6축 협동로봇: 제조 자동화의 혁명

파워 및 힘 제한 로봇이 새로운 컨트롤러 덕분에 더 쉽게 배치 가능

협동 6축 로봇이 제조 분야에서 틈새 시장을 확립하는 티핑 포인트에 도달했습니까? 그리고 이들이 제조업체의 전반적인 자동화 도입을 위한 문을 열 수 있을까요?

"우리는 협동 로봇, 즉 코봇(cobots)의 적용에 대한 증가 추세를 확실히 보고 있습니다."라고 Fanuc America의 일반 산업 및 자동차 부문 총괄 매니저인 Claude Dinsmoor는 말했습니다. "파워 및 힘 제한 로봇은 일부 경우 더 쉽게 배치할 수 있으며, 갑자기 사람들이 자동화의 모든 영역을 살펴보도록 장려합니다. 일부 고객에게는 일종의 관문입니다."

관문이든 아니든, 협동 로봇은 확실히 혁신의 초점입니다.

스위스 기업 Stäubli Robotics가 최근 새로운 6축 협동 로봇을 도입했습니다. 6축 협동 부문에서 이미 입지를 다진 Fanuc, ABB, Denso 같은 기업들은 컨트롤러와 로봇 모니터링 소프트웨어를 개선하고 있습니다. 그리고 Universal Robots 고객들은 회사의 6축 협동 로봇을 혁신적인 방식으로 활용하는 방법을 찾고 있습니다.

Stäubli는 최근 새로운 로봇 팔을 제공했습니다. CS9(안전) 컨트롤러와 작동하는 6축, 협업 준비된 로봇인 TX2 라인입니다. 회사는 또한 TX2 로봇 중 하나를 자동 유도 차량에 장착하고 HelMo라고 명명했습니다.

"TX2는 우리의 차세대 제품으로, 우리의 CS9(안전) 컨트롤러와 작동합니다."라고 Stäubli North America의 로봇 사업부 매니저인 Sebastien Schmitt는 말했습니다. "이는 협업 환경에 대한 우리의 답입니다."

그는 TX2 라인의 유연성을 지적했는데, 이는 가드된 셀에 배치되거나 운영 환경에 맞춰 속도를 조정하여 인간과 안전하게 나란히 작업할 수 있습니다.

"'내 제조에 협업을 사용할까, 아니면 펜스 안의 로봇을 사용할까? 아직 잘 모르겠어.'라고 선택할 필요가 없습니다. 최대 속도의 생산이 필요해 협업이 어렵습니까, 아니면 로봇과 자주 상호작용해야 합니까?"라고 Schmitt는 말했습니다.

Stäubli의 많은 고객은 자동차 공급업체이지만, Lab 4.0이 인더스트리 4.0과 유사하게 주목받는 생명과학 산업에서도 회사의 로봇이 사용됩니다. TX2 라인에는 1.1~75lb(0.5~34kg) 범위의 저중량 및 중중량 로봇이 포함되며, 습한 환경과 클린룸 같은 민감한 환경에서 작동하도록 조정될 수 있습니다.

HelMo는 AGV에 장착된 중중량 TX2-90L로, 레이저 스캐너 직관적 내비게이션 시스템을 통해 작동합니다. 레이저 스캐너는 음향 및 광학 피드백을 제공하고 근처 인간이나 장애물이 있는 경우 정지를 개시합니다.

HelMo는 기계 상하차, 포장, 조립에 배치된다고 Schmitt는 말했습니다.

가상 펜스 활용

Denso의 새로운 RC8A 컨트롤러는 가상 펜스를 생성하여 인간이 로봇 주변에서 더 안전하게 작업할 수 있게 합니다. 새로운 기능인 Safety Motion은 RC8에서 이미 사용 가능한 기능과 기능에 추가됩니다.

Safety Motion은 셀 상단과 하단에 각각 하나씩 두 개의 광학 센서를 사용하여 컨트롤러가 인간이 로봇에 접근하고 있음을 알 수 있게 합니다. 그런 일이 발생하면 컨트롤러는 인간의 거리에 따라 안전한 수준으로 로봇 속도를 점진적으로 줄입니다. 사람이 가장 가까운 구역에 도달하면 로봇은 모터 토크를 줄여 정지하거나 운영자가 상호작용할 수 있을 만큼 충분히 느려집니다. 운영자가 멀어지면 로봇은 자동으로 정상 속도를 재개하여 정지 시간을 최소화하는 데 도움을 줍니다.

선택적 액세서리에는 7.5인치 컬러 터치스크린이 있는 티칭 펜던트와 128x64픽셀 LCD 디스플레이가 있는 미니 펜던트가 포함됩니다.

