체화형 AI 로봇의 코어 액추에이터를 위한 이상 음향 EoL 테스트 솔루션

Anomalous Sound EoL Testing helps robot manufacturers identify actuator defects before final assembly or shipment. This article explains the limits of manual inspection and presents CRYSOUND's automated Sound and Vibration testing workflow, system architecture, use cases, and production-line integration options for finger motors, joint modules, and reducers.

대량 생산에서 이상 음향 검출이 중요한 이유

체화형 AI는 연구실 데모 단계에서 대량 생산 단계로 넘어가고 있습니다. Tesla Optimus, Unitree H1, Deep Robotics Jueying X20와 같은 플래그십 플랫폼의 양산이 확대되고 있으며, 중국에서만 1,600개가 넘는 로봇 산업 클러스터가 형성되었습니다. 그러나 업계는 뚜렷한 현실에 직면해 있습니다. 소프트웨어는 이미 월드 모델과 VLA 알고리즘을 구동할 수 있지만, 하드웨어 품질이 병목으로 부상하고 있습니다.

생산 라인에서는 관절 모터의 비정상 소음, 감속기 와인 소음, 섬세한 핸드에서 발생하는 고주파 소음, 사족보행 로봇의 관절 진동 등이 들리기는 하지만, 개별적으로 분리하여 식별하기는 어렵습니다. 이는 출하와 최종 사용자 수용 사이에 존재하는 가장 큰 장애물 중 하나입니다. 이상 음향은 결코 사소한 문제가 아니며, 반품, 배치 리콜, OEM 클레임을 유발하는 주요 원인입니다.

기존 이상 음향 검사의 Pain Point

코어 액추에이터가 고속·고정밀 응용 분야로 진입함에 따라, 관절의 시동/정지 시 비정상 소음, 감속기의 기어 맞물림 충격음, 섬세한 손에서 발생하는 초미세 소음이 치명적인 품질 병목으로 떠오르고 있습니다. 수동 청각 검사는 더 이상 생산 능력 확대 속도를 따라잡지 못하고 있습니다:

• 일관되지 않은 정확도: 판정 기준이 검사자의 숙련도, 피로도, 교대 시점에 따라 달라집니다. 수 시간 동안 연속으로 청취하면, 장시간 청취 작업 중 판정의 일관성이 저하될 수 있습니다.
• 놓치기 쉬운 과도 이벤트: 관절 시동/정지 구간의 이상 음향 발생 시간은 극도로 짧습니다. 기존 Leq 방식은 많은 이벤트를 놓쳐, 증산 단계에서의 미검출률을 높입니다.
• 분리하기 어려운 다중 소음원: 기어 맞물림음, 모터 와인, 엔코더 마찰음, 드라이브 공진이 서로 중첩됩니다. 단일 기법의 스펙트럼 분석만으로는 이러한 결합 소음원을 신뢰성 있게 분리하기 어렵습니다.
• 표준화된 테스트·데이터 관리 부재: 수동 청취 방식은 택트 타임 요건을 충족하기 어렵고, 자동화된 데이터 이력도 구축할 수 없어 생산 능력과 품질 관리를 제약합니다.
• 현장에서야 드러나는 불량: 이상 음향이 있는 제품이 후공정 조립이나 최종 사용자에게까지 도달하여, 클레임·반품·보증 수리·배치 리콜을 유발하고 비용을 상승시키며 브랜드 신뢰를 떨어뜨립니다.

CRYSOUND 이상 음향 EoL 테스트 솔루션의 핵심 가치

Founded in 1996, CRYSOUND has focused on acoustic testing for 30 years. In motor Anomalous Sound EoL Testing, the company has built deep acoustic expertise and deployed automated solutions across key embodied-AI actuator categories, including finger-joint motors, joint motors and joint modules. Core value includes:

