VEICHI의 핵심 로봇 구동 시스템 ‘RB100, RB200, RB300’ 집중 해부!
디지털 전환의 가속화와 함께 로봇은 최신 기술의 중요한 매개체이자 현대 산업의 핵심 장비로 부상하고 있다. VEICHI(베이치)는 전기 추진 및 산업 제어 분야의 전문성을 바탕으로 휴머노이드 로봇, 협동 로봇, 이동 로봇, 서비스 로봇 등 다양한 분야의 요구를 적극 탐구해 왔으며, 로봇 산업의 효율적인 제조를 지원하기 위한 핵심 구동 제품들을 독자적으로 개발해 왔다. 특히 Robot Core Components 제품 군인 RB100, RB200, RB300 시리즈는 각각 이동 로봇용 일체형 서보 휠, 로봇 관절용 통합 구동 모듈, 소형 자동화/로봇용 드라이브 내장형 서보 모터로서 최신 기술 트렌드를 반영한 대표 제품들이다. 아래에서는 각 제품을 기술적 배경, 시장 트렌드, 차별화 요소, 주요 사양 등의 측면에서 개별적으로 살펴본다.
RB100 시리즈,
통합 서보 휠(Integrated Servo Wheel)
RB100 시리즈 통합 서보 휠의 구조로 구동 드라이브, 엔코더, 프레임리스 모터, 감속기, 휠 등이 하나의 모듈로 통합되어 있다.
등장 배경: AGV/AMR 등 자율주행 이동 로봇이 물류 및 제조 현장에서 급증하면서, 이러한 로봇들의 핵심 구동 부품인 주행 바퀴에 대한 요구 사항도 진화하고 있다. 과거에는 이동 로봇에 모터, 감속기, 바퀴, 그리고 별도의 서보 드라이브(제어기)를 각각 조합하여 사용했는데, 이는 설계 및 배선의 복잡성, 부품 간 인터페이스에서의 문제 등을 야기했다. 이러한 배경에서 등장한 개념이 구동 모터, 감속기, 제어기, 휠을 하나로 일체화한 서보 휠이며, VEICHI의 RB100 시리즈가 그 대표적인 구현이다. RB100 시리즈 통합 서보 휠은 단일 모듈에 구동 드라이브, 엔코더, 프레임리스 모터, 감속기, 고무 코팅 휠을 모두 통합함으로써 혁신적인 고집적 설계를 달성한 제품이다. 자체 개발한 핵심 기술을 적용하여 성능과 신뢰성을 국제 최고 수준까지 끌어올렸으며, 설치가 쉽고 배선이 간소하며 안정적인 동작을 보장하도록 설계되었다.
기술 발전 방향: 모바일 로봇 시장의 성장과 지능형 물류 창고의 확산에 따라, 구동 휠에는 고하중, 소형화, 신뢰성 요구가 높아지는 추세다. 이러한 트렌드에 부응하여 RB100 시리즈는 높은 하중 지지능력과 공간 효율을 극대화한 통합 휠로 개발되었다. 예를 들어, 개별 RB100 서보 휠은 약 250 kg의 정격 하중을 견딜 수 있어 시장 평균 대비 25% 이상 높은 적재 능력을 제공하며, 컴팩트한 구조를 통해 기존 대비 30% 이상 설치 공간을 절감할 수 있다. 또한 일체형 설계는 부품 간 배선을 단순화하여 오류 발생을 줄이고 유지보수를 용이하게 해준다. 이러한 특징들은 물류 로봇을 비롯한 자동화 장비가 더 작고 강인하며 효율적으로 발전하는 기술 방향과 궤를 같이한다.
