카르테시안, 6축, SCARA 로봇: 핵심 차이점과 응용 분야

카르테시안, 6축, SCARA 로봇은 모두 다양한 산업용 로봇 유형에 속합니다. 제조 산업은 생산에 산업용 로봇 사용으로 전환하고 있으며, 세 가지 로봇 유형 모두 깊이 관여하고 있습니다. 각각은 다른 로봇이 아마도 할 수 없는 특정 작업을 수행할 수 있는 고유한 방식으로 설계되었습니다.

로봇이 단 한 번의 휴식 없이 몇 시간 동안 논스톱으로 작업할 수 있게 되면서 생산 시간이 빨라졌습니다. 여기에 속도와 정확성을 더하면, 제조 공장에서 인간의 노동이 더 이상 필요하지 않은 미래를 바라보게 됩니다.

목차

카르테시안, 6축, SCARA 로봇이란 무엇인가?

출처: Pinterest

훈련되지 않은 눈에는 이 로봇들이 처음엔 똑같아 보일 수 있지만, 그보다 더 깊습니다. 대부분 서로 같은 모양을 가질 수 있지만 설계와 처리하는 기능은 완전히 다릅니다.

이 세 로봇을 구별하는 것들을 분석하기 전에, 각각이 무엇인지 먼저 아는 것이 중요합니다.

카르테시안 로봇 (Cartesian Robots)

출처: Pinterest

카르테시안 로봇은 때때로 갠트리 로봇이라고 불리며, 오버헤드 그리드에서 작동하며 선형 액추에이터와 모터를 사용하여 도구를 위치시키는 유형입니다. 크기는 그리드 크기에 따라 달라지는 직사각형 모양의 작업 범위를 가집니다. 카르테시안 로봇은 3차원 움직임을 가지며, 강성 덕분에 작동 시 매우 정밀합니다. 자재 핸들링 로봇과 기계 도장용으로 널리 사용됩니다.

6축 로봇 (Six-Axis Robot)

출처: Pinterest

6축 로봇은 받침대(pedestal)에 장착되어 로봇 팔이 모든 방향으로 더 많은 움직임과 다른 두 로봇보다 최고의 제어를 가능하게 하는 유형입니다. 이름에서 알 수 있듯이 6축 로봇은 3차원 방식으로 움직이는 6개의 축을 가지며, 스스로를 원하는 대로 위치시킬 수 있습니다. 높은 유연성 덕분에 용접 작업, 로봇 팔레타이저, 머신 텐딩 로봇으로 이상적인 공장 로봇 팔입니다.

SCARA 로봇

SCARA 로봇은 최고의 산업용 로봇 중 하나입니다. 원형 작업 범위를 가지며 받침대에 장착되어 4축 로봇 팔을 사용하여 3차원 평면을 따라 이동합니다. 평면 끝에는 세타 축(theta axis)이라고 불리는 것이 있어 더 큰 유연성을 제공하며, 이는 이들을 좋은 팔레타이징 로봇, 기계 적재 및 하역, 소형 부품 조립 로봇으로 만듭니다.

카르테시안, 6축, SCARA 로봇의 차이점

카르테시안, 6축, SCARA 로봇이 서로 어떻게 다른가요? 더 잘 구별하기 위해 다음 매개변수를 사용하겠습니다.

하중 용량 (Load Capacity)

출처: Pinterest

각 로봇의 최대 페이로드는 로봇 크기와 설계된 작업에 따라 다릅니다. 대부분의 로봇 팔에 대한 규칙으로, 로봇의 하중 용량은 페이로드 총중량을 초과해야 합니다. 이를 기준으로 카르테시안 로봇이 다른 두 로봇보다 더 무거운 페이로드를 처리하는 데 더 적합합니다. SCARA와 6축 로봇의 경우 확장된 로봇 팔로 하중을 지지하기 때문에 제한적입니다.

