적합한 로봇 그리퍼를 선택하는 것은 처음에는 간단해 보일 수 있습니다. 부품을 집어 이동하고 배치해야 합니다. 따라서 다음 단계는 명백해 보입니다: 그리퍼를 비교하여 적합한 것을 선택하세요. 하지만 그것이 많은 암 끝단 공구 프로젝트가 불필요하게 어려워지는 이유입니다.

로봇 그리퍼는 단순히 로봇 암 끝에 있는 부품이 아닙니다. 그것은 로봇, 작업물, 그리고 생산 공정 간의 직접적인 인터페이스입니다. 그것은 그립 신뢰성, 사이클 타임, 포지셔닝, 에너지 사용, 설치 노력, 그리고 시운전에 영향을 미칩니다.

그래서 로봇 그리퍼를 선택할 때는 그리퍼 자체에서 시작해서는 안 됩니다. 애플리케이션에서 시작해야 합니다.

목표는 동작, 로봇 설정, 시스템 아키텍처 및 생산 환경을 고려하여 작업물에 가장 적합한 그리핑 콘셉트를 정의하는 것입니다. 이러한 요소가 명확해지면, 적합한 산업용 로봇 그리퍼, 진공 솔루션 또는 완전한 엔드-오브-암 공구(툴) 콘셉트를 선택하는 것이 훨씬 쉬워집니다.

여기 실용적인 5단계 프로세스가 있습니다.

1. 실제 애플리케이션 정의
작업물, 움직임, 환경, 공차 및 유연성 요구사항

2. 그리핑 컨셉을 선택하세요
작업물의 동작 및 프로세스 안정성을 기준으로 진공 또는 기계식 그리퍼를 선택하세요

3. 시스템 아키텍처를 정의하세요
중앙 집중식 또는 분산식 진공, 공압 또는 전기식 작동 방식, 로봇 및 컨트롤러 인터페이스

4. 그리퍼 유형을 선택하세요
기하학과 운동을 기반으로 한 평행, 각형, 방사형, 3-지창 또는 적응형 그리퍼

5. 접점 개념을 디자인하고 검증
그리퍼 핑거, 흡착컵, 공차, 표면 동작 및 실제 조건 테스트

그리핑 기술을 비교하기 전에 로봇 그리핑 시스템이 실제로 해야 할 일을 정의하십시오.

작업물부터 시작하세요. 표준 데이터를 넘어서 실제 생산 조건을 확인하세요:

• 무게와 무게중심
• 형상과 접근성
• 표면 구조와 마찰
• 압력, 자국 또는 변형에 대한 민감성
• 픽 포인트에서의 포지셔닝과 방향
• 필요한 배치 방향과 정확도
• 형상, 표면, 포지셔닝 또는 무게의 허용 오차
• 먼지, 오일, 습기, 온도 또는 세척 영향
• 현재 및 미래의 형식 변경

그다음, 움직임을 살펴보세요. 시간은 돈입니다! 애플리케이션에서 요구하는 대로 그립 시간을 가능한 짧고 적절하게 유지해야 합니다. 앞을 내다보세요: 언젠가는 프로세스를 더 속도감 있게 진행하고 싶을 수도 있습니다. 작업물을 잡았다면, 안정적인 그립만으로는 충분하지 않습니다. 로봇이 속도를 높이고, 속도를 낮추며, 방향을 바꾸고 부품을 배치하는 동안 작업물이 안전하게 유지되어야 합니다.

이것이 종종 개념이 어려움을 초래하기 시작하는 지점입니다. 로봇 이동 프로파일, 사이클 타임, 픽 위치 또는 배치 요구사항이 명확하지 않으면, 엔드-오브-암 공구 디자인이 불필요하게 더 복잡해질 수 있습니다. 팀은 안전을 위해 추가적인 힘, 추가적인 무게 또는 추가적인 안전 여유를 더할 수 있습니다.

주요 질문은 다음과 같습니다: 작업물이 픽에서 놓기까지 어떻게 이동하며, 안정적인 그립 동작을 만들기 위해 사용할 수 있는 사이클 타임은 얼마입니까?

애플리케이션이 명확해지면, 그립 원칙을 더 확신을 가지고 평가할 수 있습니다.

첫 번째 기술적 결정은 일반적으로 진공 그리퍼를 사용할지 기계식 그리퍼를 사용할지에 대한 것입니다. 이 결정은 항상 애플리케이션에 따라 이루어져야 합니다. 특정 그립핑 기술이 다른 기술보다 항상 우수한 것은 아닙니다.

진공 그립핑이 적합한 경우

진공 그리핑은 다음과 같은 경우에 적합합니다:

• 작업물이 안정적인 씰을 가능하게 하는 표면을 가지고 있을 때
• 부드러운 핸들링이 중요한 경우
• 더 큰 표면에 서포트가 필요할 때
• 다양한 크기나 모양을 핸들링해야 할 때
• 부품이 플랫하고 유연하며 민감하거나 기계적으로 그립하기 어려울 때
• 여러 개의 흡입 지점이 안정성을 향상시킬 수 있습니다

진공 그립은 패널, 시트, 패키징, 상자 및 많은 섬세한 작업물에 잘 작동할 수 있습니다. 하지만 가장 중요한 것은 실제 표면입니다. 다공성, 거칠기, 곡률, 먼지, 오일 및 누설 동작은 생산 결과를 변경할 수 있습니다.

