수동 자재 또는 부품 취급 작업을 사용하는 제조 및 포장 작업은 맞춤형 엔드-오브-암 툴링(EOAT)과 고급 감지 기능을 갖춘 장거리 직교 로봇을 통해 자동화를 통해 즉각적인 이점을 얻을 수 있습니다. 이러한 로봇은 기계 관리 또는 공정 중 부품 이송과 같은 수동 작업을 수행하기 위해 다양한 기계를 지원할 수 있습니다.

데카르트 로봇은 두 개 이상의 좌표화된 선형 위치 결정 단계로 구성되어 있으므로, 자동화 분야를 처음 접하는 설계 엔지니어라면 가장 먼저 떠오르는 것은 아닐 수 있습니다. 많은 사람들이 로봇을 산업 현장에서 점점 더 많이 적용되고 있는 6축 다관절 로봇과 동일시합니다. 숙련된 자동화 엔지니어조차도 데카르트 로봇을 간과하고 6축 모델에 집중할 수도 있습니다. 하지만 장거리 데카르트 시스템의 이점을 무시하는 것은 값비싼 실수가 될 수 있습니다. 특히 로봇이 다음과 같은 기능을 필요로 하는 애플리케이션에서는 더욱 그렇습니다.

1. 여러 대의 기계를 관리하세요

2. 긴 길이에 도달하다

3. 간단하고 반복적인 작업을 수행합니다.

6축 로봇의 문제점

다관절 로봇은 수많은 자동화 제조 및 포장 시설, 특히 전자 조립 및 의료 산업에서 널리 사용되고 있습니다. 적절한 크기의 로봇 팔은 프로그래밍 명령에 따라 다양한 자동화 작업을 수행할 수 있는 유연성을 갖추고 큰 페이로드를 처리할 수 있습니다(팔 끝 부분의 툴링 변경으로 보완). 그러나 6축 로봇은 비용이 많이 들고 높은 로봇 밀도를 요구할 수 있습니다. 로봇 밀도는 포장 기계 한두 대마다 별도의 로봇이 필요할 가능성을 시사합니다. 물론 두 대 이상의 기계를 다룰 수 있는 더 크고 비싼 6축 로봇도 있지만, 이러한 로봇조차도 공장 엔지니어가 하나의 매우 큰 로봇 주변에 기계를 배치해야 하기 때문에 최적의 솔루션은 아닙니다. 다관절 로봇은 안전 보호 장치가 필요하고, 귀중한 작업 공간을 차지하며, 숙련된 직원의 프로그래밍 및 유지 관리가 필요합니다.

장거리 데카르트 선형 시스템의 경우

데카르트 로봇은 6축 로봇보다 성능이 훨씬 뛰어납니다. 필요한 로봇 밀도를 줄여주기 때문입니다. 장거리 이동이 가능한 데카르트 이송 로봇 한 대로 로봇 주변에 기계를 재배치할 필요 없이 여러 대의 기계를 관리할 수 있습니다.

기계 위에 설치된 이송 로봇은 바닥 공간을 차지하지 않으므로 안전 보호 요구 사항도 줄어듭니다. 또한, 직교 로봇은 초기 설정 후 프로그래밍이나 유지 관리가 거의 필요하지 않습니다.

한 가지 주의할 점은 데카르트 로봇 시스템의 성능이 매우 다양하다는 것입니다. 실제로 엔지니어가 온라인에서 데카르트 로봇을 검색하면 생산 또는 조립 장비의 픽앤플레이스 작업에 최적화된 소형 시스템을 많이 찾을 수 있습니다. 이러한 시스템은 기본적으로 기성품 데카르트 솔루션에 내장된 선형 스테이지로, 대규모 작업에 유용하고 다음 매개변수를 충족해야 하는 이송 로봇과는 매우 다릅니다.

장거리 여행:여러 대의 대형 기계를 관리하기 위해 구입한 로봇은 스트로크가 50피트 이상이어야 합니다.

다중 캐리지 및 맞춤형 암 끝 도구:긴 이송 로봇은 주축을 따라 독립적으로 작동하는 여러 개의 캐리지를 장착하여 최대의 효과를 발휘합니다. 이를 통해 하나의 데카르트 로봇이 여러 작업을 동시에 처리할 수 있습니다. 이러한 생산성 향상은 진공 그리퍼나 핑거 그리퍼와 같은 기성품 EoAT보다 더 효과적으로 물품을 처리할 수 있도록 특수 제작된 툴을 통해 가능합니다. 많은 경우, 맞춤형 EoAT는 데카르트 로봇과 함께 작동하는 자재 취급 시스템의 설계를 간소화할 수 있습니다.

