맞춤 설정 및 다용성

직교 좌표계 방식의 핸들링 시스템은 직선 운동을 위한 주축과 회전을 위한 보조축을 갖습니다. 이 시스템은 안내, 지지 및 구동 기능을 동시에 수행하며, 핸들링 시스템 구조와 관계없이 전체 시스템에 통합되어야 합니다.

【표준 장착 위치】

모든 직교 좌표계 핸들링 시스템은 공간 내 어느 위치에든 설치할 수 있습니다. 따라서 기계 시스템을 적용 환경에 최적으로 맞출 수 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 설계 사례입니다.

2차원 – 이러한 직교 좌표계 핸들링 시스템은 수직면에서 움직이는 캔틸레버와 선형 갠트리, 그리고 수평면에서 움직이는 평면형 갠트리로 구분됩니다.

2차원 캔틸레버는 수평축(Y)과 그 전면에 장착된 수직 구동부(Z)로 구성됩니다.

선형 갠트리는 수평축(Y)이 좌우 양 끝단에 고정되어 있고, 수직축(Z)이 이 축의 양 끝점 사이의 슬라이드에 장착된 구조입니다. 선형 갠트리는 일반적으로 슬림한 형태이며, 수직 작업 공간은 직사각형입니다.

평면형 갠트리는 이동 방향에 수직인 축(Y)으로 연결된 두 개의 평행 축(X)으로 구성됩니다. 평면형 갠트리는 원형/콩팥 모양의 작업 공간을 사용하는 델타 운동학 또는 SCARA 방식의 로봇 시스템보다 훨씬 넓은 작업 공간을 활용할 수 있습니다.

개별 축을 ​​갖춘 기존 구성 외에도, 선형 갠트리와 평면형 갠트리는 회전식 톱니 벨트를 구동 부품으로 사용하는 고정식 기계 조합의 완전한 시스템 형태로도 제공됩니다. 낮은 유효 하중으로 인해 높은 처리량(분당 픽업 횟수)과 그에 상응하는 동적 응답성을 제공하는 데 적합합니다.

3차원 – 이러한 직교 좌표계 핸들링 시스템은 캔틸레버와 양방향으로 움직이는 3D 갠트리로 구분됩니다.

3D 캔틸레버는 평행하게 장착된 두 개의 축(X)과 이동 방향에 수직인 캔틸레버 축(Y) 및 그 앞쪽에 장착된 수직 축(Z)으로 구성됩니다.

3D 갠트리는 이동 방향에 수직인 축(Y)으로 연결된 두 개의 평행 축(X)으로 구성됩니다. 수직 축(Z)은 이 수직 축에 장착됩니다.

참고: 평면형, 선형 및 3D 갠트리의 경우, 힘은 수평축의 두 지지점 사이에 작용합니다. 캔틸레버의 수평축은 끝에 매달린 하중으로 인해 지렛대 역할을 합니다.

【더 간단한 프로그래밍 필요】

필요한 프로그래밍 수준은 기능에 따라 다릅니다. 시스템이 단순히 특정 지점으로 이동하기만 하면 되는 경우, 빠르고 간단한 PLC 프로그래밍으로 충분합니다.

접착제 도포와 같이 경로 이동이 필요한 경우, PLC 제어만으로는 충분하지 않습니다. 이러한 경우에는 카르테시안 핸들링 시스템에도 기존 로봇 프로그래밍 방식이 필요합니다. 하지만 카르테시안 핸들링 시스템의 제어 환경은 기존 로봇에 비해 훨씬 다양한 선택지를 제공합니다. 기존 로봇은 제조사에서 제공하는 특정 제어 시스템을 반드시 사용해야 하는 반면, 카르테시안 핸들링 시스템에는 적용 분야의 요구 사항과 복잡성에 가장 적합한 기능을 갖춘 PLC 버전을 자유롭게 선택하여 사용할 수 있습니다. 이는 고객 사양을 준수할 수 있을 뿐 아니라, 통일된 프로그래밍 언어와 프로그램 구조를 포함한 통합된 제어 플랫폼을 구현할 수 있음을 의미합니다.

기존 로봇은 복잡한 프로그래밍이 요구되는 경우가 많습니다. 따라서 4축 또는 6축 시스템을 기계적 작업에 활용하려면 상당한 노력이 필요합니다. 예를 들어 직선 이동을 위해서는 6개의 축을 항상 동시에 움직여야 합니다. 또한 기존 로봇 시스템에서는 "오른쪽 팔에서 왼쪽 팔로" 움직이는 작업을 프로그래밍하는 것조차 어렵고 시간이 많이 소요됩니다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 카르테시안 핸들링 시스템이 탁월한 대안을 제시합니다.

에너지 효율이 높습니다.

에너지 효율적인 핸들링을 위한 기반은 시스템 선택 단계에서부터 마련됩니다. 특정 위치에서 장시간 체류해야 하는 경우, 기존 로봇의 모든 축은 폐루프 제어를 받아야 하며 무게에 따른 힘을 지속적으로 보정해야 합니다.

직교 좌표계 방식의 핸들링 시스템에서는 일반적으로 수직 방향의 Z축에만 지속적인 힘이 가해집니다. 이 힘은 중력에 저항하여 하중을 원하는 위치에 고정하는 데 필요합니다. 공압 구동 방식은 고정 단계에서 에너지를 소모하지 않기 때문에 이러한 작업을 매우 효율적으로 수행할 수 있습니다. 또한 공압식 Z축은 자체 중량이 낮아 X축과 Y축의 기계 부품 및 전기 모터의 크기를 줄일 수 있다는 장점이 있습니다. 결과적으로 유효 하중이 감소하여 에너지 소비량도 절감됩니다.

전기축의 일반적인 장점은 특히 긴 경로와 높은 사이클 속도에서 두드러지게 나타납니다. 따라서 X축과 Y축을 대체하는 매우 효율적인 대안이 되는 경우가 많습니다.

【결론】

많은 경우 기존 로봇 시스템 대신 카르테시안 핸들링 시스템을 사용하는 것이 더 효율적이고 경제적입니다. 다양한 응용 분야에 이상적인 카르테시안 핸들링 시스템을 설계할 수 있는 이유는 다음과 같습니다.

• 해당 시스템은 최적 경로 및 동적 응답 측면에서 애플리케이션 요구 사항에 맞게 구성되며 부하에 맞게 조정됩니다.

• 기계적 구조 덕분에 프로그래밍이 용이합니다. 예를 들어, 수직 이동에는 하나의 축만 활성화하면 됩니다.

• 최적의 기계적 적응 덕분에 에너지 효율이 뛰어나며, 예를 들어 휴식 시에는 에너지 공급을 차단합니다.

• 직교 좌표계 처리 시스템은 해당 응용 분야에 맞게 공간 최적화되어 있습니다.

• 표준화되고 대량 생산되는 부품 덕분에 카르테시안 핸들링 시스템은 기존 산업용 로봇에 비해 가격 경쟁력이 뛰어납니다.

마지막으로, 중요한 점은 카르테시안 방식의 핸들링 시스템에서는 동작학이 애플리케이션과 주변 장치에 의해 정의되는 것이지, 그 반대가 아니라는 것입니다.