CubeMars는 로봇 액추에이터 내부에 사용되는 정밀 기어의 생산 과정을 원자재에서 가공을 거쳐 마무리 가공까지 따라가는 짧은 제조 영상을 공개했습니다. 2분 1초 분량의 이 영상은 사양 해설이 아니라 현장 작업장 영상이며, 실제 주제는 어떤 사양표에도 드러나지 않는 일체형 액추에이터의 한 부분, 즉 빠르고 토크가 낮은 브러시리스 모터를 느리고 토크가 높은 관절로 바꾸어 주는 기어단입니다.
이 글은 영상이 보여 주는 내용, 감속단이 이름 옆에 인쇄된 감속비보다 관절의 거동에 대해 더 많이 결정하는 이유, 그리고 CubeMars 로봇 액추에이터 제품군의 감속비 범위, 즉 빠른 쪽의 6:1과 느린 쪽의 64:1이 각 유닛이 목표로 하는 관절에 어떻게 대응하는지를 다룹니다.
영상의 내용
2026년 9월 19일 CubeMars 공식 YouTube 채널에 공개된 이 영상은 “CubeMars 정밀 기어 제조 방법 | 제조 공정”이라는 제목으로 2분 1초 동안 상영됩니다. 공정 영상으로, 원자재에서 시작해 정밀 가공을 거쳐 마무리 가공으로 이어지며, 각 단계가 설치할 때마다 동일하게 동작하는 기어에 어떻게 기여하는지에 중점을 둡니다.
이러한 구성은 액면 그대로 받아들일 가치가 있습니다. 로봇 관절의 기어단은 단일 피크 수치로 평가되지 않습니다. 출력이 반복되는지, 사용 수명에 걸쳐 출력 측의 잃음 운동이 제어 루프의 허용 범위 안에 머무는지, 그리고 동일 모델의 두 유닛 가운데 하나를 다른 것으로 교체했을 때 두 유닛이 동일하게 동작하는지로 평가됩니다. 이러한 특성은 설계 파일이 아니라 제조 공정이 결정하므로, 제조사가 공장의 이 부분을 촬영하는 것입니다.
이 영상에는 시험 데이터, 공차 수치, 기어 재료, 측정 프로토콜이 담겨 있지 않으므로 공정 개요로 읽어야 합니다. 특정 액추에이터의 수치는 해당 모델에 공개된 값이 그대로 기준이 됩니다.
원본 영상
출처: CubeMars 공식 YouTube 채널
영상: CubeMars 정밀 기어 제조 방법 | 제조 공정
감속단이 관절의 거동을 결정하는 이유
일체형 액추에이터는 일련의 절충이며, 감속단은 그 대부분의 중심에 놓입니다. 모터는 속도와 토크 밀도를 기준으로 선택되고, 기어단은 그 속도를 관절에서 쓸 수 있는 토크로 변환합니다. 둘 사이에서 일어나는 일, 즉 효율, 잃음 운동, 강성, 환산 관성, 마모는 기어 맞물림에서 결정됩니다.
감속비는 가장 단순한 수치
감속비는 출력 속도가 얼마나 줄어드는지, 그리고 이상적으로는 출력 토크가 얼마나 배가되는지를 나타냅니다. 그러나 그 과정에서 토크가 얼마나 손실되는지는 말해 주지 않습니다. 유성 감속단은 입력된 토크의 대부분을, 그러나 전부는 아닌 양을 되돌려 줍니다. 나머지는 출력 플랜지의 토크가 아니라 감속기 내부의 열로 빠져나갑니다. 부하를 몇 시간 동안 유지하는 관절에서는 그 열 경로가 토크 수치 자체만큼 중요합니다.
