다양한 성능과 가격대로 제공되는 로봇은 모든 유형의 산업 생산 운영에 널리 활용되고 있습니다. 각 로봇 유형의 기능을 이해하는 것은 비즈니스에 가장 적합한 로봇을 선택하는 데 중요합니다.

반세기 동안, 자동차와 트럭 차체를 용접하는 대형 6축 관절 로봇의 이미지는 대중의 상상 속에 굳건히 자리 잡았습니다. 로봇은 의료, 식음료, 제철, 창고 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 반복적이거나 환경적 또는 인체공학적으로 까다로운 작업을 더 빠르고, 더 안정적으로, 그리고/또는 더 비용 효율적으로 수행할 수 있는 모든 분야에서 로봇이 활용되고 있습니다. 오늘날 로봇은 새로운 로봇을 조립하는 데에도 활용되고 있습니다.

로봇은 1축에서 7축까지 있으며, 각 축은 자유도를 제공합니다. 2축 직교 갠트리는 일반적으로 XY 또는 YZ축을 기준으로 합니다. 3축 로봇은 3개의 자유도를 가지며 XYZ축을 통해 기능을 수행합니다. 이러한 소형 로봇은 형태가 단단하여 스스로 기울이거나 회전할 수 없지만, 회전 또는 회전하거나 작은 탑재물의 모양에 맞춰 조정할 수 있는 툴을 부착할 수 있습니다. 4축 및 5축 로봇은 회전 및 기울임에 대한 추가적인 유연성을 제공합니다. 6축 다관절 로봇은 6개의 자유도를 가지며, 이는 물체를 어떤 방향으로든 이동시키거나 회전시킬 수 있는 유연성을 의미합니다. 이러한 6축 로봇은 일반적으로 크거나 무거운 물체의 복잡한 조작이 필요한 응용 분야에 선택됩니다. 7축 로봇은 좁은 공간에서 툴을 조작하기 위해 추가적인 방향을 설정할 수 있습니다. 다른 다관절 로봇보다 작업물에 더 가까이에서 작동하여 잠재적인 공간 절약 효과를 얻을 수 있습니다.

관절형 로봇
6축 및 7축 다관절 로봇의 인기는 6자유도가 제공하는 뛰어난 유연성을 반영합니다. 프로그래밍이 간편하고, 자체 컨트롤러가 제공되며, 사용자 친화적인 티칭 펜던트를 통해 동작 순서와 I/O 활성화를 프로그래밍할 수 있습니다. 특정 모델의 경우 3미터가 넘는 넓은 도달 범위를 제공합니다. 이처럼 다양한 크기 덕분에 다관절 로봇은 자재 또는 완제품의 제작이나 운반과 관련된 다양한 산업 및 응용 분야에 적합합니다.

설계상, 관절형 로봇은 다른 용도로 사용할 수 없는 공간과 면적을 차지합니다. 또한, 주변 공간에서 접근할 수 없는 위치와 방향이라는 특이점도 있습니다. 이러한 공간적 제약으로 인해 로봇은 작업자가 있는 구역에서 사용되는 경우가 많으므로 더욱 복잡한 안전 조치가 필요합니다.

데카르트 로봇
직교 또는 선형 로봇은 일반적으로 3D 애플리케이션을 위해 팔 끝에 선형 액추에이터 및/또는 회전 액추에이터가 조립된 저비용 로봇입니다. 이러한 로봇은 매우 적응성이 뛰어나고 설치 및 유지 관리가 쉽습니다. 각 축의 스트로크와 크기는 애플리케이션에 맞게 맞춤 설정할 수 있습니다. 도달 범위와 페이로드는 서로 얽혀 있지 않고 서로 독립적입니다. 선형 축은 수행하는 기능에 따라 더욱 다양하게 설계될 수 있습니다.

직교 로봇의 주요 한계는 비교적 유연성이 낮다는 것입니다. 세 축의 선형 이동과 네 번째 축을 중심으로 한 회전은 쉽게 구현할 수 있습니다. 그러나 두 개 이상의 축을 중심으로 회전하려면 모션 컨트롤러를 추가해야 합니다. 직교 로봇은 물 침투를 충분히 방지하지 못하기 때문에 세척 작업에는 거의 사용되지 않습니다. 또한, 설치 시 정밀하고 철저한 작업이 요구됩니다. 각 축은 신중하게 정렬되어야 하며, 특히 대형 시스템의 경우 표면 평탄도가 적절해야 합니다.

스카라 로봇
스카라 로봇은 경량 작업에 적합하도록 설계되었습니다. 다관절 로봇의 유선형 버전으로, 단순하고 작은 크기 덕분에 조립 라인에 쉽게 통합할 수 있습니다. 스카라 로봇은 높은 정확도와 함께 매우 뛰어난 사이클 타임을 달성할 수 있습니다. 정밀한 공차의 공간에 부품을 삽입하는 것과 같은 작업에 매우 능숙하며, 이러한 동작에서도 강성을 유지합니다. 따라서 픽앤플레이스(pick-and-place) 작업뿐만 아니라 소형 부품 취급에도 비용 효율적인 선택입니다.

