그리퍼 제조사들의 개발동기와 적용 기술 및 제품 특징

Formhand FH-E3020

Formhand FH-E3020은 휠 아치 라이너의 윤곽에 적응하여 다양한 위치에서 파지하고 운반할 수 있다.

그리퍼의 개발 아이디어

Formhand 아이디어는 연구를 통해 얻었다. 2010년 여름 설립자인 홀거 쿤츠와 크리스티안 뢰히테는 브라운슈바이크 공과 대학의 연구소 프로젝트에서 함께 연구하였다. 주제는 공기가 통과하고 단단하지 않은 얇은 접착 플리스를 취급하고 조립하는 것이었다. 이 연구에서 폼 핸드 기술이 탄생하였다. 2017년 초 Formhand는 세 번째 설립자인 키르스텐 뷔흘러가 함께 설립하였고 제품 개발을 시작하였다

그리퍼의 적용 기술

Formhand 그리퍼의 혁신성은 스스로 적응하는 과립으로 채워진 그리핑 쿠션에 있다. 압력이 낮을 때에 체적 흐름이 큰 과립 메커니즘이 범용 그리핑 쿠션의 뛰어난 유연성을 위한 토대이다.

그리퍼의 적용 분야

Formhand 그리퍼는 그리핑 쿠션이 부품 형상과 표면에 적응하여 여러 가지 대상을 파지할 수 있다. 이때 그리핑 쿠션을 교체하거나 재구성할 필요가 없다. 그리핑 쿠션은 이동식 그리퍼나 고정식 클램핑 요소로 사용할 수 있다.

Formhand FH-E3020의 특징

Formhand 그리핑 쿠션은 블로어와 함께 사용한다. 따라서 그리퍼를 에너지 효율적으로, 분산 방식으로 순수하게 전기로 사용할 수 있으며, 압축 공기는 필요하지 않다. 범용 그리핑 쿠션 가격은 크기 및 과립 충전 정도에 따라 2,000 ~ 6,000유로(원화로 250만 원에서 800만 원)이다.

Festo Flex Shape Gripper는 다양한 대상을 형상 결합 방식으로 파지하기 위해 카멜레온 원리를 이용한다.

Festo Flex Shape Gripper

그리퍼의 개발 아이디어

Festo는 하노버 메쎄 바이오닉스 분야에서 매해 새로운 컨셉트와 기술을 선보였다. 그 가운데 하나가 카멜레온의 그리핑 원리에 착안한 파지 기술이다. 뛰어난 유연성과 기능으로 시중의 파지 원리에 비해 탁월하고, 다양한 대상과 형상을 파지하고 수집 및 안착시킬 수 있다.

그리퍼의 적용 분야

구상한 개념을 시리즈 제품으로 성공적으로 구현하기 위해서는, 폼 그리핑 캡의 재료 연구가 중요하다. 구현 시 검증된 공압 기술을 이용하였다. 공압 실린더와 실리콘 폼 그리핑 갭을 특수하게 결합하여 새로운 그리핑 개념이 실현하였다.

그리퍼의 적용 기술

이 적응형 그리퍼는 형태가 정의되지 않은 다양한 버전의 부품을 파지해야 하는 모든 적용 사례에 사용된다. 바로 자동차 산업의 “Kitting 어플리케이션”이 그런 경우이다. 다양한 부품을 포장하는 시스템의 부품 공급과 매거진에 부품 공급, 소형 부품 피킹, MRC를 통한 어셈블리 스테이션이다.

Festo Flex Shape Gripper의 재료

알루미늄 실린더, 실리콘 다이어프램과 결합, 무게: 제품 무게 약 450 g, 에너지원: 압축 공기, 가격: 약 800 유로(원화로 100만 원)

OnRobot Gecko

OnRobot Gecko 그리퍼의 점착면 4개는 수백만 개의 미세한 털로 덮여 있다.

그리퍼의 개발 아이디어

이 그리퍼의 개발은 Nasa Jet 추진 연구소의 연구를 기반으로 하였다. 이 그리퍼는 도마뱀 발을 모방한 특수한 점착 기술을 사용하여 파지력을 얻는다. 외부의 압축 공기를 공급할 필요가 없고, 진공 그리퍼가 적합하지 않는 분야에서도 작동이 가능하다

그리퍼의 적용 기술

이 Gecko 그리퍼는 도마뱀의 발 표면 구조를 모방하였다. 그리퍼의 점착면 네 개는 수백만 개의 미세한 작은 털로 덮여 있으며, 이 털은 매끈한 표면과 닿아 판데르발스 힘을 형성한다. 이 그리퍼는 재료에 따라 최대 6.5kg을 들어 올릴 수 있으며 부드럽게 기울여 다시 풀 수 있다.

