다른 유형의 로봇이나 다축 시스템과 대조적으로.

첫째, 데카르트 시스템은 데카르트 좌표계에 따라 X, Y, Z의 세 개의 직교 축으로 이동하는 시스템입니다. (단, 엔드 이펙터 또는 암 툴링의 끝부분 형태의 회전축이 데카르트 로봇의 가장 바깥쪽 축에 포함되는 경우도 있습니다.)

데카르트 로봇을 로봇으로 만드는 것은 축이 공통 모션 컨트롤러를 통해 조정된 동작을 수행한다는 것입니다.

데카르트 로봇의 축은 일종의 선형 액추에이터로 만들어집니다. 이는 제조업체에서 미리 조립된 시스템으로 구매하거나 OEM이나 최종 사용자가 선형 가이드 및 구동 구성 요소를 사용하여 맞춤 제작합니다.

간단하죠?

ISO 8373:2012 표준은 산업용 로봇을 다음과 같이 정의합니다.

3개 이상의 축으로 프로그래밍이 가능하고, 자동으로 제어되고, 재프로그래밍이 가능하며, 산업 자동화 애플리케이션에서 사용하기 위해 고정형 또는 이동형으로 사용할 수 있는 다목적 조작기입니다.

하지만 XY 또는 XYZ 축으로 작동하는 모든 선형 시스템이 직교 로봇인 것은 아닙니다. 한 가지 주목할 만한 예외는 두 개의 베이스(X) 축을 병렬로 사용하는 로봇 유형입니다. 이러한 구성(예: 2X-Y 또는 2X-YZ)은 로봇을 직교 로봇 범주에서 갠트리 로봇 범주로 이동시킵니다.

갠트리 로봇과 데카르트 로봇의 주요 차이점은 데카르트 로봇은 각 축에 하나의 선형 액추에이터를 사용하는 반면, 갠트리 로봇은 항상 두 개의 베이스(X) 축과 두 번째(Y) 축을 연결하여 구성된다는 점입니다. 이러한 구성은 두 번째 축이 캔틸레버로 움직이는 것을 방지하며(자세한 내용은 아래 참조), 갠트리 로봇은 데카르트 로봇보다 훨씬 긴 스트로크 길이를 가질 수 있고, 많은 경우 더 큰 페이로드를 가질 수 있습니다.

데카르트 로봇의 정의에 해당하지 않는 두 번째 유형의 다축 선형 시스템은 XY 테이블입니다. 데카르트 로봇과 XY 테이블의 차이점은 장착 및 하중 배치에 있습니다. 데카르트 로봇에서 두 번째 또는 세 번째 축(Y 또는 Z)은 캔틸레버 방식으로, 아래쪽 축에 의해 한쪽 끝만 지지됩니다. 또한, 바깥쪽 축에 가해지는 하중은 일반적으로 해당 축에서 캔틸레버 방식으로 전달됩니다.

이러한 배치는 작용 하중으로 인해 외축에 모멘트 하중을 발생시킬 뿐만 아니라, 작용 하중과 외축의 결합 효과로 인해 지지축에도 상당한 모멘트 하중을 발생시킵니다. 장착 및 하중 배치는 직교 로봇의 하중 지지 능력을 제한하며, 외측(캔틸레버) 축의 최대 스트로크 길이를 결정하는 주요 요소입니다.

반면, XY 테이블은 서로 중심이 맞춰진 두 개의 축으로 구성되며, 스트로크 길이는 종종 비슷합니다. 또한, 하중은 일반적으로 Y축에 집중됩니다. 이러한 축 구성과 하중 배치로 인해 두 축 모두에 캔틸레버 하중이 거의 작용하지 않으며, Y축에는 캔틸레버 하중이 전혀 작용하지 않는 경우가 많습니다.

데카르트 로봇은 일부 기술 사양에서 스카라 로봇과 6축(다관절) 로봇과 유사하며 동일한 응용 분야에 적용될 수 있지만, 데카르트 로봇은 스카라 로봇이나 6축 로봇에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 첫째, 데카르트 로봇은 로봇 풋프린트의 상당 부분을 활성 작업 영역으로 사용하는 직사각형 작업 영역을 제공합니다. 반면, 스카라 로봇과 6축 로봇은 원형 또는 타원형 작업 영역을 가지므로, 특히 필요한 이동 거리(또는 도달 범위)가 매우 긴 경우 사용되지 않는 공간이 많이 발생하는 경우가 많습니다.

직교 로봇은 벨트, 볼 또는 리드 스크류, 공압 액추에이터, 선형 모터 등 다양한 구동 메커니즘을 갖춘 거의 모든 유형의 선형 액추에이터로 제작될 수 있습니다. (랙 앤 피니언 드라이브도 가능하지만, 스트로크가 매우 긴 갠트리 시스템에서 더 일반적으로 사용됩니다.) 즉, 직교 로봇은 스카라 로봇이나 6축 로봇보다 위치 정확도와 반복성이 더 우수할 수 있으며, 실제로도 더 우수한 경우가 많습니다. 직교 로봇은 또한 운동학이 더 간단하기 때문에(여러 회전축이 아닌 세 개의 직교축을 사용) 프로그래밍 측면에서도 사용 편의성이 뛰어납니다.

얼마 전까지만 해도 사전 조립된 직교 로봇은 드물었고, 대부분의 로봇은 OEM, 로봇 통합업체, 심지어 최종 사용자가 맞춤 제작했습니다. 하지만 이제 많은 리니어 액추에이터 제조업체들이 일반적인 이동 거리, 가반 하중, 속도 및 정밀도 요구 사항에 맞는 다양한 옵션을 갖춘 사전 구성 및 사전 조립된 직교 로봇 시스템을 제공하고 있습니다. 또한, 기존 6축 및 스카라 로봇 제조업체들도 이러한 추세에 동참하고 있습니다. 많은 산업 자동화 및 조립 애플리케이션에서 직교 로봇이 스카라 및 6축 로봇보다 부하 용량과 설치 면적 측면에서 더 나은 균형을 제공한다는 점을 인지하고 있기 때문입니다.