고토크 로봇 액추에이터 선택 방법

고토크 로봇 액추에이터는 브러시리스 모터, 감속단, 피드백, 드라이버를 하나의 하우징에 담은 일체형 모듈이며, 사양표에서 가장 큰 수치가 아니라 로봇 관절이 지탱해야 하는 토크를 기준으로 선택됩니다. 이 용어에는 모터 사양만으로는 담기지 않는 경계가 있습니다. 같은 등급의 기계에 판매되는 프레임리스 키트는 최대 토크를 몇 뉴턴미터 수준으로 공표하고 베어링과 엔코더, 드라이버를 통합 업체에 맡기는 반면, 힙이나 무릎, 어깨용 일체형 고토크 로봇 액추에이터는 100 Nm 위로 공표됩니다. 여기서 비교하는 두 기록, 즉 CubeMars AK80-64 KV80과 AKH70-48 V1.0 KV41은 850 g과 1396 g의 하우징에서 최대 토크 120 Nm와 222 Nm에 놓이며, 두 제품의 격차는 두 개의 품질 등급이 아니라 세 가지 결정에서 비롯됩니다. 프레임리스 키트와 일체형 모듈 사이의 경계는 고토크 프레임리스 토크 모터: 토크는 어디에서 오는가에서 자세히 다루고, 같은 듀티는 로봇 액추에이터 카테고리에 설명되어 있습니다.

한눈에 보는 답

첫 번째 결정은 최대가 아니라 유지입니다. 로봇 관절 액추에이터는 수명 대부분을 상시 하중 근처에서 보냅니다. 공구를 든 팔, 체중의 일부를 받는 무릎, 지지 상태의 다리가 그 예이며, 그 상태를 설명하는 수치는 연속 토크, 즉 정격 토크입니다. 최대 토크는 모듈이 즉각적인 손상 없이 낼 수 있는 짧은 이탈을 뜻하며, 작업점이 아니라 예비분입니다. 따라서 고토크 로봇 액추에이터는 상시 하중을 기준으로 먼저 후보에 오르고, 최대 수치는 가속, 착지, 균형 회복을 위한 여유로 읽습니다.

두 번째 결정은 감속단입니다. 감속비가 작은 모터를 관절로 바꾸기 때문입니다. 여기 두 모듈은 64:1과 48:1 감속단을 사용하며, 감속비는 출력 속도와 출력 토크를 동시에 반대 방향으로 움직이는 한편 기어를 통해 관절이 느낄 수 있는 하중의 크기도 바꿉니다. 높은 감속비는 출력 토크를 증대시키고 출력 속도를 낮춥니다. 또한 모터 측 관성과 전달 손실이 출력에서 느껴지는 운동에 영향을 주기 때문에 관절을 역구동하기 더 어렵게 만들 수 있습니다. 실제 역구동성은 기어박스 설계, 마찰, 전달 효율, 모터 특성, 제어 상태에 따라 달라지므로, 감속비만으로는 외부 힘이 관절을 얼마나 쉽게 움직일 수 있는지가 결정되지 않습니다. 따라서 감속비는 목표 수치가 아니라 듀티를 기준으로 선택합니다. 고토크 로봇 액추에이터를 읽는 일은 감속비와 권선을 함께 읽는 일이며, 어느 하나만으로는 관절이 규정되지 않기 때문입니다. 잘못된 감속비로 만들어진 로봇 관절 액추에이터는 나중에 권선을 바꿔 고칠 수 없습니다.

세 번째 결정은 열이며, 가장 쉽게 건너뛰는 항목입니다. 정격 토크는 열적 진술이며, 명시된 운전 및 열 조건에서 제조사가 규정한 출력 토크입니다. 특정 로봇에서 이를 연속으로 유지할 수 있는지는 주위 온도, 장착, 열 발산, 드라이버 설정, 듀티 사이클 같은 요인에 따라 달라지므로, 관절을 지속 부하에 맞춰 규격화하기 전에 공표된 정격 이면의 조건을 제조사에 확인해야 합니다. 버스 전압은 주어진 출력에 필요한 전류량을 정하고, 권선 저항은 그 전류를 동손으로 바꾸며, 모듈은 그 열을 하우징을 통해 방출합니다. 여기 두 기록에서 정격 토크는 48 Nm와 74 Nm이며, 각 수치는 옆에 공표된 정격 전류, 즉 7 A와 6 A와 짝을 이룹니다. 고토크 로봇 액추에이터를 선택하는 일은 어떤 듀티가 감당할 수 있는 토크와 전류의 짝을 고르는 일이며, 로봇 관절 액추에이터에서는 그 짝이, 토크 수치 단독이 아니라, 기록이 공표하는 값입니다.

