산업용 로봇
정의
매니퓰레이터 및 기억장치(가변 시퀀스 제어장치 및 고정 시퀀스 제어장치를 포함)를 가지고 기억장치 정보에 의해 매니퓰레이터의 굴신, 신축, 상·하 이동, 좌·우 이동, 또는 선회동작과 이러한 동작의 복합동작을 자동적으로 행할 수 있는 기계를 말한다.
종류
산업용 로봇은 기계적인 구조에 따라 직각좌표 로봇, 수평다관절 로봇(스카라 로봇), 원통좌표형 로봇, 구형좌표형 로봇, 수직다관절형 로봇 등으로 분류될 수 있다.
- 직교좌표형 로봇
- 산업용로봇 중에 가장 간단한 구조를 갖는 직교좌표로봇(간단히 직교 로봇이라고 함)은 로봇의 구조적 동작 특성이 직각좌표계(Cartesian Coordinate System)를 이루기 때문에 XY 로봇이라고도 불린다. 직교로봇은 각 축들이 직선(Prismatic) 운동만하기 때문에 로봇의 작업 영역은 구성하는 자유도의 수에 따라 직선, 직사각형, 직육면체가 되는데 인간에게 가장 익숙한 좌표계가 바로 90°씩 분할된 직각좌표계이기 때문에 일반 로봇 이용자들이 쉽게 티칭하여 사용하고 있으며, 또한 산업현장에서 널리 이용되고 있는 로봇들 중에 하나이다.
- 산업용로봇 중에 가장 간단한 구조를 갖는 직교좌표로봇(간단히 직교 로봇이라고 함)은 로봇의 구조적 동작 특성이 직각좌표계(Cartesian Coordinate System)를 이루기 때문에 XY 로봇이라고도 불린다. 직교로봇은 각 축들이 직선(Prismatic) 운동만하기 때문에 로봇의 작업 영역은 구성하는 자유도의 수에 따라 직선, 직사각형, 직육면체가 되는데 인간에게 가장 익숙한 좌표계가 바로 90°씩 분할된 직각좌표계이기 때문에 일반 로봇 이용자들이 쉽게 티칭하여 사용하고 있으며, 또한 산업현장에서 널리 이용되고 있는 로봇들 중에 하나이다.
- 원통좌표형 로봇
- 원통좌표 로봇은 원통의 길이와 반경방향으로 움직이는 두 개의 직선 축과 원의 둘레방향으로 움직이는 하나의 회전축으로 구성된다. 원통형의 동작영역이 만들어지며, 이 타입은 직선 축과 회전축을 혼용하기 때문에 직교좌표 로봇과 뒤에 나오는 수직관절형 로봇의 중간 정도의 특성을 가진다고 보면 된다. 우선 작업영역에 대해 설치공간이 직교좌표형에 비해 작고, 베이스부의 회전운동은 팔의 길이에 의해 증폭되므로 직교좌표형에 비해 빠르다고 할 수 있다. 최근 들어 FPD 반송용 로봇에 활용되고 있으며, 반도체 및 FPD 공정 중 청정 환경 및 진공환경 분야에 적용되고 있다.
- 원통좌표 로봇은 원통의 길이와 반경방향으로 움직이는 두 개의 직선 축과 원의 둘레방향으로 움직이는 하나의 회전축으로 구성된다. 원통형의 동작영역이 만들어지며, 이 타입은 직선 축과 회전축을 혼용하기 때문에 직교좌표 로봇과 뒤에 나오는 수직관절형 로봇의 중간 정도의 특성을 가진다고 보면 된다. 우선 작업영역에 대해 설치공간이 직교좌표형에 비해 작고, 베이스부의 회전운동은 팔의 길이에 의해 증폭되므로 직교좌표형에 비해 빠르다고 할 수 있다. 최근 들어 FPD 반송용 로봇에 활용되고 있으며, 반도체 및 FPD 공정 중 청정 환경 및 진공환경 분야에 적용되고 있다.
- 극좌표형 로봇
- 원통좌표 로봇처럼 극좌표 로봇은 직선 축과 회전축을 혼용하고 있다. 여기서는 회전축이 두 개로 속이 빈 구형의 작업영역을 갖는다. 이 타입은 최초의 산업용로봇인 유니메이트가 채용하였는데 두 개의 조인트를 혼용하지만 회전축을 더 많이 사용하므로 운동특성이 직교좌표 로봇보다 수직다관절 로봇에 보다 가깝다.
