산업용 로봇을 선택하는 데 도움이 되는 5가지 매개변수

산업용 로봇의 구조, 용도 및 요구 사항이 다르기 때문에 성능도 다양합니다. 일반적으로 산업용 로봇 제조업체는 제품에 주요 기술 매개변수에 대한 설명을 첨부합니다. 물론 데이터에는 제어 축 수, 하중{2}}지지 용량, 작업 범위, 동작 속도, 위치 정확도, 설치 방법, 보호 수준, 환경 요구 사항, 전원 공급 장치 요구 사항, 로봇 외부 크기 및 무게, 사용, 설치 및 운송과 관련된 기타 매개변수를 포함하여 많은 정보가 있습니다.
그러나 로봇의 성능을 평가하려면 주로 다음 5가지 매개변수에 따라 달라집니다.
1. 로봇의 작업 범위
산업용 로봇의 작업 범위는 로봇 팔 또는 손 장착 지점이 도달할 수 있는 공간 영역을 말하며 일반적으로 엔드 이펙터(예: 고정 장치, 용접 건 등)의 크기와 모양을 제외하고 로봇 암 끝 장착 플레이트의 중심을 기준점으로 합니다. 이 범위는 작업 실행 중에 로봇이 다룰 수 있는 최대 영역을 결정하며 로봇 성능을 측정하는 중요한 지표 중 하나입니다.
산업용 로봇의 작업 범위는 로봇 팔의 길이, 관절 수, 관절 각도 범위, 자유도 등 다양한 요소의 영향을 받습니다. 예를 들어 팔이 긴 로봇은 더 넓은 공간을 커버할 수 있지만 관절 수와 각도 범위는 유연성과 동작 범위에 직접적인 영향을 미칩니다. 또한 로봇 작업 환경의 제어 시스템, 부하 용량 및 안전 제한도 작업 범위에 영향을 미칠 수 있습니다. 실제 사용에서는 엔드 이펙터 설치 후 발생할 수 있는 충돌 가능성을 고려해야 합니다.
2. 로봇의 운반 능력
운반 능력은 로봇이 작업 범위 내의 모든 위치에서 견딜 수 있는 최대 질량을 말하며, 이 지표는 로봇 성능을 측정하는 중요한 매개 변수 중 하나입니다. 다양한 적용 시나리오 및 요구 사항에 따라 산업용 로봇의 운반 능력은 크게 달라지며 일반적으로 부하 질량(kg) 단위로 측정됩니다.
운반 능력은 하중의 품질에 따라 달라질 뿐만 아니라 로봇의 작동 속도, 가속도 및 엔드 이펙터의 품질과도 밀접한 관련이 있습니다. 예를 들어, 고속 작동 중에는 안전상의 이유로 로봇이 고속으로 잡을 수 있는 물체의 최대 중량이 일반적으로 운반 능력의 지표로 사용됩니다. 또한 로봇 팔의 구동 시스템(예: 모터 및 감속기)의 길이, 구조적 강도 및 출력도 로봇 팔의 하중-지탱 능력에 영향을 미칩니다.
일반적으로 제품 기술 매개변수에 제공되는 내하중 용량은 엔드 이펙터를 고려하지 않고 하중의 무게 중심이 손목 기준점에 위치한다고 가정할 때 고속 동작 중에 로봇이 잡을 수 있는 물체의 무게를 의미합니다. 따라서 응용 솔루션을 설계할 때 엔드 이펙터의 무게도 고려해야 합니다. 용접, 절단 등의 가공 로봇은 물체를 잡을 필요가 없으며, 로봇의 운반 능력이란 로봇이 설치할 수 있는 엔드 이펙터의 질량을 말합니다. 절단 로봇은 절단력을 견뎌야 하며, 그 운반 능력은 일반적으로 절단 중에 견딜 수 있는 최대 절단 이송력을 나타냅니다.
3. 자유도
산업용 로봇의 자유도(DOF)는 독립적으로 움직일 수 있는 로봇 메커니즘의 관절 수를 말하며, 로봇의 유연성과 기능성을 측정하는 중요한 지표입니다. 자유도는 일반적으로 축의 선형 이동, 스윙 또는 회전 수로 표시되며 각 관절은 자유도 1에 해당합니다. 각 자유도는 일반적으로 독립 축에 해당하므로 자유도는 로봇의 관절 수와 동일합니다.
산업용 로봇 분야에서 자유도 설계는 특정 응용 분야에 따라 달라지며 일반적으로 자유도 3~6도 범위에 속하지만 다소 자유도가 필요한 특수 응용 분야도 있습니다. 예를 들어, 일반적인 6축 로봇은 유연성으로 인해 자동차 제조, 전자 조립 등의 분야에서 널리 사용되는 반면, 4축 SCARA 로봇은 평면 내에서 정밀한 작업에 중점을 둡니다.
4. 이동 속도
산업용 로봇의 동작 속도는 로봇이 작업을 수행하는 동안 움직이는 속도를 말하며 일반적으로 초당 각도(DPS) 또는 선속도(mm/s)로 측정됩니다. 일반적으로 로봇의 동작 속도는 주로 로봇의 각 관절의 회전 속도인 관절 속도에 의해 결정되며, 일반적으로 초당 각도(degree/s)로 측정됩니다. 동작 속도는 로봇의 작업 효율을 결정하며 로봇의 성능 수준을 반영하는 중요한 매개 변수입니다.
물론 이동속도는 빠를수록 좋습니다. 이는 여전히 애플리케이션 시나리오에 따라 다릅니다. 예를 들어, 용접 로봇이 차체 용접 작업을 할 때 용접 속도가 너무 빠르면 용접 심 품질이 저하되어 용접 불완전, 용접 심 불균일 등의 문제가 발생할 수 있다. 속도가 너무 느리면 생산 효율성이 떨어지고 생산 비용이 증가합니다. 물론 이동속도는 조절이 가능합니다.
5. 위치 정확도
산업용 로봇의 위치 정확도는 성능을 측정하는 중요한 지표 중 하나이며 일반적으로 반복 위치 정확도와 절대 위치 정확도의 두 가지 측면으로 나뉩니다.
반복 위치 정확도는 산업용 로봇의 엔드 이펙터가 동일한 작업을 여러 번 수행할 때 목표 위치에 도달할 수 있는 정밀도를 나타냅니다. 이 지표는 동일한 조건에서 로봇의 일관성을 반영합니다. 예를 들어, 전자 제조에 사용되는 고속-고정밀 산업용 로봇의 반복 정확도는 ± 0.02mm입니다.
절대 위치 정확도는 로봇의 엔드 이펙터가 도달한 실제 위치와 이론적 목표 위치 사이의 편차를 나타냅니다. 절대 위치 정확도는 기계적 오류, 제어 알고리즘 오류 및 시스템 해상도의 영향을 받기 때문에 이 표시기는 일반적으로 반복 위치 정확도보다 낮습니다. 대부분의 경우 반복 위치 정확도는 절대 위치 정확도보다 높습니다. 반복 위치 정확도는 주로 로봇 관절 감속기 및 전달 장치의 정확도에 따라 달라지고 절대 위치 정확도는 더 많은 초기 조건 및 환경 변수의 영향을 받기 때문입니다.
이상은 산업용 로봇의 성능을 평가하기 위한 5가지 중요한 매개변수로, 일반적으로 산업용 로봇의 제품 매뉴얼에 기재되어 있습니다. 이러한 기본 지식을 익히면 산업용 로봇의 성능에 대한 전반적인 이해가 가능해집니다.