선형 위치 지정 시스템을 설계하는 3단계

데카르트 로봇은 X, Y, Z의 데카르트 좌표계를 따라 2축 또는 3축으로 작동합니다. 스카라 로봇과 6축 로봇이 더 널리 알려져 있지만, 데카르트 시스템은 반도체 제조부터 목공 장비에 이르기까지 상상할 수 있는 거의 모든 산업 분야에서 사용됩니다. 데카르트 로봇이 널리 사용되는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 데카르트 로봇은 무한한 구성으로 제공되며, 정확한 적용 매개변수를 충족하도록 쉽게 맞춤 설정할 수 있습니다.

데카르트 로봇은 전통적으로 시스템 통합업체와 최종 사용자가 자체적으로 설계 및 제작해 왔지만, 이제 대부분의 리니어 액추에이터 제조업체는 시스템을 처음부터 구축하는 것보다 엔지니어링, 조립 및 시동 시간을 크게 단축하는 사전 설계된 데카르트 로봇을 제공합니다. 사전 설계된 데카르트 로봇을 선택할 때, 애플리케이션에 가장 적합한 시스템을 확보하기 위해 다음 세 가지 사항을 명심하십시오.

【정위】

방향은 종종 애플리케이션에 따라 결정되는데, 핵심 요소는 부품을 위에서 또는 아래에서 처리해야 하는지 여부입니다. 또한 시스템이 다른 고정 또는 이동 부품을 방해하지 않고 안전 위험을 초래하지 않는지 확인하는 것도 중요합니다. 다행히 직교 로봇은 애플리케이션 및 공간 제한을 충족하기 위해 다양한 XY 및 XYZ 구성으로 제공됩니다. 표준 다축 방향 내에서 액추에이터를 수직 또는 측면에 장착하는 옵션도 있습니다. 이러한 설계는 일반적으로 강성을 고려하여 선택되는데, 일부 액추에이터(특히 이중 가이드 레일이 있는 액추에이터)는 측면에 장착했을 때 강성이 더 높기 때문입니다.

가장 바깥쪽 축(XY 구성에서는 Y, XYZ 구성에서는 Z)의 경우, 설계자는 캐리지가 움직이는 동안 베이스를 고정할지, 아니면 베이스가 움직이는 동안 캐리지를 고정할지 선택할 수 있습니다. 캐리지를 고정하고 베이스를 이동하는 주된 이유는 간섭 때문입니다. 액추에이터가 작업 영역으로 돌출되어 다른 시스템이나 프로세스가 이동하는 동안 방해가 되지 않도록 이동해야 하는 경우, 베이스를 이동하면 액추에이터의 상당 부분을 수축시켜 공간을 비울 수 있습니다. 그러나 이동되는 질량과 관성이 증가하므로 기어박스와 모터의 크기를 결정할 때 이 점을 고려해야 합니다. 또한 모터가 움직이므로 케이블 관리는 축과 함께 움직일 수 있도록 설계해야 합니다. 사전 설계된 시스템은 이러한 문제를 고려하여 모든 구성 요소가 데카르트 시스템의 정확한 방향과 레이아웃에 맞게 설계되고 크기가 적절하게 조정되도록 합니다.

【하중, 스트로크, 속도】

이 세 가지 적용 매개변수는 대부분의 데카르트 로봇이 선정되는 기준이 됩니다. 적용 분야는 특정 하중을 정해진 시간 내에 특정 거리만큼 이동시켜야 합니다. 하지만 이 매개변수들은 상호 의존적이기도 합니다. 하중이 증가함에 따라 최대 속도는 결국 감소하기 시작합니다. 또한, 스트로크는 가장 바깥쪽 액추에이터가 캔틸레버 구동인 경우 하중에 의해, 볼 스크류 구동인 경우 속도에 의해 제한됩니다. 이러한 이유로 데카르트 시스템의 크기를 조정하는 것은 매우 복잡한 작업입니다.

설계 및 크기 조정 작업을 간소화하기 위해, 데카르트 로봇 제조업체는 일반적으로 지정된 스트로크 길이와 방향에 대한 최대 하중과 속도를 나타내는 차트나 표를 제공합니다. 그러나 일부 제조업체는 서로 독립적인 최대 하중, 스트로크, 속도 성능을 명시합니다. 공표된 사양이 상호 배타적인지, 아니면 최대 하중, 속도, 스트로크 사양을 동시에 달성할 수 있는지 파악하는 것이 중요합니다.

【정밀도와 정확도】

선형 액추에이터는 데카르트 로봇의 정밀도와 정확도의 기반입니다. 액추에이터의 유형(알루미늄 또는 강철 베이스, 구동 메커니즘이 벨트, 나사, 선형 모터 또는 공압식)은 정확도와 반복성을 결정하는 주요 요소입니다. 하지만 액추에이터의 장착 및 고정 방식 또한 로봇의 이동 정확도에 영향을 미칩니다. 조립 과정에서 정밀 정렬 및 핀 고정이 적용된 데카르트 로봇은 일반적으로 핀 고정이 적용되지 않은 시스템보다 이동 정확도가 높으며, 수명 기간 동안 이 정확도를 더 잘 유지할 수 있습니다.

다축 시스템에서는 축 간 연결이 완벽하게 고정되어 있지 않으며, 수많은 변수가 각 축의 동작에 영향을 미칩니다. 이로 인해 이동 정확도와 반복성을 수학적으로 계산하거나 모델링하기가 어렵습니다. 데카르트 시스템이 필요한 이동 정확도와 반복성을 충족하는지 확인하는 가장 좋은 방법은 제조업체에서 유사한 하중, 스트로크, 속도로 테스트한 시스템을 찾는 것입니다. 대부분의 데카르트 로봇 제조업체는 이를 사용자의 주요 관심사로 인식하고 있으며, 다양한 애플리케이션에서 성능에 대한 "실제" 데이터를 제공하기 위해 시스템을 테스트해 왔습니다.

사전 설계된 직교 로봇은 자체 설계 및 조립된 로봇에 비해 상당한 비용 절감 효과를 제공합니다. 다축 시스템의 크기 조정, 선정, 주문, 조립, 시동 및 문제 해결에 필요한 시간은 수백 시간이 소요될 수 있지만, 사전 설계된 시스템은 선정 및 시동 시간을 단 몇 시간으로 단축합니다. 또한 제조업체의 표준 제품에서 제공되는 다양한 구성, 가이드 유형 및 드라이브 기술 덕분에 설계자와 엔지니어는 성능 저하를 감수하거나 애플리케이션에 필요한 기능 이상의 추가 비용을 지불할 필요가 없습니다.