로봇 액추에이터를 고토크로 만드는 것

고토크는 출력 수치와 그것이 얻어진 조건 사이의 관계이며, 모듈이 지니거나 결여한 등급이 아닙니다. 고토크 로봇 액추에이터에서 그 관계는 토크 수치 자체가 아니라 수치 옆에 적힌 조건에 서술됩니다. 이를 대부분 결정하는 세 가지 양은 모듈이 연속으로 유지하는 토크, 짧게 도달할 수 있는 토크, 그리고 구동계에서 증대가 일어나는 위치입니다. 아래 세 절이 이 순서대로 다룹니다.

정격 토크는 관절이 연속으로 유지하는 수치

정격 토크는 명시된 버스 전압과 명시된 열 조건에 대해 공표되며, 기록이 옆에 명시한 조건에서 규정하는 출력 토크입니다. 듀티가 요구하는 만큼 그 수치에 머무를 수 있는지는 모듈이 장착되는 기계에 대한 문제, 즉 주위 온도, 장착, 열 발산, 드라이버 설정, 듀티 사이클에 관한 것이지, 그 수치 자체가 지니는 속성이 아닙니다. 상한은 자석이 아니라 권선이 정합니다. 권선이 무한정 나를 수 있는 전류는 그것이 만들어 내는 열이 모듈을 얼마나 빨리 빠져나갈 수 있는지로 정해지며, 모듈에는 자체 능동 냉각이 없습니다. 여기 기록에서 정격 토크는 AK80-64 KV80이 7 A에서 48 Nm, AKH70-48 V1.0 KV41이 6 A에서 74 Nm입니다. 이 짝들 사이의 비율은 토크 수치보다 더 크게 벌어지는데, 이것이 고토크 로봇 액추에이터가 토크 단독이 아니라 짝을 기준으로 선택된다는 첫 번째 신호입니다.

정격 토크만으로는 감당하지 못하는 조건도 있습니다. 제로 속도에서 자세를 유지하는 관절은 여전히 전류를 소모하므로 권선에서 계속 열을 발생시킵니다. 정지 상태에서 기계적 출력은 0이므로, 출력 정격으로 제시된 수치는 유지 케이스를 규정하지 못합니다. 따라서 하루 종일 자세를 유지하는 로봇 관절 액추에이터는 정격 토크만큼이나 정격 전류를 기준으로 규격화됩니다. 그 상태에서 권선이 나를 수 있는 전류는 여전히 정격 자체와 동일한 열 조건, 즉 주위 온도, 장착, 열 발산, 듀티 사이클로 정해지며, 드라이버가 공급할 수 있는 것과 부하가 요구하는 것으로 추가 제한됩니다. 따라서 고토크 로봇 액추에이터에서 유지 케이스는 전류 문제이지만, 그 답은 모든 설치에서 성립하는 수준이 아니라 명시된 조건 집합에 대한 수치이며, 드라이버를 규격화하는 것은 바로 그 전류입니다.

최대 토크는 짧은 이탈이며 작업점이 아니다

최대 토크는 최대 전류 및 기록이 보통 따로 명시하는 시간 창과 함께 공표되며, 관절이 가속, 착지, 보정 중에 도달할 수 있는 토크입니다. 여기 두 기록은 19 A에서 120 Nm, 18 A에서 222 Nm를 공표합니다. 최대 토크는 최대 전류, 이탈의 허용 지속 시간, 제조사의 운전 조건과 함께 평가해야 합니다. 매우 큰 전류를 통해 높은 최대 토크에 도달하는 로봇 관절 액추에이터는 권선에 그만큼 큰 열 부하를 걸고 드라이버와 팩에서 그만큼 큰 전류를 끌어오지만, 더 낮게 공표된 최대 전류가 그 자체로 더 높은 효율이나 더 낮은 에너지 소비를 입증하지는 않으며, 특히 비교 대상 모듈이 모터 설계, 감속비, 정격 운전점에서 다를 때는 그러합니다. 기록이 최대 전류도 시간 창도 명시하지 않는 고토크 로봇 액추에이터는 그 이탈을 규정하지 못한 것입니다. 따라서 최대치에 자주 도달하는 관절용 고토크 로봇 액추에이터는 최대 토크 수치 단독이 아니라 최대 전류와 이탈이 지속되는 시간을 기준으로 선택됩니다.