단순화된 제어 아키텍처:일부 최신 데카르트 로봇은 별도의 모터, 드라이브, 컨트롤러를 기반으로 하는 기존 제어 아키텍처를 피하고, 서보드라이브를 포함한 통합 서보모터를 사용하여 제어 캐비닛의 필요성을 없앴습니다. 가장 복잡한 데카르트 로봇 애플리케이션은 여전히 ​​기존 아키텍처를 요구할 수 있지만, 통합 서보모터는 대부분의 데카르트 로봇의 지점 간 모션 제어 요구 사항을 능숙하게 처리합니다. 설계 엔지니어가 통합 서보모터를 사용할 수 있다면, 통합 서보모터는 데카르트 기반 자동화의 비용 이점을 극대화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

선택적 사용:데카르트 로봇은 자신이 관리하는 기계 위나 뒤에 장착되기 때문에, 필요에 따라 사용자가 기계를 수동으로 조작할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 크기의 짧은 작업 시 사용할 수 있습니다. 바닥에 장착된 6축 로봇은 기계 접근을 차단할 수 있어 이러한 선택적 사용이 어렵습니다.

특정 데카르트 로봇 예

일부 데카르트 로봇은 초당 4m의 속도를 제공하면서도 50피트(약 15m) 이상의 스트로크를 제공합니다. 표준 캐리지에는 이중 벨트 구동 기술이 포함될 수 있으며, 일부 캐리지에는 내부에서 지속적으로 회전하는 상부 구동 벨트가 있습니다. 후자는 역방향 또는 캔틸레버 방식으로 배치될 때 벨트 처짐을 방지하고 여러 개의 독립적인 캐리지가 한 축에서 동시에 작동할 수 있도록 합니다.

긴 벨트는 구동계의 강성을 저하시켜 결국 성능을 저하시키므로 데카르트 로봇 설계를 복잡하게 만듭니다. 긴 벨트에서 주어진 장력 값을 유지하는 것이 어렵고, (더 심각한 문제는) 벨트 장력이 비대칭적이고 가변적이기 때문입니다. 이러한 문제로 인해 긴 재순환 벨트는 정확한 위치 지정에 적합하지 않고, 성능이 떨어지며, 비용이 많이 드는 선택이 됩니다.

반면, 이동 모터 선형 스테이지는 벨트 길이를 짧고 단단하게 유지하며 캐리지 내부에 위치하여 인코더 기반 제어에 반응할 수 있습니다. 직교 좌표 전달 시스템 길이가 4m이든 40m이든 관계없이 정확도가 유지됩니다.

포장 산업에서의 적용 사례

장거리 카르테시안 로봇 이송 장치는 공급, 카토닝, 트레이 형성 작업에 사용되며 팔레타이징 및 탈팔레타이징 작업을 처리할 수 있습니다.

농산물 포장을 생각해 보십시오. 최근 캘리포니아 센트럴 밸리의 한 농산물 포장 회사에 납품된 한 제조업체는 기존 IPAK 트레이 성형 시스템과 완벽하게 통합되는 장거리 이송 로봇을 공급했습니다. 각 로봇은 한 번에 최대 4대의 기계를 관리하며, 적재된 골판지로 기계를 채웁니다. 3축 갠트리 로봇은 무한한 이동 거리, 독립적으로 움직이는 캐리지, 그리고 스테이지를 어떤 방향으로든 장착할 수 있는 기능을 갖춘 고하중 벨트 구동 리니어 서보모터 스테이지를 기반으로 합니다. 이러한 로봇 중 가장 긴 축은 15미터(50피트)가 넘는 스트로크로 트레이 성형기 뱅크 위를 주행합니다.

골판지 시트를 4대의 트레이 성형기에 투입하기 위해, 로봇은 먼저 골판지 시트 팔레트를 보관하는 맞춤형 도크에서 골판지 한 장을 집어 올립니다. 그런 다음 로봇은 각 트레이 성형기에 골판지 한 장을 투입합니다. 로봇의 속도(초당 4m) 덕분에 분당 35개의 트레이를 생산하더라도 4대의 트레이 성형기를 쉽게 제어할 수 있습니다.

안전 보호 장치는 필요에 따라 로봇을 보호하기 위해 관리되는 기계에서 올라가는 오버헤드 슬라이딩 게이트와 센서를 사용하며, 바닥에 장착하는 6축 로봇보다 비용이 적게 드는 솔루션입니다.

이 시스템에는 높이와 무게가 예측할 수 없을 정도로 다양한 골판지 스택을 처리할 수 있는 모든 제어 장치와 맞춤형 EoAT가 포함되어 있습니다. 이 툴링은 최대 50kg의 적재량을 문제없이 처리할 수 있습니다. 이 솔루션은 팔레트에서 골판지 묶음을 들어 올려 성형기에 넣기 위해 몸을 숙여야 했던 작업자의 부담을 덜어줍니다. 이러한 작업을 자동화함으로써 직원들은 덜 힘든 작업에 집중할 수 있게 되었습니다. 대형 이송 로봇은 포장 환경에서 데카르트 로봇 시스템을 통해 가능한 작업의 한 예일 뿐입니다. 일부 공급업체는 유사한 데카르트 접근 방식을 기반으로 팔레타이징 및 디팔레타이징 시스템을 개발하기도 했습니다. 이러한 모든 로봇은 센서, 제어 장치, 그리고 팔 끝 툴링이 장착된 3개의 선형 스테이지를 사용하여 최대한 효과적이고 효율적인 포장 자동화를 구현합니다.