A 캔틸레버 로봇상대적으로 컴팩트한 수직 프로파일을 유지하면서 확장된 수평 도달 범위를 제공하기 위해 캔틸레버 설계를 활용하는 로봇 팔의 한 유형입니다. 캔틸레버 로봇 팔은 바깥쪽으로 튀어나온 수평 팔을 지지하는 수직 기둥으로 구성됩니다. 이 구성을 사용하면 팔이 최소한의 바닥 공간을 차지하면서 큰 작업 공간에 접근할 수 있습니다.
캔틸레버 로봇은 긴 도달 거리가 필요한 자재 취급 및 픽 앤 플레이스 응용 분야에 이상적으로 적합합니다. 컨베이어, 팔레타이저, CNC 기계, 선적 영역 및 넓은 레이아웃에 걸쳐 수평 접근이 필요한 기타 프로세스를 로드 및 언로드하는 데 탁월합니다. 캔틸레버 로봇의 기능을 활용하는 추가 응용 분야는 다음과 같습니다.
머신텐딩
확장된 도달 범위를 통해 캔틸레버 로봇은 작업 셀에 있는 여러 기계에 쉽게 접근할 수 있습니다. 부품을 로드 및 언로드하고, 툴링을 교체하고, 패스너나 용접 와이어와 같은 소모품을 추가하고, 뛰어난 유연성으로 완성된 부품을 제거할 수 있습니다. 캔틸레버 스타일 암을 활용하면 셀의 모든 기계를 한 벽에 배치할 수 있어 전체 셀 설치 공간이 최소화됩니다.
픽 앤 플레이스
캔틸레버 로봇 팔은 반복적인 픽 앤 플레이스 작업에 적합합니다. 수평 도달 범위가 길어 아래쪽 컨베이어나 대형 작업대와 같이 멀리 떨어져 있는 픽업 위치에 접근할 수 있습니다. 그런 다음 검사, 포장 또는 팔레타이징과 같은 다운스트림 작업을 위해 부품을 이송하고 정확하게 배치할 수 있습니다.
팔레타이징
팔레트를 싣고 내리려면 팔레트의 먼 쪽으로 손을 뻗어야 하는 경우가 많습니다. 캔틸레버 로봇은 팔레트의 폭이나 길이에 걸쳐 완전한 커버리지를 제공하므로 상자, 가방 및 기타 상품을 쉽게 배치하고 검색할 수 있습니다. 캔틸레버 로봇은 로봇의 동작 범위를 침해하지 않고 팔의 넓은 측면을 따라 팔레트를 배치할 수 있으므로 바닥 공간을 최적화하는 데 도움이 됩니다.
디스펜싱
앞 유리를 따라 실런트를 분배하거나 회로 기판에 접착 도트를 적용하는 것과 같은 응용 분야에서는 넓은 경로에 걸쳐 일관된 비드 또는 도트 배치가 필요합니다. 캔틸레버 로봇 암은 확장된 도달 범위로 인해 로봇의 위치를 변경하거나 추가 축을 사용할 필요 없이 긴 선형 거리에 걸쳐 스프레이 또는 도트 작업이 가능하므로 이러한 작업에 탁월합니다.
캔틸레버 로봇의 작동 방식
캔틸레버 로봇은 수직 기둥으로 연결된 두 부분으로 구성된 팔을 사용하여 수평 확장을 제공합니다. 고정된 하부 암은 기둥에 직접 연결됩니다. 이는 위쪽 팔의 베이스가 이동할 수 있는 견고하고 견고한 플랫폼을 제공합니다. 위쪽 팔은 바깥쪽으로 뻗어 있으며 손목과 엔드 이펙터가 끝점에 연결되어 있습니다. 기둥, 아래쪽 팔, 위쪽 팔의 측정된 움직임을 조정함으로써 로봇은 엔드 이펙터를 3D 공간에 정확하게 배치합니다.
기둥에는 로봇의 서보 모터, 기어 장치, 그리고 팔의 움직임에 전력을 공급하고 제어하는 내부 케이블이 포함되어 있습니다. 이 깔끔하고 독립적인 디자인은 로봇의 작업 부분을 구동 구성 요소와 분리합니다. 기둥은 바닥에 장착되며 수직 빔과 암이 모든 픽 앤 플레이 동작을 처리할 수 있습니다. 바닥에 장착된 이 기둥은 천장 연결로 인해 발생하는 진동과 흔들림을 제한함으로써 오버헤드 갠트리에서 발생할 수 있는 잠재적인 안정성 문제를 방지합니다. 또한 특별한 오버헤드 구조 지지대가 필요하지 않고 모든 무게, 힘 및 굽힘 모멘트를 바닥에 안전하게 집중시킵니다.