감속단이 권선을 이어받는 지점

관절에서의 토크는 회전자에서의 토크가 아닙니다. 감속단은 회전자 토크에 감속비를 곱하고 회전자 속도를 같은 비율로 나누므로, 작은 모터도 큰 감속비를 통해 큰 관절 토크를 낼 수 있지만 그 대가로 출력 속도를 잃습니다. 여기에 기계 제작자가 택할 수 있는 두 경로의 갈림길이 있습니다. 모터 자체의 토크를 높이는 일은 직경과 적층 길이, 따라서 질량을 키우는 일입니다. 감속을 더하는 일은 모터를 그대로 두고 속도, 백래시, 역구동성으로 값을 치르는 일입니다. 사람이 역구동해야 하는 로봇 관절 액추에이터와 무거운 하중을 지탱해야 하는 액추에이터는 그 선택의 반대편에 서 있습니다. 고토크 로봇 액추에이터는 그 두 경로 중 두 번째를 하나의 유닛으로 패키징한 것이며, 함께 공표된 감속비, 즉 여기 기록의 64:1과 48:1은 그 경로를 어디까지 걸어왔는지를 나타냅니다. 이는 두 기록을 서로 맞세운 진술이 아니라 원리에 관한 진술인데, 두 기록이 각각 공표하는 출력 토크와 전류 또한 자신의 모터 토크 용량과 제조사가 명시하기로 선택한 정격 운전점에 달려 있기 때문입니다.

고토크 로봇 액추에이터를 결정하는 사양

일체형 모듈의 공표된 사양표에는 선택에 필요한 것보다 많은 행이 담겨 있습니다. 그중 다섯 가지를 함께 보면 모듈이 감당할 수 있는 관절이 설명됩니다. 두 개의 토크 수치, 감속비, 버스와 그 전류, 기계적 외형, 그리고 연속 정격 이면의 열적 진술입니다. 로봇 관절 액추에이터에서 유용한 규율은 이 다섯을 하나의 집합으로 읽는 것입니다. 다섯 중 넷을 만족하고 하나에서 실패하는 고토크 로봇 액추에이터는 여전히 잘못된 모듈이기 때문입니다. 아래 절들이 하나씩 다룹니다.

정격 토크와 최대 토크

정격 토크와 최대 토크는 서로 다른 질문에 답하며, 둘 사이의 비율은 로봇 관절 액추에이터의 품질 점수가 아닙니다. AK80-64 KV80은 정격 48 Nm에 대해 최대 120 Nm를 공표하며 그 배수는 2.5이고, AKH70-48 V1.0 KV41은 74 Nm에 대해 222 Nm를 공표하며 그 배수는 3.0입니다. 이 배수가 설명하는 것은 상시 하중 위에 놓인 공표된 예비분의 크기이며, 이는 사용 가능한 제어 여유나 허용된 동적 성능의 척도가 아니라 두 개의 사양 수치 사이의 비율입니다. 듀티가 대부분 유지인 관절은 하중에 비해 정격 수치가 높기를 원하고, 말단 질량을 반복적으로 가속하는 관절은 예비분과 함께 그 예비분을 사들이는 최대 전류를 원합니다. 고토크 로봇 액추에이터는 듀티가 둘 중 무엇을 소비하는지 물어 후보에 올립니다.

감속비와 출력 속도

감속비는 토크를 정하는 만큼이나 직접적으로 관절의 속도를 정합니다. 출력 속도는 모터 속도를 감속비로 나눈 값이므로, 48:1과 64:1 모듈은 정격점에서 28 rpm과 23/48 rpm에, 무부하에서 35 rpm과 37/75 rpm에 도달합니다. AK80-64 KV80의 두 수치는 그 기록이 다루는 두 버스 전압에서 설명된 동일한 모듈입니다. 이 출력 속도는 회전자 속도가 아니라 관절 속도이며, 빠른 말단 축이 필요한 로봇 관절 액추에이터와 무거운 유지가 필요한 액추에이터는 그 열의 반대쪽 끝을 원하게 됩니다. 감속비는 또한 정격 토크와 최대 토크를 함께 움직이는 유일한 열인데, 출력으로 나가면서 둘 모두에 곱해지기 때문입니다.

버스 전압과 연속 전류

버스 전압은 모듈 바깥에서 선택되며, 토크보다는 주어진 출력에 대해 모듈이 끌어오는 전류를 더 많이 정합니다. 주어진 축 출력에서 더 높은 버스는 일반적으로 더 낮은 공급 전류, 따라서 더 낮은 동손을 뜻하지만, 그 대가로 더 무거운 팩과 더 높은 정격의 드라이버가 필요합니다. 여기 두 기록 중 하나는 48 V 단독으로 공표되고, 다른 하나는 24/48 V 기록을 지니며 두 개의 속도와 두 개의 무부하 속도가 그에 대해 기재되어 있습니다. 정격 토크와 함께 공표된 연속 전류가 둘을 연결하는 수치이며, 로봇 관절 액추에이터에서는 드라이버단과 하네스를 규격화하는 수치이기도 합니다. 고토크 로봇 액추에이터는 그 버스와 함께 공표되며, 둘은 함께 읽습니다. 이 모듈을 48 V 버스에서 운용하는 더 넓은 주제는 48 V 로봇 액추에이터: 모델, 성능 이점, 시스템 제약에서 자세히 다룹니다.