Denso는 티칭 펜던트에 시뮬레이션을 제공하는 유일한 로봇 기업이라고 지역 영업 매니저 Dave Robers는 말했습니다.

"로봇이 특정 지점으로 어떻게 갈지, 그 지점에 도달했을 때 최종 위치가 어떨지 확실하지 않다면 로봇을 충돌시키거나 툴링 또는 장비를 손상시킬 가능성이 있으므로 시뮬레이션은 매우 매우 필수적입니다."라고 그는 말했습니다.

12.5 x 14 x 3.69인치(31.75 x 35.56 x 9.37cm) 크기로, RC8A는 3kW 출력을 가진 세계에서 가장 작은 산업용 로봇 컨트롤러로 남아 있습니다. 컴팩트한 크기는 소중한 공장 바닥 공간을 절약하고 통합을 용이하게 합니다.

Denso의 ORiN 오픈 리소스 인터페이스 네트워킹 시스템으로 RC8A는 100가지 이상의 다양한 장치 유형과 통신할 수 있습니다.

편의성과 속도 개선

Fanuc의 새로운 R-30iB Plus 컨트롤러는 6축 로봇을 더 쉽고 빠르게 사용할 수 있게 합니다.

R-30iB는 향상된 화면 해상도와 처리 능력을 가진 새로운 iPendant를 특징으로 합니다. 사용자 인터페이스인 iHMI는 아이콘 기반 화면을 가지고 있어 설정과 프로그래밍을 위한 직관적인 가이드와 친숙한 경험을 제공합니다. 또한 Fanuc CNC를 위해 설계된 것과 같은 메인 홈 페이지에서 튜토리얼을 포함하여 로봇 사용으로의 더 쉬운 전환을 가능하게 합니다.

회사는 R-30iB Plus에서 하드웨어와 소프트웨어 모두의 처리 성능을 개선했으며, 신호 처리 주기가 단축되었습니다. 과거 컨트롤러와 비교하여 신호 출력 타이밍이 향상되어 레이저 애플리케이션 같은 높은 수준의 위치 정밀도를 요구하는 시스템으로 가능한 애플리케이션이 확장되었습니다.

"더 빠른 처리 속도로 펜던트의 프로그래밍 인터페이스를 더 빠르고, 민첩하게, 더 반응성 있게 만들 수 있었습니다."라고 Fanuc America의 Dinsmoor는 말했습니다. "처리 속도 증가로 로봇의 논리 처리를 가속화하여 더 빠른 논리 처리와 실행 시간을 허용할 수 있습니다."

R-30iB Plus의 비전 기능은 카메라에서 이미지 전송 속도를 4배 증가시키는 새로운 카메라 인터페이스와 간소화된 케이블 구성을 가지고 있습니다.

"또한 우리 아키텍처에서 통합 머신 비전을 가지고 있어 간단한 카메라와 케이블을 연결하고 로봇 기능과 통합할 수 있게 하는데, 머신 비전 이미지 처리와 로봇 통합도 더 빠르다는 것을 발견했습니다."라고 Dinsmoor는 말했습니다. "그래서 다시, 우리는 로봇이 하는 일과 그것을 얼마나 빠르게 하는지 개선하려고 매우 노력하고 있습니다."

운영자 안전 유지

ABB는 로봇 모니터링 소프트웨어의 새로운 버전인 SafeMove2를 가지고 있습니다.

첫 번째 SafeMove처럼 SafeMove2는 안전한 속도 제한, 안전한 정지 모니터링, 안전한 축 범위, 위치 및 방향 감독을 포함한 여러 기능을 포함합니다. 결과적으로 펜싱을 로봇에 훨씬 더 가깝게 설치할 수 있어 바닥 공간을 더 효율적으로 사용할 수 있습니다.

"더 많은 로봇을 같은 공간에 배치할 수 있습니다."라고 ABB의 로봇 컨트롤러 글로벌 프로젝트 매니저인 Henrik Jerregard는 스웨덴 베스테로스에서 말했습니다.

"두 버전 모두 로봇이 로봇의 일반적인 범위 영역 내에 머물도록 하는 기본 기능을 가지고 있습니다."라고 그는 말했습니다. "두 번째 반복에서는 훨씬 더 유연합니다. 추가 구역, 범위, 도구 같은 더 많은 기능을 허용하고 RobotStudio에서 시뮬레이션할 수 있습니다." ABB의 시뮬레이션 및 오프라인 프로그래밍 소프트웨어입니다.

