로봇을 구매해 보셨다면 로봇에 포함된 축의 개수에 이미 직면하셨을 것입니다. 로봇 세계에 처음 입문하신 분이라면 "이게 무슨 뜻일까?", "로봇의 축 개수가 왜 중요한 걸까?"라는 의문이 드실 겁니다. 로봇은 일반적으로 3개에서 7개까지 축을 가지고 있는데… 실제로 필요한 축은 무엇일까요? 루트에 필요한 축의 개수와 그 이유를 간략하게 요약해 보겠습니다.

로봇 축이란?

로봇 용어에서 축은 자유도(DOF)로 해석될 수 있습니다. 로봇의 자유도가 3이면 XYZ 축을 문제없이 이동할 수 있습니다. 하지만 기울어지거나 회전할 수는 없습니다. 로봇의 축(DOF) 개수를 늘리면 축 개수가 적은 로봇보다 더 넓은 공간을 활용할 수 있습니다. 로봇은 일반적으로 정해진 축 개수로 판매되며, 구매 후 추가 축을 추가하는 것은 거의 불가능합니다.

로봇의 자유도를 파악하는 한 가지 방법은 로봇에 장착된 모터의 개수를 세는 것입니다. 하지만 요즘 로봇 모터는 대부분 로봇 케이스에 내장되어 있기 때문에 다소 혼란스러울 수 있습니다. 어쨌든, 로봇의 축이 많을수록 더 많은 가능성을 가진다는 것을 알아야 합니다. 따라서 로봇이 복잡한 작업을 수행해야 한다면, 더 큰 유연성을 가진 로봇이 필요할 것입니다. 자유도에 따라 분류된 다양한 유형의 로봇에 대한 설명은 다음과 같습니다.

로봇 유형 간에는 많은 차이가 있습니다. 로봇 유형은 제조업체에 따라 축의 개수가 더 많거나 적을 수 있습니다. 따라서 이 정보는 일반적인 관점에서만 제공됩니다.

【3축 직교 로봇】

3축 로봇은 데카르트 로봇 또는 스카라 로봇이라고도 합니다. 3축 데카르트 로봇-3축 CNC 기계 또는 3D 프린터와 유사합니다. 기본적으로 3개의 서로 다른 모터를 사용하여 공구가 3축을 따라 이동할 수 있도록 하는 로봇입니다. 이러한 로봇은 부품을 정확히 같은 방향으로 배치하고 정확히 같은 위치에 떨어뜨리는 간단한 픽앤플레이스 작업에 사용될 수 있습니다.

예를 들어, 주어진 방향으로 부품을 잡으면 도구가 회전할 수 없으므로 동일한 방향으로 부품을 옮겨야 합니다.

아직도 이 개념을 이해하는 데 어려움을 겪는다면 크레인을 상상해보세요. 크레인은 거의 3축 로봇입니다.

【4축 스카라 로봇】

4축 로봇이 있는 경우, XYZ 축을 따라 이동하면서 네 번째 축을 중심으로 부품을 회전시킬 수 있습니다. 스카라, 델타, 그리고 일부 기존 로봇은 4축 로봇으로 간주됩니다.

4축 로봇은 4개의 모터를 사용하므로, 모터 수를 세어 축을 계산합니다. 일반적으로 직교 로봇과의 유일한 차이점은 네 번째 축이 공구를 회전시키는 데 사용된다는 것입니다. 예를 들어, 일련의 부품이 컨베이어에 놓여 있고 로봇이 이를 잡아야 합니다. 부품의 위치(XY축)를 파악한 후, Z축 높이까지 내려간 후, 마지막으로 공구를 기울여 부품의 방향에 맞춰야 합니다.

【5축 산업용 로봇】

바로 이 부분에서 기존 로봇이 논의에 등장하기 시작합니다. 실제로 많은 산업용 로봇은 5축을 가지고 있습니다. 이러한 로봇은 3개의 공간 축(XYZ)을 통해 이동할 수 있으며, 공구는 2개의 추가 축을 중심으로 회전할 수 있습니다. 다시 말해, 공구는 Z축과 Y축을 중심으로 회전할 수 있지만, X축을 중심으로 회전할 수는 없습니다. 즉, 완전한 이동 자유도를 보장하지 못하며, 이 로봇으로는 달성할 수 없는 위치도 여전히 존재합니다.

5축 CNC 기계와 비슷한 5축 로봇을 상상해 보세요. 여기서 도구는 XYZ 축을 따라 이동할 수 있고, 테이블은 Z축을 중심으로 회전할 수 있으며(실제로는 4개의 축), 마지막으로 테이블은 또 다른 축(5축)을 중심으로 기울어질 수 있습니다.

【6축 유니버설 로봇】

최소한 6축 로봇은 완전히 자유로운 로봇입니다. 실제로 XYZ 축을 따라 이동하고 각 축을 중심으로 회전할 수 있습니다. 따라서 위 그림에 나와 있는 5축 로봇의 차이점은 4번 축과 5번 축이 다른 축을 중심으로 회전할 수 있다는 것입니다. 6축 로봇의 좋은 예로 유니버설 로봇을 들 수 있습니다. 실제로 파란색 캡 6개(그 아래에 모터가 있음)를 쉽게 셀 수 있으며, 이를 통해 어떤 캡이 어떤 역할을 하는지 쉽게 알 수 있습니다.

【7축 모터맨 로봇】

이제 6축 로봇이 우주의 모든 위치에 자유롭게 접근할 수 있게 되었으니, 7축 로봇을 갖는 이유는 무엇일까요? 7축 로봇이 있다면 여러 관절 구성을 가진 엔드 이펙터 위치에 도달할 수 있습니다. 7축 로봇은 특이점을 피하고, 6축 로봇이 할 수 있는 것과 다른 방향으로 팔을 배치하여 특정 물체를 피할 수 있도록 합니다. 7축 로봇의 좋은 예로는 Motoman SDA 시리즈가 있습니다. 7축 로봇은 '추가' 축이 하나 있기 때문에 중복 로봇이라고도 합니다.

12축과 13축 로봇은 어떨까요?

이 시점에서 이는 두 개의 6축 로봇이 결합되어 팔이 두 개인 로봇을 형성한다는 것을 의미합니다. 이 로봇의 베이스가 자체 회전할 수 있다면, 축이 하나 더 추가되어 총 13개의 축을 갖게 될 것입니다. 하지만 공간적으로 볼 때, 이 로봇들은 12개의 축으로는 더 이상 확장할 수 없습니다. 우리의 인식은 3차원으로만 이루어지기 때문입니다. 음, 여러분 중 일부는 이렇게 생각할 수도 있겠지만, 어쩌면 더 많은 차원이 있을지도 모릅니다. 하지만 그건 또 다른 주제입니다.

어쨌든, 이 글이 로봇 축이 무엇이고 어떤 역할을 하는지 이해하는 데 도움이 되었기를 바랍니다. 애플리케이션에 필요한 축의 개수가 궁금하시다면 언제든지 저희 공식 웹사이트에 문의해 주세요. 다양한 축에 대한 풍부한 경험이 있습니다.