감속비는 최대 정격이 적용되는 구간도 말해 주지 않습니다. 최대 토크 수치는 과도 상태의 값이고, 정격 수치는 권선과 윤활제가 연속으로 감당할 수 있는 값입니다. 이 액추에이터 제품군의 공개 기록을 보면 최대 수치는 모델마다 정격 수치의 2배에서 약 3.5배 사이에 자리합니다. 이러한 폭은 이 등급에서 정상이며 용량 선정에 유용한데, 듀티 사이클 가운데 유지가 아니라 가속에 쓸 수 있는 비중을 규정하기 때문입니다.
잃음 운동과 강성은 기어 맞물림에 달려 있다
잃음 운동은 회전 방향이 반전될 때 출력 측에서 발생하는 유격입니다. 폐루프 제어를 받는 관절에서 이것은 이득의 한계입니다. 그 유격이 메워지기 전까지 컨트롤러는 작은 명령과 작은 오차를 구분할 수 없으며, 감속기가 헐거운 다리가 교대 하중에서 자세를 유지하지 못하고 흔들리는 이유가 여기에 있습니다. 업계에서는 수치를 서로 다른 방식으로 제시합니다. 도 또는 아크분 단위, 입력 측 또는 출력 측 기준, 신품 기준 또는 길들이기 기간 이후 기준 등이며, 이러한 선택은 수치를 크게 바꿉니다. 이 제품군에서 백래시 값이 공개된 경우 0.15°에서 0.55° 사이에 있고, 일부 기록은 해당 항목이 비어 있으므로, 수치 뒤의 기준이 수치만큼 중요합니다.
감속단이 외형에서 차지하는 위치
감속단은 조립체의 배선 방식도 결정합니다. 중공 출력축이 있으면 전원 케이블과 센서 케이블이 회전축 둘레가 아니라 축을 통과할 수 있으며, 이로써 굽힘 수명이 유한한 서비스 루프가 관절의 외형에서 사라집니다. CubeMars는 이러한 방식의 모델 두 가지, 즉 AKH70-48 V1.0과 AKH70-16 V1.0을 제작하며, 각 모델의 특징으로 중공축을 명시하고 있습니다.
영상에서 CubeMars가 밝힌 내용
다음 항목은 공식 영상 설명에서 가져온 것으로, 독립적인 시험이 아니라 CubeMars의 발표에 근거합니다.
- 원자재에서 완성 기어까지 - 이 영상은 단일 작업이 아니라 전체 생산 시퀀스로 제시됩니다.
- 정밀 가공 후 마무리 가공 - 설명에서 언급한 두 가지 생산 단계입니다.
- 목표로서의 일관성 - 제시된 목표는 대표적인 공차 수치가 아니라 신뢰할 수 있고 일관된 성능입니다.
- 로보틱스를 위한 설계 - 기어는 범용 구동계 용도가 아니라 까다로운 로봇 애플리케이션을 위한 부품으로 제시됩니다.
CubeMars 로봇 액추에이터 제품군의 감속단
CubeMars는 일체형 로봇용 액추에이터를 하나의 하우징에 담긴 네 가지 부품, 즉 브러시리스 DC 모터, 유성 감속단, 드라이버 보드, 엔코더를 중심으로 구성합니다. 감속비는 다른 어떤 단일 수치보다 모델을 잘 구분하며, 제품군은 빠른 쪽의 6:1에서 느린 쪽의 64:1까지 이어집니다.
6:1에서 64:1까지
저감속비 그룹은 토크 배가를 출력 속도와 투명성과 맞바꿉니다. AK80-6 KV100과 AK60-6 모델은 6:1 감속단을, AK80-8 KV60은 8:1 감속단을, AK10-9, AK70-9, AK80-9 모델은 9:1 감속단을 사용합니다. 빠르게 움직이거나 손으로 밀 수 있어야 하는 관절, 즉 팔의 말단 축, 발목, 다리형 플랫폼의 빠른 관절에 적합한 유닛입니다.
