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title: "Wood Pressing Robotic End-Effector"
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author: "Yara Karazi"
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editor: "WIZnet"
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original_author: "Yara Karazi"
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published: "2026-03-20"
language: "en"
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views: 226
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source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)"
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# Wood Pressing Robotic End-Effector

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Original author: Yara Karazi (source: https://www.instructables.com/Wood-Pressing-Robotic-End-Effector/)

## Article

## Overview

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/221214527%5F1774857985%2Epng)

이 프로젝트는 산업용 로봇(KUKA)에 장착 가능한 **커스텀 End-Effector를 설계 및 제작하여, 목재를 자동으로 성형(pressing & bending)하는 시스템**을 구현한 사례입니다.

일반적으로 로봇 팔은 물체를 집거나 이동시키는 용도로 많이 사용되지만,
이 프로젝트에서는 로봇을 단순한 “이송 장치”가 아니라

👉 **“재료를 직접 가공하는 제조 도구”로 확장**했다는 점이 핵심입니다.

특히 얇은 목재 패널을 대상으로

- 특정 곡률(curvature)을 가진 형태로

- 반복적으로

- 일정한 품질로

성형할 수 있도록 설계되었습니다.

이러한 접근은 건축, 가구 디자인, 디지털 제작(Fabrication) 분야에서
👉 “복잡한 곡면 구조를 자동으로 생산”할 수 있는 가능성을 보여줍니다.

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## Project Motivation

목재를 곡선 형태로 만드는 작업은 전통적으로 다음과 같은 방식으로 진행됩니다:

- 수작업 bending

- 금형 사용

- 증기 처리(steam bending)

하지만 이런 방식은

- 반복성이 낮고

- 작업 시간이 길며

- 정밀도가 일정하지 않다는 한계가 있습니다

이 프로젝트는 이러한 문제를 해결하기 위해

👉 **로봇 + 커스텀 툴 + 디지털 설계**

를 결합하여 자동화된 제작 방식을 제안합니다.

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## Key Features

### 1. Custom Wood Pressing End-Effector

가장 핵심적인 부분은 바로 **End-Effector 설계**입니다.

이 장치는 단순히 물체를 잡는 그리퍼가 아니라
다음 기능을 수행합니다:

- 목재를 특정 위치에서 고정

- 일정한 압력으로 눌러 변형

- 곡면 형상을 따라 성형

즉,

👉 “잡는 도구” → ❌
👉 “가공 도구” → ✅

로 역할이 완전히 바뀝니다.

### 2. Industrial Robot Integration (KUKA)

KUKA 산업용 로봇을 활용하여
End-Effector를 3D 공간에서 정밀하게 제어합니다.

- 다축 제어 (multi-axis movement)

- 반복 위치 정확도 (high repeatability)

- 곡선 경로 이동

이를 통해

👉 사람이 하기 어려운 정밀한 곡면 작업을 자동화

할 수 있습니다.

### 3. Arduino-Based Actuation Control

End-Effector 내부의 동작은
Arduino를 통해 제어됩니다.

역할은 다음과 같습니다:

- 압력 제어

- 액추에이터 동작 제어

- 타이밍 및 시퀀스 관리

👉 로봇은 “위치”를 담당하고
👉 Arduino는 “동작”을 담당하는 구조

### 4. Ethernet Connectivity with W5500

이 시스템에는 **WIZnet W5500 Ethernet 모듈**이 함께 사용되어
Arduino에 네트워크 기능을 추가합니다.

W5500은 하드웨어 TCP/IP 스택을 내장하고 있어
👉 MCU의 부하 없이 안정적인 Ethernet 통신을 지원합니다.

이 모듈을 통해:

- 외부 시스템과의 통신 가능

- 원격 제어 및 트리거링

- 상태 모니터링 및 데이터 전송

👉 즉, 시스템을 **Standalone → Network-enabled 시스템**으로 확장

### 5. Digital Fabrication Workflow

이 프로젝트는 단순한 기계 제작이 아니라
**디지털 제작 프로세스 전체를 포함**합니다.

흐름은 다음과 같습니다:

1. 곡선 형태 설계 (CAD / parametric design)

2. 로봇 경로 생성

3. End-Effector 동작 정의

4. 자동 성형 실행

👉 설계 → 제작 → 결과물까지 완전 연결

### 6. Repeatable Manufacturing

이 시스템의 가장 큰 장점은

👉 **“같은 결과를 반복적으로 생산 가능”**

하다는 점입니다.