차별성과 경쟁력: RB100 시리즈의 가장 큰 차별화 요소는 높은 통합도에서 오는 비용 절감 및 성능 향상이다. 여러 핵심 부품을 하나로 통합함으로써, 사용자는 종래 개별 구성 대비 공급망 관리, R&D, 생산 및 조립 비용을 50% 이상 절감할 수 있을 것으로 보고되며, 모듈화로 인한 신뢰성과 안정성 향상으로 시스템 가동률을 높일 수 있다. 또한 강철+알루미늄 합금의 견고한 본체와 여유 있는 출력 설계로 동급 제품 대비 약 5% 높은 정격 하중 용량을 확보하여 무거운 하중을 다루는 로봇에도 충분한 여력이 있다. 표준 17비트 앱솔루트 엔코더를 적용하여 약 131,072 P/R의 고분해능으로 모터 속도 편차를 최소화하고 정밀한 위치 제어가 가능하 며, 이에 따라 정확한 주행과 정지가 요구되는 AGV/AMR 분야에 적합한 성능을 발휘한다.
RB200 시리즈,
로터리 조인트 모듈 (Rotary Joint Module)
RB200 시리즈 로터리 조인트 모듈의 구조로, 프레임리스 모터, 하모닉 감속기, 듀얼 중공 엔코더, 드라이브, 센서 등이 일체화되어 로봇 관절에 필요한 핵심 요소를 모두 포함한다.
등장 배경: 로봇 팔(매니퓰레이터)이나 협동로봇의 관절 구동부는 일반적으로 모터, 감속기(예: 하모닉 드라이브), 엔코더, 브레 이크, 센서, 제어기 등이 어우러진 복잡한 시스템이다. 과거에는 이러한 구성품을 일일이 선정하고 조립하여 제어기를 세팅해야 했는데, 이는 많은 시간과 전문성을 요구했다. RB200 시리즈 로터리 조인트 모듈은 이러한 배경에서 탄생한 솔루션으로, 로봇 관절에 필요한 핵심 부품들을 하나의 콤팩트한 모듈에 통합함으로써 개발을 단순화시켰다. VEICHI는 구동 부문의 전력 밀도 향상, 이중 엔코더 기반 정밀 제어, 토크 제어 및 부하 관성 식별 등의 기술에 주력하여 이 모듈을 개발하였으며, 그 결과 드라이브, 중공(hollow) 엔코더, 프레임리스 모터, 하모닉 감속기, 센서 등을 모두 포함하는 혁신적인 일체형 관절 구동기가 등장하게 되었다.
기술 발전 방향: RB200 시리즈는 이러한 흐름에 맞춰 개발되었으며, 대구경 중공 홀(hollow shaft) 구조를 통해 로봇 내부 배선을 용이하게 하고 케이블 굽힘 반경을 감소시켜 단선이나 단락 등의 실패율을 낮추는 장점을 제공한다. 또한 듀얼 중공 엔코더 기반의풀 클로즈드 제어로 더욱 정밀한 모션 제어와 궤적 구현이 가능하 며, 마지막 위치를 자동 기록하는 앱솔루트 위치 인지 기능을 갖추고 있어 전원 재인가 시 별도의 호밍 없이도 정확한 자세 복원이 이루어진다. 이러한 기술 발전 방향 즉 안전성, 정밀성, 쉬운 통합에 부합하는 RB200 모듈은 차세대 협동로봇 및 서비스 로봇의 핵심 구동 요소로서 주목받고 있다.
차별성과 경쟁력: RB200 모듈은 앞선 기술들의 통합을 통해 기존 개별 부품 조합 방식에 비해 설계 용이성과 비용 효율성 측면에서 뛰어난 경쟁력을 보인다. 컴팩트한 모듈형 설계와 저비용으로 고성능을 구현하여 로봇 개발 과정을 크게 단순화해주며, 사용자는 복잡한 모터-감속기-엔코더-드라이브 간 결합 작업 없이 모듈을 관절에 바로 장착함으로써 개발 기간을 단축할 수 있다. 특히 듀얼 중공 엔코더 기반의 정밀 위치 피드백과 향상된 토크 제어 기능은 협동로봇처럼 인간과 직접 상호작용하며 안전하고 부드러운 동작이 요구되는 응용에서 큰 장점을 제공한다. 또한 대구경 중공 구조는 관절부를 통해 케이블을 내부로 배선할 수 있게 해주므로, 로봇 팔의 복잡한 배선을 단순화하고 케이블 단선 위험을 줄여준다.
