KNR Systems의 유압 컴포넌트 (연재#2 서보밸브)

2. 서보밸브

서보밸브는 유압로봇 구성에 있어 액추에이터와 쌍으로 구성되어 유압의 흐름을 제어함으로써 액추에이터를 구동하는 역할을 하는 핵심 구성요소라 할 수 있습니다.
건설용 굴삭기 등은 비교적 손쉬운 작업을 수행하는 것을 목적으로 하므로 온/오프 제어로도 조작이 가능한 간단한 밸브만으로 구성됩니다.
그러나 유압 로봇은 보다 정밀한 제어를 필요로 하므로 미세유량을 빠르고 정확하게 제어할 수 있는 고성능의 서보밸브가 필요합니다. 성능 뿐만 아니라 로봇에 부착하기 위해 그 크기도 작아야 하며, 액추에이터 갯수만큼 다수의 밸브를 필요로 하므로 가격 역시 중요합니다. 로봇에 사용되느 서보밸브의 크기는 엄지손가락 만하지만 그 가격은 매우 고가이며 높은 제조 기술을 요구하므로 공급 가능한 업체 역시 소수만 존재합니다.

유압서보밸브 기술은 제품으로 구현이 매우 난해야 분야여서, 특히 우수한 성능의 소형 서보밸브는 미사일, 로켓과 같은 방위 산업에 국한되어 전 세계에서 5개 이하의 기업만이 대부분의 서보밸브를 생산하고 있습니다. KNR의 서보밸브는 최상위 성능의 글로벌기업인 Moog사 성능의 90%이상, 영국의 STAR사 서보밸브와 비교해서는 동급 혹은 이상의 성능을 확보하고 있습니다. 또한 최신의 특수 제조공법으로 낮은 제조원가를 실현하여 경쟁 업체에 비해 가격경쟁력도 가지고 있습니다.

유압시스템의 구성?

(1) 유압 액추에이터 : 리니어 액추에이터, 로터리 액추에이터

유압 로봇을 구성하기 위해 변위와 힘을 발생하는 것이 액추에이터입니다.
동작 형태에 따라서 리니어 액추에이터로터리 액추에이터로 분류할 수 있습니다.

서보밸브는 유압로봇 구성에 있어 액추에이터와 쌍으로 구성되어 유압의 흐름을 제어함으로써 액추에이터를 구동하는 역할을 하는 핵심 구성요소입니다.

(3) 센서류 : 변위측정센서, 각도측정센서, 압력센서 등

 센서류 등은 유압로봇의 제어를 목적으로 관절의 각도, 변위, 힘 등을 측정하는 구성요소입니다.

(4) 유압 컨트롤러 : 하위제어기, 상위제어기

 컨트롤러는 유압 액추에이터에서 발생된 움직임을 센서로 읽어들여서 필요한 운동을 제어하는 핵심 구성요소입니다. 하위제어기(Axis controller)와 상위제어기(Robot controller)로 구성됩니다.

액추에이터 ,밸브, 센서, 제어기 등으로 구성된 완성된 유압로봇을 구동하기 위해서는 유압을 발생하여 공급해주는 동력원이 필요하며 이를 HPU (Hydraulic Power Unit)이라 합니다.