핸드 가이딩 로봇

RIA 15.06-2012 안전 표준에 정의된 협동로봇(코봇) 작동에는 네 가지 방법이 있으며 각 방법은 제조 작업에서 고유한 위치를 차지합니다. 네 가지 중 핸드 가이딩이 가장 덜 주목받는 것 같습니다. 안전 표준에서 섹션 5.10(협동 작업 요구 사항)은 로봇이 다음 중 하나 이상을 준수하는 것으로 협동 작업에서 기능하도록 하는 데 필요한 요구 사항을 정의합니다.

• 5.10.2 안전 등급 모니터링 정지

• 5.10.3 핸드 가이딩

• 5.10.4 속도 및 분리 모니터링

• 5.10.5 고유한 설계 또는 제어에 의한 전력 및 힘 제한

핸드 가이딩은 단순히 장비(예:핸드 가이딩 핸들)가 엔드 이펙터 또는 로봇 도구에 가까이 위치할 것이며 비상 정지 및 활성화 장치가 둘 다 있을 것이라고 명시합니다. 티치 펜던트 참조). 많은 자동화 사용자는 손 안내를 단순히 "리드 스루 티치"로 간주합니다. 이는 로봇을 자유롭게 이동하여 작업에서 포인트 또는 경로를 티칭하는 기능입니다. 이것은 일반적인 의견이지만 지도를 통한 가르침은 손의 지도로 개선할 수 있는 수많은 응용 프로그램에서 빙산의 일각에 불과합니다.

또 다른 일반적인 견해는 사용할 수 있는 대형 협동로봇이 많지 않기 때문에 손 안내 응용 프로그램이 더 긴 도달 거리 또는 더 무거운 페이로드에 대해 제한된다는 것입니다. 대부분의 힘과 힘을 제한하는 협동 로봇이 매우 큰 응용 프로그램을 처리할 수 없는 것은 사실이지만 대부분의 로봇은 협업 응용 프로그램에 사용할 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.

협동 로봇 또는 협동 작업의 핵심은 다른 사람들과 공동으로 작업하는 협업입니다. 로봇과의 협업은 종종 로봇과 손을 잡고 작업을 완료하는 것으로 생각됩니다. 핵심적으로 핸드 가이딩은 작업자가 손으로 로봇을 움직이거나 이끄는 것입니다. 이는 협업의 진정한 의미와 가장 밀접하게 일치하는 협업 작업의 한 형태입니다.

협동 로봇을 가장 효율적으로 사용하려면 필요할 때 작업자와 로봇이 상호 작용하고 각자의 작업 공간에서 개별 작업을 완료하도록 놔두는 것이 좋습니다. 워크스테이션을 다른 사람과 공유할 때도 크게 다르지 않습니다. 작업자를 지원하기 위해 도구를 통합할 때 장치는 효율성을 높이고 스트레스나 변형을 줄여야 합니다. 사람이든 로봇이든 끊임없이 파트너에게 다가가거나 움직이면 전체 프로세스가 덜 효율적입니다. 협동 로봇에 가장 적합한 것을 찾기 위해 전체 작업과 달성하려는 솔루션을 자세히 살펴보는 것이 좋습니다.

유연성과 기능성

RIA 15.06-2012 안전 표준의 섹션 5.10.3에 따르면 핸드 가이딩 장비에는 비상 정지 및 활성화 스위치가 있어야 합니다. 그러나 전력 및 힘 제한 협업 작업의 요구 사항을 충족하는 로봇에서 핸드 가이딩이 사용되는 경우 비상 정지 및 활성화 스위치가 필요하지 않을 수 있습니다. 이러한 이유로 여러 핸드 가이딩 옵션이 있을 때 정말 도움이 됩니다. FANUC는 두 가지 유형의 손 안내 핸들을 제공합니다. 하나는 표준 로봇에 필요한 통합 안전을 포함하고 다른 하나는 무선이며 전력 및 힘 제한 로봇의 CR 시리즈와 함께 작동합니다. 제품에 기능 옵션이 많다는 것은 도구 상자가 잘 갖춰져 있는 것과 같습니다. 모든 도구가 항상 필요한 것은 아니지만 필요할 때 사용할 수 있도록 하면 사용자가 장애물을 빠르게 탐색하는 데 도움이 됩니다.

포인트 기반 교육 — 포인트 기반 티칭에서 사용자는 핸드 가이드 핸들을 사용하여 로봇을 위치로 이동시킨 후 티칭 버튼을 눌러 포인트를 기록합니다. 사용자는 계속해서 로봇을 다음 위치로 안내하고 그 지점을 기록합니다. 이 프로세스를 반복하면 전체 애플리케이션에 대한 완전한 모션 프로그램을 빠르게 생성할 수 있습니다. 포인트 기반 교육은 로봇을 사용하거나 프로그래밍한 적이 없는 사람들에게 특히 쉬운 직관적인 과정입니다.