• 합격/불합격 판정을 포함한 이상 음향 자동 검출 - 수동 청취에서 발생하는 주관성, 피로, 기준 불일치를 제거합니다.
• 비지도 딥러닝 기반의 AI 분석 - 품질 클레임으로 이어지는 미검출 및 과잉 불합격 문제를 해소합니다.
• 음향·진동 융합 테스트 - 단일 마이크로폰 구성의 한계를 극복하여, 고장을 유발한 소음원을 잘못 식별하는 문제를 줄입니다.
• 이상 음향과 전기적 성능을 동시에 검사하는 병렬 다스테이션 테스트 - 고속 택트 생산 라인의 UPH를 향상합니다.
• 신속한 제품 전환 및 레시피 관리 - 다품종 라인에서 중복 설비 투자를 줄입니다.
• 네이티브 MES 연동 및 데이터 추적성 - OEM 및 브랜드의 감사 요구를 충족하는 완전한 품질 이력을 제공합니다.

타깃 고객 및 활용 사례

타깃 고객

• 모터 공급망을 수직 계열화한 휴머노이드 로봇 및 사족 보행 로봇 OEM.
• 모터 제조부터 최종 조립까지를 포괄하는 조인트 모듈 및 감속기 티어 1 공급업체.
• 다수 로봇 브랜드에 공급하는 섬세한 손 및 핑거 조인트 모터의 티어 2 공급업체.
• 양산 램프업 단계에서 100% EoL 이상 음향 스크리닝이 필요한 체화형 AI 기업.

대표 활용 사례

솔루션 아키텍처

시스템 아키텍처

CRYSOUND의 솔루션은 정밀 음향·진동 취득 → 다차원 신호 분석 → AI 기반 판정 → 폐루프 데이터 추적 워크플로를 따릅니다. 전체 테스트 프로세스는 생산 라인의 택트 타임 내에 자동으로 완료됩니다:

1. 정밀 취득: DUT(시험 대상 장치)는 음향 시험 챔버(음향 테스트 챔버) 내부에 배치합니다. 고정밀 센서가 20 Hz-20 kHz 주파수 범위 전 대역의 음향과 진동을 취득하는 동시에, 전류·전압 등 전기 파라미터를 동기식으로 수집합니다.
2. 다차원 분석: 시스템은 FFT 스펙트럼 분석, 옥타브 분석, 과도 이상 음향 검출, 음질 분석(SQA)을 결합하여 여러 관점에서 음향 특성을 정량화합니다.
3. AI 판정: 비지도 딥러닝 모델이 이상 음향을 검출하고, 자동으로 합격/불합격을 분류하며, 새로운 소음 패턴에 대해 온라인 러닝을 지원합니다.
4. 폐루프 추적성: 테스트 데이터는 통계 분석·자동 저장되며 MES와 통합되어 제품별 전 수명주기에 걸친 추적성을 제공합니다.

핵심 장점

1. Proprietary algorithms: Overcoming the limitation of traditional SPL and FFT methods that cannot reliably identify anomalous sound.

2.핵심 시스템 사양: 조인트 모터 소음, 감속기 와인, 섬세한 손의 고주파 소음, 사족 보행 로봇 진동을 포괄.

3.수직 통합 하드웨어·소프트웨어: 표준형과 커스터마이즈형 모두에 대응 가능한 완전 구성형으로, 장기 신뢰성과 사용 편의성을 보장.

결과 및 제공 산출물

시스템은 전 공정에 걸친 테스트 결과를 자동으로 출력하여, 품질 검사·품질 관리·제품 이력·데이터 추적성에 대한 감사 요구를 충족합니다:

