요즘 로봇은 영화, 공항, 식품 생산, 심지어 다른 로봇을 만드는 공장에서도 일하는 등 어디에나 있는 듯합니다. 로봇은 다양한 기능과 용도가 있으며, 제조가 더 쉽고 저렴해짐에 따라 업계에서 점점 더 흔해지고 있습니다. 로봇 기술에 대한 수요가 증가하고 로봇 제조업체가 따라잡아야 함에 따라 로봇 부품을 제조하는 주요 방법 중 하나는 CNC 가공 입니다 . 기계 표준 구성 요소, 적합한 로봇 소재, CNC 가공이 로봇 제조에 왜 그렇게 중요한지에 대해 자세히 알아보려면 계속 읽어보세요.
CNC 가공 은 로봇 을 위해 맞춤 제작 되었습니다 .
한편, CNC 가공은 매우 빠른 리드타임으로 부품을 생산할 수 있게 해줍니다. 3D 모델을 준비하자마자 CNC 기계로 구성 요소를 제조할 수 있습니다. 이를 통해 프로토타입을 빠르게 반복하고 특수 애플리케이션을 위한 맞춤형 로봇 부품을 빠르게 제공할 수 있습니다.
CNC 가공의 또 다른 장점은 사양에 따라 부품을 정확하게 제조할 수 있는 능력입니다. 이러한 제조 정밀도는 특히 치수 정확도가 고성능 로봇을 만드는 데 중요한 로봇 공학에 중요합니다. 정밀 CNC 가공은 +/- 0.015mm의 엄격한 공차를 유지할 수 있으며 , 이 신중하게 제작된 부품은 로봇이 알려지고 가치 있는 정밀하고 반복 가능한 움직임을 허용합니다.
표면 마감은 로봇 부품을 생산하기 위해 CNC 가공을 사용하는 또 다른 이유입니다. 상호 작용하는 부품은 마찰이 낮아야 하며, 정밀 CNC 가공은 표면 거칠기가 Ra 0.8μm만큼 낮은 부품을 생산할 수 있으며, 연마와 같은 후처리 작업을 통해 더 낮을 수도 있습니다. 반면, 다이캐스팅(모든 마무리 공정 전)은 일반적으로 5μm에 가까운 표면 거칠기를 생성합니다. 금속 3D 프린팅은 더 거친 표면 마감을 생성합니다.
마지막으로, 로봇에 사용되는 재료 유형은 CNC 가공에 이상적입니다. 로봇은 물체를 안정적으로 이동하고 들어올릴 수 있어야 하며, 이를 위해서는 강하고 단단한 재료가 필요합니다. 이러한 필수 속성은 아래 재료 섹션에서 설명한 대로 특정 금속과 플라스틱을 가공하여 가장 잘 달성할 수 있습니다. 또한 로봇은 종종 세관 목적이나 소량 생산에 사용되므로 CNC 가공은 로봇 부품에 자연스러운 선택입니다.
CNC 가공으로 만든 로봇 부품의 종류
가능한 기능이 너무 많아서 다양한 유형의 로봇이 진화했습니다. 일반적으로 사용되는 주요 로봇 유형이 몇 가지 있습니다. 관절 로봇은 많은 사람들이 본 적이 있는 여러 관절이 있는 단일 팔을 가지고 있습니다. 또한 두 개의 평행한 평면 사이에서 물건을 움직일 수 있는 SCARA(Selective Compliance Articulated Robot Arm) 로봇도 있습니다. SCARA는 움직임이 수평이기 때문에 수직 강성이 높습니다.
델타 로봇의 관절은 바닥에 있어서 팔을 가볍게 유지하고 빠르게 움직일 수 있습니다. 마지막으로, 갠트리 또는 데카르트 로봇은 서로를 향해 90도 움직이는 선형 액추에이터를 가지고 있습니다. 이러한 로봇은 각각 다른 구성과 다른 용도를 가지고 있지만 일반적으로 로봇을 구성하는 주요 구성 요소는 5가지입니다(매니퓰레이터, 엔드 이펙터, 모터, 컨트롤러, 센서).