경로 기반 교육 — 일부 프로세스의 경우 로봇의 전체 경로 동작을 기록해야 합니다. 이 방법은 모양을 따라가는 부드러운 경로가 필수적일 때 복잡한 윤곽 표면을 샌딩하거나 폴리싱하는 것과 같은 응용 프로그램에 적용됩니다. 핸드 가이딩 소프트웨어는 로봇이 움직이는 동안 위치를 자동으로 기록하도록 설정되어 있으며 로봇이 전체 경로를 정확하게 재생합니다. 작업자는 티칭 버튼을 누른 상태에서 로봇을 경로를 따라 이동시키기만 하면 됩니다. 로봇이 이동함에 따라 미리 설정된 간격으로 위치가 생성됩니다. 모션이 완료되고 버튼에서 손을 떼면 프로그램에서 경로가 생성됩니다. 미세 조정이 필요한 경우 각 위치를 개별적으로 수정하여 완벽한 경로를 얻을 수 있습니다.

핸드가이딩 핸들의 또 다른 기능은 도구를 제어하는 ​​버튼입니다. 버튼을 누를 때마다 도구의 상태가 전환됩니다. 이것은 작업자가 한 위치에서 다른 위치로 부품을 이동해야 하는 로봇 애플리케이션에서 특히 유용합니다. 작업자가 실수로 사전 설정 영역 외부에서 부품을 해제하는 것을 방지하기 위해 픽 또는 드롭 위치에서 그리퍼의 기능을 제한하는 프로그램을 사용할 수 있습니다.

일부 응용 프로그램에서는 중요한 영역에서 더 느리고 더 정확한 로봇 동작이 필요할 수 있습니다. 로봇의 위치를 ​​더 잘 제어할 수 있도록 수동 안내 제어를 받는 로봇의 동작을 느린 속도로 자동으로 변경할 수 있는 버튼이 포함되어 있습니다. 다른 상황에서는 로봇의 동작을 도구의 회전을 허용하지 않고 선형 이동으로만 제한하는 것이 가장 좋습니다. 모션 프로파일을 회전 관절에서 선형 모션으로만 전환하는 버튼이 포함되어 있습니다.

더 큰 유선 핸드 가이딩 제품에는 다단계 작업과 같이 궁극적인 프로세스 제어와 유연성이 필요한 응용 프로그램을 프로그래밍하기 위한 추가 버튼이 포함되어 있거나 현지 안전 규정에 로봇의 양손 작업이 필요한 경우에 사용할 수 있습니다. 종종 이 추가 버튼은 응용 프로그램의 손 안내 부분의 끝을 나타내는 데 사용되며 필요한 안전 요구 사항이 충족되면 로봇이 개별 자율 모드로 돌아갈 수 있도록 합니다(예:작업자가 협업 공간을 떠나는 경우).

핸드 가이딩 애플리케이션

이제 핸드 가이딩 협업 작업이 무엇인지, 제품에서 사용할 수 있는 모든 기능이 무엇인지 알았으니 회사에서 이 제품을 어떻게 사용하고 있습니까? 앞서 언급했듯이 핸드 가이딩 애플리케이션을 업무에 따라 분리하는 것이 가장 좋은 경우가 많습니다.

적용예 1

이 애플리케이션에는 수동 리프트 지원 장치를 사용하여 나머지 라인으로 공급되는 조립 스테이션에 부품을 로드하는 작업자가 있습니다. 작업자는 리프트 지원 장치를 부품 랙까지 걸어가 부품을 집어들고 부품을 조립 스테이션으로 걸어가 고정 장치에 로드합니다. 부품이 제자리에 있으면 작업자는 리프트 보조 장치를 방해하지 않도록 이동하여 나머지 작업을 방해하지 않습니다. 리프트 어시스트를 직접 대체할 핸드 가이드 로봇을 자동으로 추가하는 대신 애플리케이션의 기능을 별도로 살펴보겠습니다.

파트 1은 로봇이 랙에서 부품을 골라 작업자에게 가져와야 하는 자율 로봇 작업입니다. 로봇과 작업자 사이에 라이트 스크린을 설정하면 위험 평가에 따라 적절하게 구성된 경우 로봇이 자동 모드에서 안전하게 실행할 수 있습니다. 이를 통해 로봇은 프로세스의 반복적이고 무거운 물건을 들어 올리는 부분을 처리하여 작업자를 안심시킬 수 있습니다.

로봇이 부품을 선택하여 라이트 스크린으로 가져오면 2부가 시작됩니다. 이 시점에서 작업자는 라이트 스크린을 통해 도달하여 로봇을 안전 등급 제로 속도 검사에 넣습니다. 활성화 스위치가 활성화되면 로봇 동작은 작업자가 제어하여 부품이 고정 장치에 로드되는 조립 영역으로 로봇을 안내합니다. 부품이 해제되면 작업자가 라이트 스크린을 통해 로봇을 다시 안내합니다.