• 음향 파워 테스트: 요구되는 측정 환경과 셋업 조건을 충족하는 경우, ISO 3744 및 ISO 3746에 따라 음압 기반 음향 파워 산정을 지원합니다.
• 시·주파수 분석: 20 Hz-20 kHz 대역의 FFT 스펙트럼을 통해 모터 차수 고조파, 기어 맞물림 주파수, 베어링 결함 주파수를 식별하고, 대역별 SPL 분포를 시각화합니다.
• 옥타브 분석: 1/1 및 1/3 옥타브 분석을 제공하여 주파수 대역별로 음향 신호를 분리하고, 소음원 분석과 소음 저감 작업을 지원합니다.
• RMS 시계열 곡선: 고해상도 RMS 변화를 통해 모터 시동/정지, 역회전, 속도 변동 시 발생하는 밀리초 단위 과도 에너지를 포착합니다.
• 라우드니스 분석: 사이코어쿠스틱 모델을 사용해 정상 상태 라우드니스(sone)와 임계대역 분포(bark)를 계산하여, 체감되는 부드러움에 대한 객관적 근거를 제공합니다.
• 음질 분석(SQA): 라우드니스, 샤프니스, 거칠기, 변동 강도, 톤 성분을 산출하여 체감 음질을 정량화하고, 전체 레벨은 규격 내이지만 음색이 비정상적인 잠재 결함을 검출합니다.
• Transient Anomalous Sound 분석: 단시간 충격 에너지 검출과 엔벌로프 분석을 통해 기어 노크, 베어링 결함, 역전 충격과 같은 비정상 이벤트를 위치 파악합니다.
• 비지도 딥러닝: 오토인코더 및 대조 학습 기반 이상 징후 모델은 대규모 라벨 불량 데이터셋 없이도 다중 소음원 결합과 초미세 신호를 처리합니다.
• 자동 판정: 구성 가능한 임계값과 다단계 불량 분류를 적용한 다차원 합/불 판정으로, 생산 라인에서 100% 자동 등급 분류를 구현합니다.
• 통계 리포트: 총 테스트 수, 합격/불합격 수량, 수율, 사이클 타임을 배치 및 제품 모델별로 필터링 가능한 대시보드로 제공합니다.
• WAV 오디오 아카이브: 제품 ID 및 배치별로 구조화된 무손실 WAV 형식의 원시 오디오를 저장하여, 재청취·진단 검토·AI 모델 고도화에 활용합니다.
• 데이터 추적성: 각 제품은 음향 특성, 판정 결과, 타임스탬프를 포함한 완전한 테스트 이력을 보유합니다. 네이티브 MES 연동을 통해 전 공정에 걸친 감사 추적성을 지원합니다.

고객 사례 연구

핑거 모터 이상 음향 EoL 테스트 - 고객 가치

1. 기계 기반 검사가 수동 청취를 대체: 시스템이 초소형 핑거 모터의 이상 음향 시그니처를 정량 평가하여, 청각의 주관적 편차를 제거하고 통일된 추적형 QC 기준을 수립합니다.
2. 듀얼 채널 취득: 가속도계와 계측용 마이크로폰이 진동·음향 데이터를 동기 취득하여, 한 번의 지그 고정 사이클로 다차원 분석을 완료합니다.
3. 일체형 수직 음향 테스트 박스 설계: 내장형 조작 화면과 도어 메커니즘 덕분에 별도의 방음 환경 없이도 생산 라인에 직접 임베딩할 수 있어, 현장 개조 비용을 절감합니다.
4. 원버튼 워크플로: 제품 로딩 → 도어 닫기 → 자동 테스트 실행 → 결과 확인. 스테이션당 상시 QC 인력을 줄일 수 있습니다.
5. MES 연동 및 추적성: 테스트 데이터가 실시간으로 품질 관리 플랫폼에 전송되어, 고객의 품질 관리 프로세스를 지원합니다.

사족 보행 로봇용 감속기 모듈 이상 음향 EoL 테스트 - 고객 가치

1. 주관적 판정의 대체: 계측용 마이크로폰으로 감속기 동작 소음을 취득해 정량 분석함으로써, 정밀 로봇 관절 QC를 위한 통일된 판정 기준을 마련합니다.
2. 음향적으로 고립된 테스트 환경: 내부에 흡음재를 적용한 인클로저가 공장 주변 소음을 효과적으로 감쇠하여, 저소음 감속기의 약한 이상 음향 신호까지 검출할 수 있습니다.
3. 모듈형 지그 설계: 로딩 및 테스트 지그를 다양한 조인트 감속기 사양에 빠르게 대응하도록 설계하여, 제품 변종 간 중복 설비 투자를 최소화합니다.
4. 완전한 음향 데이터 아카이브: 모든 제품에 대해 전체 음향 이력을 남겨, 품질 감사 요건 충족과 생산 라인 표준화에 기여합니다.

