선형 위치 결정 시스템의 정의, 설계 및 구성.

카르테시안 로봇 정의

카르테시안 로봇 또는 카르테시안 좌표 로봇(선형 로봇이라고도 함)은 세 개의 주요 제어 축이 모두 직선으로 움직이며(회전하지 않고) 서로 수직인 산업용 로봇입니다. 3개의 슬라이딩 관절을 통해 손목을 위아래, 앞뒤로 움직일 수 있습니다. 3차원 공간에서 매우 안정적이고 정밀한 움직임을 제공하며, 수평 이동이나 적재 작업과 같은 로봇 좌표계 작업에도 유용합니다.

카르테시안 로봇 설계 및 구성

카르테시안 로봇의 설계 메커니즘을 이해하기 위해서는 먼저 관절 토폴로지 개념을 이해해야 합니다. 움직이는 대상은 연속적인 링크와 관절의 연결을 통해 직렬 매니퓰레이터로 구성된 베이스에 연결됩니다. 또한, 움직이는 대상은 여러 개의 링크(림)를 통해 병렬 매니퓰레이터로 구성된 베이스에 연결됩니다. 대부분의 카르테시안 로봇은 직렬 및 병렬 연결 방식을 혼합하여 사용합니다. 반면, 카르테시안 로봇은 모든 연결부가 병렬로만 구성되어 있습니다.

다음으로 고려해야 할 사항은 자유도입니다. 직교 좌표계 로봇은 일반적으로 선형 작업 관절(P 관절)을 사용하기 때문에 선형 병진 운동(T) 자유도만으로 구조물을 조작합니다. 하지만 회전 운동(R) 자유도를 가진 직교 좌표계 로봇도 있습니다.

카르테시안 로봇을 제작할 때 가장 먼저 결정해야 할 사항 중 하나는 축의 배치입니다. 이는 필요한 동작을 구현하는 것뿐만 아니라 장치의 강성을 확보하는 데에도 중요하며, 강성은 하중 지지 능력, 이동 정밀도 및 위치 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.

직교 좌표계 이동이 필요한 일부 응용 분야에서는 직교 좌표계 방식보다 갠트리 로봇을 사용하는 것이 더 효율적일 수 있습니다. 특히 Y축 이동 거리가 길거나 직교 좌표계 방식 사용 시 축에 상당한 모멘트가 발생하는 경우에 그렇습니다. 이러한 상황에서는 불필요한 변형이나 진동을 방지하기 위해 듀얼 X축 또는 듀얼 Y축 갠트리 장치가 필요할 수 있습니다.

선형 액추에이터와 선형 베어링이 기하학적으로 평행하게 배치된 선형 레벨은 일반적으로 직교 좌표계 로봇의 각 축에 사용되며, 선형 액추에이터는 모멘트 하중을 지지하기 위해 서로 간격을 두고 배치된 두 개의 선형 베어링 사이에 장착됩니다. XY 테이블은 서로 수직으로 배치된 두 개의 선형 스테이지가 위아래로 쌓여 구성됩니다.