로봇 전문기업 케이엔알시스템은 세계 최초로 ‘로봇용 하이브리드 로터리 액추에이터(하이브리드 로터리 EHA)’를 개발하는데 성공했다고 29일 밝혔다.

‘하이브리드 로터리 EHA’는 로봇시스템 두 축인 전기모터(전동로봇)와 유압액추에이터(유압로봇)를 하나로 결합한 로봇용 회전형 액추에이터이다. 모든 유압부품을 회전축 안에 내장시킨 일체형 구조여서 기존 로봇시스템의 설계 변경 없이 교체 장착만으로도 로봇 파워를 최소 2배 이상 향상시킬 수 있는 점이 특징이다.

케이엔알시스템은 이 같은 핵심기술에 대한 특허 출원을 완료하고 독점적 권리를 확보했다.

케이엔알시스템 기술진이 세계 최초로 개발에 성공한 ‘하이브리드 로터리 EHA’는 전동액추에이터 사용 편의성은 그대로 유지하면서 유압액추에이터 강력한 출력은 가능한 것이 핵심이다. 이에 덧붙여 일체형 모듈에 담아낸 혁신적 기술로 소형 및 경량화에도 성공했다.

이에 따라 ‘하이브리드 로터리 EHA’를 기존 중대형 산업용 로봇에 적용할 경우, 로봇 자체의 소형화 및 경량화가 가능해져 그동안 로봇의 접근이 어려웠던 좁은 공간이나 복잡한 구조 설비내부 등 다양한 산업현장에서 활용도가 크게 높아질 전망이다.

한 기존 휴머노이드 경우 물건을 드는 힘이 사람보다 덜하다는 단점이 지적됐는데 이 문제를 해결했다. 배터리 효율성이 향상돼 배터리 사용시간과 주행성능이 향상되는 효과까지 더했다.

‘하이브리드 로터리 EHA’ 성능은 압도적이다. 작업반경 2m인 전동액추에이터를 사용한 협동로봇 가반하중(로봇이 들어 올리는 힘)이 30kg일 때, 같은 조건에서 ‘하이브리드 로터리 EHA’를 사용한 협동로봇 가반하중은 액추에이터 크기나 형태 변화없이 최소 60kg이상 최대 120kg까지 구현할 수 있다.

‘하이브리드 로터리 EHA’는 1600Nm를 기본형으로 개발됐으며, 연내에 3200Nm, 4800Nm, 6400Nm로 성능 향상이 가능해 협동로봇에 적용할 경우 고(高)가반하중의 로봇 라인업을 손쉽게 구축할 수 있다.(Nm는 ‘뉴턴미터’, 돌리는 힘인 토크 단위로, 1600Nm은 1미터 길이의 막대 끝에 160kg 무게가 실리는 것과 같은 회전력을 의미한다.

케이엔알시스템은 첫 시제품인 1600Nm 제품을 시작으로 연내에 다양한 라인업을 선보일 예정이며, 본격적인 양산 체제 구축은 내년 상반기까지 마칠 계획이다.

‘하이브리드 로터리 EHA’는 이처럼 로봇분야는 물론 강력한 회전형 액추에이터가 요구되는 각종 첨단 산업군에서 적용할 수 있다. 케이엔알시스템은 경량화가 필요한 자사의 각종 로봇 제품군에 우선 적용할 예정이며, 이외에 협동로봇, 산업용로봇, 물류로봇, 휴머노이드 등은 물론 방산, 건설기계, 조선 등 다양한 산업분야로 확장을 꾀하고 있다.

퓨처마켓 인사이트 리포트에 따르면 로봇 액추에이터 시장은 2025년 178억 달러에서 2035년 463억 달러로 폭풍성장을 예고하고 있다.

김명한 케이엔알시스템 대표는 “조만간 휴머노이드가 상용화되면 고하중을 핸들링할 수 있는, 즉 힘이 더 쎈 로봇 수요가 있을 수 밖에 없으며 ‘하이브리드 로터리 EHA’는 그 필요충분조건이 된다”며 “세계 최초로 개발된 ’하이브리드 로터리 EHA’는 궁극적으로 고하중 로봇시대를 여는 게임체인저 역할을 할 것”이라고 말했다.

케이엔알시스템은 ‘K-휴머노이드 연합’ 공식 참여기업과 ‘AI팩토리 전문기업’으로 선정됐으며, 이미 심해(深海)에서 작업하는 로봇과 제철소 용광로를 관리하는 로봇 기술이 현장에서 활용될 정도로 뛰어난 로봇 개발 능력을 보유하고 있다. 최근에는 기존 로봇팔보다 2배 업그레이드된 고성능 ‘다목적 유압로봇팔’ 개발에 성공했으며, 소형 서보밸브 국산화에 성공해 국내 최초로 양산체계를 구축하기도 했다.