로봇을 선택하려면 먼저 애플리케이션의 요구 사항을 평가해야 합니다. 이는 작업의 하중, 방향, 속도, 이동 거리, 정밀도, 환경 및 듀티 사이클(LOSTPED 매개변수라고도 함)을 프로파일링하는 것으로 시작됩니다.

1. 로드.

로봇의 하중 용량(제조업체에서 정의)은 로봇 팔 끝에 있는 모든 툴을 포함한 탑재물의 총 중량을 초과해야 합니다. 스카라 로봇과 6축 로봇의 한계는 확장된 팔에 하중을 지지한다는 것입니다. 100kg 이상의 베어링 어셈블리를 제작하는 머시닝 센터를 생각해 보세요. 이 탑재량은 가장 큰 스카라 로봇이나 6축 로봇을 제외한 모든 로봇의 성능을 능가합니다. 반면, 일반적인 직교 로봇은 지지 프레임과 베어링이 전체 동작 범위를 일관되게 지지하기 때문에 이러한 하중을 쉽게 픽 앤 플레이스할 수 있습니다.
로봇의 능력 범위 내에 무거운 하중이 있더라도 정확도가 떨어질 수 있습니다. 예를 들어, 50kg의 물건을 집어 올리고 내리는 작업은 스카라 로봇과 데카르트 로봇 모두의 가반하중 범위 내에 있습니다. 하지만 50kg은 일반적인 스카라 로봇의 성능 상한선이므로, 토크를 감당하려면 더 비싼 제어 장치와 부품이 필요합니다. 더욱이, 일반적인 스카라 로봇은 무게가 팔을 휘게 하고 로봇이 하중을 정확하게 위치시키는 능력을 저하시키기 때문에 무거운 가반하중을 0.1mm 이내로 놓을 수 있습니다. 그러나 볼스크류 액추에이터와 적절한 간격의 지지 베어링을 갖춘 데카르트 로봇은 50kg 이상의 무거운 하중을 10µm 이내로 반복적으로 놓을 수 있습니다.

2. 방향

로봇이 어떻게 장착되고 이동하는 부품이나 제품의 위치를 ​​어떻게 잡는지에 따라 달라집니다. 로봇의 설치 면적을 작업 영역과 일치시키는 것이 목표입니다. 스카라 로봇이나 6축 로봇의 바닥 또는 라인 장착 받침대가 장애물을 발생시키는 경우, 이러한 로봇은 최선의 선택이 아닐 수 있습니다. 애플리케이션에서 몇 개의 축으로만 이동해야 하는 경우, 소형 프레임의 데카르트 로봇을 머리 위에 장착하여 방해 없이 작업할 수 있습니다. 하지만 복잡한 부품 취급이나 4축 이상의 동작이 필요한 작업의 경우, 데카르트 로봇의 프레임 워크는 너무 많은 장애물을 초래할 수 있으며, 때로는 200mm²의 공간과 받침대에 볼트 4개만 필요한 소형 스카라 로봇이 더 적합할 수 있습니다.
또 다른 요인은 부품 방향입니다. 스카라 로봇과 6축 로봇은 부품을 회전시킬 수 있어 다양한 각도와 위치에서 부품이나 공구를 취급하는 데 유리합니다. 이와 유사한 유연성을 확보하기 위해 일부 직교 로봇은 Z축으로 경량 페이로드를 이동시키는 피드 모듈이라는 하위 구성 요소를 갖추고 있습니다. 일반적으로 피드 모듈은 볼스크류 추력 막대를 사용하여 취급, 픽앤플레이스, 이송 작업에서 Z축을 따라 부품이나 공구를 이동합니다. 직교 로봇은 회전 액추에이터를 통합하여 추가적인 방향 조정 기능을 제공할 수도 있습니다.

3. 속도와 이동.

로봇 제조업체 카탈로그에는 하중 정격과 함께 속도 정격도 나와 있습니다. 픽앤플레이스(Pick-and-Place) 용도의 로봇을 선택할 때 중요한 고려 사항 중 하나는 상당한 거리에 걸친 가속 시간입니다. 직교 로봇은 초당 5m 이상의 속도로 가속할 수 있어 스카라 로봇이나 6축 로봇의 성능에 필적합니다.
데카르트 로봇은 긴 길이의 작업 공간에도 적합합니다. 설계자는 필요에 따라 모듈을 사용하여 데카르트 로봇을 최대 20m 길이까지 신속하게 수정하고 확장할 수 있기 때문입니다. 속도와 거리는 벨트, 리니어 모터 또는 볼스크류 액추에이터 중 선택하여 더욱 맞춤 설정할 수 있습니다. 반면, 관절 암은 일반적으로 500mm와 같이 특정 도달 범위에 맞춰 미리 설계됩니다.