질량, 외형, 보어

다족 기계에서 관절의 질량은 두 번 청구됩니다. 그 관절이 속한 세그먼트를 위쪽 관절들이 떠받치고 가속해야 하기 때문입니다. 여기 두 기록은 850 g과 1396 g, 외형 98 × 61.9 mm와 90 × 81.5 mm에 걸쳐 있으며, 형상의 차이는 질량의 차이만큼이나 중요합니다. 축방향 길이 61.9 mm와 81.5 mm는 서로 다른 기계적 외형이고, 그중 무엇이 주어진 관절에 맞는지는 축방향 길이만이 아니라 장착 패턴, 가용 공간, 하중 경로에 따라 달라집니다. 기존 사지에 장착되는 로봇 관절 액추에이터는 질량만큼이나 끼워 넣어야 하는 형상에 의해 제약받습니다. 보어는 같은 열 안의 세 번째 결정입니다. 여기 기록 중 하나는 관절을 통과하는 케이블용으로 7 mm 중공 보어를 공표하는데, 이는 움직이는 사지에서 하네스 루프 하나를 없애 줍니다. 고토크 로봇 액추에이터는 직경만으로 비교할 수 없습니다.

열적 듀티와 연속 정격이 포함하는 것

연속 정격은 온도에 관한 진술이며, 어떤 온도인지 아는 것이 중요합니다. 정격 토크와 최대 토크는 모두 권선 온도에 관한 진술이며, 어느 것도 모듈이 임의의 시간 동안 유지할 수 있는 수치가 아닙니다. 절연 등급은 권선이 도달할 수 있는 온도를 정하고, 모듈과 함께 공표된 주위 온도 범위는 그 차이의 다른 쪽 끝을 정합니다. 여기 두 기록은 모두 절연 등급 H와 -20~50도의 운전 주위 온도 범위를 공표합니다. 이런 종류의 기록이 보통 공표하지 않는 것은 가정된 온도 상승, 그것이 측정된 장착 조건, 그리고 모듈이 정지 공기 중에 놓여 있는 대신 열을 빼앗아 가는 금속 구조에 볼트로 체결될 때 그 수치가 어떻게 변하는가입니다. 이는 제조사 문서에 물어볼 문제이며, 듀티가 연속 수치 근처에서 도는 고토크 로봇 액추에이터는 관절을 확정하기 전에 거기서 확인할 가치가 있습니다.

최대 토크가 100 Nm를 넘는 고토크 로봇 액추에이터 모듈 비교

여기서 비교하는 두 기록은 공표된 최대 토크가 100 Nm를 넘는 일체형 CubeMars 모듈이며, 하나의 사양 세트로 제시되고 공표된 최대 토크 순으로 정렬되어 가벼운 관절에서 무거운 관절로의 이행이 열 자체에서 드러납니다. 모든 값은 제조사가 그 모듈에 대해 공표한 수치이며, 어떤 셀도 추정되거나 환산되지 않았습니다. 기록이 어떤 필드를 담지 않으면, 표는 그 공백을 채우지 않고 그대로 밝힙니다. 둘 다 같은 관절군의 후보이며, 각각 서로 다른 듀티 지점을 위한 고토크 로봇 액추에이터입니다.

여기서 비교하는 두 일체형 모듈에 대해 제조사가 공표한 모델, 감속비, 정격 토크, 최대 토크, 정격 전압, 정격 전류, 최대 전류, 정격 속도, 무부하 속도, 무게, 외형이며, 공표된 최대 토크 순으로 정렬했습니다. 정격 토크와 정격 전류는 연속 듀티를 위해 함께 공표된 짝이고, 최대 토크와 최대 전류는 짧은 이탈을 위해 공표된 짝이며, 그 이탈의 지속 시간은 이 표가 담지 않는 별개의 조건입니다. 속도와 외형은 회전자 측 수치가 아니라 관절의 출력 측 수치입니다. 한 모델에 두 개의 속도가 표시되는 경우, 그 기록은 두 개의 정격 전압을 다루며 각각에 대해 하나의 속도를, 24 V 다음 48 V 순서로 공표합니다. 무게는 케이블을 포함한 모듈에 대해 단일 수치로 공표됩니다. 각 모델명이 표에서 자체 KV 수치를 담고 있으므로 KV 수치를 반복하는 별도 열은 없습니다.

