로봇의 손, 그리퍼 🖐

그 손은 과연 어떤 모습일까요? 둥글고 부드러운 손? 날카로운 손톱이 달린 손? 아니면, 촉수가 달린 손? 그리퍼의 모습은 그 용도에 따라 다양한데요. 오늘은 그리퍼의 종류부터, 그리퍼가 작동하는 원리와 용도를 그리퍼 제조사 온로봇과 실제 도입영상으로 알아보려 해요.😜

그리퍼는 엔드이펙터의 한 종류입니다.

그리퍼를 알기 위해서는 일단 엔드이펙터를 알아야합니다. 엔드이펙터란 로봇팔의 끝단에 장착하는 툴을 말해요. 원하는 로봇자동화 공정을 구현하기 위해 가장 적합한 장치를 로봇팔 끝단에 달아 사용하게 되는데, 이때 붙이는 장치들을 총칭하여 엔드이펙터라고 부릅니다.

즉, 로봇팔(협동로봇)은 팔목까지만 있는 상태이고, 팔목의 끝에 적합한 장치를 달아 로봇의 손으로(?) 사용하게 되는데, 이와 같은 장치들을 총칭하여 ‘엔드이펙터' 라고 하는거죠.

엔드이펙터에는 드릴링 장치나 나사 체결 장치 (전동 드라이버), 용접 장치 등 수많은 장치들이 존재하는데요. 많고 많은 엔드이펙터 중에서도 가장 흔하게 쓰이는 것은 바로 ‘그리퍼’입니다. Grip이라는 말이 뭔가를 '꽉 붙잡는다'는 뜻이니까 그리퍼는 자연스럽게 뭔가를 집어 올릴 목적으로 설계된  엔드이펙터겠죠?

그리퍼는 형태에 따라서 문어 다리의 빨판을 연상케 하는 진공 흡착식 그리퍼와 함께 손가락*처럼 생긴 핑거 그리퍼가 가장 흔하게 쓰입니다. 물체의 형체와 종류에 따라 사용되는 그리퍼의 종류가 달라지게 돼요.

그리퍼 선택 시 고려 사항

그리퍼를 선택할 때는 집어야 하는 물체의 형체와 종류뿐만 아니라 고려해야 할 사항들이 많아요.

1. 물체의 모양, 방향 및 치수 변화

물체의 모양이 평면, 원통, 구 등 다양한 형태일 수 있어요. 또한, 물체의 방향도 수평, 수직, 경사 등 다양할 수 있는데요. 물체의 모양과 방향에 따라 적합한 그리퍼가 다릅니다. 예를 들어, 평면 물체를 잡는 경우 2턱 평행이동 그리퍼가 적합하며 원통 물체를 잡는 경우 3턱 그리퍼가 적합해요.

2. 물체의 무게

물체의 무게가 무거울수록 더 강력한 그리퍼가 필요해요. 그리퍼의 쥐는 힘은 물체의 무게를 안전하게 지탱할 수 있는 수준이어야 합니다. 일반적으로 쥐는 힘은 물체 무게의 1.5~2배 정도를 고려하는 것이 좋습니다.

3. 접근성

부품을 잡기 위해 접근할 수 있는 공간이 충분하다면, 어떤 종류의 그리퍼라도 사용할 수 있어요. 하지만, 부품을 잡기 위해 접근할 수 있는 공간이 제한된 경우라면, 좁은 공간에서 사용할 수 있는 그리퍼를 선택해야 합니다.

4. 환경요인

그리퍼는 사용 환경에 따라 다양한 재질과 코팅으로 만들어집니다. 화학물질이나 고온, 저온 등과 같은 환경에 노출될 경우에는 적절한 재질과 코팅을 가진 그리퍼를 선택해야 합니다.

5. 유지보수

그리퍼는 정기적인 유지보수가 필요합니다. 그리퍼의 구조와 작동 방식을 이해하고, 유지보수에 필요한 부품 및 도구를 준비해야 합니다.

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다양한 형태의 그리퍼

그리퍼의 종류는 크게 공압 그리퍼, 유압 그리퍼, 전기 그리퍼로 나눌 수 있어요. 공압 그리퍼는 가장 일반적인 방식으로, 공압을 사용하여 턱을 열고 닫습니다. 유압 그리퍼는 공압 대신 유압을 사용하여 턱을 열고 닫죠. 전기 그리퍼는 전기 모터를 사용하여 턱을 열고 닫는 방식으로 물체를 들어올립니다.

오늘은 온로봇이라는 덴마크 기업에서 제작하고 있는 다양한 그리퍼를 가지고 장점과 활용도를 자세히 알아볼건데요. 온로봇은 전기 모터를 사용하여 턱을 열고 닫는 방식의 그리퍼인 전기 그리퍼를 제공하고 있습니다.

온로봇 전기 그리퍼는 외부 공기 공급이 필요하지 않아 유지 관리 비용이 절약되고 배치 속도가 빠르며, 공압식 그리퍼에 비해 소음이 적고, 전기료가 저렴하다는 장점을 가지고 있어요.