왜 CRYSOUND인가요?

• 30년 음향 전문성: 1996년 이래 CRYSOUND는 음향 테스트에 집중해 왔으며, 깊은 기술 역량과 폭넓은 산업 경험을 보유하고 있습니다.
• 풀스택 사내 R&D: 계측용 마이크로폰, 가속도계, 데이터 수집 하드웨어, Acoustic Test Chamber, 테스트 소프트웨어를 모두 사내에서 개발하여, 시스템 호환성과 장기 신뢰성을 확보했습니다.
• 선도적인 AI 알고리즘: 독자적인 과도 이상 음향 검출과 비지도 딥러닝을 통해, 기존 Leq/FFT 방식으로는 처리하기 어려운 다중 소음원 결합 및 초미세 소음을 다룹니다.
• 업계 선두 수준의 미검출률: AI 기반 판정을 통해 미검출률을 0.1% 미만으로 낮춰, 통상 3-5% 수준인 수동 청취보다 크게 개선합니다.
• 양산 라인 검증 완료: 코어리스 모터와 조인트 모듈을 포함한 다양한 양산 환경에 적용되어 있으며, 자동차 전장과 스마트 가전 분야까지 커버리지를 확장하고 있습니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 이 솔루션은 어떤 유형의 이상 음향을 검출할 수 있습니까?

A: 감속기 기어 맞물림 충격음, 모터 와인, 베어링 이상, 엔코더 마찰음, 시동/정지 시 과도 소음 등입니다. 시스템은 FFT·과도 분석·SQA·AI를 결합한 멀티 알고리즘 융합으로 폭넓은 커버리지를 제공합니다.

Q: 테스트 택트 타임이 양산 요구를 충족할 수 있습니까?

A: 자동화 Acoustic Test Chamber와 병렬 다공정 테스트를 활용한 표준화 프로세스를 제공합니다. 기기 유형별로 테스트 플로를 커스터마이즈하여 사이클 타임을 최소화하고 UPH를 극대화합니다.

Q: AI 모델에는 어느 정도의 학습 데이터가 필요합니까?

A: 시스템은 비지도 딥러닝을 사용하므로, 대규모 라벨 불량 데이터셋이 필요하지 않습니다. 정상품 샘플 약 100개만으로도 온라인 러닝을 통해 정확도가 지속적으로 향상되며, 신규 배치에 빠르게 적응합니다.

Q: 기존 생산 라인에는 어떻게 통합할 수 있습니까?

A: The solution is delivered as an integrated standalone workstation - Acoustic Test Chamber, acquisition system and software. Fixtures are customized to match existing line interfaces, and the software natively supports MES integration, shortening the integration cycle.

Q: Acoustic Test Chamber는 공장 주변 소음을 견딜 수 있습니까?

A: 외부 소음 ≤80 dB(A) 조건에서 챔버 내부 배경 소음 ≤20 dB(A), 차음 성능은 >60 dB입니다. 이를 통해 주변 공장 소음을 효과적으로 감쇠하여, 측정 정확도를 유지합니다.

Q: 통상적인 구축 기간은 어느 정도입니까?

A: 표준 솔루션의 경우, 요구 사항 확정부터 라인 가동까지 3~6주가 소요되며, 이 안에 지그 커스터마이징, 소프트웨어 디버깅, 현장 시운전을 포함합니다. 커스텀 솔루션은 초기 검토 단계에서 일정을 확정합니다.

Q: 장기적으로 테스트 정확도는 어떻게 유지합니까?

A: 시스템은 CRY3016 음향 교정기를 활용한 정기적인 스팟 체크와 캘리브레이션을 지원합니다. MTBF가 >20,000시간으로, 24×7 연속 운전을 지원합니다. ±0.05 dB 수준의 테스트 정확도는 인간 청각의 정밀도를 크게 상회합니다.

솔루션 상담

Need a reliable Anomalous Sound EoL Testing solution for your robot actuators? CRYSOUND can recommend a test configuration based on your product architecture, takt time, and production-line requirements. To discuss your application, please complete the Get in touch form below.