4. 위치 정확도.

스카라 로봇과 6축 로봇은 동작 반복성을 쉽게 파악할 수 있도록 정확도 등급이 미리 정의되어 있습니다. 하지만 이러한 로봇은 설계자들이 구매 시점에 특정 정확도 수준에만 국한되도록 합니다. 최종 사용자는 볼 스크류를 사용하여 액추에이터를 10µm까지 변경하여 직교 로봇이나 갠트리 로봇의 정확도를 무한대로 높일 수 있습니다. 정확도를 낮추고 비용을 절감하려면 공압 또는 벨트 구동 장치와 다른 액추에이터를 사용하여 0.1mm 정확도를 구현할 수 있습니다.
공작 기계와 같은 고급 응용 분야에서는 정밀성이 핵심입니다. 이러한 직교 로봇에는 정밀 가공된 볼 레일 테이블과 볼 스크류 액추에이터와 같은 더 나은 기계 부품이 필요합니다. 스카라 로봇과 6축 로봇 암이 암 편향으로 인해 정확도를 유지할 수 없는 경우에는 고정밀 리니어 베어링이 장착된 직교 로봇을 고려해 보세요. 베어링 간격은 편향을 최소화하여 엔드 이펙터의 위치를 ​​더욱 정확하게 조정할 수 있습니다.
작은 작업 공간에서는 스카라 로봇이나 6축 로봇이 유리하지만, 때로는 이러한 로봇의 복잡성과 높은 비용이 불필요할 수도 있습니다. 데카르트 로봇이 더 효과적인 한 가지 예는 대량 의료용 피펫 제조 분야입니다. 이 경우, 로봇은 금형에서 피펫을 꺼내 보조 자동화 기계가 운반하는 랙에 삽입합니다. 스카라 로봇과 6축 로봇은 0.1mm의 정확도만으로도 충분하기 때문에 이 분야에서는 적합합니다. 하지만 로봇이 3mm 크기의 작은 피펫을 다룰 때는 처짐 문제가 발생합니다. 또한, 셀 내부에 받침대를 설치할 공간이 부족하기 때문에 갠트리 로봇이 더 적합합니다.

5. 환경.

최적의 로봇을 결정하는 두 가지 요소는 작업 공간의 주변 환경과 작업 공간 자체의 위험 요소입니다. 세 번째 고려 사항인 로봇이 클린룸에 적합한지 여부는 일반적으로 문제가 되지 않습니다. 모든 로봇 유형은 클린룸 버전에서 제조되기 때문입니다.
SCARA 및 6축 로봇의 받침대는 일반적으로 크기가 작아 바닥 공간이 제한적인 경우에 유용합니다. 하지만 설치자가 로봇의 지지 프레임을 머리 위나 벽에 설치할 수 있다면 이러한 문제는 중요하지 않을 수 있습니다. 반대로, 로봇이 상자 안으로 손을 넣어 부품을 꺼내야 하는 경우처럼 기계적 간섭이 있는 경우에는 일반적으로 6축 암이 가장 적합합니다. 6축 로봇은 일반적으로 데카르트 로봇보다 비용이 많이 들지만, 복잡한 동작 시퀀스 없이는 해당 애플리케이션을 실행할 방법이 없다면 그 비용은 정당화될 수 있습니다.
먼지와 같은 환경 요인 또한 로봇 선택에 영향을 미칩니다. 벨로우즈는 스카라 및 6축 로봇 관절을 보호할 수 있으며, 다양한 유형의 씰이 Z축 액추에이터를 보호합니다. 공기 정화를 사용하는 클린룸의 경우, 직교 로봇은 설계자가 선형 액추에이터를 IP65 구조로 보호하여 물과 먼지 유입을 최소화할 수 있도록 합니다. 또한, 고성능 씰은 축의 여러 구조 부품을 보호할 수 있습니다.

6. 듀티 사이클.

이는 한 사이클의 작업을 완료하는 데 걸리는 시간입니다. 24시간 연중무휴로 작동하는 로봇(고처리량 검사 및 제약 제조 분야)은 하루 8시간, 주 5일만 작동하는 로봇보다 수명이 더 빨리 닳습니다. 이러한 문제를 사전에 파악하고, 윤활 주기가 길고 유지보수가 적은 로봇을 선택하여 나중에 문제가 발생하는 것을 방지하십시오.