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로보틱스

지난 수십 년간 셰플러는 레이디얼 및 앵귤러 콘택트 볼 베어링, 원통 롤러 베어링, 테이퍼 및 스페리컬 롤러 베어링 등 기존 베어링 부품을 기반으로 한 포괄적인 산업용 로봇 포트폴리오를 제공해 왔습니다. 시간이 지나면서 톱니형 또는 비톱니형 크로스 롤러 베어링이나 앵귤러 콘택트 롤러 베어링과 같이 다관절 로봇에 적합한 특수 개발 제품이 추가되어 왔습니다.

애플리케이션

소형 로봇이 단조로운 작업과 조립 업무에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
소형 로봇이 단조로운 작업과 조립 업무에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

로봇 기반 자동화를 위한 베어링 솔루션 및 동적 모션 시스템

오늘날 소형 로봇과 이른바 코봇(Cobot)이라는 일부 협동 로봇이 접착제 및 실란트 살포 또는 기계 상호연결 등 단조로운 조작과 조립 작업의 자동화에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

관절로 연결된 로봇의 매우 가느다란 팔과 상대적으로 큰 작동 범위는 하중과 베어링 받침대 간 또는 하중과 관절형 팔용 기어 간 지렛대비를 높입니다. 하중은 범위 확장기로 사용되는 리니어 시스템의 리니어 베어링 받침대에서 먼 거리에 이르는 곳까지 영향을 미치기도 합니다. 그 결과 비교적 낮은 하중일지라도 특별히 높은 강성과 높은 하중 부하 능력을 갖춘 베어링 받침대가 필요해집니다. 경량 로봇 구조 애플리케이션을 추가적으로 개발하기 위해서는 동일한 설계 제한범위 내에서 더 큰 적재량이 필요합니다. 이러한 시장의 역동성을 고려하여 셰플러는 코봇 솔루션(Cobot Solutions)이라는 레이블 하에서 각각 새로운 벤치마크를 설정할 새로운 개발 제품들을 선보이고 있습니다.

제품

새로운 경량 로봇 구조용 베어링 받침대

셰플러는 경량 로봇(LBR) 및 코봇의 관절형 팔에 특화된 완전히 새로운 베어링 유형인 XZU 시리즈 복열 앵귤러 콘택트 니들 롤러 베어링을 개발했습니다. 두 개의 개별 레이스웨이가 제공하는 다수의 롤링 요소, 엄밀한 선 접점, 내부 지지 거리를 갖춘 XZU 베어링은 동일한 크기의 크로스 롤러 베어링에 비해 강도가 최대 30% 더 높고 마찰력은 최대 20% 더 낮아 최적치를 제공합니다. 최적화된 케이지 디자인은 롤링 접점에서 최적의 방식으로 윤활제를 함유하는 윤활 포켓을 포함하고 있습니다. 이로 인해 마찰 감소는 물론, 베어링 실링의 신뢰성이 보다 높아지고 개선됩니다.

이제 로봇 생산업체는 XZU 앵귤러 콘택트 니들 롤러 베어링을 사용하면 더 작고 가벼우며 강도가 높은 관절형 팔을 경량 로봇에 설계할 수 있습니다. 로봇 팔의 진동은 현저하게 감소되고 제어 강도는 향상되어 작업자에게는 장점이 될 수 있습니다.

새로운 유형의 베어링: XZU 시리즈 복열 앵귤러 콘택트 니들 롤러 베어링.
새로운 유형의 베어링: XZU 시리즈 복열 앵귤러 콘택트 니들 롤러 베어링.

새로운 경량 로봇 건설용 정밀 스트레인 웨이브 기어

RTWH 시리즈 DuraWave 스트레인 웨이브 기어(strain wave gear) 역시 동일한 목적으로 개발되었습니다. 검증된 디자인과 경험이 풍부한 공급업체들이 산재된 시장에서 성공하려면 개발 면에서 큰 도약이 필요합니다. 이러한 이유로 셰플러는 새로운 XZU 앵귤러 콘택트 니들 롤러 베어링을 DuraWave 스트레인 웨이브 기어에만 사용하지 않습니다. 셰플러는 자동차 시장에서 일궈낸 고강도 톱니 생산의 전문성을 산업 분야로도 옮겨왔습니다. 정밀 스트레인 웨이브 기어의 특징으로는 자유로운 간격 제한, 높은 위치 정확도, 컴팩트한 디자인, 매우 긴 작동 수명을 들 수 있습니다. RTWH DuraWave 스트레인 웨이브 기어는 현재 기어비가 100~160이고 공칭 토크가 약 25~900Nm인 네 개의 사이즈(14, 17, 25, 32)로 출시되어 있습니다.

