산업용 로봇을 생각하면 무엇이 떠오르나요?

이와 같은 관절형 로봇은 자동차 회사 광고와 로봇 댄스 시퀀스 덕분에 널리 알려져 있습니다. SCARA(선택적 규정 준수 관절형 로봇 팔) 로봇도 1980년대 초반부터 공장에 채택 및 확산되면서 잘 알려져 있습니다. 다관절 로봇과 SCARA 로봇 모두 선형 및 회전 모션을 결합하여 복잡한 작업에 대한 기동성을 제공합니다. 다관절 로봇은 6개의 동작 축, 즉 3개의 병진(선형) 축과 3개의 회전 축(어깨, 팔꿈치 및 손목을 생각해 보세요)을 가진 인간의 팔과 유사합니다. SCARA 로봇에는 X, Y, Z 및 세타(어깨가 고정된 경우 팔과 유사)의 4가지 동작 축이 있습니다.

대중 문화에서는 덜 널리 퍼져 있지만 패키징에서 반도체 제조에 이르는 산업 응용 분야에서는 어디에나 존재하는 직교 로봇이 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 로봇은 세 개의 직교 축(X, Y, Z)에서 작동하지만 팔 끝 도구 작업을 위한 세타 축을 포함할 수도 있습니다. 다관절 및 SCARA 로봇에 비해 "섹시함"은 떨어지지만 데카르트 로봇은 훨씬 더 다재다능하고 크기에 비해 부하 용량이 더 높으며 많은 경우 정밀도가 더 좋습니다. 또한 진화하는 제품이나 애플리케이션 요구 사항에 맞게 상대적으로 약간의 재구성만으로 축을 업그레이드하거나 변경할 수 있으므로 적응성이 뛰어납니다.

그러나 직교 로봇은 본질적으로 캔틸레버식 설계로 인해 부하 용량이 제한됩니다. 이는 가장 바깥쪽(Y 또는 Z) 축의 스트로크 길이가 길어 지지 축에 큰 모멘트 하중이 발생하는 경우 특히 그렇습니다. 긴 스트로크와 높은 하중이 필요한 경우 갠트리 로봇이 최고의 솔루션입니다.

데카르트에서 갠트리까지:

갠트리 로봇은 데카르트식 로봇의 수정된 스타일로, 데카르트식에서 발견되는 단일 기본 축 대신 두 개의 X(또는 기본) 축을 사용합니다. 추가 X축(때때로 추가 Y 및 Z축)을 사용하면 로봇이 더 큰 하중과 힘을 처리할 수 있으므로 무거운 페이로드를 집어 들고 배치하거나 부품을 로드 및 언로드하는 데 이상적입니다. 각 축은 OEM이나 통합업체가 조립한 "수제" 액추에이터이든 선형 모션 회사에서 사전 조립한 액추에이터이든 선형 액추에이터를 기반으로 합니다. 이는 고속, 긴 스트로크, 무거운 페이로드 및 높은 위치 정확도의 조합을 허용하는 거의 무제한의 옵션이 있음을 의미합니다. 열악한 환경이나 저소음에 대한 특수 요구 사항이 쉽게 통합되며, 적용 분야에서 동시적이지만 독립적인 프로세스가 필요한 경우 여러 캐리지를 사용하는 선형 모터로 수평 축을 구축할 수 있습니다.

갠트리 로봇은 일반적으로 작업 영역 위에 장착되지만(일반적인 용어인 "오버헤드 갠트리"), 태양광 전지 및 모듈의 경우처럼 부품을 위에서 처리하는 데 적합하지 않은 경우 갠트리가 작동하도록 구성할 수 있습니다. 부품 아래에서. 갠트리 로봇은 일반적으로 매우 큰 시스템으로 간주되지만 더 작은 데스크탑 크기의 기계에도 적합합니다. 갠트리 로봇에는 2개의 X 또는 베이스 축이 있기 때문에 Y축과 Z축에 의해 제공되는 모멘트 하중이 작업 페이로드뿐만 아니라 X축의 힘으로 해석됩니다. 이는 시스템의 강성을 크게 증가시키며 대부분의 경우 축이 유사한 직교 로봇보다 더 긴 스트로크 길이와 더 빠른 속도를 가질 수 있게 해줍니다.

두 개의 축이 평행한 경우 두 축 사이의 약간 동기화되지 않은 동작으로 인해 발생할 수 있는 바인딩을 방지하기 위해 그 중 하나만 모터로 구동되는 것이 일반적입니다. 두 축을 모두 구동하는 대신 연결 샤프트 또는 토크 튜브를 사용하여 모터 동력을 두 번째 축에 전달합니다. 어떤 경우에는 두 번째 축이 부하를 지지하는 선형 가이드로 구성되지만 구동 메커니즘은 없는 "아이들러" 또는 종동체가 될 수 있습니다. 두 번째 축을 구동할지 여부와 방법에 대한 결정은 두 축 사이의 거리, 가속도 속도, 두 축 사이 연결의 강성에 따라 달라집니다. 한 쌍의 축 중 하나만 구동하면 시스템의 비용과 복잡성이 줄어듭니다.

데카르트 또는 갠트리 로봇의 크기 조정은 SCARA 또는 다관절 로봇(일반적으로 도달 범위, 속도 및 정확성의 세 가지 매개변수로 지정됨)의 크기 조정보다 더 복잡하지만 제조업체는 지난 몇 년 동안 사전 구성된 시스템을 도입하여 프로세스를 더 쉽게 만들었습니다. Rexroth의 EasySelect 구성기 또는 Adept의 3D 선형 모듈 빌더와 같은 온라인 도구. 이러한 도구를 사용하면 사용자는 축의 방향과 크기는 물론 기본 스트로크, 하중 및 속도 매개변수를 지정할 수 있습니다. 다운로드 가능한 CAD 파일은 또한 데카르트 및 갠트리 로봇 제조업체의 표준 제품이므로 SCARA 및 다관절 로봇과 마찬가지로 설계 또는 작업 흐름 레이아웃에 쉽게 통합할 수 있습니다. 다관절 및 SCARA 로봇은 쉽게 인식되고 데카르트 로봇은 널리 배포됩니다. 갠트리 설계는 비교할 수 없는 수준의 맞춤화 및 유연성을 통해 하중, 속도, 도달 범위 및 반복성에 대한 고유한 한계를 극복합니다. 한마디로 갠트리 로봇은 페이로드와 스트로크의 최상의 조합을 제공합니다.