둘 다 한 페이지에 놓이면 두 가지가 두드러지는데, 어느 것도 토크 열이 아닙니다. 첫째는 더 큰 최대 토크가 더 큰 전류를 요구하지는 않는다는 점입니다. AKH70-48 V1.0 KV41은 18 A에서 최대 토크 222 Nm를 공표하고, AK80-64 KV80은 19 A에서 120 Nm를 공표하므로, 최대 토크가 거의 두 배인 모듈이 오히려 약간 더 작은 전류를 요구합니다. 이는 효율 순위가 아니라 사양 관찰입니다. 두 기록은 감속비뿐 아니라 모터 설계, KV, 패키지, 제어에서도 다르며, 각 최대 수치는 같은 관절 토크와 속도에서의 통제된 시험 결과가 아니라 제조사가 공표하는 정격점입니다. 48:1이나 64:1 감속단은 회전자 토크에 감속비를 곱하므로 권선에 요구되는 전류는 관절 토크가 아니라 회전자 토크로 정해지지만, 감속비는 두 기록이 갈리는 이유 중 하나일 뿐입니다. 듀티가 빠른 스윙이 아니라 무거운 유지인 관절에서는 바로 그 차이가 모듈을 결정하며, 그것은 최대 토크 열 단독으로는 보이지 않습니다. 따라서 고토크 로봇 액추에이터에서 전류 열은 토크 열 다음이 아니라 토크 열에 대조해 읽습니다.

두 번째는 두 기록이 질량이 아니라 감속비에서 갈린다는 점입니다. AK80-64 KV80과 AKH70-48 V1.0 KV41은 98 × 61.9 mm와 90 × 81.5 mm의 외형에서 850 g과 1396 g을 공표하며, 하나는 64:1 감속단, 다른 하나는 48:1 감속단을 사용합니다. 서로 다른 질량에서 둘은 서로 다른 외형 등급을 차지하고, 서로 다른 출력 속도를 제공하며, 서로 다른 전류를 끌어옵니다. 이는 질량이 듀티의 설명이 아니라 패키징의 결과이며, 두 고토크 로봇 액추에이터 기록 사이의 선택이 무게가 아니라 관절의 산술에 달려 있다는 점을 표에서 가장 분명하게 일깨워 줍니다.

세 번째는 연속 짝에 관한 것입니다. 정격 토크 옆에 공표된 정격 전류는 가벼운 모듈이 7 A, 무거운 모듈이 6 A이며, 감속비가 더 큰 모듈이 더 작은 전류를 요구합니다. AKH70-48 V1.0 KV41은 이 두 모델 데이터셋에서 AK80-64 KV80보다 더 높은 정격 출력 토크와 더 낮은 정격 전류를 공표하는데, 이 수치들은 같은 관절 토크와 속도에서의 통제된 비교가 아니라 각 제조사의 정격점을 설명합니다. 전류 소모, 동손 또는 전체 효율의 공정한 비교에는 비슷한 부하, 속도, 열 조건에서의 운전 데이터가 필요합니다. 공표된 짝은 여전히 드라이버와 팩을 규격화하는 데 유용하며, 동시에 관절의 열적 듀티를 읽는 것이 아니라 추정해야 하는 지점이기도 합니다. 정격 전류는 명시된 조건에 대한 수치이고, 특정 기계가 만들어 내는 조건은 제조사 문서에 물어볼 문제이기 때문입니다. 그런 듀티를 위한 고토크 로봇 액추에이터는 토크 수치 단독이 아니라 기록이 공표하는 짝을 기준으로 선택됩니다.

CubeMars AK80-64 KV80: 64:1에서 정격 48 Nm

CubeMars AK80-64 KV80 로봇용 액추에이터는 850 g과 98 × 61.9 mm로 이 그룹을 열며, 64:1 감속단에 24/48 V 기록에서 정격 48 Nm, 최대 120 Nm를 냅니다. 정격 전류는 7 A, 최대 전류는 19 A이며, 속도는 두 정격 전압 각각에 대해 공표됩니다. 그 기록에는 또한 0.18도 백래시 수치, 최대 토크 대 질량 비율 141.2 Nm/kg, 역구동 토크 4.7 Nm, 14비트 내부 분해능의 자기 엔코더 하나가 담겨 있습니다. 전압 창의 24 V 절반은 이 그룹에서 드문 편이며, 버스가 고정되지 않은 경우 이 기록을 후보로 만듭니다. 정격 토크, 정격 속도, 무부하 속도가 모두 두 전압 사이에서 달라지므로, 모듈을 선택하기 전에 24 V와 48 V 수치를 관절이 실제로 사용할 드라이버와 팩에 대조해 읽어야 합니다. 공표된 질량과 외형은 외형이 빠듯한 관절의 출발점이며, 모듈을 작은 관절 옆이 아니라 그 안에 끼워 넣어야 하는 위치에 놓습니다.

