로봇을 선택하려면 먼저 애플리케이션의 요구 사항을 평가해야 합니다. 이는 작업의 부하, 방향, 속도, 이동 거리, 정밀도, 환경 및 작동 주기(LOSTPED 매개변수라고도 함)를 분석하는 것에서 시작됩니다.

1. 로드.

로봇의 적재 용량(제조사 지정)은 로봇 팔 끝에 장착되는 모든 공구를 포함한 페이로드의 총 무게를 초과해야 합니다. SCARA 로봇과 ​​6축 로봇의 한계는 팔을 길게 뻗어 하중을 지탱해야 한다는 점입니다. 100kg 이상의 베어링 어셈블리를 제작하는 머시닝 센터를 예로 들어보겠습니다. 이러한 페이로드는 가장 큰 SCARA 로봇이나 6축 로봇을 제외한 대부분의 로봇의 처리 능력을 초과합니다. 반면, 일반적인 직교 좌표계 로봇은 지지 프레임과 베어링이 전체 동작 범위를 안정적으로 지지하기 때문에 이러한 하중을 쉽게 집어 옮길 수 있습니다.
로봇이 감당할 수 있는 최대 하중이라 하더라도 정확도가 떨어질 수 있습니다. 예를 들어, 50kg의 물체를 집어 옮기는 것은 SCARA 로봇과 ​​직교 로봇 모두의 최대 하중 범위 내에 있습니다. 하지만 50kg은 일반적인 SCARA 로봇의 최대 성능 한계에 가깝기 때문에, 이 하중을 처리하려면 더 고가의 제어 장치와 부품이 필요합니다. 게다가 일반적인 SCARA 로봇은 무거운 하중을 0.1mm 이내의 오차로 배치할 수 있지만, 무게로 인해 로봇 팔이 휘어지면서 하중을 정확하게 위치시키는 능력이 저하됩니다. 반면 볼 스크류 액추에이터와 적절한 간격의 지지 베어링을 갖춘 직교 로봇은 50kg 이상의 하중을 10µm 이내의 정확도로 반복적으로 배치할 수 있습니다.

2. 오리엔테이션

로봇의 설치 방식과 이동 대상 부품 또는 제품의 위치에 따라 달라집니다. 목표는 로봇의 설치 공간을 작업 영역에 맞추는 것입니다. SCARA 로봇이나 6축 로봇의 바닥 또는 라인 장착형 받침대가 작업에 방해가 된다면 이러한 로봇은 최적의 선택이 아닐 수 있습니다. 몇 개의 축 방향으로만 움직임이 필요한 작업이라면 소형 직교 로봇을 천장에 설치하여 공간을 확보할 수 있습니다. 하지만 복잡한 부품 처리나 4축 이상의 움직임이 필요한 작업의 경우, 직교 로봇의 프레임이 너무 많은 장애물을 만들 수 있으며, 경우에 따라 200mm²의 공간과 4개의 볼트로 고정하는 받침대만으로도 설치 가능한 소형 SCARA 로봇이 더 적합할 수 있습니다.
또 다른 중요한 요소는 부품의 방향입니다. SCARA 로봇과 ​​6축 로봇은 부품을 회전시킬 수 있어 다양한 각도와 위치에서 부품이나 공구를 다룰 때 유리합니다. 이와 유사한 유연성을 확보하기 위해 일부 직교 로봇은 Z축 방향으로 가벼운 하중을 이동시키는 피드 모듈이라는 하위 구성 요소를 갖추고 있습니다. 일반적으로 피드 모듈은 볼 스크류 스러스트 로드를 사용하여 핸들링, 픽앤플레이스, 피드 등의 작업에서 부품이나 공구를 Z축을 따라 이동시킵니다. 직교 로봇은 회전 액추에이터를 통합하여 추가적인 방향 조절 기능을 제공할 수도 있습니다.

3. 속도와 이동.

로봇 제조업체 카탈로그에는 하중 등급과 함께 속도 등급도 명시되어 있습니다. 물건을 집어 옮기는 작업에 로봇을 선택할 때 중요한 고려 사항 중 하나는 상당한 거리를 이동할 때의 가속 시간입니다. 직교 좌표계 로봇은 초당 5미터 이상의 가속 속도를 낼 수 있어 스카라 로봇이나 6축 로봇과 견줄 만한 성능을 자랑합니다.
직교 좌표계 로봇은 장거리 이동이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 설계자는 필요에 따라 모듈을 사용하여 직교 좌표계 로봇을 신속하게 수정하고 최대 20m까지 확장할 수 있기 때문입니다. 속도와 이동 거리는 벨트, 선형 모터 또는 볼 스크류 액추에이터 중에서 선택하여 더욱 세밀하게 조정할 수 있습니다. 반면, 관절형 로봇 팔은 일반적으로 500mm와 같이 특정 이동 거리에 맞춰 미리 설계됩니다.