캔틸레버 로봇은 팔을 조종하기 위해 다양한 모터 배열(일반적으로 전기 서보 또는 유압 드라이브)을 활용합니다. 전동식 캔틸레버 로봇 팔은 기둥, 아래쪽 팔, 위쪽 팔 등 각 축 지점에서 정밀 서보 모터를 사용합니다. 각 모터는 복잡한 위치 제어 회로를 통해 해당 빔 세그먼트를 회전시킵니다. 잘 설계된 전기 캔틸레버 암은 빈번한 전환이 필요한 복잡한 경로나 프로세스에 적합한 매우 정밀하고 반응성이 뛰어난 움직임을 제공합니다. 유압 작동식 캔틸레버 로봇 팔은 전기 모터가 아닌 유압 유체 압력을 사용하여 작동합니다. 그들은 높은 페이로드 용량을 위해 더 느리지만 더 강력한 모션을 제공하는 경향이 있습니다. 또한 유압 암은 세척 저항이 필요한 경우 더 많은 유연성을 제공합니다.
넓은 작업 영역에 정밀하게 접근하기 위해 캔틸레버 로봇 팔은 고급 장착, 동력 전달 및 내부 제어 메커니즘을 활용합니다. 기둥 베이스는 일반적으로 바닥에 직접 볼트로 고정되어 최대의 안정성을 제공합니다. 강화 강철 기어, 베어링 및 벨트는 백래시를 방지하면서 암 전체에 힘을 분산시킵니다. 인코더는 컨트롤러에 위치 피드백을 제공하여 컨트롤러가 각 세그먼트의 동작을 면밀히 모니터링하고 조절할 수 있도록 합니다. 견고한 기계 구성 요소와 고급 전자 제어 장치의 결합으로 각 축의 조정을 통해 빠르고 반복 가능한 움직임이 나타날 수 있습니다.
장점과 단점
최소화된 설치 공간 내에서 광범위한 수평 범위를 제공하는 캔틸레버 로봇은 응용 분야별 제한 사항과 함께 고유한 장점을 제공합니다. 엔지니어는 다양한 산업 프로세스에 가장 적합한 로봇 팔 구성을 결정할 때 이러한 장단점을 평가합니다.
캔틸레버 스타일 로봇 팔을 활용하면 다음과 같은 장점이 있습니다.
- 확장된 수평 도달 범위 – 캔틸레버 로봇의 특징은 일부 모델에서 20피트가 넘는 긴 수평 도달 범위입니다. 이를 통해 베이스 위치를 변경하지 않고도 폭넓은 접근이 가능합니다.
- 컴팩트한 설치 공간 - 필요한 수직 공간을 두 개의 주요 기둥(고정식 하단 팔용 하나와 상단 팔 안내용 하나)으로 통합함으로써 캔틸레버 로봇은 데카르트 포털에 비해 바닥 공간을 엄청나게 절약합니다.
- 간단한 바닥 장착 – 단일 고정 패드만 필요하므로 캔틸레버 로봇은 머리 위 설치의 복잡성을 방지합니다.
- 높은 강성 – 캔틸레버 암은 지원되는 모든 하중에서 탁월한 강성을 유지합니다. 고정된 하부 섹션은 뛰어난 비틀림 저항을 제공하는 반면 가이드된 상부 섹션은 편향에 저항합니다.
- 확장 가능한 페이로드 – 다양한 캔틸레버 로봇은 섬세한 작업을 위한 몇 킬로그램부터 무거운 자재 운송을 위한 수백 킬로그램에 이르는 페이로드를 지원합니다. 확장된 도달 범위는 최대 페이로드를 줄입니다.
- 비용 효율적 – 캔틸레버 구성은 긴 수평 접근을 달성하는 데 필요한 구성 요소를 최소화합니다. 이로 인해 많은 기존 갠트리 솔루션보다 가격이 더 저렴해졌습니다.
캔틸레버 스타일 로봇 팔의 경우 고려해야 할 몇 가지 단점은 다음과 같습니다.
- 수직 범위 제한 – 고정 팔이 낮고 슬라이딩 가능한 팔이 높은 캔틸레버 로봇은 6-축 다관절 로봇보다 Z축 범위가 적습니다. 더 큰 구조물을 쌓거나 적재하는 것보다 낮은 높이의 운반 작업에 탁월합니다.
- 완전 확장 시 정밀도 저하 – 확장된 팔을 따라 휘어지면 장거리 도달 시 정밀한 정확도를 달성하기가 더 어려워집니다. 효과적인 캔틸레버 로봇은 최적화된 구조 구성 요소를 활용하여 강성을 극대화합니다.