CubeMars AKH70-48 V1.0 KV41: 48:1에서 정격 74 Nm

CubeMars AKH70-48 V1.0 KV41 중공축 유성 액추에이터는 여기 제시된 제품군의 최상단으로, 48 V 기록의 48:1 감속단에서 최대 토크 222 Nm, 정격 74 Nm를 냅니다. 정격 전류는 6 A, 최대 전류는 18 A이며, 이는 가장 큰 최대 토크에 대해 그룹에서 가장 작은 최대 전류입니다. 고토크 로봇 액추에이터에서 6 A에서의 74 Nm라는 짝은 순간이 아니라 몇 시간씩 팔다리를 제자리에 유지하는 관절을 설명하는 수치입니다. 또한 여기서 중공 보어를 지닌 유일한 기록으로 7 mm로 공표되며, 엔코더를 두 개 지닌 유일한 기록이기도 합니다. 모터 측 자기 엔코더와 출력 측의 두 번째 엔코더이며, 둘 다 21비트 분해능입니다. 토크 밀도는 159 Nm/kg, 백래시는 12 arcmin, 역구동 토크는 2.22 Nm로 공표됩니다. 낮은 역구동 토크는 공표된 사양 특징이며, 외부 움직임에 저항하도록 의도된 관절에 유용하지만, 그것만으로는 모듈의 설계 의도나 하중을 안전하게 지탱하는 능력을 확립하지 못합니다. 48:1 감속비와 74 Nm 정격 토크가 기록의 그 측면을 설명하는 수치이며, 연속 정격 이면의 열 조건과 함께 읽어야 합니다. 보어는 움직이는 사지 내부의 로봇 관절 액추에이터로서 이 기록을 다른 기록과 구분하는 요소이며, 선택을 확정하기보다 다족 기계나 무거운 매니퓰레이터 축의 후보로 이 모듈을 앞세웁니다.

100 Nm 관절을 위한 준직구동 감속단 또는 유성 감속단

약 100 Nm를 내야 하는 관절은 여러 배치로 만들 수 있으며, 그 사이의 선택은 어느 것이 더 나은가의 문제가 아닙니다. 여기 비교하는 두 기록은 로봇 액추에이터 카테고리에 속하며, 둘 다 유성 감속단을 사용합니다. 저감속비 경로는 별개의 제품군입니다. 준직구동 액추에이터 카테고리는 단일 저감속단 위에 구축된 모듈을 담고 있으며, 그 경로가 감수하는 절충은 준직구동 액추에이터: 8:1 감속비가 주는 이점에서 자세히 다룹니다. 두 경로를 구분하는 것은 증대가 일어나는 위치, 그것이 전류로 치르는 값, 그리고 로봇 관절 액추에이터가 하중을 얼마나 느끼도록 허용되는가입니다.

고감속비 유성 감속단이 이기는 경우

고감속비 감속단은 관절이 무거운 하중을 오래 유지해야 하고 그 유지 시 끌어오는 전류가 작아야 할 때 이깁니다. 여기 48:1 기록은 6 A에서 정격 74 Nm, 18 A에서 최대 222 Nm를 공표하고, 64:1 기록은 7 A에서 정격 48 Nm, 19 A에서 최대 120 Nm를 공표합니다. 정격 토크와 최대 토크를 함께 공표된 전류에 대조해 읽는 것이 두 기록이 공표 수치에서 갈리는 방식이며, 그 짝의 양쪽 모두 중요합니다. 정격 수치는 유지이고, 최대 수치는 예비분이며, 각각 옆의 전류는 그 정격점에서 권선이 지불하는 값입니다. 주어진 관절 토크에 대해 더 높은 감속비는 필요한 모터 토크를 줄일 수 있지만, 그 결과 전류는 모터의 토크 상수, 전달 효율, 운전 조건에 따라 달라집니다. 이 두 다른 모듈의 전류 정격은 같은 관절 토크에 필요한 전류의 통제된 비교로 취급해서는 안 됩니다. 권선의 전류가 낮으면 동손이 적고 팬이 없는 하우징에서 빼내야 할 열도 적어지며, 이것이 유지 듀티에서 감속비가 중요한 이유이지만, 그 효과의 크기를 여기 비교하는 두 정격점에서 읽어 낼 수는 없습니다. 그것이 포기하는 것은 출력 속도이며, 외부 힘에 의해 관절이 움직일 수 있는 능력도 포기합니다. 48:1 기록은 역구동 토크 2.22 Nm를, 64:1 기록은 4.7 Nm를 공표하는데, 둘 다 모터가 여전히 느낄 수 있는 하중의 크기를 설명하는 작은 수치입니다.