4. 위치 정확도.

SCARA 로봇과 ​​6축 로봇은 동작 반복성을 쉽게 파악할 수 있도록 미리 정의된 정확도 등급을 가지고 있습니다. 하지만 이러한 로봇은 구매 시점에 정해진 정확도 수준에 맞춰 설계해야 한다는 제약이 있습니다. 반면, 카르테시안 또는 갠트리 로봇은 액추에이터를 교체하여 볼 스크류를 사용하면 10µm 수준의 정확도까지 구현할 수 있는 등 다양한 정확도 수준으로 업그레이드가 가능합니다. 반대로 정확도를 낮추고 비용을 절감하려면 공압 구동 방식이나 벨트 구동 방식, 그리고 다른 액추에이터를 사용하여 0.1mm 수준의 정확도를 얻을 수도 있습니다.
정밀성은 공작기계 가공과 같은 고급 응용 분야에서 매우 중요합니다. 이러한 카르테시안 로봇에는 정밀 가공된 볼 레일 테이블과 볼 스크류 액추에이터와 같은 우수한 기계 부품이 필요합니다. SCARA 로봇이나 6축 로봇 팔이 팔의 휘어짐으로 인해 정확도를 유지하기 어려운 응용 분야에서는 고정밀 선형 베어링을 사용하는 카르테시안 로봇을 고려해 볼 수 있습니다. 베어링 간격이 휘어짐을 최소화하여 엔드 이펙터를 더욱 정확하게 위치시킬 수 있습니다.
작업 공간이 작을수록 SCARA 로봇이나 6축 로봇이 유리하지만, 때로는 이러한 로봇의 복잡성과 높은 비용이 불필요할 수 있습니다. 예를 들어, 대량 생산 의료용 피펫 제조 분야에서 직교 좌표계 로봇이 더 적합한 경우가 있습니다. 이 분야에서 로봇은 금형에서 피펫을 꺼내 보조 자동화 장비가 운반하는 랙에 삽입합니다. 이러한 용도에서는 0.1mm의 정밀도로 충분하기 때문에 SCARA 로봇이나 6축 로봇이 적합합니다. 그러나 3mm 크기의 작은 피펫을 다룰 때는 로봇의 편향이 문제가 될 수 있습니다. 또한, 생산 셀 내부에 받침대를 설치할 공간이 부족한 경우에는 갠트리 로봇이 더 적합합니다.

5. 환경.

최적의 로봇을 결정하는 두 가지 주요 요소는 작업 공간의 주변 환경과 공간 자체의 위험 요소입니다. 세 번째 고려 사항인 로봇이 클린룸에 적합한지 여부는 일반적으로 문제가 되지 않습니다. 모든 로봇 유형이 클린룸 버전으로 제작되기 때문입니다.
SCARA 로봇과 ​​6축 로봇의 받침대는 일반적으로 소형으로 설계되어 공간이 제한적인 곳에 설치하기에 편리합니다. 하지만 설치자가 로봇의 지지 프레임을 천장이나 벽에 설치할 수 있다면 이러한 장점은 중요하지 않을 수 있습니다. 반대로, 로봇이 상자 안으로 손을 넣어 부품을 꺼내야 하는 등 기계적 간섭이 발생하는 작업에는 6축 로봇 팔이 가장 적합합니다. 6축 로봇은 일반적으로 직교 좌표계 로봇보다 가격이 높지만, 복잡한 동작 시퀀스 없이는 작업을 수행할 수 없는 경우라면 그만한 가치가 있습니다.
먼지와 오염물질과 같은 환경적 요인 또한 로봇 선택에 영향을 미칩니다. 벨로우즈는 SCARA 로봇과 ​​6축 로봇의 관절을 덮을 수 있으며, 다양한 유형의 씰은 Z축 액추에이터를 보호합니다. 공기 퍼지를 사용하는 클린룸의 경우, 직교 좌표계 로봇을 사용하면 설계자가 선형 액추에이터를 IP65 등급의 구조로 밀폐하여 물과 먼지의 유입을 최소화할 수 있습니다. 또한 고성능 씰을 사용하여 여러 축의 구조 부품을 밀폐할 수 있습니다.

6. 작동률.

이는 한 작동 주기를 완료하는 데 걸리는 시간입니다. 고처리량 스크리닝이나 제약 제조와 같이 24시간 내내 연속으로 작동하는 로봇은 주 5일, 하루 8시간씩 작동하는 로봇보다 수명이 더 짧습니다. 이러한 문제를 사전에 파악하고 윤활 주기가 길고 유지 보수 요구 사항이 적은 로봇을 도입하면 나중에 발생할 수 있는 문제를 예방할 수 있습니다.