카르테시안 로봇의 경우 베어링과 지지 프레임이 전체 운동 범위를 지탱할 수 있으므로 피킹 앤 플레이스 자동화에서 무거운 하중을 쉽게 처리할 수 있습니다. 예를 들어 110파운드(약 50kg) 하중을 상상해 보세요. 이 무게는 세 로봇 모두의 페이로드 범위 내에 잘 들어맞습니다. 그러나 110파운드는 SCARA 용량의 상한에 가까워 결과적인 토크를 처리하기 위해 더 많은 제어와 추가 부품이 필요합니다.

하지만 카르테시안 로봇의 경우 지지 시스템이 추가 도움이나 구성 요소 없이 동일한 하중을 쉽게 처리할 수 있어 이상적인 피킹 앤 플레이스 산업용 로봇이 됩니다.

방향성 (Orientation)

출처: Pinterest

방향성은 로봇을 서로 구별하는 또 다른 영역입니다. 방향성과 관련하여 두 가지 주요 사항이 두드러집니다.

• 로봇 부품이 어떻게 움직이는가.
• 로봇이 어떻게 장착되는가.

여기서 목표는 로봇의 풋프린트를 작업 영역에 정렬하는 것입니다. 예를 들어, 6축 로봇이나 SCARA 로봇이 작업 중 큰 방해를 일으킨다면 그런 상황에서 그런 로봇을 사용하는 것은 이상적이지 않습니다. 그러나 움직임이 최소한의 축을 필요로 한다면 카르테시안 로봇이 더 나은 선택이 될 것입니다. 오버헤드에 장착할 수 있어 아래에 다른 것들을 위한 충분한 공간을 남길 수 있기 때문입니다.

동시에, 문제가 복잡한 핸들링을 포함하거나 더 많은 축이 필요한 작업이라면, 최소한의 공간을 차지하면서도 가장 많은 축을 사용할 수 있는 SCARA 로봇이 더 나은 옵션이 될 것입니다. 방향성은 주로 공간과 당면한 작업의 성격에 크게 의존합니다.

속도와 이동 거리 (Speed and Travel)

출처: Pinterest

고속 로봇 팔은 산업용 로봇을 구별하는 주요 요소입니다. 일부 작업은 높은 속도를 요구하고 다른 작업은 정밀도가 우선시됩니다. 로봇의 속도는 자재 핸들링에만 국한되지 않으며, 제공된 공간을 중심으로 이동하는 거리에도 기반합니다.

카르테시안 로봇은 초당 약 5미터로 가속할 수 있으며, 더 작고 민첩한 경우 그 이상도 가능합니다. SCARA와 6축 로봇은 이에 비해 훨씬 느립니다. 카르테시안 로봇을 이 점에서 우월하게 만드는 또 다른 특징은 올바른 베팅, 볼스크류 액추에이터, 또는 리니어 모터와 짝을 이루면 더 먼 거리를 더 빠른 속도로 커버하도록 수정할 수 있다는 사실입니다.

카르테시안 로봇은 유연한 오버헤드 레일에 고정되어 있어 먼 거리까지 연장할 수 있어 좋은 산업용 로봇 유형이 됩니다. 반면 SCARA와 6축 로봇은 좀처럼 움직이지 않는 받침대에 고정됩니다.

위치 정확도 (Positional Accuracy)

정확도 측면에서 SCARA와 6축 로봇은 카르테시안 대응 모델보다 약간 더 정확합니다. 카르테시안 로봇이 동일한 수준의 정확도를 내기 위해서는 해당 기능을 향상시키는 추가 구성 요소와 부품을 장착해야 합니다. 이러한 부품에는 볼스크류 액추에이터와 정밀 가공된 볼 레일 테이블이 포함됩니다.

동시에, 로봇 팔 편향으로 인해 SCARA와 6축 로봇이 정확도를 유지하지 못하는 경우도 있습니다. 이런 경우 높은 정밀도의 리니어 베어링을 가진 카르테시안 로봇 팔이 편향을 최소화하여 엔드 이펙터를 더 정확하게 위치시킬 수 있는 더 나은 옵션입니다. 궁극적으로 각 로봇의 속도는 처리하는 작업에 따라 달라집니다.