감속비가 출력 속도와 열에 하는 일

감속비는 속도와 토크를 반대 방향으로 움직이며, 전류를 통해 간접적으로 열을 움직입니다. 출력 속도는 모터 속도를 감속비로 나눈 값이므로, 고감속비 관절은 훨씬 높은 모터 속도에서 같은 관절 속도에 도달하며, 이는 주어진 역기전력과 버스 전압에 대해 관절이 낼 수 있는 속도의 한계가 됩니다. 출력 토크는 모터 토크에 감속비를 곱한 값이므로, 고감속비 관절은 훨씬 낮은 모터 토크에서, 따라서 훨씬 낮은 모터 전류에서 같은 관절 토크에 도달합니다. 공표된 속도 수치는 이 모듈들 사이의 출력 속도 차이를 보여 줍니다. AKH70-48 V1.0 KV41은 정격 속도 28 rpm과 무부하 속도 35 rpm을 기재하고, AK80-64 KV80은 24/48 V 정격에 대해 정격 23/48 rpm과 무부하 37/75 rpm을 기재합니다. 이 속도 수치는 제조사가 특정 운전점에 연결하는 시험 데이터를 제공하지 않는 한 공표된 최대 전류 정격과 따로 읽어야 합니다. 이들은 같은 것의 서로 다른 등급이 아니라 서로 다른 로봇 관절 액추에이터 듀티를 설명합니다. 고토크 로봇 액추에이터는 어느 배치가 더 우수한지가 아니라, 관절의 듀티가 그 두 조합 중 어느 쪽에 실제로 시간을 쓰는지를 물어 선택됩니다.

고토크 로봇 액추에이터를 관절 듀티에 맞추기

아래 세 단계는 관절 듀티를 후보 목록으로 바꾸는 순서로 열을 적용합니다. 이는 고토크 로봇 액추에이터가 판단되는 바로 그 열들을, 듀티가 제약하는 순서로 취한 것입니다. 여기 기록에서는 관절 모듈 애플리케이션 페이지로도 이어지며, 그곳에서 같은 듀티가 자체 필터 속성과 함께 설명됩니다.

순항이 아니라 최악의 유지 상태에서 시작한다

최악의 유지는 관절이 가장 오래 끊김 없이 제자리에 유지해야 하는 상시 하중이며, 연속 요구 사항을 정합니다. 무릎에서는 단일 지지 동안 관절이 지탱하는 체중의 몫이고, 어깨에서는 완전히 뻗은 팔 끝에 든 공구이며, 힙에서는 둘 중 더 무거운 쪽입니다. 이는 고정된 요구 사항이 아니라 출발값인데, 질량 중심, 모멘트 암, 관절이 작업하는 자세, 세그먼트가 받는 동적 하중이 모두 관절이 내야 하는 토크를 바꾸기 때문입니다. 그 수치는 최대가 아니라 공표된 정격 토크에 대조하며, 옆에 공표된 전류는 같은 지속 시간 동안 드라이버와 팩이 공급할 수 있는 것에 대조합니다. 공표된 정격 토크와 최대 토크 짝은 여기서 정격 쪽 끝에서 읽으며, 최대 수치에 맞춰진 로봇 관절 액추에이터는 이런 종류의 유지에서 뜨겁게 작동합니다. 여기 기록에서 정격 수치는 48 Nm와 74 Nm이며, 최악의 유지가 짝지어진 값보다 위에 놓인 관절은 이후 단계로 구제할 수 없습니다.

그다음 그 토크에서의 속도

속도와 토크는 같은 절충의 반대편에 공표되므로, 두 번째 단계는 듀티가 필요로 하는 관절 속도를 확정하고 그것을 만들어 내는 감속비를 읽습니다. 출력 토크, 출력 속도, 역구동성, 열적 듀티는 엄격한 단방향 순서가 아니라 함께 읽으며, 따라서 첫 단계가 정한 것으로 보이는 감속비를 여기서 듀티가 필요로 하는 속도에 대조해 다시 살펴봅니다. 빠른 궤적을 추종해야 하는 말단 축은 낮은 감속비와 그에 따르는 출력 속도를 원하고, 하중을 천천히 운반해야 하는 근위 축은 높은 감속비를 원하며 낮은 출력 속도를 받아들입니다. 여기 두 기록은 무부하에서 35 rpm과 37/75 rpm에 도달하는데, 이 범위는 빠른 말단 축이 필요한 관절이 벗어날 만큼 좁습니다. 속도 요구 사항이 확정되기 전에 감속비를 정한 고토크 로봇 액추에이터는 보통 재조정이 아니라 교체가 필요합니다.

