산업용 로봇자동차 제조, 가전제품, 식품 제조 등 산업 제조 분야에서 널리 사용됩니다. 반복적인 기계식 조작 작업을 대체할 수 있으며, 자체 동력과 제어 능력을 활용하여 다양한 기능을 수행하는 기계입니다. 사람의 명령을 받아들이고 미리 정해진 프로그램에 따라 작동할 수도 있습니다. 이제 산업용 로봇의 기본 구성 요소에 대해 알아보겠습니다.
1.본체
본체는 기계 베이스와 액추에이터로 구성되며, 상완, 하완, 손목, 그리고 손으로 구성되어 다자유도 기계 시스템을 형성합니다. 일부 로봇은 보행 메커니즘을 갖추고 있습니다. 산업용 로봇은 6자유도 이상을 가지며, 손목은 일반적으로 1~3자유도를 가집니다.
2. 구동 시스템
산업용 로봇의 구동 시스템은 동력원에 따라 유압식, 공압식, 전기식의 세 가지 유형으로 나뉩니다. 필요에 따라 이 세 가지 구동 시스템을 조합하여 사용할 수도 있습니다. 또는 동기식 벨트, 기어 트레인, 기어와 같은 기계적 전달 메커니즘을 통해 간접적으로 구동할 수도 있습니다. 구동 시스템은 동력 장치와 전달 메커니즘을 통해 액추에이터가 해당 동작을 수행하도록 합니다. 이 세 가지 기본 구동 시스템은 각각 고유한 특성을 가지고 있으며, 주로 전기 구동 시스템이 사용됩니다.
저관성, 고토크 AC 및 DC 서보 모터와 이를 지원하는 서보 드라이버(AC 인버터, DC 펄스 폭 변조기)가 널리 보급됨에 따라, 이러한 시스템은 에너지 변환이 필요 없고 사용이 간편하며 제어에 민감합니다. 대부분의 모터는 감속기라는 정밀한 전달 메커니즘을 통해 설치해야 합니다. 감속기의 톱니는 기어의 속도 변환기를 이용하여 모터의 역회전 수를 원하는 역회전 수로 줄이고, 더 큰 토크를 발생시켜 속도를 낮추고 토크를 증가시킵니다. 부하가 큰 경우, 서보 모터의 출력을 무작정 높이는 것은 비용 효율적이지 않습니다. 감속기를 통해 적절한 속도 범위에서 출력 토크를 향상시킬 수 있습니다. 서보 모터는 저주파 작동 시 열과 저주파 진동이 발생하기 쉽습니다. 장시간 반복적인 작업은 정확하고 안정적인 작동을 보장하는 데 도움이 되지 않습니다. 정밀 감속 모터를 사용하면 서보 모터가 적절한 속도로 작동하고, 기계 본체의 강성을 강화하며, 더 큰 토크를 출력할 수 있습니다. 현재 주류 감속기는 하모닉 감속기와 RV 감속기 두 가지가 있습니다.
3. 제어 시스템
로봇 제어 시스템은 로봇의 두뇌이자 로봇의 기능과 성능을 결정하는 주요 요소입니다. 제어 시스템은 입력된 프로그램에 따라 구동 시스템과 액추에이터에 명령 신호를 전송하여 제어합니다. 산업용 로봇 제어 기술의 주요 기능은 작업 공간에서 산업용 로봇의 동작 범위, 자세, 궤적, 그리고 동작 시간을 제어하는 것입니다. 로봇 제어 시스템은 간단한 프로그래밍, 소프트웨어 메뉴 조작, 사용자 친화적인 인간-컴퓨터 상호작용 인터페이스, 온라인 조작 프롬프트, 그리고 편리한 사용 등의 특징을 가지고 있습니다.
컨트롤러 시스템은 로봇의 핵심이며, 외국 기업들은 중국 실험에 매우 제한적입니다. 최근 마이크로일렉트로닉스 기술의 발전으로 마이크로프로세서의 성능은 점점 더 높아지고 가격은 점점 더 저렴해지고 있습니다. 현재 시중에는 1~2달러 정도의 32비트 마이크로프로세서가 있습니다. 비용 효율적인 마이크로프로세서는 로봇 컨트롤러에 새로운 개발 기회를 제공하여 저비용 고성능 로봇 컨트롤러 개발을 가능하게 했습니다. 시스템의 충분한 컴퓨팅 및 저장 기능을 확보하기 위해 로봇 컨트롤러는 현재 대부분 강력한 ARM 시리즈, DSP 시리즈, POWERPC 시리즈, Intel 시리즈 등의 칩으로 구성됩니다.
기존의 범용 칩의 기능과 특성으로는 가격, 기능, 집적도, 인터페이스 측면에서 일부 로봇 시스템의 요구 사항을 완전히 충족할 수 없기 때문에 로봇 시스템에는 SoC(System on Chip) 기술이 필요합니다. 특정 프로세서를 필요한 인터페이스와 통합하면 시스템 주변 회로 설계를 간소화하고 시스템 크기를 줄이며 비용을 절감할 수 있습니다. 예를 들어 Actel은 NEOS 또는 ARM7의 프로세서 코어를 FPGA 제품에 통합하여 완전한 SoC 시스템을 구성합니다. 로봇 기술 컨트롤러 측면에서는 주로 미국과 일본에 연구가 집중되어 있으며 미국의 DELTATAU와 일본의 TOMORI Co., Ltd.와 같은 성숙한 제품이 있습니다. 모션 컨트롤러는 DSP 기술을 기반으로 하며 개방형 PC 기반 구조를 채택합니다.
4. 엔드 이펙터
엔드 이펙터는 매니퓰레이터의 마지막 관절에 연결되는 부품입니다. 일반적으로 물체를 잡고, 다른 메커니즘과 연결하고, 필요한 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 로봇 제조업체는 일반적으로 엔드 이펙터를 설계하거나 판매하지 않습니다. 대부분의 경우 간단한 그리퍼만 제공합니다. 일반적으로 엔드 이펙터는 로봇의 6축 플랜지에 설치되어 용접, 도장, 접착, 부품 적재 및 하역 등 로봇이 수행해야 하는 특정 환경에서 작업을 수행합니다.
게시 시간: 2024년 8월 18일