그리퍼의 적용 분야

이 그리퍼는 매끄러운 표면을 간단하게 취급하고, 포장과 팔레타이징을 위한 픽&플레이스에도 적합하다. 이 그리퍼는 진공을 형성할 수 없는 구멍이 있는 표면도 파지한다. 솔라 패널과 유리 제작 그리고 판재 가공에 사용하기 적합하다.

OnRobot Gecko 특징

하우징은 알루미늄이며, 무게는 2.4kg이다. 이 그리퍼는 점착 기술로 인해 에너지가 거의 필요 없으며, 전류 공급이 중단된 경우에도 물체를 계속 잡고 있는다. 정비 비용과 유지 보수 비용이 낮아 구매 후 5개월 안에 투자금을 회수할 수 있다.

SCHUNK SIH는 보덴 케이블 형태의 ‘힘줄’을 통해 진짜 사람의 손처럼 움직인다.


SCHUNK SIH

그리퍼의 개발 아이디어

학술 연구와 산업 연구 분야에서 유연하고 견고하며 동시에 가격이 합리적인 그리퍼에 관심이 많다. 해당 프로젝트의 목적은 미래의 제조, 물류, 서비스 로봇, 보조 로봇에서 핸들링이 어떤 모습을 할 수 있을까?

그리퍼의 적용 기술

이 그리퍼의 컨셉트는 인간의 손을 지향한다. 손가락의 움직임은 다섯 개의 서보모터로 구동되는 보덴 케이블을 통해 이루어진다. 엄지와 검지 그리고 중지는 서로 독립적으로 움직이고, 약지와 소지는 함께 움직여 SIH를 유연하게 사용할 수 있다.

그리퍼의 적용 분야

사용 분야는 인간의 핸들링 방식을 모사하고, 뛰어난 동작 유연성이 요구되는, 로봇 기반 프로세스이다. 조립과 피킹, 물류 분야에서 사용할 수 있으며, 가정이나 요양원에서도 이용 가능하다.

SCHUNK SIH의 재료

정보 없음, 무게: 1.0 kg, 에너지원: 전기, 최대 120 W 24 V, 가격 정보 없음

Schmalz SLG는 적층 가공을 통한 뛰어난 유연성으로 적용 사례에 따라 조정하여 다양하게 사용할 수 있다.

Schmalz SLG

그리퍼의 개발 아이디어

경량 그리퍼 SLG는 현장에서 빠르고 간단하게 조정할 수 있다. 사용자의 시간과 비용을 절감하기 위해 온라인 컨피규레이터에 노하우를 담았다. 적층 가공을 통해 긴 생산 시간과 납기 일정을 줄인다. 최신식 소재와 조합하여 3D 프린팅으로 안정적인 구조가 가능하다. 이 그리퍼는 가벼우면서 견고하다. 사전 구성된 플랜지 플레이트로 일반적인 유형의 로봇에 빠르게 연결하여 사용할 수 있다.

그리퍼의 적용 기술

3D 프린팅 소프트웨어가 이 경량 그리퍼를 특별하게 만든다. Schmalz는 소프트웨어 전문가와 함께 디지털 플랫폼을 개발하였다. 결과적으로 사용자에게 이상적인 그리퍼 솔루션을 제공하는 직관적인 엔지니어링 툴이 탄생하였다. 적층 가공으로 기능에 초점을 맞춘 형태가 허용되고, 통합 에어 가이드 덕분에 간섭 윤곽과 진공 호스가 줄어든다.

그리퍼의 적용 분야

경량 그리퍼 SLG는 가벼운 무게와 개별적인 설계 방법 덕분에 경량 로봇과 코봇에 사용하기에 적합하다. 이 그리퍼는 빠르게 사용 가능하고 모든 핸들링 작업에 맞게 조정할 수 있다. 이 그리퍼는 포장과 물류, EOLP(End-of-Line Palletizing) 그리고 픽&플레이트 사례에 사용할 수 있다. SLG는 카톤에서 파우치, 자유로운 형태의 공작물에 이르기까지 다양한 대상을 고정한다.

