단축 로봇: 정의, 응용 및 핵심 특징 분석

I. 단축 로봇 개요

II. 핵심 구성 요소 및 구조 설계

1. 구동 시스템(모터 측/비모터 측): 서보/스테퍼 모터를 통합하고 커플링을 통해 동력을 전달합니다.
2. 운동 유닛: 슬라이더 配合本体导轨 (슬라이더는 메인 가이드 레일과 페어링됨)로 저마찰 선형 운동을 수행합니다.
3. 보호 장치: 먼지가 많거나 습한 환경을 위한 방진 강철 벨트, 측면 가드 및 보호 덮개.
4. 전송 구성 요소: 볼 스크류 또는 타이밍 벨트로 정밀도와 속도 성능을 결정합니다.

III. 일반적인 응용 시나리오

1. 정밀 측정 및 검사

• 평탄도 테스트: X축은 왕복 스캔을 위해 레이저 거리 측정기를 구동하고 Y축은 공작물을 배치합니다. 다중 지점 샘플링은 ±0.02mm의 정확도로 평탄도 오차를 계산합니다.
• 비전 검사: X/Y축은 2D 평면 스캔을 위해 산업용 카메라를 탑재하고 Z축은 초점 거리를 조정하여 제품 결함 및 보조 재료 정렬 불량을 감지하여 품질 검사 효율성을 30% 이상 향상시킵니다.

2. 가공 및 조립

• 레이저 가공: Z축은 절단/마킹 헤드를 장착하여 갈바노미터 시스템으로 마킹 범위를 확장하여 고정밀 표면 가공을 수행합니다(최소 선 폭 0.1mm);
• 자동 나사 조임: 3축 플랫폼은 진동 피더를 통해 나사를 선택하고 사전 설정된 궤적을 따라 조임을 완료하며 위치 정확도는 ±0.1mm이고나사당 2초 미만입니다.

3. 유체 제어

• 3D 입체 분사: X/Y축은 경로를 계획하고 Z축은 디스펜서 높이를 제어하여 전자 부품 포장 및 자동차 밀봉에 적합한 복잡한 표면에서 0.5mm 직경의 정밀 분사를 달성합니다.

IV. 핵심 제품 기능

1. 고정밀 전송:
   • 볼 스크류 모델은 C5 등급 스크류를 사용하여 위치 오차 ≤±0.01mm 및 반복 위치 정확도 ±0.005mm를 달성하여 반도체 웨이퍼 취급과 같은 정밀 시나리오에 이상적입니다.
   • 타이밍 벨트 모델은 톱니 벨트 구동을 통해 최대 1500mm/s의 속도를 달성하여 고속 분류 및 컨베이어 라인에 적합합니다.
2. 환경 적응성:
   • 미로 씰을 사용한 방진 밀봉(IP54 보호 등급)으로 5μm 이상의 입자와 액체 튀김을 차단하여 수명을 20% 연장합니다.
   • 습하거나 부식성 환경(예: 의료 기기, 식품 생산 라인)을 위한 옵션인 스테인리스 스틸 바디.
3. 모듈식 설계:
   • 다중 스트로크 사양(50–3000mm) 및 모터 장착 방향(측면/단부 장착)을 지원하며, 5–200kg의 부하에 대해 서보/스테퍼 모터와 호환됩니다.
   • 플러그 앤 플레이 구조로30분 이내에 설치됩니다. 교체 가능한 슬라이더/전송 구성 요소는 가동 중지 시간을 줄입니다.

V. 주요 선택 기준

1. 조건 일치:
   • 스트로크: 유효 이동 범위를 기준으로 10%–15% 안전 여유를 선택합니다.
   • 환경: 먼지가 많은 장면의 경우 방진, 클린룸의 경우 스테인리스 스틸 클린룸 모델(표면 거칠기 Ra≤1.6μm);
   • 속도 및 정밀도: 고정밀(≤1m/s)의 경우 볼 스크류, 고속(>1m/s)의 경우 타이밍 벨트.
2. 부하 계산:
   • 동적 부하는 공작물 무게, 관성 및 마찰을 고려하여 제조업체 토크 공식을 통해 검증됩니다(안전 계수 ≥1.5);
   • 경사 모멘트 시나리오는 더 높은 비틀림 강성을 위해 가이드 레일 간격 또는 플랜지형 슬라이더를 늘려야 합니다.
3. 제어 구성:
   • 위치 피드백 및 안전을 위해 리미트 스위치(홈/리미트) 및 인코더(증분/절대)를 장착합니다.
   • 다축 조정을 위해 PLC/PC 프로그래밍 및 Modbus/Canopen 프로토콜을 지원합니다.

VI. 설치 및 유지 관리 지침

모터 설치 프로세스(타이밍 벨트 모델 예)

1. 모듈을 수평으로 놓고 모터 엔드 커버를 제거합니다.
2. 연결판 나사를 조정하여 모터 플랜지를 풀리와 정렬합니다.
3. 타이밍 벨트를 설치하고 적당한 장력을 유지합니다(처짐 ≤100mm당 5mm);
4. 대각선 고정 나사를 조이고 벨트 중심을 확인한 다음 엔드 커버를 다시 설치합니다.

정기적인 유지 관리

• 일일 검사: 케이블 마모(굽힘 반경 ≥10× 케이블 직경), 이상 소음(정상 ≤65dB)을 확인합니다.
• 분기별 유지 관리: 리튬 기반 그리스(점도 30–150cst)로 레일/스크류에 윤활유를 바르고 표면 먼지를 청소합니다.
• 반기별 점검: 나사 조임 상태를 확인합니다(토크 편차 ≤±5%), 타이밍 벨트 마모(치아 높이 손실 >20%인 경우 교체).

VII. 일반적인 고장 처리

1. 운동 정체: 스크류/레일의 异物(이물질)을 청소하기 위해 중지합니다(압축 공기 + 알코올 사용), 윤활유 보충;
2. 벨트 건너뛰기: 장력을 확인합니다(권장 80–120N/m, 장력 측정기 사용), 모터 위치를 조정합니다.
3. 위치 편차: 홈 스위치를 재보정하고 커플링 풀림 상태를 확인합니다(동심도 오차 ≤0.05mm).

VIII. 예시 응용 프로그램: 비전 검사 시스템 통합

• 장비: 제품 결함 감지기
• 구성: X/Y축 타이밍 벨트 슬라이드(스트로크 500mm×300mm, 속도 1m/s), Z축 볼 스크류 슬라이드(스트로크 100mm, 정확도 ±0.01mm);
• 기능: 카메라는 X/Y축과 함께 이동하여 전장 스캔을 수행하고 Z축은 다양한 공작물 높이에 맞게 초점 거리를 자동 조정합니다. AI 알고리즘은 분당 200개의 부품에서 0.2mm 수준의 결함 인식을 가능하게 합니다.

결론