- 동일한 곡률

- 동일한 압력

- 동일한 결과

→ 산업 적용 가능성 ↑

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## Hardware Components

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/221214527%5F1774857876%2Epng)

### ![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/221214527%5F1774857927%2Epng)주요 구성 요소

- KUKA Industrial Robot

- Custom End-Effector

- **Arduino UNO (controller)**

- **WIZnet W5500 Ethernet Module**

- Actuators (linear / pressing mechanism)

- Wood panels (thin, flexible)

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### End-Effector 구조

End-Effector는 다음과 같은 구조로 구성됩니다:

- 프레임 (구조 지지)

- 압착판 (pressing plate)

- 가이드 곡면 (shape guide)

- 액추에이터

이 구조를 통해

👉 목재가 자연스럽게 곡면을 따라 변형됩니다

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## System Architecture

### 전체 시스템 흐름

1. **Design Phase**
  - 곡선 형태 설계
  - 목재 변형 시뮬레이션

2. **Programming Phase**
  - 로봇 경로 생성
  - Arduino 제어 코드 작성

3. **Execution Phase**
  - 로봇 이동
  - End-Effector 압착 수행

4. **Output**
  - 성형된 목재 구조 생성

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### 데이터 & 제어 흐름

- CAD → Robot Path

- Robot → 위치 이동

- Arduino → 압력 및 동작 제어

👉 이중 제어 구조 (Motion + Action 분리)

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## Fabrication Process (제작 과정)

### Step 1. 설계

- 원하는 곡면 구조를 CAD로 설계

- 곡률 및 변형 범위 계산

### Step 2. End-Effector 제작

- 프레임 제작 (3D printing / CNC)

- 압착 구조 설계

- 액추에이터 장착

### Step 3. 제어 시스템 구성

- Arduino 코드 작성

- 액추에이터 테스트

- 압력 조절 실험

### Step 4. 로봇 프로그래밍

- KUKA 로봇 경로 설정

- 작업 위치 정의

### Step 5. 테스트 및 튜닝

- 목재 변형 테스트

- 압력 및 속도 조정

- 반복 실험

### Step 6. 최종 결과

- 원하는 곡면 형태의 목재 생성

- 반복 생산 가능

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## Key Insight

이 프로젝트에서 가장 중요한 포인트는 다음입니다:

### 1. End-Effector = 로봇의 “기능”

로봇 자체는 동일하지만

👉 End-Effector가 바뀌면
👉 로봇의 역할이 완전히 달라집니다

### 2. Digital → Physical Transformation

디지털 설계 데이터를

👉 물리적 구조로 변환

하는 완전한 파이프라인 구현

### 3. Automation in Craft

전통적인 목공 작업을

👉 자동화 + 정밀화

한 사례

### 4. Network-Enabled Fabrication

Arduino UNO와 W5500의 결합을 통해

👉 단순한 로컬 자동화 시스템이 아니라
👉 **네트워크 기반 제조 시스템으로 확장 가능**

## Applications

이 기술은 다양한 분야에 적용 가능합니다:

- 건축 구조 제작

- 곡면 패널 생산

- 가구 디자인

- 전시/아트 설치

- 맞춤형 제작 (custom fabrication)

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## Limitations & Improvements

### 현재 한계

- 목재 재질에 따른 변형 한계

- 균열(crack) 발생 가능성

- 압력 제어 정밀도 필요

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### 개선 방향

- 센서 기반 압력 피드백

- 실시간 제어 시스템

- 다양한 재료 적용 (플라스틱, 복합재 등)

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## Summary

이 프로젝트는

- KUKA 로봇 + Arduino + 커스텀 End-Effector를 활용하여

- 목재를 자동으로 성형하는 시스템을 구현하고

- 디지털 설계부터 실제 제작까지 연결된

👉 **완전한 디지털 제조 파이프라인**을 보여줍니다

특히

👉 “로봇 = 단순 작업 장치”가 아니라
👉 “제조 도구”로 확장될 수 있다는 점

에서 매우 의미 있는 프로젝트입니다.

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## FAQ

**Q1. 왜 End-Effector가 중요한가요?**
→ 로봇의 실제 기능은 End-Effector에 의해 결정됩니다.

**Q2. Arduino는 왜 사용되나요?**
→ End-Effector의 세밀한 제어(압력, 타이밍)를 위해 필요합니다.

**Q3. 목재가 깨지지 않나요?**
→ 재질, 두께, 압력 조절에 따라 달라지며 테스트가 중요합니다.

**Q4. 산업 적용이 가능한가요?**
→ 반복 생산이 가능하기 때문에 충분히 가능성이 있습니다.

**Q5. 확장 가능성은?**

- 금속 성형

- 자동화 제작 시스템

- 스마트 팩토리

**Q6. W5500은 어떤 역할을 하나요?**
→ Arduino에 Ethernet 기능을 추가하여
원격 제어 및 모니터링을 가능하게 합니다.

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Source: https://maker.wiznet.io/Sunny_/projects/wood-pressing-robotic-end-effector/