삼현, 2세대 로봇 액추에이터 개발…내년 7월 출시 목표

삼현이 2세대 로봇 액추에이터 개발에 돌입했다. 1세대 제품 내구성을 유지하면서 토크 밀도를 끌어올린다는 구상이다. 출시 목표 시점은 내년 7월이다.

18일 업계에 따르면 삼현은 토크 밀도 100Nm/kg 이상을 목표로 2세대 액추에이터를 개발 중인 것으로 확인됐다.

토크 밀도는 액추에이터 1kg이 얼마만큼의 토크를 만들어내는지 나타내는 값이다. 무게 2kg짜리 액추에이터가 100Nm을 내면 토크 밀도는 50Nm/kg이다.

토크 밀도는 액추에이터 성능을 가르는 핵심 잣대다. 액추에이터는 힘을 내는 부품인 동시에 로봇이 들어야 할 짐이기도 하다.

로봇 팔은 관절이 직렬로 이어진 구조다. 손목에 무거운 액추에이터를 달면 팔꿈치가 그 무게를 들어야 하고 어깨는 팔꿈치와 손목 무게를 모두 감당해야 한다.

삼현의 1세대 액추에이터는 모델별로 성능 차이가 있었지만 100Nm/kg 선을 넘지는 못했다. 삼현은 2세대에서 이 벽을 돌파할 계획이다. 이를 위해 모터 자체 토크를 높이는 동시에 제품 무게를 줄이는 작업을 병행하고 있다.

한 로봇 전문가는 "휴머노이드 제품군에선 토크 밀도 문제가 더 예민하게 작용한다"며 "휴머노이드는 공장에서 24시간 작업해야 해 배터리 효율이 중요한데, 토크 밀도가 중요한 영향을 미친다"고 말했다. 액추에이터가 무거우면 더 센 액추에이터가 필요하고, 전체 무게가 늘면 사용하는 에너지가 커진다. 토크 밀도가 낮으면 총중량이 불어 로봇 가동 시간이 줄어든다는 설명이다.

삼현은 토크 밀도를 높이면서도 1세대 수준 내구성을 유지한다는 구상이다. 경량화 과정에서 내구성을 훼손하지 않는 것이 관건이다. 액추에이터 겉면은 하우징(금속 껍데기)으로 이뤄져 있다. 무게를 줄이려면 하우징을 얇게 만드는 것이 손쉬운 방법이지만, 얇아질수록 조립 방식에 제약이 생긴다.

삼현은 정밀 조립 기술로 이 문제를 풀고 있다. 로봇 업계 관계자는 "삼현의 액추에이터는 파이프 외경과 하우징 내경 크기를 딱 맞게 디자인해 힘으로 밀어 넣어 나사나 접착제 없이도 단단히 고정돼 내구성이 좋다"고 밝혔다.

이 관계자는 "중국 제품은 무게를 줄이기 위해 너무 얇은 하우징을 사용한다"며 "하우징이 너무 얇으면 힘으로 조립할 경우 하우징이 손상돼 접착제로 붙이는데, 내구성이 떨어진다"고 설명했다. 금속끼리 맞물리지 못하고 접착층이 사이에 끼면 결합 강도가 낮다.

삼현의 1세대 액추에이터 평균고장간격(MTBF)은 2만 시간 수준이다. MTBF는 수리해 계속 쓰는 장비가 한 번 고장난 뒤 다음 고장까지 평균 몇 시간 동안 정상 작동하는지 나타내는 신뢰성 지표다. 삼현은 2세대에서도 이 수준을 유지한다는 방침이다.

삼현은 표준형 제품과 맞품형 제품으로 나눠 생산할 예정이다. 1세대·2세대 제품을 각 고객별 사양에 맞게 생산하는 방식이다. 앞선 관계자는 "고객별로 요구하는 성능이 달라 어느 한 제품으로 모든 고객을 충족할 수 없다"며 "삼현은 표준 제품으로 기본 물량을 확보하고, 고객별 요구에 대응할 계획"이라고 말했다.