데카르트 좌표 기하학은 간단하고 이해하기 쉬운 수치 시스템으로 3차원 공간을 매핑하는 탁월한 방법입니다. 3차원 공간에 대한 데카르트 시스템에는 서로 수직이고(직교 축) 원점에서 만나는 세 개의 좌표축이 있습니다.

세 축은 일반적으로 x축, y축, z축이라고 합니다. 3차원 공간의 모든 점은 (x, y, z)라는 세 개의 숫자로 표시됩니다. X는 원점으로부터 x축 방향의 거리를 나타내고, y는 원점으로부터 y축 방향의 거리, z는 원점으로부터 z축 방향의 거리를 나타냅니다.

직교(갠트리) 로봇

이동을 위해 선형 축을 사용하는 메카트로닉 로봇을 직교 로봇, 선형 로봇 또는 갠트리 로봇이라고 합니다. 갠트리 로봇은 갠트리 크레인과 유사하게 보이고 유사하게 작동합니다. 그러나 갠트리 로봇은 리프팅 및 이동 기능에만 국한되지 않습니다. 요구 사항에 따라 사용자 정의 기능을 가질 수 있습니다.

데카르트 로봇은 수평면의 동작을 제어하는 ​​머리 위 구조와 수직으로 동작하는 로봇 팔을 가지고 있습니다. xy축 또는 xyz축으로 이동하도록 설계할 수 있습니다. 로봇 팔은 비계 위에 위치하며 수평면에서 움직일 수 있습니다. 로봇 팔에는 사용되는 기능에 따라 팔 끝에 이펙터나 공작 기계가 부착되어 있습니다.

데카르트 로봇과 갠트리 로봇은 같은 의미로 사용되지만 갠트리 로봇은 일반적으로 두 개의 x축을 갖는 반면 데카르트 로봇은 구성에 따라 2/3개의 축 각각 하나만 갖습니다.

 

그들은 어떻게 기능합니까?

데카르트 로봇은 일반적으로 서보모터 드라이브를 통해 선형 운동을 통해서만 움직입니다. 사용되는 선형 액추에이터는 특정 용도에 따라 다양한 형태가 될 수 있습니다. 드라이브 시스템은 벨트 구동, 케이블 구동, 나사 구동, 공압 구동, 랙 앤 피니언 구동 또는 선형 모터 구동일 수 있습니다. 일부 제조업체는 수정 없이 구현할 수 있는 완전히 사전 제작된 데카르트 로봇을 제공합니다. 다른 제조업체는 다양한 구성 요소를 모듈로 제공하므로 사용자는 특정 사용 사례에 따라 이러한 모듈의 조합을 구현할 수 있습니다.

로봇 팔 자체에는 "시각" 기능이 장착되어 있거나 작동 시 "맹인" 상태일 수 있습니다. 작업을 실행하기 전에 물체를 식별하기 위해 광 센서나 카메라에 부착할 수 있습니다. 예를 들어, 실험실에서 데카르트 로봇을 사용하여 샘플을 선택하고 이동할 수 있습니다. 컴퓨터 지원 비전을 사용하여 테스트 튜브, 피펫 또는 슬라이드를 인식할 수 있으며 팔은 카메라에서 전달된 위치 데이터에 따라 물체를 잡을 수 있습니다.

6축 로봇과 같은 다른 로봇 시스템에 비해 데카르트 로봇의 장점은 프로그래밍이 매우 쉽다는 것입니다. 단일 모션 컨트롤러는 데카르트 로봇의 이동 로직을 처리할 수 있습니다. 로봇은 직선 운동만 하므로 제어가 용이합니다. 데카르트 로봇의 모션 제어를 위해 복잡한 PLC 배열과 마이크로칩이 필요하지 않습니다. 동일한 속성은 로봇의 움직임을 더 쉽게 프로그래밍하는 데 도움이 됩니다.

