면서 전동그리퍼 판매가 증가하는 추세이다.
아직까지 국내에서 전동그리퍼를 취급하는 브랜드가 많지는 않으나 해외의 경우 다수의 협동로봇 전용 전동그리퍼 브랜드가 성공사례를 남겼다.
최근 우리 정부 또한 더욱 똑똑한 스마트 그리퍼 개발을 위해 R&D사업을 추진하고 있다.

 

인간과 작업하는 협동 그리퍼(사진. 슝크인텍코리아)

 

공압그리퍼와의 차이점

전동그리퍼는 에어 컴프레서, 서브 유니트, 솔레노이드 밸브, 복잡한 배선 등이 필요한 공압그리퍼 대비 설치 환경에 대한 제약이 적다. 현재 사용 중인 PLC 및 컨트롤러, 비전 등에 쉽게 연결해 사용할 수 있고, 기본적으로 서보 제어를 적용하기 때문에 파지력이나 속도, 위치를 정밀하게 제어할 수 있어 연약하고 깨지기 쉬운 물체도 그리핑할 수 있다. 반면 파지력이 공압그리퍼보다 낮아 중량물 이송에는 한계가 있다.
한편 공압그리퍼 대비 약 3~10배가량 높은 가격은 전동그리퍼 시장 확대의 큰 걸림돌 중 하나이다. 또한 설치 편의성은 우수하나 제어 절차가 공압그리퍼보다 번거롭고, 구조가 복잡해 A/S 발생 시 유지보수가 까다롭다. 공압그리퍼는 에어의 IN/OUT 등 심플한 구조로 동작이 이뤄지지만, 전동그리퍼는 보다 다양한 구동매체로 동작이 진행된다. 일반적인 INPUT/OUTPUT용뿐만 아니라 I/O 링크 방식 등 다양한 통신매체로 작업을 구현해야 되며, 무엇보다도 프로그래밍을 통해 세부적으로 그리퍼를 설정해야 한다. 이러한 일련의 과정은 그간 공압그리퍼 유저들에게 낯선 작업으로, 현재 대부분의 전동그리퍼 모델들은 사용의 편의성을 극대화하기 위해 주요 로봇 메이커와의 인터페이스 연동, 플러그 인 플레이 방식의 결합 등을 지원하고 있다.

 

짐머그룹 전동그리퍼(사진. 짐머그룹아시아)

 

전동그리퍼 기술 동향

이전까지의 전동그리퍼는 상대적으로 가격이 높아 학교나 연구기관에서 주로 사용돼 왔으나 최근 제조용 로봇과 협동로봇의 응용범위가 일반 소비재 및 서비스 시장까지 확대되면서 산업현장으로 적용범위가 넓어지는 추세이다. 이에 발맞춰 기존 전동그리퍼 제조사들은 세계 유수 협동로봇과 인터페이스를 공유할 수 있도록 플러그인 프로그램(Plug-in Program)을 제공하고 있다. 또한 전동그리퍼의 강점인 스트로크와 힘 제어 기능을 추가하고, 2D비전과 전동그리퍼가 일체화된 제품이 출시되고 있다. 아울러 산업현장의 환경에 대응하기 위해 전동그리퍼 내구성도 개선되고 있다. 장시간 사용되더라도 꾸준히 성능을 구현할 수 있도록 고내구성의 케이블과 커넥터 처리를 하기 시작했다.
종류 또한 기존의 브러시리스모터를 적용한 전동그리퍼 외에 서보그리퍼, 무선작동그리퍼 등 다양하게 개발되고 있으며, 제품의 소형화, 안정성 확보, 단가 하락 등도 전동그리퍼 제조사들의 관심사다.


전동그리퍼가 유리한 작업

전동그리퍼는 협소한 공간에서의 그리퍼 사용 및 이를 통한 제어의 용이함과 정밀함을 요구하는 다양한 어플리케이션에 적합하며, 현재 가장 많이 적용되고 있는 분야는 CNC머신 텐딩, 조립, 포장 등이다. 

 

전동그리퍼 활용 작업(사진. DH로보틱스)


파지력 제어를 통해 워크피스의 손상 또는 변형을 최소화하거나, 스토로크 제어를 통한 간섭 최소화, 다양한 사이즈의 워크피스 핸들링 시 사이클 타임을 최적화하는 부분에 유리하며, 로봇을 탑재하는 자율주행 모바일로봇 시스템에서 특히 드라마틱한 성과를 기대할 수 있다.

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출처 - 디지털 여기에 ( http://news.yeogie.com/entry/244570)