델타 로봇
델타 로봇은 분당 최대 300회의 픽업 속도로 유명합니다. 작업 영역 위에 설치되므로 설치 공간 손실이 최소화됩니다. 복잡한 분류 및 포장 작업에서 무작위로 배치된 부품을 픽업하기 위해 비전 시스템과 함께 사용되는 경우가 많습니다. 다관절 로봇이나 스카라 로봇과 마찬가지로, 일반적으로 간편한 프로그래밍을 위해 티치 펜던트가 제공됩니다. 델타 로봇은 식품 생산 분야에 자주 사용되지만, 직교 로봇과 마찬가지로 주변 환경으로부터 추가적인 차폐 또는 분리가 필요할 수 있습니다.

협동 로봇
협동 로봇, 즉 코봇은 비교적 최근에 개발된 기술로, 안전한 인간-기계 상호작용을 가능하게 하는 유망한 미래를 가지고 있습니다. 작업자와 로봇 간의 직접적인 협업을 가능하게 함으로써, 자동화가 산업에 어떻게 통합될 수 있는지에 대한 우리의 이해를 높이고 있습니다. 코봇은 다관절 로봇, 직교 로봇, 스카라 로봇, 델타 로봇 등 다양한 형태로 제공될 수 있습니다. 현재까지는 대부분 다관절 로봇으로 분류됩니다. 코봇은 4~35kg의 가반 중량을 가지며, 크기와 도달 범위(가격 포함)도 그에 따라 확장 가능합니다. 최대 7축 모델도 있으며, 후자는 인체공학적으로 특히 까다로운 작업을 수행할 수 있습니다. 코봇은 심지어 독립적인 생산 라인 로봇으로도 사용되고 있습니다.

당신의 선택을 하다
로봇 공학에 투자할 때는 최종 결정을 내리기 전에 해당 분야의 모든 측면을 고려해야 합니다. 고려해야 할 중요한 요소는 다음과 같습니다.

도달 범위와 탑재량.

이러한 요소들은 로봇 선택 과정에서 가장 먼저 고려해야 할 기준입니다. 이러한 요소들은 적합한 옵션 목록을 즉시 축소할 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 크고 무거운 하중을 다룰 경우 경량 핸들링 기술은 고려 대상에서 제외됩니다. 반면, 도달 범위는 넓지만 탑재 중량이 가볍다면 저렴한 데카르트 로봇으로도 충분할 수 있습니다.

유연성.

5~6자유도가 필요한 애플리케이션에서는 다관절 로봇이 유일하게 실행 가능한 솔루션일 수 있습니다. 만약 그렇다면, 가격에 민감한 기업에서 로봇을 한두 대 필요로 한다면 재활용(중고) 장치를 활용하는 것이 한 가지 방법이 될 수 있습니다. 하지만 소형 부품 위치 지정 및 적재, 전자 부품 삽입, 박스 및 공작기계 적재처럼 두 개 또는 세 개의 축으로도 충분한 애플리케이션의 경우, 굳이 필요한 축 수보다 더 많은 축을 구매해야 할까요?

속도.

해당 애플리케이션에 델타 로봇과 같은 높은 픽킹 속도가 필요합니까? 아니면 카르테시안 갠트리 또는 SCARA 로봇의 낮은 픽킹 속도로도 충분합니까?

공간과 발자국.

기계 및 생산 라인 설치 면적은 점점 더 중요한 계획 고려 사항입니다. 작업 공간은 비용이 많이 들기 때문에 기업들은 작업 공간 레이아웃을 최적화하고자 합니다. 직교 로봇과 델타 로봇은 일반적으로 덜 중요한 수직 공간만 손실되기 때문에 다른 기술에 비해 확실한 이점을 제공합니다.

엔지니어링 및 프로젝트 개발.

설계, 조립, 설치 및 시운전 시간과 비용은 비교 원가 계산에 반영되어야 하며, 특히 로봇을 대형 기계나 시스템에 통합하는 경우 더욱 그렇습니다. 로봇 수령 및 조립이 지연되면 전체 프로젝트가 지연될 수 있습니다.

유지 보수성, 수리성 및 가용성.

예상치 못한 가동 중단은 모든 생산 관리자에게 악몽과도 같습니다. 로봇은 유지 보수와 수리가 비교적 용이해야 합니다.

표준화.

회사나 산업 내에서는 선택된 로봇이 가장 이상적이거나 가장 저렴하지는 않더라도 해당 작업을 수행할 수 있는 로봇이라 하더라도 사업적 측면에서 타당한 고려 대상이 될 수 있습니다. 때로는 이미 많이 다져진 경로가 가장 저항(과 위험)이 적은 경로로 판명될 수 있습니다.

로봇 기술의 확산으로 모든 규모의 기업이 자동화의 이점을 누릴 수 있게 되었습니다. 귀사에 가장 적합한 로봇은 대개 귀사의 애플리케이션에 가장 적합한 로봇입니다. 투자로 인한 생산성 향상과 애플리케이션의 기술적 요구 사항 충족뿐만 아니라, 플랜트 안전, 공간 활용, 그리고 물론 초기 비용 및 애프터서비스와 같은 관련 문제 측면에서도 최적의 로봇을 선택해야 합니다.