RTWH DuraWave 스트레인 웨이브 기어는 위치 정확도가 높고 작동 수명이 매우 길어 타 제품과 차별화됩니다.
RTWH DuraWave 스트레인 웨이브 기어는 위치 정확도가 높고 작동 수명이 매우 길어 타 제품과 차별화됩니다.

코봇용 UPRS PCB 모터

UPRS PCB 모터는 미래지향적이면서 컴팩트하고 다이내믹한 코봇용 드라이브의 구동 기술이 이론적으로 얼마나 발전했는지 여실히 보여주고 있습니다. 중량을 최대 23% 절감하고 전체 길이를 27% 단축하여 직경이 유사한 모터에 비해 성능 밀도가 최대 59%까지 증가하고, 출력 밀도는 전반적으로 189%까지 상승합니다. 이는 셰플러의 UPRS PCB 모터를 사용하면 로봇용 드라이브를 더 작으면서도 더 강력하게 만들 수 있다는 뜻입니다. 탁월한 열 방산 특성과 더불어 모터 설계의 최적화를 통해 코깅 토크를 거의 0에 가깝게(제로 코깅) 달성한 바 있습니다.

UPRS PCB 모터는 2022년 초에 우선 14, 17, 25, 32등 4개 사이즈로 출시될 예정입니다. 이 모터는 셰플러의 정밀 스트레인 웨이브 기어에 맞게 최적화되어 있으나 별도로 설치할 수도 있습니다.

코봇용 드라이브 기술의 이론적 발전:  셰플러의 UPRS PCB 모터.
코봇용 드라이브 기술의 이론적 발전: 셰플러의 UPRS PCB 모터.

로봇용 범위확장기

셰플러는 로봇의 작업 범위를 획기적으로 확대시키는 레인지 익스텐더로서 플러그 앤 플레이 리니어 액츄에이터를 제공하고 있습니다. 이 액츄에이터는 개별적인 완전한 솔루션으로 설계되어 서보 기어 모터, 서보 컨트롤러, 케이블 트랙 솔루션 및 로봇용 바닥 또는 천장 설치 키트와 함께 제공됩니다. 응용 분야에 따라 구동 시스템에 맞게 트리플 톱니 벨트 또는 볼 스크류 드라이브 중에 선택할 수 있습니다.

또한 셰플러의 폭넓은 모듈러 시스템 중 두 개의 리니어 액츄에이터를 사용하면 X 및 Z축 시스템을 코봇에 쉽게 구현할 수 있습니다. 이동 범위도 두 개의 축으로 확장되어 보다 작고 가벼운 로봇을 사용할 수 있는 기회가 더 많아집니다.

셰플러는 레인지 익스텐더로 플러그 앤 플레이 리니어 액츄에이터를 제공하고 있습니다.
셰플러는 레인지 익스텐더로 플러그 앤 플레이 리니어 액츄에이터를 제공하고 있습니다.

셰플러 증강 현실 스마트폰 앱 – 로보틱스

이제는 셰플러의 경량 로봇용 제품군을 여러분의 모바일 기기에서 가상으로 체험하실 수 있습니다. 증강 현실 앱은 경량 로봇 또는 코봇의 디지털 이미지를 눈앞의 실제 세계에 오버랩 시킵니다. 셰플러의 XZU(관절형 팔 및 기어박스 베어링), DuraWave(스트레인 웨이브 기어), UPRS PCB 모터 및 레인지 익스텐션(리니어 시스템) 제품에 대해 더 자세한 정보를 얻을 수 있습니다.

서비스

자문, 계산 및 제품 선택

R&D, 트라이볼로지, 재료 기술, 기술 테스트, 현장 베어링 분석, 교육 및 심화 교육 등 분야를 불문하고 셰플러의 자문 엔지니어들은 고객 여러분이 첫 단계부터 만날 수 있는 전문가들입니다. 셰플러는 BEARINX 베어링 계산 프로그램과 같이 설계 및 시뮬레이션 분야의 서비스 범위를 지속적으로 확장하고 있습니다. 이를 통해 여러 주변 조건을 고려하면서 관절형 로봇 팔의 롤링 베어링에 가해지는 하중을 매우 정밀하게 표시하고 계산하며 문서화할 수 있습니다. 관절형 조인트 베어링의 틸팅, 기어 톱니의 강도는 물론 관절형 팔 변형까지도 고려할 수 있습니다. 이러한 작업은 각각의 롤링 접점에 대한 베어링 하중까지 계산함으로써 실현할 수 있습니다.

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