로봇 팔
로봇 팔은 형태와 기능이 매우 다양하므로 다양한 구성 요소를 사용할 수 있습니다. 그러나 공통점 중 하나는 인간의 팔과는 달리 물체를 움직이거나 작업을 수행할 수 있다는 것입니다! 로봇 팔의 다른 부분은 심지어 우리 자신의 이름을 따서 명명되었습니다. 어깨, 팔꿈치, 손목 관절은 회전하고 그 사이의 부분의 움직임을 제어합니다 .
로봇 팔의 구조적 부분은 물체를 들어올리거나 힘을 가할 수 있도록 단단하고 강해야 합니다. 이러한 요구 사항을 충족하는 데 사용되는 재료(강철, 알루미늄 및 일부 플라스틱)로 인해 CNC 가공이 올바른 선택입니다. 조인트의 기어나 베어링 또는 팔을 둘러싼 하우징의 일부와 같은 더 작은 부품도 CNC 가공할 수 있습니다.
로봇 엔드 이펙터
엔드 이펙터는 로봇 팔 끝에 부착된 부착물입니다. 엔드 이펙터를 사용하면 완전히 새로운 로봇을 만들지 않고도 다양한 작업에 맞게 로봇의 기능을 사용자 정의할 수 있습니다. 그리퍼, 그리퍼, 진공 청소기 또는 흡입 컵이 될 수 있습니다.
이러한 엔드 이펙터는 일반적으로 금속(보통 알루미늄, 나중에 재료 선택에 대해 자세히 설명)으로 가공된 CNC 구성 요소를 가지고 있습니다. 구성 요소 중 하나는 로봇 팔 끝에 영구적으로 부착됩니다. 실제 그리퍼, 흡입 컵 또는 다른 엔드 이펙터(또는 엔드 이펙터 배열)가 이 어셈블리와 결합되어 로봇 팔로 제어할 수 있습니다.
두 개의 다른 구성 요소가 있는 이 설정은 다른 엔드 이펙터를 쉽게 교체할 수 있으므로 로봇을 다른 응용 프로그램에 적용할 수 있습니다. 아래 이미지에서 확인할 수 있습니다. 하단 디스크는 로봇 팔의 일치하는 부분에 볼트로 고정되어 흡입 컵을 작동하는 호스를 로봇의 공기 공급 장치에 연결할 수 있습니다. 상단 및 하단 디스크는 CNC 가공 부품의 예입니다.
로봇 구동 모터
모든 로봇에는 팔과 관절의 움직임을 구동하는 모터가 필요합니다. 서보 모터는 로봇의 작동에 동력을 공급하는 데 사용할 수 있습니다.
모터 자체에는 많은 가동 부품이 있으며, 그 중 다수는 CNC로 가공할 수 있습니다. 일반적으로 모터에는 전원 공급을 위한 일종의 가공 하우징과 로봇 팔에 연결하기 위한 가공 브래킷이 있습니다. 이러한 브래킷은 일반적으로 CNC로 가공합니다. 그리고 로봇의 베어링과 샤프트는 일반적으로 CNC로 가공합니다. 로봇의 축은 CNC 선반에서 가공하여 직경을 줄이거나 밀링 머신에서 가공하여 특수 기능을 추가할 수 있습니다.
마지막으로, 모터 동작을 로봇 관절이나 다른 구성품에 전달하는 기어는 밀링 머신, EDM 또는 기어 호빙 머신을 사용하여 CNC 가공할 수 있습니다.
컨트롤러
컨트롤러는 로봇의 두뇌로, 로봇이 할 것이라고 생각하는 것을 합니다. 일반적으로 로봇의 정확한 움직임을 제어합니다. 로봇의 컴퓨터로서 센서로부터 입력을 받고 출력을 제어하는 프로그램을 수정합니다. 여기에는 전자 부품을 수용하기 위한 인쇄 회로 기판(PCB)이 필요합니다. 이 PCB는 전자 장치를 추가하기 전에 원하는 크기와 모양으로 CNC 가공할 수 있습니다.
