6축 힘·토크 센서 특집

Chapter 1
6축 힘·토크 센서 : 정밀 제어의 미래를 개척하는 니덱컴포넌츠의 혁신 기술

현재 산업계는 급격한 인건비 상승과 심각한 인력 부족이라는 시급한 과제에 직면해 있습니다. 이러한 상황은 제조, 물류, 의료 및 요양 등 다양한 분야에서 로봇 기술의 도입을 가속화하고 시장 확대를 강력히 견인하고 있습니다. 특히 인공지능(AI)과 머신러닝(ML)의 급속한 발전은 인간과 동등하거나 그 이상의 정밀하고 섬세한 작업을 수행할수 있는 차세대 로봇의 개발을 촉진하고 있으며, 이를 달성하기 위해서는 고도로 민감하고 정밀한 센서 기술이 필수적입니다.

협동 로봇의 성능을 극대화하기 위한 개발 배경

6-axis force sensor image1_Nidec Components

제조 현장에서 사람과 협업하여 작업을 수행하는 협동 로봇에 대한 수요는, 기존의 FA(공장 자동화) 로봇으로는 달성할수 없었던 더욱 정밀하고 인간의 감성에 가까운 작업으로 승화되고 있습니다. 이러한 고도화된 시장 요구에 대응하기 위해 당사는 오랜 기간 동안 토크 센서 개발을 통해 정교하게 다듬어진 금속 기재에 직접 박막을 증착하는 독자적인 기술을 응용하여, 이번에 획기적인 6축 힘/토크 센서를 개발하였습니다. 이는 단순한 제품 개발에 그치지 않고 로봇 기술의 새로운 영역을 개척하는 중요한 진전입니다.

정밀 측정의 핵심: 6축 힘/토크 센서의 기술적 우위성

우리의 6축 힘/토크 센서는 대상 물체에 작용하는 3축 방향 힘(Fx, Fy, Fz)과 3축 방향 모멘트(Mx, My, Mz) 를 총 6개의 자유도에서 동시에, 그리고 매우 높은 정밀도로 측정 감지합니다. 기존의 저축 센서로는 포착할수 없었던 복잡한 힘의 변화를 정밀하게 감지함으로써, 로봇은 인간 손목과 유사한 "촉각"을 획득하게 됩니다. 이는 "밀기", "당기기", "비틀기", "기울이기" 등 모든 공간 방향에서의 스트레스 변화를 실시간으로 파악하고 고도화된 피드백 제어를 가능하게 합니다.

금속 박막 센서 칩

6축 힘/토크 센서 감지 구조

누르기/당기기
비틀기
기울이기

6축 힘/토크 센서가 실현하는 응용 분야와 기술적 우위성

6축 힘/토크 센서의 도입은 다양한 분야에 혁신적인 솔루션을 제공합니다.

정밀 조립 및 가공의 혁신
커넥터 삽입, 연마, 정밀 맞춤과 같은 기존에는 숙련자의 감각에 의존하던 작업을 로봇이 매우 높은 정밀도로 자동화합니다. 이를 통해 생산 효율성과 품질이 비약적으로 향상됩니다.
물류 및 검사 프로세스의 최적화
로봇 핸드에 장착함으로써 패키지의 외관뿐만 아니라 질량 차이까지 판별하여 수량 부족이나 오배송을 확실히 방지합니다.
의료 및 요양 분야에의 기여
수술 지원 로봇에서는 프라이머리 측(조작자)과 세컨더리 측(작업기) 간의 힘 감각 피드백을 실시간으로 제어하여, 수술자의 미세한 조작 감각을 정밀하게 재현합니다. 또한 재활 로봇 및 요양 지원 로봇은 사람의 신체에 접촉할 때의 힘을 최적화하여 안전하고 부드러운 돌봄을 실현합니다.
휴머노이드 로봇의 고도 자율 제어
이족보행 휴머노이드 로봇의 발바닥 및 관절 부위에 센서를 장착함으로써 지면으로부터의 반력과 신체에 가해지는 하중을 정밀하게 감지할수 있습니다. 이를 통해 불규칙한 지형에서도 안정적인 보행, 균형 유지, 그리고 넘어짐 방지와 같은 고도화된 자율 제어가 가능해지며, 실용화를 위한 연구 개발을 가속화합니다.

Chapter 2
주요 특징: 니덱컴포넌츠가 제공하는 신뢰할수 있는 가치

당사의 6축 힘/토크 센서는 뛰어난 특성으로 고객의 다양한 요구에 부응합니다.

하이 모멘트 비율
로봇의 급정지 및 급가속 시 발생하는 관성 모멘트의 영향을 억제하고 예기치 않은 하중에도 견딜수 있는 여유 있는 동작을 실현합니다.
소경・슬림형 설계
φ63mm의 컴팩트한 하우징은 암(Arm)에 직접 장착이 가능하며 시스템 전체의 공간 절약과 설계 자유도를 향상시킵니다.
우수한 내충격성(전용 스토퍼 메커니즘 탑재)
독자적인 금속 박막 증착 기술과 전용 스토퍼 메커니즘을 통해 외부로부터의 과도한 힘이나 충격으로부터 센서 본체의 손상을 물리적으로 방지하며 장기적인 신뢰성과 운영 비용 절감에 기여합니다.
우수한 내환경 성능
고감도 및 저온도 계수의 스트레인 게이지를 채택하고, IP65 등급의 방진・방수 성능을 갖추어 온도 변화가 심한 환경이나 먼지・물이 존재하는 가혹한 조건에서도 지속적으로 안정적이고 고정밀한 측정을 유지합니다.
고속 샘플링
순간적인 힘의 변화를 포착하는 높은 응답성으로 로봇의 실시간 정밀 제어를 가능하게 하며, 더욱 부드럽고 섬세한 동작을 실현합니다.
우수한 비용 대비 성능과 고품질
센서 소자의 제조부터 조립, 교정까지 자사 공장에서 일괄적으로 수행하는 수직 통합 생산 체제를 통해 철저한 품질 관리와 높은 비용 효율화를 동시에 실현하고 있습니다.

당사는 이 6축 힘/토크 센서를 통해 고객의 기술 혁신을 강력하게 지원하며, 미래의 자동화 및 정밀 제어 실현에 기여합니다.

6축 힘/토크 센서 데모 영상

센서에 작용하는 변형 및 응력을 시각적으로 표현하였습니다. 당사의 6축 힘/토크 센서는 뛰어난 감도와 정밀도를 자랑합니다. 그 성능을 직접 확인해보시기 바랍니다.

기술 사양

	모델명		FS063
	형태	외경	φ 63 mm
		두께	38 mm
	정격하중	Fx, Fy, Fz	± 300 N
		Mx, My, Mz	± 30 N·m
	과부하용량		400 % F.S.
	직선성		± 3 % F.S.
	히스테리시스		3 % F.S.
	타축감도		± 5 % F.S.
	중량		490 g
	보호등급		IP65 상당
	통신방식		RS-485
※ 제품사양은 개선을 위해 예고없이 변경될수 있습니다. 미리 양해부탁드립니다.