6축 로봇 팔이 많이 사용되는 이유는 무엇입니까?

산업용 로봇은 제조사, 모델, 색상, 모양 및 크기가 부족하지 않습니다. 그러나 기계 설계의 경우 모든 브랜드에서 많은 유사점을 볼 수 있습니다.

산업용 다관절 로봇 팔은 종종 첨단 제조 시설을 묘사하는 이미지로 간주됩니다. 일반적인 협동 로봇(코봇) 발렌타인도 동일한 기계적 구조를 고수합니다. 탑재하중 운반, 적재, 분류, 팔레타이징, 조립 및 기타 여러 반복 가능한 작업입니다.

RobotWorx 제공 동영상 사용

모든 브랜드와 모델에서 한 가지 공통된 특징이 두드러집니다. 바로 6축 동작입니다. 더 많은 모델이 있고 더 적은 모델도 있지만 6축이 표준 대상인 것 같습니다. 이 숫자가 그렇게 흔한 이유는 무엇입니까? 이것은 두 가지 관련 질문으로 이어집니다. 6개 미만의 축은 잘못된 투자입니다. 마찬가지로 6개가 좋은 경우 7개 이상의 축을 선호해야 합니까?

이상적인 6축 동작 범위

간단히 말해서, 모션이 발생할 수 있는 6개의 지점이 있는 로봇 암은 그리퍼가 총 작업 반경 내 어디든 도달할 수 있는 능력으로 이어지며, 어떤 지점에서든 그리퍼(end-of-arm-tool 또는 EOAT)를 사용하여 임의의 지점에 도달합니다. 오리엔테이션.

그림 1. FANUC의 6축 로봇 중 하나인 S-6. RobotWorx 제공 이미지 사용

이 단순화된 답변에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 첫째, 전체 작업 영역(또는 엔벨로프)은 멀리 있는 물체에 도달하기 위해 팔을 뻗는 것과 같이 그리퍼가 완전히 확장된 상태에서만 도달할 수 있습니다. 그리퍼 각도가 변경되면 확실히 총 도달 범위가 제한됩니다. 또한 그리퍼는 로봇의 단단한 금속 베이스로 확장될 수 없습니다. 하드 및 소프트 축 제한은 이러한 충돌을 방지할 수 있습니다.

일반적인 관절 암의 축은 회전 조인트이므로 모터 또는 구동 풀리의 중심으로 정의된 축을 중심으로 회전합니다. 대조적으로 "델타" 또는 SCARA 유형 로봇과 같은 일부 로봇 종류는 선형 슬라이딩 동작 축을 사용합니다. 그러나 다관절 팔은 회전하므로 관절 위치가 선형 거리가 아니라 각도 측정이라는 의미입니다.

따라서 이 "이상적인" 6축 로봇은 모든 EOAT 방향으로 작업 범위 내의 모든 가능한 지점에 도달할 수 있으므로 공작물이 로봇 베이스와 평행하지 않은 각도로 존재하는 경우 이상적인 선택이 됩니다.

축이 적은 로봇의 단점

이 질문은 4축 또는 5축 모델을 더 낮은 비용으로 사용할 수 있는 시스템을 설계할 때 발생할 수 있습니다. 5개의 축으로 내 애플리케이션에 충분합니까? 이것은 단순한 예 또는 아니오 대답이 아니지만 한 가지 요인이 확실히 조사의 원인이 될 것입니다.

로봇이 조각으로 작업하거나 로봇이 앉아 있는 지면과 평행하지 않은 위치에서 항목을 선택/검색한다고 가정합니다. 그런 다음 5개의 축이 작동할지 신중하게 고려해야 합니다.

레벨 컨베이어가 바닥에 정사각형으로 고정된 로봇에 제품을 공급한 다음, 이를 픽업하여 다른 레벨 컨베이어로 옮기는 시나리오를 상상해 보십시오. 이 경우 4축 로봇으로도 충분할 수 있습니다. 제품의 방향을 지정하기 위해 엔드 그리퍼도 회전해야 하는 경우 다섯 번째 축을 사용해야 합니다.

그림 2. 컨베이어 시스템에서 작업하는 로봇.

더 복잡한 시나리오에서는 지면에서 45도 위치에 있는 트레이가 로봇이 회수해야 하는 제품을 공급합니다. 이것은 6축이 필요하지 않도록 이 시도가 완벽하게 정렬되지 않는 한 6축 로봇에서만 가능할 수 있습니다.

확실히 상황은 모든 상황에 대해 예 또는 아니오로 정의하기가 쉽지 않습니다. 그러나 물체가 로봇 베이스와 평행하지 않은 다른 방향으로 향하고 있는지 여부에 대한 이 테스트는 주의를 기울여야 함을 나타냅니다.

로봇이 용접, 접착제 도포 또는 기타 경로 추적 용도로 설계된 경우 거의 확실히 6축이어야 합니다.

축이 더 많은 로봇의 이점

추가 축은 일반적으로 사례별로 설치됩니다. 일곱 번째 축의 일반적인 예는 로봇이 이동할 수 있는 슬라이딩 테이블로, 이를 통해 여러 CNC 기계를 동시에 다루거나 긴 조립 라인 프로세스에서 다른 단계를 수행할 수 있습니다. 프로그래밍에 약간의 복잡성이 추가되어 여러 로봇을 구입하는 대신 막대한 투자를 절약할 수 있습니다.

그림 3. 고정밀 CNC 레이저로 작업하는 6축 로봇 팔.

때로는 슬라이딩 축이 수평이 아닌 수직이기 때문에 팔레타이징 로봇이 더 높이 쌓이거나 보관/반출 시스템이 지면에서 높은 곳에서 상자를 집어올 수 있습니다. 다른 경우에는 로봇 자체가 모바일 베이스에 장착되지 않고 공작물이 회전 테이블에 앉을 수 있습니다. 이를 통해 고정 로봇이 훨씬 더 넓은 범위에 도달할 수 있습니다.

또 다른 예는 두 개의 6축 암이 받침대에 장착되어 거의 인간형 몸통을 형성하는 경우입니다. 이러한 로봇은 6축 암으로 구성되어 있기 때문에 12개 이상의 축 번호를 가질 수 있습니다.

이러한 로봇은 모두 뚜렷한 장점이 있으며 가치 있는 투자로 판명될 수 있습니다. 그러나 추가 축이 필요하지 않은 경우 일부 축은 지나치게 복잡하고 오류가 발생하기 쉽습니다. 모든 경우에 전문가의 조언을 구하여 각 애플리케이션에 가장 적합한 로봇을 결정하기 위해 프로세스와 환경을 조사하는 것이 좋습니다.