Schmalz SLG의 재료

폴리아미드 PA; 흡착 컵 재료는 Schmalz Select 프로그램에서 선택한다. 적재 부하: 최대 10 kg, 치수 L × W × H: 최대 350 mm × 350 mm × 350 mm, 진공 생성: 외부 공압, 코봇을 이용한 외부 전기 펌프 ECBPi, 통합 공기압. 흡착 컵 개수는 적용 사례에 따라 1 ~ 12개이다. 간단한 Plug&work를 위해 각 로봇 제조사와 로봇 타입에 맞는 플랜지

Piab의 파이코봇(piCOBOT®)은 엔드 오브로 암 진공장비로 특별히 코봇 시장을 위해 개발되었다.


piCOBOT®

그리퍼의 개발 아이디어

이 제품의 개발 동기는 Universal Robots과의 협업에서 비롯되었다. 목표는 로봇의 능력을 하중 용량뿐만 아니라 제품 치수 측면에서 최대한 활용하기 위해 매우 컴팩트하고 가벼운 코봇 그리퍼를 개발하였다. 동시에 그리퍼를 간단히 작동 운영할 수 있어야 했다. 이 그리퍼는 펌프와 컨트롤 유닛 그리고 그리퍼 유닛이 두 개로 이루어지며, 그리퍼 유닛은 흡착 컵, 폼 그리퍼 또는 파이소프트그립 (piSOFTGRIP®)을 장착할 수 있다.

그리퍼의 적용 기술

진공펌프와 컨트롤 유닛에는 두 개의 동심 진공 이젝터가 통합되어 있다. 따라서 3배 더 큰 최대한의 진공흡입 유량이 형성된다. 파이코봇(piCOBOT®)은 카드 보드 박스처럼 공기가 쉽게 통과하는 물질이나 흡착 컵이 완벽하게 달라붙지 않는 파우치같이 유연한 물질도 취급할 수 있다. 흡착 컵은 두 개의 표준 그리피 유닛의 경우, 흡착 컵 각도와 중앙의 흡착 컵 간격을 각각 조정할 수 있다.

그리퍼의 적용 분야

이 제품의 응용 분야 범위는 매우 유연하며 그리퍼 유닛을 통해 결정된다. “올 라운드” 흡착 컵을 장착하고 있어 상자에서 무거운 캔까지 정확하게 흡착 이송하고 배치할 수 있으며, 다양한 물건이 들어 있는 박스 안에서 그립하는 것도 가능하다. 파이그립 (piGRIP®)조합 가능한 흡착컵으로 크리스피 백을 상자에 포장할 수 있고, 파이소프트그립 (piSOFTGRIP®)과 조합하는 경우 무화과와 같은 과일을 트레이에 넣을 수 있다.

piCOBOT®의 재료

고품질 경량 3D 프린팅 플라스틱 및 알루미늄, 무게: 펌프 및 컨트롤 유닛 0.51kg, 흡착컵을 제외한 기본 그리퍼 유닛 0.21kg, 최대 핸들링 무게: 7 kg, 치수: 너비 및 깊이: 직경 78 mm, 높이: 76 mm, 에너지원: 압축공기, 가격: 고객이 Piab 홈페이지에서 선택한 구성에 따름, 2100 ~ 3100 유로(원화로 270만 원에서 400만 원).


German Robotics의 Softhand

German Robotics는 협업 로봇(코봇)을 위해 해부학적으로 형성된 최초의 손 “Softhand”를 개발하였다.

그리퍼의 개발 아이디어

인간은 연구 개발의 모범으로 자주 이용된다. qb-Robotics도 qb-Softhand 개발의 토대로 인간의 손을 이용하였다. 인간의 손은 고도로 복잡한 과제를 해결할 수 있으며, 산업은 보다 복잡한 작업의 자동화를 요구하고 있어, 이런 기술 개발이 촉진되었다. German Robotics는 qb-Robotics의 기술을 Franka Emika의 기술과 결합하였다. 인간의 손(qb-Robotics)과 함께 인간의 팔(Franka Emika의 Panda 로봇)을 모방한 기술은 수많은 작업을 자동화하기 위한 도구가 된다.