- 원통좌표 로봇처럼 극좌표 로봇은 직선 축과 회전축을 혼용하고 있다. 여기서는 회전축이 두 개로 속이 빈 구형의 작업영역을 갖는다. 이 타입은 최초의 산업용로봇인 유니메이트가 채용하였는데 두 개의 조인트를 혼용하지만 회전축을 더 많이 사용하므로 운동특성이 직교좌표 로봇보다 수직다관절 로봇에 보다 가깝다.
- 수평다관절(스카라) 로봇
- 마이크로프로세서(Microprocessor)와 전동모터의 발달에 의해 1970년대 말경에 새로이 현재에 많이 사용되고 있는 다관절을 가진 로봇이 많이 등장했다. 그 와중에 1979년에 일본의 야마니시대학에서 전자조립에 가장 적당한 로봇으로 스카라(SCARA) 로봇을 개발 발표하였다. 관절은 전동모터의 고속회전을 감속하여 큰 토크로 전환하는 회전축을 일반적으로 의미 하는데 이 관절의 특징을 가장 잘 활용하는 로봇이 스카라 로봇이다. 이러한 스카라 로봇을 수평다관절 로봇이라고도 하는데 이는 관절에 의한 운동이 수평면 즉 XY평면을 만들기 때문이다. 현재 수평다관절 로봇은 가반하중 2∼30kg의 소형 조립, 핸들링용 스카라 로봇과 가반하중 30∼120kg의 중, 대형의 팔레타이징(Palletizing) 로봇으로 나눌 수 있다.
- 마이크로프로세서(Microprocessor)와 전동모터의 발달에 의해 1970년대 말경에 새로이 현재에 많이 사용되고 있는 다관절을 가진 로봇이 많이 등장했다. 그 와중에 1979년에 일본의 야마니시대학에서 전자조립에 가장 적당한 로봇으로 스카라(SCARA) 로봇을 개발 발표하였다. 관절은 전동모터의 고속회전을 감속하여 큰 토크로 전환하는 회전축을 일반적으로 의미 하는데 이 관절의 특징을 가장 잘 활용하는 로봇이 스카라 로봇이다. 이러한 스카라 로봇을 수평다관절 로봇이라고도 하는데 이는 관절에 의한 운동이 수평면 즉 XY평면을 만들기 때문이다. 현재 수평다관절 로봇은 가반하중 2∼30kg의 소형 조립, 핸들링용 스카라 로봇과 가반하중 30∼120kg의 중, 대형의 팔레타이징(Palletizing) 로봇으로 나눌 수 있다.
- 수직다관절 로봇
- 수직다관절 로봇은 모두 회전축으로만 구성되어 있어 비교적 빠른 속도를 갖는다. 그 동작영역은 극좌표 로봇과 비슷한 구형이다. 용접, 도장 등에 가장 많이 사용되는 수직다관절로봇은 3자유도를 갖는 오리엔테이팅부와 함께 전체 6자유도로 구성된 것이 대부분인데 이는 물체(Rigid Body)가 공간상에서 최대 6개의 자유도를 갖기 때문이다. 따라서 어떤 위치나 방향으로의 자세가 가능하다. 회전축으로만 구성되어 있어 제어와 사용이 어렵지만 설치 면적과 몸체의 부피가 작고 속도가 빠르며 점점 수요가 증가하는 추세이다. 직교좌표 로봇과는 거의 정반대의 특성을 갖는다고 볼 수 있다.
- 수직다관절 로봇은 모두 회전축으로만 구성되어 있어 비교적 빠른 속도를 갖는다. 그 동작영역은 극좌표 로봇과 비슷한 구형이다. 용접, 도장 등에 가장 많이 사용되는 수직다관절로봇은 3자유도를 갖는 오리엔테이팅부와 함께 전체 6자유도로 구성된 것이 대부분인데 이는 물체(Rigid Body)가 공간상에서 최대 6개의 자유도를 갖기 때문이다. 따라서 어떤 위치나 방향으로의 자세가 가능하다. 회전축으로만 구성되어 있어 제어와 사용이 어렵지만 설치 면적과 몸체의 부피가 작고 속도가 빠르며 점점 수요가 증가하는 추세이다. 직교좌표 로봇과는 거의 정반대의 특성을 갖는다고 볼 수 있다.