 

특징 및 장점

직교 로봇은 동급의 6축 로봇에 비해 탑재량 운반 능력이 더 높습니다. 이는 선형 로봇의 저렴한 비용과 프로그래밍 용이성과 결합되어 다양한 산업 응용 분야에 적합합니다. 기본적으로 비계를 지원하는 데카르트 로봇인 갠트리 로봇은 훨씬 더 높은 탑재량을 운반할 수 있습니다. 기존 메커니즘에 호환 가능한 모듈을 추가하여 선형 로봇의 이동 범위를 확장할 수 있습니다. 데카르트 로봇의 이러한 모듈성은 로봇을 훨씬 더 다양하게 만들고 산업 환경에서 더 긴 수명을 제공합니다.

또한 직교 로봇은 회전식 로봇에 비해 높은 수준의 정확도와 정밀도를 보여줍니다. 이는 직선 운동만 가능하고 회전 운동을 수용할 필요가 없기 때문입니다. 직교 로봇은 마이크로미터(μm) 범위의 공차를 가질 수 있는 반면, 6축 로봇은 일반적으로 밀리미터(mm) 범위의 공차를 갖습니다.

 

직교 로봇의 응용

다용도성, 저렴한 비용 및 프로그래밍 용이성 덕분에 직교 로봇은 산업 환경의 다양한 응용 분야에서 실행 가능합니다. 그 중 일부를 살펴보겠습니다.

• 선택 및 배치:로봇 팔에는 회전목마나 컨베이어 벨트의 다양한 구성 요소를 식별하기 위한 다양한 비전 장치가 장착되어 있습니다. 팔은 이러한 물체를 골라서 다른 상자로 분류할 수 있습니다. 단일 로봇 팔로 선별 및 선별 작업을 수행할 수 있습니다.
• 프로세스 간 전송:생산 라인에서는 공정에 있는 상품을 한 위치에서 다른 위치로 이동해야 하는 경우가 있습니다. 이는 이중 구동 선형 로봇을 사용하여 수행할 수 있습니다. 나머지 프로세스에 따라 비전 시스템 또는 시간 동기화와 함께 사용할 수 있습니다.
• 조립 시스템:제품의 부품을 조립하기 위해 동일한 단계를 반복해서 반복해야 하는 경우 선형 로봇을 사용하여 작업을 자동화할 수 있습니다.
• 접착제 및 실란트의 적용:많은 생산 공정에는 부품 사이에 접착제나 실런트를 도포하는 작업이 포함됩니다. 대형 자동차 제조부터 소형 전자기기 생산까지 사용됩니다. 접착제와 밀봉재는 매우 정확한 양으로 정확한 위치에 도포되어야 합니다. 리니어 로봇의 로봇팔은 고정밀 유체 디스펜서와 연결될 수 있으며, 접착제 및 실런트를 높은 정확도로 도포할 수 있습니다.
• 팔레타이징 및 디팔레타이징:포장은 팔레트를 사용하여 물품을 쉽게 운반합니다. 직교 로봇을 사용하면 팔레트에 제품을 배치하고 팔레트에서 제품을 가져오는 작업을 모두 자동화할 수 있습니다.
• CNC 공작기계:컴퓨터 수치 제어 기반 기계는 엔지니어링 설계 소프트웨어에서 만든 설계에 따라 제품을 만드는 데 사용됩니다. CNC 기계는 로봇 팔에 다양한 도구가 부착된 선형 로봇을 널리 사용합니다.
• 정밀 점용접:특정 제조 공정에는 특수 용접이 필요합니다. 용접 암이 있는 선형 로봇은 작업 표면의 정확한 위치에서 정확한 용접을 수행할 수 있습니다. 마이크로미터(μm) 범위의 높은 허용 오차 수준은 이러한 응용 분야에 도움이 됩니다.

선형 로봇에는 더 많은 산업 응용 분야가 있습니다. 여기에는 분배제, 조립기 및 테스터 기본 기계, 삽입 장치, 스태킹 장치, 밀봉 자동화, 자재 취급, 보관 및 검색, 절단, 스크라이빙 및 분류가 포함됩니다.