SafeMove2의 또 다른 측면은 하드웨어 기반 솔루션 대신 소프트웨어 기반 안전 솔루션을 제공한다는 것입니다. 결과적으로 사용자는 투자 감소와 유연성 및 신뢰성 증가를 기대할 수 있습니다.

SafeMove2가 가능하게 하는 일반적인 애플리케이션은 기계 상하차나 검사 같은 협업 애플리케이션이라고 Jerregard는 말했습니다. 안전 소프트웨어와 안전 센서가 결합되어 운영자가 로봇에 다가가 현재 작업 중인 공작물을 볼 수 있습니다—앱이 로봇을 감속시키고 정지시키기 때문입니다.

SafeMove2는 또한 ABB의 IRC5 로봇 컨트롤러 패밀리와 IRC5 Single, Compact, Paint 컨트롤러에 안전 필드버스 연결을 통합합니다.

파트너 소재 되기

덴마크 기업 Universal Robots는 UR3, UR5, UR10 세 가지 협동 6축 로봇을 만듭니다. 페이로드는 6.6~22lb(3~10kg), 리치는 19.7~51.2인치(500~1300mm) 범위입니다.

인디애나 기반 소방 장비 제조사 Task Force Tips는 CNC 머신 텐딩을 위해 UR10 로봇 하나와 UR5 로봇 두 대를 설치했습니다. 네 번째 로봇인 UR5는 바퀴 달린 테이블에 장착되어 작업 간에 이동됩니다.

"가볍고, 설정, 프로그래밍, 배포가 쉬운 Universal Robots는 고객이 오늘 동일한 로봇을 추가 로봇 비용 없이 여러 애플리케이션과 플랜트 위치에서 공유함으로써 고혼합/저량산 생산 요구사항을 해결할 수 있게 합니다."라고 Universal Robots의 지역 영업 매니저 Brian Dillman은 말했습니다.

Task Force Tips CEO Stewart McMillan은 "로봇이 달린 테이블을 기계 바로 옆으로 굴려 몇 분 만에 부품 적재를 가르칠 수 있습니다. 그들은 사람이 돌아다니며 잡일을 돕는 일종의 파트너가 됩니다."라고 말했습니다.

두 대의 비전 가이드 UR5 로봇이 탠덤으로 작동하며, 하나는 소방 호스 노즐용 블랭크를 밀링 머신에 픽업 및 배치한 다음 반가공 부품을 가져와 두 번째 UR5에 넘겨 추가 가공을 수행합니다.

로봇 인계와 비전 가이드 모두 UR 로봇 컨트롤러의 MODBUS 통신 프로토콜 레지스터를 사용합니다.

로봇의 힘 감지가 척의 조에 변형된 부품이나 가공 칩을 식별하면, 가압 공기로 이물질을 날려버리고, 그래도 안 되면 척을 세척합니다. 그래도 부품이 로드되지 않으면 로봇은 운영자에게 알립니다.

로봇 팔꿈치가 회전 대신 접힘

좁은 공간에 로봇 팔을 장착하고 사이클 타임을 단축하려는 제조업체는 Epson Robotics의 새로운 Flexion 시리즈에 관심을 가질 수 있습니다.

시리즈의 로봇 팔 '팔꿈치'가 회전하는 대신 스스로 접힙니다. 이는 시리즈의 첫 번째 사용 가능한 로봇인 Flexion N2가 동급 6축 로봇보다 최대 40% 더 작은 공간에서 작동하고 모션 효율을 극대화하여 사이클 타임을 단축할 수 있게 한다고 Epson은 말했습니다. N2는 17.7인치(450mm) 리치, 18인치(460mm) 공간 필요, 5.5lb(2.5kg) 페이로드를 가집니다.

"우리가 로봇을 엄청나게 판매하는 전자 시장에서 몇 고객과 이야기했고, 그들이 이 로봇 크기를 줄일 가능성에 매우 흥분했습니다—총 공장 공간을 줄일 수 있도록."라고 그룹 제품 매니저 Rick Brookshire는 말했습니다. "전자 산업에서 시작했지만, 제품을 출시한 후 의료 및 자동차 산업에서 많은 문의를 받기 시작했습니다."

Epson의 C4 6축 로봇이 경쟁 제품에 비해 컴팩트하지만, 타이트한 공간에서는 회사의 N2와 비교조차 안 된다고 그는 말했습니다. C4는 23.6인치(600mm) 리치지만 작동하려면 26인치(660mm)가 필요합니다.

N2는 천정이나 테이블 탑에 장착할 수 있습니다. 비전 가이드와 힘 감지 옵션이 포함됩니다.