그리퍼의 적용 기술

이 제품의 개발 목적은 기능과 효율을 결합하는 것이었다. 따라서 디자인 과정에서 “오버 엔지니어링” 하지 않도록 유의했다. 모든 손가락 관절이 단 하나의 모터로 구동되고, 보덴 케이블에 연결되어 동시에 제어된다. 따라서 거의 모든 형태를 문제없이 파지할 수 있다. 손가락이 파지할 대상을 감쌀 수 있기 때문이다.

그리퍼의 적용 분야

Qb-Softhand Research는 조작 작업을 거의 “오픈 소스”로 구현할 수 있기 때문에 대학과 연구 기관에서 사용한다. Qb-Softhand Industrie는 현재 테스트 분야에서 많이 사용된다. 도어의 (개폐) 사이클을 테스트하는 냉장고 제조업체에서 이 그리퍼를 사용한다. 이 그리퍼는 주문 후 몇 주 만에 사용할 수 있기 때문에 폭넓은 분야에서 사용될 것으로 기대된다.

Softhand의 재료

qb Softhand Research: 다양한 색상으로 구매가 가능하며, 손목 관절이 뻣뻣하다. Matlab-Simulink와 C 고급 언어 인터페이스를 포함하여 수많은 소프트웨어 인터페이스가 제공되고, 테스트 프로그램에 간단히 통합할 수 있다. 무게: 0.78 kg, 가격: 9000 유로(원화로 1,200민원). qb Softhand Industrie: 보호 등급이 IP65로, 습하거나 먼지가 많은 환경, 사람에게 불쾌한 환경에서 사용할 수 있다. Softhand는 특히 위험 평가와 성능 제한과 힘 제한 측면에서 많은 규정을 충족한다. 무게: 0.99kg, 가격: 7000 유로(원화로 900만 원).

robofill

Zimmer Group의 그리퍼는 식품 산업 분야를 위한 윤활제와 부식 방지 부품을 사용하고 있다.

그리퍼의 개발 아이디어

짐머 그룹은 음료병과 용기를 산업적으로 핸들링하기 위한 밀폐형 서보 특수 그리퍼를 제작하였다. RoboFill 4.0에 맞서 뮌헨 공과대학의 양조 및 음료/식품산업 기술학과 교수진들과 프라운호퍼-IGCV 연구소와 공동 개발하였다.

그리퍼의 적용 기술

이는 파지력 제어는 물론 세척을 위한 밀봉 또한 가능하다. 로봇 컨트롤러와 그리퍼 간 커뮤니케이션을 위한 인터페이스 (HMI)를 개발하여 보다 손쉽게 구현할 수 있다. 이를 통해 짐머 그룹의 전동식 혹은 공압식 그리퍼를 다양한 산업분야의 로봇과 사용할 수 있게 되었다.

그리퍼의 적용 분야

그리퍼는 RoboFill 4.0을 위해 특수 제작되었으며, 식품산업 분야에서의 활용을 위해 개발되었다. 하지만 식품 산업 외에도 화학 및 제약 산업과 같이 공정 중 무균(클린 룸) 조건이 필요한 다른 응용 분야에서도 유연하게 활용 가능하다.

RoboFill4.0의 재료

알루미늄 및 스틸, 무게: 1.2 kg, 에너지원: 전기, 가격: 문의 요망.

JRT의 E-Gripper

JRT(주강로보테크)의 E-Gripper (JEGB-485)은 다양한 소재를 정교하게 잡을 수 있다.

그리퍼의 개발 아이디어

한화로보틱스와 협력을 통해 공압 그리퍼 기구 설계와 know-How를 기반으로 설계하여 개발이 되었다.

그리퍼의 적용 기술

”GUI” Program, 이 기술은 30 위치를 다양하게 다양한 힘으로 속도로 grippng이 가능하다. Torque와 Speed 그리고 Position 조정이 가능하다.

그리퍼의 적용 분야

여러 가지 다양한 제품을 조립하거나 다양한 형상과 재질을 잡아야 되는 복합된 공정에 적합하다.

JEGB-485의 특징

IP등급 55 정도 환경에서 사용이 가능하다. 협동 로봇의 핸들링 공정에 적합하다. 파지력(Gripping Force)은30~250N까지 조정이 가능하다