중간 감속비 그룹은 투명성과 부하 용량 사이에 자리합니다. AK40-10과 AK45-10은 10:1 감속단을, AK70-10 KV100은 621 g 하우징에 10:1 감속단을, AKH70-16은 중공축에 16:1 감속단을 사용합니다. 이 영역에서 액추에이터는 대개 최고 속도가 아니라 관절의 연속 유지 토크를 기준으로 선택됩니다.
고감속비 그룹은 하중 지지 관절을 위해 만들어졌습니다. AK45-36은 36:1, AK60-39는 39:1, AKH70-48은 48:1, AK80-64는 64:1입니다. 64:1 감속단은 크지 않은 모터 토크를 출력에서 120 Nm로 바꾸어 주며, 이는 무릎, 힙 또는 중량 매니퓰레이터 축이 요구하는 값이지만 속도와 외력에 대한 투명성을 대가로 치릅니다.
한 제품군은 이 순서에서 벗어나 있습니다. AKA60-6과 AKA10-9는 휠 구동 유닛으로, 바퀴가 출력축에 가하는 측면 하중을 위해 강화된 레이디얼 하중 용량을 갖추고 있으며, 이는 관절이 받는 축 방향 하중과 모멘트 하중과는 다른 요구 사항입니다.
제품 세부 정보
| 모델 | 정격 전압 | 감속비 | 정격 토크 | 최대 토크 | 무게 | 외형 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AK40-10 V3.0 KV170 | 24 V | 10:1 | 1.3 Nm | 4.1 Nm | 190 g | Ø53 × 40.2 mm |
| AK45-10 V3.0 KV75 | 24 V | 10:1 | 2.5 Nm | 7 Nm | 262 g | Ø53 × 45.2 mm |
| AK45-36 V3.0 KV80 | 24 V | 36:1 | 8 Nm | 24 Nm | 349 g | Ø55 × 56.5 mm |
| AKH70-48 V1.0 KV41 | 48 V | 48:1 | 74 Nm | 222 Nm | 1396 g | Ø90 × 81.5 mm |
| AKH70-16 V1.0 KV41 | 48 V | 16:1 | 26 Nm | 78 Nm | 879 g | Ø90 × 60.5 mm |
| AK10-9 V3.0 KV60 | 48 V | 9:1 | 18 Nm | 53 Nm | 940 g | Ø98 × 61.7 mm |
| AK10-9 V2.0 KV60 | 24/48 V | 9:1 | 18 Nm | 48 Nm | 960 g | Ø98 × 61.7 mm |
| AK80-9 V3.0 KV100 | 48 V | 9:1 | 9 Nm | 22 Nm | 490 g | Ø98 × 38.5 mm |
| AK80-8 KV60 | 48 V | 8:1 | 10 Nm | 25 Nm | 570 g | Ø98 × 43.9 mm |
| AK80-6 KV100 | 48 V | 6:1 | 6 Nm | 12 Nm | 485 g | Ø98 × 38.5 mm |
| AK80-64 KV80 | 24/48 V | 64:1 | 48 Nm | 120 Nm | 850 g | Ø98 × 61.9 mm |
| AK70-10 KV100 | 24/48 V | 10:1 | 8.3 Nm | 24.8 Nm | 621 g | Ø89 × 50.25 mm |
| AK70-9 V3.0 KV60 | 48 V | 9:1 | 8.5 Nm | 29.2 Nm | 540 g | Ø89 × 49 mm |
| AK60-39 V3.0 KV80 | 48 V | 39:1 | 24 Nm | 72 Nm | 750 g | Ø79 × 67 mm |
| AK60-6 V3.0 KV80 | 24/48 V | 6:1 | 3 Nm | 9 Nm | 380 g | Ø79 × 43 mm |
| AK60-6 V1.1 KV140 | 24 V | 6:1 | 3 Nm | 9 Nm | 368 g | Ø79 × 39.5 mm |
| AKA60-6 KV80 | 24/48 V | 6:1 | 3 Nm | 9 Nm | 460 g | Ø80 × 51.2 mm |
| AKA10-9 KV60 | 48 V | 9:1 | 18 Nm | 53 Nm | 1060 g | Ø100 × 70 mm |
사양은 ToBMS 제품 기록에 보관된 제조사 자체 제품 페이지에서 가져온 것입니다. 토크 수치는 출력 측 값이며, 최대 열은 과도 정격이고, 감속비 열은 유성 감속단의 공칭 감속비를 나타냅니다.