기계적 그립은 다음의 경우에 적합합니다:

• 부품은 정의된 가장자리, 모양 또는 그립 포인트를 갖추고 있습니다
• 포지셔닝은 정확히 제어되어야 합니다
• 표면 품질로 인해 진공이 신뢰할 수 없습니다
• 동적인 움직임에는 안전한 고정이 필요합니다
• 서식 맞춤 또는 힘 맞춤 그립이 더 나은 안정성을 제공합니다
• 작업물은 내부 또는 외부에서 고정되어야 합니다

기계적 그리핑은 위치와 움직임을 매우 효과적으로 제어할 수 있습니다. 손가락 디자인, 그리핑 힘, 접촉 표면 및 공차 보정은 작업물에 맞춰야 합니다.

키는 "어떤 그리퍼가 가장 좋은가요?"라고 묻지 않는 것입니다

질문하세요: 작업물의 동작, 이동, 그리고 요구되는 공정 안정성을 위해 어떤 그립 개념이 가장 적합한가요?

그리핑 개념이 명확해지면 다음으로 결정해야 할 것은 시스템 아키텍처입니다. 이 단계에서 로봇 그리퍼는 전체 자동화 시스템에 연결됩니다.

진공 솔루션의 경우, 아키텍처에는 중앙 집중식 또는 분산식 진공 생성이 포함될 수 있습니다. 여러 흡입 지점을 사용할 때 중앙 집중식 진공 생성은 좋은 선택입니다. 분산형 진공 생성은 반응 시간, 로컬 컨트롤러 또는 모듈식 그리퍼 존이 중요한 경우 유용할 수 있습니다.

기계식 그리퍼의 경우, 공압 및 전기 작동 간 선택이 아키텍처에 자주 포함됩니다.

공압 그리퍼는 디자인에 따라 컴팩트한 크기와 낮은 무게를 강력한 그립 힘과 결합할 수 있습니다. 이들은 특히 압축 공기가 이미 사용 가능한 장소에서 강력하고 고속이거나 공간이 제한된 작업을 처리하는 데 적합합니다.

전기 그리퍼는 제어된 포지셔닝, 조절 가능한 스트로크, 힘 제어 또는 피드백이 중요한 애플리케이션에 적합한 선택이 될 수 있습니다. 형식 변경이 자주 발생하거나 시운전 및 진단을 위한 추가 프로세스 데이터가 필요한 경우 유용할 수 있습니다.

시스템 아키텍처에는 다음이 포함됩니다:

• 로봇의 페이로드 및 관성 한계
• 중심점 및 질량 분포
• 케이블 및 호스 연결 관리
• 제어 및 통신 관리와 인터페이스
• 로봇의 제어 아키텍처 및 생태계
• 에너지 사용 및 공기 소비
• 유지보수 접근
• 미래 변형 제품을 위한 확장성
• 센서 및 진단 요구사항

이는 end-of-arm 툴링을 계획하는 것이 전체 시스템에 영향을 미치는 결정이라고 할 수 있습니다. 로봇 end effector는 부품으로 적절해 보일 수 있지만, 로봇, 컨트롤러 아키텍처, 또는 생산 설정과 일치하지 않으면 여전히 문제를 일으킬 수 있습니다.

주요 질문은 다음과 같습니다: 어느 아키텍처가 전체 핸들링 시스템에 적합합니까?

개념이 기계적 그립핑을 지향한다면, 다음 단계는 그리퍼 유형을 선택하는 것입니다. 이것은 여전히 세부적인 구성 요소의 선택이 아닙니다. 작업물을 어떻게 접근하고, 잡고, 이동하고, 배치할지 결정합니다.

일반적인 로봇 그리퍼 유형은 다음과 같습니다:

적합한 그리퍼 유형은 기하학적 구조, 접근성, 포지셔닝, 이동 안정성, 사용 가능한 공간 및 향후 유연성에 따라 다릅니다.

핵심 키 질문은 다음과 같습니다: 그리퍼는 어떻게 접근하고, 잡고, 이동해야 하나요. 그리고 실제 프로세스에서 작업물을 배치합니까?

접점 개념은 엔드-아암 툴링 디자인이 구체화되는 단계입니다. 작은 선택이 그립 신뢰성에 큰 영향을 줄 수 있는 단계이기도 합니다.

로봇 그리핑 시스템은 이론적으로 올바르게 설계되더라도 접점이 실제 작업물 표면과 일치하지 않으면 생산에서 실패할 수 있습니다. 먼지, 오일, 곡률, 다공성 또는 표면 변형은 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.

검증은 그러한 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

상세한 엔지니어링 단계로 이동하기 전에 실제 조건에 따라 개념을 점검하십시오:

• 로봇 이동 중에 작업물이 안전하게 고정되어 있습니까?
• 공차가 픽업 또는 배치에 영향을 미칩니까?
• 지정된 그립 속도로 사이클 타임이 현실적으로 가능한가요?
• 시스템이 먼지, 기름, 습도 또는 온도에 어떻게 반응합니까?
• 개념이 미끄러진 그립을 감지할 수 있습니까?
• 이진 피드백만으로 충분합니까, 아니면 진단 값이 필요합니까?
• 개념이 향후 작업물 변형을 처리할 수 있습니까?
• 시뮬레이션만으로 충분합니까, 아니면 애플리케이션을 테스트해야 합니까?

검증은 가정을 자신감으로 바꿔줍니다. 이는 재설계 반복, 시운전 지연 및 과도한 사이즈 문제를 줄이는 데 도움이 됩니다. 실제 사용 조건에서 테스트를 권장합니다.