유연한 다목적 전기 그리퍼 온로봇

아래 이미지는 온로봇 그리퍼 중 진공 그리퍼 VGC10의 모습입니다. 온로봇의 VGC10 그리퍼는 핑거를 사용해 물건을 들어올리는 다른 그리퍼와 달리 흡입패드로 물건을 들어올릴 수 있어요. VGC10 그리퍼는 앞에 전기 소형 진공 그리퍼라는 수식어가 붙는데요. 앞에 전기가 붙은 이유는 공기 압력 없이 모터로만 진공 상태를 만들 수 있기 때문이에요. 이런 기술 덕분에 소음 문제도 해결할 수 있고 유지 관리 비용도 아낄 수 있습니다.👍

지난번엔 한동대학교 대학원에서 좁은 교실에서도 사용 가능한 그리퍼를 추천해달라고 하셔서 VGC10 그리퍼를 추천해드렸는데요. VGC10 그리퍼의 컴팩트한 크기 덕분에 좁은 교실 안에서도 성공적으로 연구를 마치실 수 있었다고 해요.

클릭하시면 한동대학교 대학원 조교님의 인터뷰를 보실 수 있습니다.

그 다음 제품은 온로봇의 3FG15이라는 그리퍼입니다. 온로봇의 3FG15 제품은  3개의 접점으로 안정적인 그립이 가능하고 *스트로크 사양이 커서 여러가지 부품의 크기에 맞게 사용할 수 있어요.

*스트로크 : 그리퍼 핑거 간격을 가장 넓혔을 때의 간격을 말한다. 즉, 그리퍼가 잡아야 하는 작업물이 클수록 스트로크는 커져야 한다.

온로봇의 3FG15는 최대 150mm의 스트로크를 자랑하는데요. 가반 하중은 15kg으로 마로솔에 입점된 다른 그리퍼들 사이에도 꽤 높습니다. 뿐만 아니라 설치 및 프로그래밍이 간편한 사전 통합 소프트웨어와 함께 제공되어 기술 지식이 없는 직원도 설정할 수 있을만큼 간편한 배치가 가능하죠.

핑거팁 역시도 사용자 지정이 가능하니 우리 공정에 딱 맞는 그리퍼를 들일 수 있겠죠?

진공 그리퍼 VGC10와 3FG15 이외에도 RG6 그리퍼, 2FG7 그리퍼, 게코 그리퍼 등 공정과 제품에 어울리는 그리퍼가 존재해요. 마로솔에도 20종 이상의 온로봇 그리퍼가 입정되어 있습니다.

마로솔에 입점된 그리퍼, 이미지를 클릭하시면 다양한 그리퍼를 보실 수 있습니다.

마로솔 홈페이지에서는 온로봇 그리퍼를 활용한 다양한 기업들의 도입사례 영상도 확인하실 수 있는데요.

클릭하시면 도입사례 영상을 확인하실 수 있습니다.

위 영상에선 협동로봇 2대와 온로봇 그리퍼를 활용하여 휴대폰 박스를 포장하는 모습을 보실 수 있어요. 박스 내에 설명서를 투입한 후 핸드폰을 픽업하여 박스에 넣습니다. 마지막으로 박스 커버 조립까지 완벽하게 마무리 짓네요. 얼핏보면 단순해보이지만, 로봇이 수행하기에는 굉장히 정교한 작업입니다. 이런 정교한 작업을 가능하게 하는 것이 바로 그리퍼의 역할이고요.

다음 도입사례는 유니버설로봇(UR10)과 온로봇 3FG15 그리퍼를 활용하여 CNC 선반 작업에 대한 데모 공정입니다. CNC 선반이란 Computer Numerical Control의 약자로서 "공작물에 대한 공구의 위치를 그것에 대응하는 수치정보로 지령하는 제어"를 말하는데요. 흔히 공작기계라고도 불리죠. 그러므로 CNC는 세상의 어떤 것보다도 정교한 결과물을 내놓아야 하는데요. 그런 정교한 결과물을 내놓는  CNS 선반 또한 그리퍼로 제작할 수 있답니다.🤗

클릭하시면 도입사례 영상을 확인하실 수 있습니다.

영상을 보시면 큰 *스트로크를 가진 3핑거 그리퍼를 활용하여 다양한 크기의 제품을 정교하게 정확한 위치에 조립하는 모습을 보실 수 있어요.

*스트로크 : 그리퍼 핑거 간격을 가장 넓혔을 때의 간격을 말한다. 즉, 그리퍼가 잡아야 하는 작업물이 클수록 스트로크는 커져야 한다.

그리퍼는 산업용 로봇의 필수적인 부품으로, 작업의 효율성과 안전성을 향상시키는 데 중요한 역할을 해요. 그렇기 때문에 그리퍼를 선택할 때는 작업 환경과 요구 사항을 꼼꼼하게 고려하여 적합한 제품을 선택해야 하는데요. 하지만 혼자서 이 모든 걸 다 공부하고, 알아보기엔 시간이 너무 오래 걸리죠.😨 마로솔은 사장님의 시간을 아껴 드리고, 공정에 딱 맞는 그리퍼를 찾아드릴 수 있어요. 

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