모듈형 산업용 로봇: 플랜트 엔지니어를 위한 새로운 운동학적 단순성

Jan 06, 2024

리사 아이텔(Lisa Eitel) | 10월 24일

이제 완전한 모듈식이며 프로그래밍하기 쉬운 로봇 기술을 통해 엔지니어와 기타 공장 직원은 운동학 모듈을 신속하게 선택하고 연결하여 산업용 로봇 암을 만들 수 있습니다.

후원 콘텐츠 ⚙️ 기존의 6축 직렬 로봇 공학 및 SCARA(선택적 규정 준수 조립 로봇 팔)에는 사전 구축된 구조와 엄격하게 정의된 동작 및 자유도(DOF)가 있습니다. 대조적으로, 이제 현장 조립이 가능한 완전히 새로운 로봇 시리즈는 엔지니어와 공장 직원 모두가 프로그래밍 방식으로나 물리적으로 구성(및 재구성)할 수 있습니다. 로봇공학을 위한 자동화 기술 또는 ATRO라고 불리는 완성된 각 어셈블리는 기본 모듈과 다른 모듈의 고유한 조합(컨트롤에 의해 각각 별도의 EtherCAT 장치로 인식됨)으로 구성되어 작동하는 로봇 테이블, 암 또는 델타 어셈블리를 만듭니다.

Beckhoff Automation의 ATRO(로봇 자동화 기술)는 신속한 로봇 조립 및 프로그래밍을 지원하는 유연하고 완전히 통합된 다축 시스템입니다. 실제로 ATRO는 PC 기반 제어, 산업용 PC, 자동화 컨트롤러, 운영자 인터페이스, I/O, 서보 드라이브 및 모터를 포함하여 모션 공급업체의 새로운 자동화 기술 제품군의 다른 기술을 보완합니다.

보다 구체적으로 ATRO 운동학은 네 가지 범주의 모듈로 구성됩니다.

ATRO 기본 모듈(다른 모듈이 적층되는 첫 번째 모듈)에는 마운팅 플랜지가 있는 견고한 베이스, 전원 및 네트워킹 연결 포트, 무제한 조인트 회전을 허용하기 위해 어셈블리 내부를 통해 미디어의 내부 실행을 시작하는 출력 미디어 피드가 포함됩니다. (이에 대해서는 곧 자세히 설명하겠습니다.)

능동 전동 모듈은 견고한 원통형 하우징에 유성 기어 모터, 브레이크, 서보 드라이브 및 제어 전자 장치가 포함된 개방형 암 섹션입니다. 끝 부분에는 나사산이 있고 기계적 잠금 Hirth 조인트가 박혀 있어 시리즈의 다른 모듈에 빠르게 고정됩니다.

이러한 하위 시스템은 다양한 직경, 길이 및 모양으로 제공됩니다. 직선형 I자형 및 각진 L자형 전동 모듈은 모두 5가지 전력 크기로 제공됩니다. 각 활성 모듈은 하나의 로봇 축에 대한 완전한 구동 시스템을 형성하므로 필요한 외부 구성 요소는 전원 공급 장치와 컨트롤러뿐입니다. 이는 로봇의 DOF를 명령하기 위해 하드웨어가 소비하는 제어 캐비닛 공간의 양을 크게 줄이는 구조입니다.

프로그래밍 후 ATRO 로봇 공학은 자동으로 최적화된 작업 셀을 위해 EtherCAT을 사용하여 PC 기반 제어 장치에 직접 통합합니다. 실제로 하나의 산업용 PC로 여러 ATRO 로봇을 명령할 수 있습니다. 설치를 단순화하는 것 외에도 비용도 절감할 수 있습니다.

연결 또는 연결 모듈은 I, L 및 Y 모양으로 제공되며 로봇 형태를 추가로 사용자 정의할 수 있습니다. ATRO 시스템의 전동 모듈과 동일한 견고한 하우징과 기계적 말단 연결 형상을 특징으로 하는 이 모듈은 ATRO 어셈블리의 이동식 조인트 역할을 합니다.

마지막으로 사용자 지정 시스템 모듈은 애플리케이션별 그리핑 또는 기타 엔드 이펙터 기능을 통합합니다. 이러한 핵심 모듈 옵션을 사용하면 다음을 포함하여 광범위한 로봇 공학이 가능합니다.

• 단일 축 회전 인덱싱 테이블 및 2축 추적기• 3축 델타 로봇(지원 하드웨어 포함) 및 4축 픽 앤 플레이스 로봇• 5축 팔레타이징 암• 6축 직렬 암• 7축 로봇 기계 내부의 접근하기 어려운 공간으로 확장이 필요한 머신 텐딩 및 유사한 작업을 위한 특수 관절이 가능합니다.

어떤 경우에는 자동화 솔루션의 메커니즘과 부품 수가 줄어들 수 있습니다. ATRO의 매우 유연한 구조 덕분에 페이로드가 10kg에서 1.3m에 달하는 경우에도 다양한 응용 분야를 충족할 수 있습니다.

Beckhoff의 ATRO 시스템은 다축 모션이 필요한 작업에 적응합니다. 또한 자유롭게 확장, 사용자 정의 및 확장할 수 있습니다.

ATRO는 TwinCAT 소프트웨어를 통해 로봇 모듈을 시운전하고 프로그래밍하는 방식을 보완하는 EtherCAT 연결 기능을 갖추고 있습니다. 후자는 로봇 핸들러를 기계 작업 셀에 더 쉽게 통합할 수 있도록 표준 및 맞춤형 산업 운동학을 지원하는 방대한 모델 라이브러리를 갖추고 있습니다. 이와 대조적으로, 기존의 기성품 SCARA 및 고정형 직렬 로봇은 기존 또는 최종 작업 셀 요소에 완벽하게 맞는 경우가 거의 없습니다. 따라서 실제 응용 프로그램의 설정이 복잡해집니다.