활성화 스위치를 놓으면 로봇은 라이트 스크린이 지워질 때까지 안전 등급 제로 속도 검사로 돌아갑니다. 그런 다음 로봇은 자율 모드를 재개하고 다음 부품을 위해 부품 랙으로 돌아갈 수 있습니다. 작업자는 조립 작업을 수행한 다음 부품을 라인 아래로 다음 스테이션으로 보냅니다. 부품 랙에서 부품을 수동으로 가져올 필요가 없으므로 작업자는 추가 부가가치 작업을 수행하는 데 시간을 할애할 수 있습니다.

작업자가 첫 번째 스테이션의 작업 시간 내에 추가 작업을 수행할 수 있으므로 시간 절약은 라인의 조립 스테이션 수를 줄이는 데 충분할 수 있습니다. 또한 교대 근무가 끝나면 작업자는 각 부품 주기에 대해 첫 번째 스테이션과 부품 랙 사이를 걸어야 하는 번거로움이 줄어들 것입니다.

적용예 2

이 예에는 기존 협력 용접 검사 스테이션이 포함됩니다. 이 안전 등급 모니터 정지 시스템에는 로봇이 용접 프레임을 공유 작업 공간으로 가져오는 것이 있습니다. 로봇이 정지되면 용접 검사관이 공유 공간에 들어가 용접을 검사합니다. 용접부에 손을 대야 할 때 부품이 용접하기에 이상적인 각도가 아닐 수 있습니다. 기술자가 셀에 가서 로봇을 조깅하도록 요구하는 대신 손 안내가 사용됩니다. 핸드 가이딩 핸들은 용접 검사자가 접근하기 편리한 위치에 있는 도구에 부착되어 있습니다.

핸드 가이딩을 활성화하면 용접 수정을 위해 부품을 올바른 위치로 쉽게 이동할 수 있습니다. 이것은 또한 검사자가 수동 핸들로 부품을 움직여 부품의 여러 면을 볼 수 있도록 합니다. 이 애플리케이션은 이제 두 가지 유형의 협업 작업을 통합하며 이상적인 제조 솔루션을 제공하기 위해 여러 유형의 협업 작업을 함께 설계할 수 있는 방법의 한 예입니다.

적용예 3

좋은 스타터/DIY 응용 프로그램에는 손 안내를 사용하여 부품 스타일이나 트레이가 수동으로 변경되는 비전 프로세스를 단순화하는 것이 포함됩니다. 시스템 설정에서는 먼저 작업자가 테이블 위에 부품 트레이를 놓아야 합니다. 로봇은 비전을 사용하여 트레이와 첫 번째 부품을 찾은 다음 프로세스를 시작합니다.

부품 트레이가 변경되면 로봇의 보기 위치를 조정해야 합니다. 손 안내를 사용하면 작업자가 로봇을 티치 모드로 전환하여 티치 펜던트에서 '비전 찾기'를 변경해야 하는 번거로움을 줄일 수 있습니다. 이 기능이 사전 프로그래밍되면 작업자는 손 안내 도구를 사용하여 필요한 변경을 수행할 수 있습니다. 손 안내 도구의 추가 프로세스 버튼은 작업자가 손으로 로봇을 새로운 '비전 찾기' 위치로 이동했음을 알려줍니다. 그런 다음 로봇은 다음 부품 트레이가 변경될 때까지 손 안내로 학습된 새 위치를 사용합니다.

신규 사용자나 DIY 사용자의 경우 이 방법은 로봇 프로그램을 수정하는 것에 비해 매우 사용하기 쉽고 귀중한 시간을 절약하는 데 도움이 됩니다.

적용예 4

많은 혼합/소량 용접 공장에서 훈련되고 자격을 갖춘 용접공이 부족합니다. 아크 용접 로봇에 손 안내를 추가하면 기본 용접 지식을 가진 작업자가 작은 배치 부품을 용접하는 프로그램을 쉽게 가르칠 수 있습니다. 작업자는 손 안내를 사용하여 용접 토치를 움직이므로 와이어가 용접 조인트에 적합한 위치에 있습니다. 핸드 가이던스 하드웨어의 버튼은 모든 부분에 대한 전체 프로그램을 쉽게 생성할 수 있는 간단한 사용자 인터페이스를 제공합니다. 그런 다음 작업자는 로봇이 다음 용접 스테이션으로 이동하는 동안 부품을 용접하도록 할 수 있습니다.

로봇 손 안내는 용접기가 조깅에 능숙해야 하고 티치 펜던트로 로봇을 프로그래밍해야 할 필요성을 줄여줍니다. 용접공이 로봇을 빠르고 쉽게 프로그래밍할 수 있도록 함으로써 부품 혼합이 많은 여러 스테이션에서 생산을 계속 실행할 수 있습니다.

더 많은 중소 제조업체에서 로봇을 구현하여 다양한 애플리케이션과 프로세스를 처리함에 따라 손 안내 도구와 기술은 계속해서 기능이 확장되고 사용이 더욱 쉬워질 것입니다.

이 기사는 미시간주 로체스터 힐스에 있는 FANUC America Corp.에서 제공한 것입니다. 자세한 내용은 여기를 방문하십시오. .