적용 및 엔지니어링 맥락
감속비 범위는 플랫폼에 비교적 직접적으로 대응합니다. 보행형 및 휴머노이드 작업은 범위의 중간에 집중되는데, 이 영역에서는 관절이 몸체를 지탱할 만큼의 토크를 내면서도 균형을 회복할 수 있을 만큼 역구동성이 있어야 합니다. AK80-9, AK70-9, AK10-9가 여기에 속하며, AK70-10 KV100은 같은 시기에 공개된 이전 CubeMars 소개 영상의 주제였습니다. 외골격 및 재활 관절도 같은 이유로 대개 같은 감속비에 자리하며, 이 경우에는 토크보다 무게와 외형이 더 많이 결정합니다.
산업용 및 중량 매니퓰레이터 축은 높은 감속비 쪽으로 이동하며, 여기에서는 관절이 부하를 가속하기보다 오랜 시간 유지합니다. AGV와 바퀴형 구동 모듈은 다시 다른 하중 조건으로 낮은 감속비를 사용합니다. 관절에 작용하는 모멘트가 아니라 출력축에 가해지는 연속 레이디얼 하중입니다.
영상의 주제에서 두 가지 실용적인 결론이 나옵니다. 첫째, 일관된 공정으로 제조된 기어단은 제어 루프가 유닛 간에 동일하게 튜닝된 상태를 유지하도록 해 주며, 이는 단일 시제품보다 양산 제작에서 더 중요합니다. 둘째, 이를 결정하는 수치가 모두 사양표에 있는 것은 아닙니다. 최대 정격 뒤의 듀티 구간, 백래시 수치의 측정 기준, 수명에 따라 그 값이 변하는 속도는 제조사에 확인할 문제입니다. ToBMS는 모델별로 공개된 수치를 보관하며, 그러한 답을 대신하지 않습니다.
ToBMS에서 살펴보기
- 로봇 액추에이터 카테고리 살펴보기 →
- 로봇용 액추에이터: 로봇 관절에 맞는 일체형 액추에이터 선택 방법 →
- 휴머노이드 로봇용 BLDC 모터 살펴보기 →
- 외골격용 BLDC 모터 살펴보기 →
- ToBMS에서 CubeMars 제조업체 프로필 보기 →
CubeMars 소개
CubeMars는 고집적 액추에이터 모듈, 프레임리스 토크 모터, 짐벌 모터를 다루는 로보틱스 파워 브랜드입니다. 이 회사는 MIT Mini Cheetah 프로젝트에 기여했으며, 이후 휴머노이드, 사족 보행, 외골격, 로봇 팔 개발에 사용되는 AK 시리즈 액추에이터 라인업을 구축했습니다.
결론
기어 생산에 관한 2분짜리 영상은 액추에이터 페이지의 수치가 공정에 대한 입력이 아니라 공정의 결과물이라는 점을 상기시켜 줍니다. 감속비, 정격 토크, 무게, 외형은 CubeMars 로봇 액추에이터 제품군 전반에서 선택을 빠르게 좁혀 줍니다. 속도를 위해 만들어진 6:1 유닛부터 하중을 위해 만들어진 64:1 유닛까지 말입니다. 그 수치 뒤에 있는 것, 즉 기어가 얼마나 일관되게 제조되는지와 출력 측의 잃음 운동이 사용 수명에 걸쳐 어떻게 거동하는지가 이 영상이 보여 주려는 부분이며, 관절을 주문하기 전에 문서로 남길 가치가 있는 부분입니다.