작업 환경 (The Environment)

출처: Pinterest

작업 환경과 존재하는 위험 요소는 이 세 로봇을 서로 구별하는 데 사용할 수 있는 또 다른 두 가지 요소입니다. SCARA와 6축 로봇의 경우 받침대가 콤팩트하여 최소한의 공간을 차지하지만, 이 고정된 특성은 카르테시안 로봇의 경우처럼 로봇의 지지 프레임을 오버헤드에 설치할 수 있는 환경에서는 쓸모없게 만들 수 있습니다.

먼지와 오물도 사람들이 선택하는 로봇 유형에 영향을 미칩니다. SCARA와 6축 로봇은 카르테시안 로봇보다 먼지의 영향을 더 받습니다. 카르테시안 로봇은 더 많은 움직임을 사용하기 때문입니다. 로봇을 덮어 움직이는 부품의 먼지와 녹으로 인한 부식을 최소화할 수 있지만, 이는 궁극적으로 효율적인 움직임을 방해할 것입니다.

주요 산업용 로봇 제조업체

SCARA, 6축 로봇 팔, 카르테시안 로봇을 구별하는 차이점을 살펴본 후, 그들의 창조 뒤에 있는 제조업체를 아는 것도 중요합니다. 다음은 세계 최고의 산업용 로봇 팔 제조업체 중 일부입니다.

엡손 (EPSON)

출처: Epson

엡손은 35년 넘게 사업을 해온 로봇 제조업체입니다. 가장 진보된 로봇 기술이 탑재된 최상급 6축 로봇으로 가장 잘 알려져 있으며, 거대한 페이로드를 처리할 수 있는 능력도 갖추고 있습니다. 그들의 6축 로봇은 약 10파운드의 페이로드와 450mm~1,480mm 사이의 로봇 팔 도달 범위를 가집니다. 그들의 모든 로봇에 사용되는 엡손 RC+ 소프트웨어는 더 나은 기능을 위해 비전과 포스 가이던스 기능을 갖추고 있습니다.

EVS

EVS는 산업용 로봇 창조에서 세계적인 리더입니다. 선도적인 SCARA 로봇 제조업체로서, 그들의 눈에 띄는 제품 중 SCARA 모델은 업계에서 가장 진보된 모델 중 하나입니다. 카탈로그에는 5파운드 페이로드와 400mm 팔 도달 범위의 소형 모델과 8파운드 페이로드와 600mm 팔 도달 범위의 훨씬 큰 모델, 두 가지 고급 SCARA 로봇이 있습니다.

대부분의 EVS 로봇 팔은 높은 속도, 첨단 기술, 독창적인 설계로 인해 자동차 및 항공우주 산업에서 널리 사용되며 전 세계적으로 높은 수요를 보이고 있습니다.

야마하 모터 코퍼레이션 (Yamaha Motor Corporation)

출처: yamaha-motor.com

야마하 모터 코퍼레이션은 세계 최고의 카르테시안 로봇 제조업체입니다. 많은 국제 경주에 사용되는 훌륭한 슈퍼바이크로 주로 알려져 있지만, 야마하 코퍼레이션은 특히 카르테시안 로봇에 초점을 맞춘 저명한 산업용 로봇 제조업체이자 공급업체이기도 합니다. 카탈로그에는 모든 유형의 카르테시안 로봇이 있습니다. 회사에서는 SCARA 로봇과 단축 로봇도 제조합니다.

결론

기술의 바퀴가 계속 돌면서 매년 더 정교한 버전의 산업용 로봇이 출시되고 있습니다. 각 새로운 모델마다 이전 버전을 괴롭혔던 약점들이 점점 작아지고 있습니다. 인간 삶의 모든 측면이 산업용 로봇에 완전히 의존하게 되는 것은 시간 문제일 뿐입니다. 그것이 좋은 일인지 나쁜 일인지는 아직 결정되지 않았습니다.