산업용 로봇

산업용 로봇

공구·특수장비를 갖추고 프로그램되어 있는 다양한 동작을 반복하여 여러 가지 일을 수행하도록 설계되었다.

산업용 로봇의 머니퓰레이터는 일련의 연동장치(link)와 조인트(joint, 機軸)로 이루어져 있다. 연동장치는 조인트를 연결하는 고정된 부품이며, 조인트는 접하고 있는 연동장치 사이의 관계동작을 하게 하는 로봇의 가동성 부품이다. 머니퓰레이터는 1개의 선형(線形) 조인트와 형태가 다른 3개의 회전 조인트로 구성되어 있다.

로봇은 제작에 사용된 조인트의 수에 따라 그 역할이 달라지는데, 일반적으로 팔과 몸체에는 3개, 손목관절에는 2~3개의 조인트가 사용된다. 이러한 장치는 작업중 로봇이 부품과 공구의 위치를 바꿀 수 있게 해준다. 머니퓰레이터를 통제하는 컴퓨터 시스템은 특수한 동작을 실행할 수 있도록 프로그램되어 있어야 한다. 산업용 로봇의 프로그래밍 방법은 여러 가지가 있는데, 그중 하나는 맡은 일을 수행하고 완료하기 위해 필요한 여러 동작들을 로봇의 메모리 장치에 기억시키는 것이다.

작업은 머니퓰레이터가 순서에 따라 물리적으로 움직이거나, 제어상자(control box)를 사용하여 순서에 따라 머니퓰레이터를 동력구동함으로써 실행된다(컴퓨터 프로그램).

다른 방법은 컴퓨터 프로그래밍 언어와 매우 흡사한 프로그래밍 언어를 사용하는 것이다. 로봇 언어도 컴퓨터 프로그래밍 언어와 마찬가지로 로봇 제어를 위해 특수하게 설계된 스테이트먼트(statement：컴파일러에 뜻이 있는 명령 등의 최소 구성단위)를 가진다.

이 방법은 동작제어와 입출력 명령으로 이루어져 있다. 동작제어 명령은 로봇에게 머니퓰레이터가 공간에 위치를 잡도록 지시한다. 예를 들면 스테이트먼트 "P1으로 움직여라"는 로봇이 공간 안에서 P1의 위치로 움직이라고 명령하는 것이다. 입출력 명령은 기억소자에서 센서와 다른 장비에서 오는 신호의 수신을 제어할 뿐만 아니라 제어신호를 장비에 전달한다. 예를 들면 스테이트먼트 '신호3, 켜짐'은 로봇의 통제기에 있는 3번 출력선을 이용하여 장비 내의 원동기를 켜도록 하는 명령으로 쓰일 수 있다.

오늘날 로봇 공학의 기술은 주로 공업적인 생산과정에서 이용되고 있다(운반관리, 일관작업열). 공업용 로봇의 용도는 크게 ① 재료의 운반과 기계를 싣거나 내림, ② 제조공정의 작업, ③ 조립 및 검사 등으로 나눌 수 있다.

이밖에 로봇이 생산하는 부품을 순서대로 화물운반대에 올려놓는 복잡한 작업도 있다. 기계를 싣거나 내림에 있어 로봇은 직공 대신 기계를 관리한다. 생산작업과정에 있어서 로봇은 부품을 기계에 끼워넣거나 빼내는 데 사용한다. 이런 작업을 수행하는 로봇에는 부품을 집을 수 있는 집게손과 같은 특수한 손이 장착되어야 한다. 집게손은 작업에 사용되는 부품의 형태에 맞게 제작되어야 한다. 로봇을 결합 및 분해에 응용하는 예는 자동화된 기계 자동소자이다.

자동소자에 의해 로봇은 수치가 제어되는 공작기계를 가지고 작업을 한다. 로봇은 가공되지 않은 재료를 공작기계에 올려놓고 가공이 끝나면 내려놓는다. 이 작업은 자동적으로 반복된다.

반면에 공정작업에서는 제작 부분에서 한 공정을 행하기 위해 도구를 조정해야 한다. 로봇을 이러한 분야에 사용하는 예로 스폿 용접(spot welding)을 들 수 있는데, 1980년대 중반 미국에서는 자동차 차체의 스폿 용접과 연속 용접 및 분무기를 이용한 도장에 산업용 로봇을 흔히 이용했다.

스폿 용접에서는 스폿 용접장비를 적절히 움직여서 자동차 판금과 차체골격을 용접해 기본적인 차체의 조립을 완성시킨다. 아크 용접(arc welding)에서는 용접되어야 할 이음부를 따라 용접봉을 움직이는 연속작업을 한다. 분무도장에서는 분무장치를 조작하여 칠을 한다. 이밖에 로봇을 이용할 수 있는 작업은 연삭작업, 광택작업, 회전축이 로봇의 공구로서 역할을 하는 일정한 경로의 작업이 있다. 로봇의 이용가치는 고임금 때문에 증가할 것으로 기대된다.

공장작업에서 검사는 로봇이 인간을 대체하고 있는 한 분야이다. 검사작업에서 로봇은 센서를 이용하여 제품이 품질명세사항에 일치하는가를 검사한다. 산업용 로봇의 응용이 가지는 다른 특성은 분무도장, 아크 용접, 스폿 용접, 그리고 기계를 싣거나 내리는 특수한 일과 같이 인간이 하기에는 위험하고 지겨운 작업을 맡을 수 있다는 것이다.

이밖에 기계부품 또는 공구가 다루기에 무겁고 불편한 경우, 또는 2, 3번 자리를 이동해야 하는 경우에도 사용된다.→ 로봇