산업용 조작기 또는 로봇 조작기 는 직접 접촉하지 않고 재료를 조작하거나 제어하는 데 사용되는 기계입니다. 원래는 사람이 다루기 어려울 수있는 방사성 또는 생물학적 위험 물체를 조작하는 데 사용되었습니다. 그러나 지금은 무거운 물건을 들어올 리거나 정밀하게 용접하는 등의 작업을하기 위해 많은 산업에서 사용되고 있습니다. 산업 외에도 병원에서 수술 도구로 사용됩니다. 그리고 이제 하루의 의사들은 로봇 조작기를 수술에 광범위하게 사용합니다.
다양한 종류의 산업용 매니퓰레이터 에 대해 말씀 드리기 전에 조인트에 대해 말씀 드리고자합니다.
조인트에는 두 개의 참조가 있습니다. 첫 번째는 고정 된 일반 참조 프레임입니다. 두 번째 기준 좌표계는 고정되지 않으며 구성을 정의하는 관절 위치 (또는 관절 값)에 따라 첫 번째 기준 좌표계를 기준으로 이동합니다.
다양한 유형의 산업용 매니퓰레이터를 제조하는 데 사용되는 두 개의 조인트에 대해 배웁니다.
1. 회전 관절:
1 자유도를 가지며 객체 간의 회전 운동 (1 자유도)을 설명합니다. 구성은 첫 번째 참조 프레임의 Z 축을 기준으로 한 회 전량을 나타내는 하나의 값으로 정의됩니다.
여기서 우리는 두 물체 사이의 회전 관절을 볼 수 있습니다. 여기에서 추종자는베이스를 중심으로 회전 운동을 할 수 있습니다.
2. 프리즘 조인트:
각기둥 관절은 1 개의 자유도를 가지며 객체 간의 병진 이동을 설명하는 데 사용됩니다. 해당 구성은 첫 번째 참조 프레임의 z 축을 따라 이동하는 양을 나타내는 하나의 값으로 정의됩니다.
여기에서 하나의 시스템에서 다양한 프리즘 조인트를 볼 수 있습니다.
다양한 유형의 산업용 조작기
산업에서는 요구 사항에 따라 다양한 유형의 산업용 조작기가 사용됩니다. 그들 중 일부는 아래에 나열되어 있습니다.
- 데카르트 좌표 로봇:
이 산업용 로봇에서 3 개의 기본 축은 각형 조인트를 갖거나 서로를 통해 선형으로 움직입니다. 데카르트 로봇은 자동차 산업과 같은 접착제 디스펜스에 가장 적합합니다. 데카르트의 주요 장점은 여러 선형 방향으로 이동할 수 있다는 것입니다. 또한 직선 삽입이 가능하고 프로그래밍이 쉽습니다. 데카르트 로봇의 단점은이 로봇의 대부분의 공간이 사용되지 않기 때문에 너무 많은 공간을 차지한다는 것입니다.
- SCARA 로봇:
SCARA 약어는 선택적 준수 조립 로봇 암 또는 선택적 준수 관절 로봇 암을 나타냅니다. SCARA 로봇은 인간의 팔과 비슷한 동작을합니다. 이 기계는 '손목'축과 수직 운동과 함께 '어깨'와 '팔꿈치'관절로 구성됩니다. SCARA 로봇에는 2 개의 회전 관절과 1 개의 프리즘 관절이 있습니다. SCARA 로봇은 움직임이 제한적이지만 다른 6 축 로봇보다 빠르게 움직일 수 있다는 장점도 있습니다. 또한 매우 견고하고 내구성이 있습니다. 주로 팔레 타이 징, DE 팔레 타이 징, 기계 로딩 / 언 로딩 및 조립과 같은 빠르고 반복 가능하며 명확한 포인트 투 포인트 이동이 필요한 용도에 사용됩니다. 단점은 움직임이 제한적이고 유연하지 않다는 것입니다.
- 원통형 로봇:
기본적으로 실린더 모양의 기둥 주위를 움직이는 로봇 팔입니다. 원통형 로봇 시스템에는 팔의 수평 및 수직 운동에서 원형 운동 축과 두 개의 선형 축의 세 가지 운동 축이 있습니다. 따라서 1 개의 회전 조인트, 1 개의 원통형 조인트 및 1 개의 프리즘 조인트가 있습니다. 오늘날 원통형 로봇은 덜 사용되고 더 유연하고 빠른 로봇으로 대체되지만 6 축 로봇이 개발되기 훨씬 이전에 작업을 잡고 잡는 데 사용 되었기 때문에 역사상 매우 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 장점은 두 점의 반경이 같으면 데카르트 로봇보다 훨씬 빠르게 이동할 수 있다는 것입니다. 단점은 데카르트 좌표계에서 원통형 좌표계로 변환하는 데 노력이 필요하다는 것입니다.
- 푸마 로봇:
PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly 또는 Programmable Universal Manipulation Arm)는 조립, 용접 작업 및 대학 실험실에서 가장 일반적으로 사용되는 산업용 로봇입니다. SCARA 로봇보다 사람의 팔과 비슷합니다. SCARA보다 유연성이 크지 만 정밀도도 떨어집니다. 따라서 조립, 용접 및 물체 취급과 같은 덜 정밀한 작업에 사용됩니다. 3 개의 회전 관절이 있지만 모든 관절이 평행하지는 않습니다.베이스의 두 번째 관절은 다른 관절과 직교합니다. 따라서 PUMA는 세 축 X, Y 및 Z 모두에서 규정을 준수합니다. 단점은 정밀도가 낮아 중요하고 높은 정밀도가 필요한 응용 분야에서 사용할 수 없다는 것입니다.
- Polar 로봇:
때때로 구형 로봇으로 간주됩니다. 이들은 극 좌표계에 배치 할 수있는 구형 또는 거의 구형의 작업 영역이있는 고정 로봇 암입니다. 그들은 Cartesian 및 SCARA 로봇보다 더 정교하지만 제어 솔루션은 훨씬 덜 복잡합니다. 2 개의 회전 조인트와 1 개의 프리즘 조인트가있어 거의 구형 작업 공간을 만듭니다. 주요 용도는 생산 라인에서 작업을 처리하고 로봇을 선택하고 배치하는 것입니다.
손목 디자인 측면에서 두 가지 구성이 있습니다.
인간의 팔과 같은 Pitch-Yaw-Roll (XYZ)과 구형 손목과 같은 Roll-Pitch-Roll. 구형 손목은 기계적으로 구현하기가 더 간단하기 때문에 가장 많이 사용됩니다. 로봇으로 작동 할 때 식별 할 수 있고 결과적으로 피할 수있는 단일 구성을 보여줍니다. 강력한 솔루션의 단순성과 단일 구성의 존재 사이의 거래는 구형 손목 디자인에 유리하며 이것이 성공의 이유입니다.