로봇이 정밀 도구가 돼버렸어요

로봇은 현대 제조의 만능이에요. 단단한 강철이나 복잡한 밀링 경로를 만나기 전까지는 말이죠.그때부터 큰 떨림이 시작돼요.표준 산업용 로봇은 유연성을 제공하지만 강성이 부족하기 때문이에요.Siemens와 스타드에 있는 프라운호퍼 제조 기술 및 첨단재료 연구소 (IFAM) 가 공동 개발한 게 바로 이거예요. 정밀도를 희생하지 않으면서 말 그대로 로봇에 새로운 힘을 주는 새로운 하이브리드 드라이브예요.이 개발로 프라운호퍼 IFAM의 스테판 한센과 토비아스 하만, 지멘스에서 스벤 타우흐만과 데이비드 비터롤프가 올해의 발명가 상을 수상했어요. 공동 발명가들에게 아이디어를 설명하는 데이비드 비터롤프

함께 일하면 정밀도가 높아져요

이 컨셉은 근본적으로 다른 두 가지 드라이브 유형을 결합하는 것을 기반으로 해요. 다이렉트 드라이브는 높은 정밀도와 속도로 작동하지만 단독 구동 시스템으로 사용하면 너무 무겁고 너무 비쌉니다.간접 드라이브는 튼튼하고 강력하지만 덜 민감해요.단일 구동계에 두 시스템을 지능적으로 결합함으로써 하이브리드 드라이브 둘 다 최고로 좋은 것을 제공하도록 만들어졌어요.그 결과 높은 이송 속도에서도 안정적이고 진동이 적은 로봇이 탄생했어요. 따라서 기존 공작 기계의 정밀도에 근접해요.

네 개의 마음, 하나의 아이디어

이 혁신을 가능하게 한 것은 산업계와 과학계 연구자 4명의 공동 전문성 덕분이에요.한센과 하만이 과학적 토대와 제어 로직을 제공한 반면, 타우크만과 비터롤프는 로봇 공학 분야에서 수년간 산업 및 응용 지식을 쌓았어요.Siemens하고 Fraunhofer는 오랫동안 신뢰할 수 있는 파트너십을 맺고 공동 프로젝트에 협력해 왔어요. 그 중 일부는 공적 자금으로 운영돼요.이렇게 하면 양측 모두 자원을 모을 수 있어요.Tauchmann은 이렇게 설명합니다. “우리는 개인적인 차원에서도 좋은 케미스트리를 가지고 있어서 새로운 아이디어를 빠르게 시도하고 구현할 수 있는 작업 환경을 조성해요.

스벤 타우크만 (Siemens Digital Industries) 모션 컨트롤, 안전 및 사용자 기술)

덧셈과 뺄셈이 만나는 곳, 공정 두 개, 로봇 한 대

이 발명으로 로봇이 적층 (재료 첨가) 작업과 감산 (재료 제거) 작업을 모두 할 수 있어요. 즉, 강철 같은 단단한 재료를 하나의 시스템 안에서 3D 프린팅하고 밀링할 수 있어요.부품을 한 층씩 만든 다음 전문적으로 다시 다듬을 수 있어요. 다시 클램핑하거나 기계를 바꿀 필요 없어요.궁극적으로 로봇은 제조를 위한 일종의 스위스 군용 칼이 돼요. 작업에 따라 인쇄, 밀링, 수리가 가능해요”라고 데이비드 비터롤프는 설명합니다.이렇게 하면 시간, 에너지, 비용뿐만 아니라 제조 공간도 절약돼요.동시에 프로세스가 더 유연해지고 지속 가능해져요. 자원 효율적인 생산 시스템으로 가는 중요한 단계예요.

데이비드 비터롤프 (지멘스 디지털 인더스트리 모션 컨트롤, 메카트로닉 서포트)

실험실에서 어플리케이션까지

혁신은 연구 단계를 오래 벗어났고 이미 산업 파트너들과 초기 파일럿 프로젝트에서 테스트 중이에요.주요 목표는 새 드라이브를 장착한 로봇이 까다로운 기계 가공 작업에서도 안정적으로 경로를 따라갈 수 있다는 것을 보여주는 거예요.이것은 중소기업에 새로운 잠재력을 열어줍니다. 더 작고 더 효율적인 제조 셀을 통해, 프로세스를 재고하거나, 미개척 자동화의 잠재력을 발굴할 수 있기 때문이죠.한 가지 예가 로봇 셀 하나에 덧셈과 감산 공정을 통합하는 거예요.

스테판 한센 (프라운호퍼 IFAM 스타드, 자동화 및 생산 엔지니어링)

개발자들의 원동력은 무엇일까요?

Bitterolf는 이렇게 말합니다. “실제 고객 문제는 새로운 아이디어에 가장 큰 영감을 줘요.타우치만에게는 팀 정신이 중요해요.“경기장에서 잘 조율하면 가장 좋은 골을 넣을 수 있어요.”Hansen이 특히 중요하게 생각하는 것은 연구와 젊은 인재 육성의 조합이에요. “젊은 동료들을 몇 년간 멘토링하고 함께 성과를 보는 것은 정말 동기 부여가 돼요.”그리고 하만에게는 이 상이 어린 시절의 꿈을 실현시켜줘요. “발명가는 당신이 지원할 수 있는 직업이 아니에요.돈을 벌고 자랑스럽게 착용할 수 있는 속성이에요.” 라고 그는 설명합니다.

토비아스 하만 (프라운호퍼 IFAM 스타드, 자동화 및 생산 엔지니어링)

앞을 내다보며

새로운 드라이브 아키텍처는 로봇 축 제어의 획기적인 가능성을 열어줘요.파트너들은 현재 알고리즘을 최적화하고 하이브리드 원리를 다른 기계 클래스에 어떻게 적용할 수 있는지 검토 중이에요.목표는 밀링 및 응용 공정의 최대 경로 정확도와 정밀도, 다용성, 지속 가능성을 결합한 차세대 산업용 로봇이에요. 이는 연구와 산업 간의 긴밀한 협력이 기술 경계를 넓히고 있다는 것을 보여주는 예예요.

로봇이 작동 중이에요

프라운호퍼 IFAM의 연구 활동

'런 마이로봇 /다이렉트 컨트롤' 제품에 대한 추가 정보 (문의 양식 포함) 를 찾을 수 있어요