- 베이스 근처의 충돌 위험 – 작업 범위가 기둥 뒤와 옆으로 확장되므로 수직 암 움직임을 방해하거나 기둥 자체에 영향을 주지 않도록 예방 조치를 취해야 합니다.
캔틸레버 로봇의 예
오늘날의 시장은 확고한 제조업체의 캔틸레버 로봇 모델을 이전보다 더 많이 제공하고 있습니다. 다양한 페이로드 용량, 최대 도달 범위, 장착 스타일 및 환경에 걸쳐 독창적으로 설계된 캔틸레버 암은 다양한 생산을 기계화합니다. 주목할만한 최근 출시된 캔틸레버 스타일 산업용 로봇 팔은 다음과 같습니다.
- FANUC CR-15iA – 이 소형 전기 모델은 수평 도달 거리가 5m 이상으로 15kg을 지탱합니다. 작은 설치 공간은 최대 10m/s의 고속을 유지하면서 최소한의 라인 공간을 차지합니다.
- ABB IRB 940 – 2.55m 도달 범위에서 20kg 용량을 제공하는 이 부분적으로 밀폐된 모델은 뛰어난 오염 물질 제어와 클린룸 호환성에 중점을 둡니다.
- Yaskawa HC20XP – 최대 20kg의 무게로 바깥쪽으로 11m까지 도달할 수 있는 이 유압식 구동 암은 부드럽게 제어되는 동력을 통해 장거리 자재 취급 요구에 적합합니다.
- Omron TM1400 – 전자 서보를 통해 섬세한 제품을 부드럽게 처리하면서 일상적인 세척을 견딜 수 있도록 특별히 제작된 최신 7kg 식품 산업 로봇입니다.
- Epson C12XL – Epson은 7미터 이상의 도달 거리에서 300kg을 지탱하는 이 대형 암으로 캔틸레버 제품을 확장했습니다. 견고한 리프팅 설계를 통해 대형 부품 운송 기능을 제공합니다.
캔틸레버 로봇 팔은 도달 범위, 유연성 및 지능 측면에서 계속 발전함에 따라 창고, 물류 및 자동화 제조 전반에 걸쳐 확장된 역할을 맡게 될 것입니다. 상품 운송 및 기계 접근을 처리하는 이미 중요한 구성 요소인 캔틸레버 로봇은 최적화된 생산 레이아웃에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 고유한 장거리 도달 기능을 더욱 입증할 것입니다.
요약
캔틸레버 산업용 로봇은 수평 확장 및 소형화라는 주요 이점을 활용하여 광범위한 픽 앤 플레이스 작업을 최적화합니다. 연접식 설계로 제공되는 보편적인 동작 범위는 부족하지만, 캔틸레버 암의 탁월한 전방 도달 범위와 뛰어난 기둥 장착 안정성이 결합되어 자동화된 공장 및 처리 센터 전반에 걸쳐 잘 어울리는 응용 분야에 적합합니다. 유연한 자동화가 경쟁 운영의 보편적인 측면이 되면서 특수 제작된 캔틸레버 암은 계속해서 확장된 시설 전반에 걸쳐 생산 흐름을 극대화하는 중요한 틈새 시장을 개척할 것입니다. 원위 서비스는 현대적이고 민첩한 제조 환경에서 캔틸레버 로봇을 필수 플레이어로 확고히 하는 효율적인 라인 설계를 잠금 해제합니다.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd.는 자동 레이저 클래딩 기계, 고속 레이저 클래딩 기계, 레이저 담금질 기계, 레이저 용접 기계 및 레이저 3D 인쇄 장비의 R&D, 제조 및 판매를 전문으로 하는 하이테크 기업입니다. 당사의 제품은 비용 효율적이며 국내 및 해외에서 판매됩니다. 우리 제품에 관심이 있으시면 다음 주소로 문의해 주세요.bob@gshenglaser.com.
이 문서에 사용된 몇 가지 주요 참고 자료는 다음과 같습니다.
- 버드닉, 프랭크. "최신 캔틸레버 로봇 팔 미리보기". 어셈블리 매거진. 2022년 5월. https://www.assemblies.com
- 제품 브로셔. 화낙, ABB, 야스카와, 옴론, 엡손. 2023년 11월에 액세스함.
- 설리반, 윌리엄. "캔틸레버 스타일 로봇의 장점, 단점 및 발전". IEEE 로봇공학 및 자동화 매거진. 2021년 6월. https://ieeeexplore.ieee.org