그다음 열적 듀티 사이클

세 번째 단계는 처음 두 단계를 모두 통과한 두 모듈 사이를 결정하는 단계입니다. 하중을 연속으로 유지하는 듀티는 사이클의 대부분에서 정격 전류를 소비하고, 말단 질량을 반복적으로 가속하는 듀티는 평균이 시사하는 것보다 더 자주 최대 전류를 소비합니다. 여기 두 기록은 정격 전류 7 A와 6 A, 최대 전류 19 A와 18 A를 공표하며, 두 수치 사이의 간격이 바로 듀티 사이클이 맞거나 맞지 않는 지점입니다. 듀티 사이클은 마지막 열이며, 고토크 로봇 액추에이터에서는 처음 두 단계를 통과한 두 모듈 사이를 결정하는 열인 경우가 많습니다. 기록이 공표하지 않는 것은 연속 수치 이면의 온도 상승, 그것이 측정된 장착 조건, 그리고 관절이 실제로 겪게 될 주위 환경입니다. 이는 제조사 문서에 물어볼 문제이며, 정직한 방법은 인접한 기록에서 답을 추론하는 것이 아니라 그것들을 거기에 두는 것입니다.

이 그룹에 세 단계를 적용하면 답이 아니라 후보 목록이 나옵니다:

1. 외형이 빠듯하고 버스가 고정되지 않은 관절. AK80-64 KV80은 64:1의 850 g 기록으로, 24/48 V 창과 정격 48 Nm 대 최대 120 Nm를 갖습니다. 그 조건이 맞는 경우 후보이며, 운전점과 열적 듀티는 특정 관절에 대해 여전히 확인해야 합니다.
2. 장시간 무거운 하중을 유지해야 하는 관절. AKH70-48 V1.0 KV41은 1396 g의 48:1 기록으로, 6 A에서 정격 74 Nm, 18 A에서 최대 222 Nm, 케이블 배선용 7 mm 보어를 갖습니다. 그 듀티에서 후보이며, 연속 정격 이면의 열 조건이 관절을 확정하기 전에 제조사에 확인해야 할 지점입니다.

자주 묻는 질문

공식 자료

CubeMars는 각 모듈에 대해 사양표를 갖춘 공식 제품 페이지를 공개하며, 그 페이지들은 이 가이드에서 인용한 모든 수치에 대한 진실의 출처로 남습니다. 예를 들어 AK80-64 KV80 제품 페이지와 AKH70-48 V1.0 KV41 제품 페이지가 있습니다. 위 표의 토크, 전류, 속도, 감속비, 무게, 외형 수치는 그 페이지들이 각 모듈에 대해 공표하는 값입니다. 연속 정격 이면의 온도 상승, 수치가 측정된 장착 조건, 기록이 담지 않은 필드, 또는 최대 이탈의 길이는 사양표에서 도출할 수 있는 값이 아니라 제조사 문서에 물어볼 문제입니다.

다음 단계

조사가 아니라 후보 추리기가 목적이라면 플랫폼의 세 도구가 순차적으로 그 일을 합니다. 로봇 액추에이터 카테고리 전체를 살펴 이 모듈들을 같은 범위의 더 가벼운 관절과 나란히 보고, 제품 선정을 사용해 감속비, 정격 토크, 공표된 외형으로 좁힌 다음, 후보를 제품 비교에 올려 서로 맞세웁니다. 관절 모듈 애플리케이션 페이지는 자체 필터 속성과 함께 같은 듀티를 담고 있고, 준직구동 액추에이터 카테고리는 저감속비 배치를 다룹니다.

두 편의 추가 글이 모듈 비교로는 해결되지 않는 관절 선택의 부분들을 담고 있습니다. 로봇용 액추에이터: 로봇 관절에 맞는 일체형 액추에이터 선택 방법은 일체형 모듈을 내부에서, 즉 모터, 감속단, 피드백, 드라이버로 분해하며, 하우징 안에 무엇이 들어오는지에 대한 참고 자료입니다. 48 V 로봇 액추에이터: 모델, 성능 이점, 시스템 제약은 버스 결정을 드라이버, 팩, 커넥터를 따라 추적하며, 이는 고토크 로봇 액추에이터를 선택하는 일과 그것을 기계에서 구동시키는 일 사이에 놓인 단계입니다.

요약하면 다음과 같습니다. 최악의 상시 하중을 먼저 확정합니다. 관절이 오래 유지하는 유일한 수치이기 때문입니다. 감속비를 두 번째로 확정합니다. 감속비는 출력 토크와 출력 속도를 동시에 정하며 나중에 조정할 수 없기 때문입니다. 버스와 정격 전류를 세 번째로 함께 읽습니다. 버스가 전류를 바꾸고 그 전류가 권선이 감당해야 하는 값이기 때문입니다. 그리고 연속 수치 이면의 열 조건을 마지막으로 제조사와 함께 확인합니다. 사양표가 좀처럼 담지 않는 유일한 열이기 때문입니다. 이 그룹 안에서 그 순서는 개별 관절을 서로 견주기 전에 850 g 64:1 기록을 48:1 중공축 모듈과 구분해 줍니다.