カテゴリー
category_kr

스칼라 로봇

스칼라 로봇이란?

스칼라 로봇은 수평으로 움직이는 회전축을 3축, 상하로 움직이는 1축을 갖춘 수평 다관절형 산업용 로봇입니다.

‘Selective Compliance Assembly Robot Arm’의 머리글자를 따서 ‘SCARA형 로봇’을 통칭 ‘스칼라 로봇’이라고 부릅니다.

스칼라 로봇은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

  • 수평 방향의 동작을 빠르게 수행할 수 있다.
  • 비교적 저렴한 가격이다.
  • 상하 방향의 기계적 강성이 높다 (회전축 3축이 모두 수직으로 배치되어 있기 때문에).

이러한 특징을 살려 스칼라 로봇은 부품 삽입 및 배치, 나사 조임 등의 조립 작업 용도로 활용되어 생산 현장의 자동화에 기여하고 있습니다.

스칼라 로봇의 사용 용도

스칼라 로봇은 식품이나 전자기기 등의 제조 라인에서 사용되는 경우가 많습니다. 이 외에도 부품 등의 Pick & Place 작업, 압입 작업, 디스펜서를 이용한 도포 작업, 조립 작업 등 다양한 용도가 있습니다.

1. 식품 제조 라인에서의 사용 용도

벨트 컨베이어에서 흘러나온 식품(개별 포장된 과자 등)을 플라스틱 트레이에 포장하는 작업
레토르트 포장된 식품을 배송용 케이스에 포장하는 작업

2. 전자 기판 제조 라인에서의 사용 용도

부품 피더로 개별적으로 적재된 부품을 정렬한 후, 트레이에 부품을 픽&플레이스하는 작업
트레이에 있는 전자부품(커넥터 등)을 전자기판 위에 배치하는 작업
조립이 완료된 전자기판을 검사기에 세트하고, 검사 후 기판을 다음 공정에 세트하는 작업

3. 기타 사용 용도

나사 조임 : 로봇의 전동드라이버로 여러 곳의 나사를 조이는 작업
골판지 포장 풀기 : 테이프를 잘라 골판지를 개봉하는 작업
라벨 부착 : 로봇 끝에 전용 라벨 부착용 핸드를 부착하는 작업

스칼라 로봇의 원리

스칼라 로봇은 기본적으로 3축의 회전 동작과 1축의 상하 동작, 총 4축의 동작축으로 구성되어 있으며, 3축의 회전축은 모두 팔의 끝부분을 수평으로 이동시키기 위해 사용됩니다. 이러한 구성으로 볼 때, 스칼라 로봇은 수평방향 동작에 특화된 로봇이라고 할 수 있습니다.

3축의 회전축으로 로봇 끝부분을 수평으로 이동시켜 공작물 바로 위까지 고속으로 이동시킨 후, 상하축을 이용해 로봇 끝부분을 공작물 바로 위로부터 접근합니다. 그리고 공작물을 잡는 등의 작업을 수행합니다.

스칼라 로봇의 팔 끝에는 작업에 따라 다음과 같은 공구를 장착할 수 있습니다.

  • 에어 흡착 패드
  • 공압 그리퍼
  • 전동 그리퍼
  • 나사 조임 장비
  • 디스펜서

스칼라 로봇을 움직이기 위해서는 동작을 가르치는(티칭) 작업이 필요합니다. 지금까지는 티칭 펜던트라는 전용 툴을 사용하는 것이 일반적이었습니다. 최근에는 PC에서 티칭이 가능한 기종이나 다이렉트 티칭이라는 초보자도 쉽게 티칭할 수 있는 기종도 있어, 사용 편의성을 중시한 스칼라 로봇도 증가하고 있습니다.

스칼라 로봇의 기타 정보

1. 고속 스칼라 로봇

스칼라 로봇에는 고속 동작을 목적으로 한 제품도 존재합니다. 로봇이 고속으로 동작함으로써 라인 전체의 생산성 향상에 기여합니다.

스칼라 로봇이 작업을 빨리 끝낼 수 있다면 후공정에 더 빨리 공작물을 전달할 수 있습니다. 그 결과 하나의 제품을 생산하는 시간이 단축된다. 스칼라 로봇의 고속화로 라인 전체의 생산성이 향상되는 이유입니다.

고속 동작이 가능한 스칼라 로봇을 구현하기 위해서는 다음과 같은 방법이 효과적입니다.

  • 모터의 출력을 높인다.
  • 팔을 경량화한다.
  • 관절의 강성을 높인다.
  • 로봇의 진동을 억제하는 제어를 한다.

2. 카메라를 이용한 스칼라 로봇

카메라에서 얻은 정보를 스칼라 로봇에 전송하여 로봇 자체의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 스칼라 로봇으로 공작물에 나사를 조이는 경우를 생각해 봅시다. 공작물은 개별적으로 교차점을 가지고 있고, 엄밀히 말하면 각각 미묘하게 크기가 다릅니다.

따라서 나사를 잡은 스칼라 로봇이 교시 위치로 이동해도 공작물의 나사 구멍과 스칼라 로봇 끝부분의 나사 끝의 위치가 맞지 않는 상황이 발생할 수 있습니다. 이런 상황에서는 나사 조임에 실패하는 경우가 많습니다.

이때 카메라로 나사 구멍을 촬영하여 기준 위치에 대한 오차량을 계산합니다. 그리고 그 오차량을 스칼라 로봇에 전송하여 원래의 교시점에 오프셋을 주어 위치를 보정합니다.

이를 통해 카메라의 촬영 범위 내라면 어느 위치에 나사 구멍이 있더라도 스칼라 로봇이 나사 조임 작업을 할 수 있게 됩니다. 이러한 구조를 ‘영상 위치 보정’이라고 하며, 공장 자동화에 널리 활용되고 있습니다.

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です