1. 온도와 습도
온도 효과: 산업용 로봇의 작업 환경 온도는 로봇의 성능과 탑재량 용량에 큰 영향을 미칩니다. 고온 환경에서는 로봇의 모터, 감속기 등 주요 부품이 과열될 수 있습니다. 예를 들어, 주변 온도가 로봇의 설계 작동 온도 상한(보통 약 40-50 섭씨)을 초과하면 모터의 효율이 감소하고 토크 출력이 감소할 수 있습니다. 이는 고온 환경에서 로봇이 견딜 수 있는 실제 페이로드가 정격 값보다 낮을 수 있음을 의미합니다. 반대로 저온 환경에서는 윤활 그리스 등 재료의 유동성이 저하되고 로봇 기계 부품의 저항이 증가합니다. 예를 들어, 일부 추운 실외 엔지니어링 작업 시나리오(섭씨 -10도 미만의 온도)에서는 로봇의 공동 움직임이 느려지고 페이로드 용량에도 영향을 미칠 수 있습니다.
습도 영향: 습도가 높은 환경에서는 로봇의 전자 부품이 젖어 합선 및 부식과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 로봇의 회로 기판과 같은 전자 부품이 젖으면 제어 시스템이 오작동하여 로봇의 페이로드 제어에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 해변 근처의 일부 공장이나 식품 가공 작업장(습도는 일반적으로 약 70% -90%)에서 적절한 방습 조치가 없으면 로봇의 성능이 크게 저하됩니다. 방습 요건이 엄격한 로봇의 경우 습도가 높은 환경에서 정상적인 작동을 보장하려면 IP65(먼지 및 물보라 방지) 이상과 같은 적절한 보호 수준을 선택해야 합니다.
2. 먼지 및 입자상 물질
기계 부품에 미치는 영향: 주조 공장, 시멘트 공장 등과 같이 먼지와 입자상 물질이 많은 작업 환경에서는 이러한 불순물이 로봇의 조인트, 감속기 및 기타 기계 부품에 쉽게 들어갈 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 먼지가 쌓이면 구성 요소 간의 마모가 증가하여 로봇의 정확도와 탑재량 용량이 감소합니다. 예를 들어, 주조 작업장에서는 로봇의 조인트에 금속 먼지가 들어가면 연마재처럼 조인트의 베어링과 씰이 마모됩니다. 적시에 청소하고 유지 관리하지 않으면 로봇의 로봇 팔이 과도한 마모로 인해 정격 유효 하중을 정확하게 운반하지 못할 수 있습니다.
냉각 시스템에 미치는 영향: 먼지는 로봇의 냉각 시스템에도 영향을 미칠 수 있습니다. 라디에이터가 먼지로 막히면 로봇 내부의 열이 적시에 방출되지 않아 내부 온도가 상승하게 됩니다. 이는 로봇의 전기 부품 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라 앞서 언급한 고온 환경에서 모터 토크 출력 감소와 같은 유효 부하 용량에도 간접적으로 영향을 미칩니다. 따라서 먼지가 많은 환경에서 작업하는 로봇은 로봇에 먼지로 인한 피해를 줄이기 위해 밀봉된 조인트 구조 및 효율적인 공기 여과 시스템과 같은 우수한 방진 설계가 필요합니다.
3. 화학물질 및 부식성 가스
화학적 부식: 일부 화학 생산 작업장, 전기 도금 작업장 및 화학 물질과 부식성 가스가 존재하는 기타 환경에서 로봇은 화학적 부식을 겪을 수 있습니다. 예를 들어, 전기 도금 작업장에는 염산, 황산과 같은 산성 가스가 있어 금속 케이스, 회로 기판 및 로봇의 기타 구성 요소를 부식시킬 수 있습니다. 로봇 팔의 경우 재질이 부식되지 않으면 부식성 가스에 장기간 노출되면 팔의 강도가 감소하고 유효 부하 용량도 감소합니다. 따라서 이러한 환경에서는 로봇을 만들기 위해서는 스테인레스 스틸이나 표면에 특수 부식 방지 처리가 된 재료 등 부식 방지 특성을 가진 재료를 선택할 필요가 있습니다.
화학 반응 위험: 특정 화학물질은 서로 반응하여 새로운 물질을 생성할 수 있습니다. 로봇이 화학 반응이 일어날 수 있는 환경에서 작동한다면, 이러한 반응이 로봇에 손상을 줄 수 있는지 고려해야 합니다. 예를 들어, 일부 화학 합성 작업장에서는 운송이나 처리 중에 다양한 화학 원료가 누출되어 반응할 수 있습니다. 로봇이 이러한 반응성 물질과 접촉하면 손상되어 탑재량과 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 로봇의 보호 코팅 및 밀봉 설계는 이러한 화학 물질의 침입을 방지할 수 있어야 합니다.
4. 전자기 간섭
제어 시스템에 미치는 영향: 변전소, 고주파 용접 작업장 등과 같이 전자기 간섭이 강한 일부 환경에서는 로봇의 제어 시스템이 간섭의 영향을 받을 수 있습니다. 전자기 간섭으로 인해 로봇의 신호 전송 오류 및 컨트롤러 오작동이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 변전소 근처에서는 강한 전자기장이 로봇의 통신 회선을 방해하여 로봇이 잘못된 명령을 수신하고 페이로드를 올바르게 제어할 수 없게 될 수 있습니다. 따라서 전자파 간섭이 강한 환경에서는 전자파 차폐 기능이 있는 로봇을 선택하고 통신 회선을 적절하게 라우팅하고 차폐하여 로봇 제어 시스템의 안정성을 보장해야 합니다.
센서에 미치는 영향: 로봇에는 일반적으로 환경 상태와 페이로드를 감지하는 다양한 센서가 장착되어 있습니다. 전자기 간섭은 센서의 정확성과 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 강한 자기장이 있는 환경에서는 로봇의 힘 센서나 비전 센서가 판독 편차를 가질 수 있습니다. 이는 센서의 잘못된 판독으로 인해 물체를 잡을 때 너무 많거나 너무 적은 힘을 가하는 등 로봇의 페이로드 판단에 오류가 발생하여 작업의 정상적인 작동에 영향을 미칠 수 있습니다.