RB300 시리즈,
통합 서보 드라이브 & 모터(Integrated Servo Drive & Motor)
RB300 시리즈 통합 서보 드라이브 & 모터의 콤팩트한 구조 (400W 모델 기준 본체 길이 약 92.5 mm)로, 드라이브 일체형 설계를 통해 모터 길이가 크게 단축되고 배선이 간소화되었다.
등장 배경: 자율 이동 로봇이나 산업 자동화 장비에 전통적인 서보 시스템을 적용할 경우, 모터와 드라이브를 분리하여 설치해야 하므로 제어반과 모터 사이 복잡한 배선, 높은 설치 공간 요구, 장비 조립 공정 증가 등의 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하고자 모터 일체형 드라이브 개념이 등장했고, VEICHI의 RB300 시리즈 통합 서보 드라이브 & 모터가 그 대표적 사례이 다. RB300 시리즈는 저전압(48V) 동기 서보모터, 엔코더, 서보 드라이브 회로를 하나의 유닛에 결합한 혁신적인 메카트로닉스 제품으로서, 국제적으로 검증된 고성능 제어 알고리즘을 내장하여 높은 정밀도와 빠른 응답성을 구현하였다. 이 일체형 설계를 통해 모터와 외부 드라이브 간의 장거리 케이블을 없앰으로써 배선 오류 발생을 최소화하고, 케이블 및 설치 인건비를 절감하는 효과를 얻었다. 그 결과, 엔지니어는 시스템 설계 시 배선 작업에 소요되는 시간과 노력을 크게 줄일 수 있으며 전체 시스템의 신뢰 성을 높일 수 있다.
기술 발전 방향: 최근 자동화 기계와 로봇 업계에서는 분산형 서보 시스템과 스마트 모터의 채택이 늘고 있다. 각 구동축에 지능형 드라이브를 내장한 모터를 배치하고 이를 산업용 네트워크로 연결하는 방식은, 중앙 제어반의 복잡도를 낮추고 시스템 확장 과 유지보수를 용이하게 하는 방향으로 발전 중이다. RB300 시리즈는 이러한 트렌드에 부응하여 하나의 모듈만으로 완전한 서보 구동 기능을 제공하도록 설계되었다. 통신 프로토콜 측면에서 Modbus, CANopen, EtherCAT, Profinet 등 다양한 산업용 네트 워크를 지원하므로 기존 자동화 설비나 로봇 플랫폼에 유연하게 통합될 수 있다. 또한 상위 컨트롤러 없이도 모터 자체에 디지털 입출력(I/O) 기능(3× DI, 1× DO)을 제공하여 한정된 범위 내에서 독립적인 논리 제어도 가능하다. RB300 모터의 본체 및 커넥터부는 IP54 등급의 방진·방적 설계를 적용하여 공장 환경에서도 안정적인 동작이 가능하며, 드라이브 내장에도 불구하고 표준 서보 모터와 비교해도 손색없는 크기와 무게로 기구물을 컴팩트하게 구성할 수 있다.
차별성과 경쟁력: RB300 시리즈는 컴팩트한 기계 설계와 멀티턴 앱솔루트 엔코더의 적용으로 설치 공간을 약 40% 절감하고 배선 비용을 ‘50%’까지 절감하여 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 200W부터 1.5kW에 이르는 폭넓은 출력 등급을 제공하여 산업용 이동 로봇, 서비스 로봇, 특수 자동화 장비 등 다양한 분야에 대응할 수 있는 범용성을 갖추고 있다. 특히 드라이브 분리형 솔루션 대비 배선 수가 현저히 줄어들어 고신뢰성을 확보할 수 있고, 현장에서 모터 교체나 유지보수가 간편하여 다운타임을 최소화할 수 있다. 이러한 혁신성과 우수한 성능은 업계로부터 인정받아 RB300 시리즈가 2024 로봇 기술 혁신상을 수상하는 성과로 이어지기도 했다.
자료제공: 베이치일렉트릭코리아(www.veichi.com)
