직접 답변: 로봇 페이로드는 부품 무게가 아닙니다. 엔드 이펙터의 질량과 부품의 질량을 합한 값이며, 이 질량은 툴링이 엔드 이펙터와 손목 플랜지 사이에 만들어 놓은 거리에 따라 결정됩니다. 로딩 사이클 동안 동일한 툴링이 부품을 넣고 완성된 부품을 빼내므로 툴링의 질량은 사이클 전체에 걸쳐 존재합니다. 로봇 팔의 크기는 실제 오프셋을 기준으로 이 합계를 계산하고 여유 마진을 확보하여 결정해야 합니다.
누구를위한 것인가 : 이 문서는 기계 적재 및 하역 작업에 사용할 로봇을 선정하는 엔지니어와 구매자를 위해 작성되었으며, 특수 제작된 엔드 이펙터가 부품을 기계 안팎으로 운반하는 데 사용됩니다.
범위: 이 EVST 가이드는 페이로드 검사에 포함되어야 하는 내용, 질량 중심까지의 거리가 질량만큼 중요한 이유, 그리고 공급업체가 로봇 팔의 크기를 결정하기 전에 제공해야 하는 정보에 대해 다룹니다. 그리퍼 설계, 기계 인터페이스 또는 사이클 타임 모델링은 다루지 않습니다.
로봇 탑재량 수치가 포함해야 하는 내용
대부분의 문의에서 가장 먼저 나오는 질문은 부품의 무게입니다. 이는 올바른 질문이지만, 답변의 절반에 불과합니다. 왜냐하면 로봇이 운반하는 것은 부품 그 자체가 아니기 때문입니다.
참고 영상에서 6축 로봇 팔은 특수 제작된 대형 엔드 이펙터에 평평한 링 형태의 가공물을 고정하고 기계에서 들어 올립니다. 툴링 플레이트와 링은 함께 엔드 이펙터 손목에 매달려 있습니다. 가공물 자체만으로 채워진 페이로드 테이블에서는 사이클의 매 순간 존재하는 질량이 제외됩니다.
에 따르면 ISO 10218-2 : 2025 평가해야 할 것은 로봇 그 자체가 아니라 로봇의 활용 방식이며, 상용 제품에서도 페이로드는 동일하게 적용됩니다. 즉, 로봇 팔, 엔드 이펙터, 작업물은 세 가지가 아니라 하나의 선택 항목입니다.
이런 프로젝트에서 가장 저렴한 수정 방법은 도면에서 하는 것입니다. 공구를 제외한 로봇 탑재량 수치는 로봇 팔이 이미 설치된 후에야 발견되는 경우가 많습니다.
로딩 사이클은 공구를 양방향으로 운반합니다.
해당 영상은 두 가지 중요한 동작을 보여줍니다. 하나는 부품이 기계에 들어가는 것이고, 다른 하나는 완성된 부품이 나오는 것입니다. 이 두 동작 모두 동일한 엔드 이펙터에 의해 수행됩니다.
즉, 공구 질량은 사이클 전체에 걸쳐 일정하며 부품만 이동하고 제거된다는 의미입니다. 손목에 최악의 상황은 특정 순간이 아니라 부품이 하중을 받는 상태이며, 이는 사이클당 한 번이 아니라 두 번 발생합니다.
셀이 동일한 툴링을 사용하여 로딩 및 언로딩하는 경우, 로딩된 상태를 기준으로 크기를 측정하는 것이 정확한 기준이 됩니다. 각 방향에 대해 별도의 툴링을 사용하는 경우에는 각 방향을 개별적으로 확인해야 합니다.
거리는 하중의 일부입니다.
정격 하중은 명시된 무게중심 오프셋을 기준으로 합니다. 플랜지에서 더 멀리 장착된 동일한 질량은 손목이 유지해야 하는 모멘트를 증가시키며, 대형 엔드 이펙터는 일반적으로 단순 그리퍼보다 공작물을 더 멀리 밀어냅니다.
이것이 바로 부품 무게가 동일한 두 셀이라도 서로 다른 암이 필요할 수 있는 이유입니다. 차이점은 질량이 아니라 기하학적 구조에 있습니다. ISO 9283:1998산업용 로봇의 성능 기준은 정의된 테스트 조건 하에서 명시되어 있으며, 이는 카탈로그의 수치가 실제 작동 셀이 아닌 테스트 조건을 나타낸다는 점을 상기시켜 줍니다.
협력업체에 수치를 보낼 때는 오프셋 정보도 함께 보내십시오. 즉, 공구의 대략적인 무게중심과 고정된 부품의 무게중심을 함께 보내야 합니다. 거리가 없는 두 질량은 페이로드 다이어그램과 비교하여 확인할 수 없습니다.
영상이 증명하는 것과 증명하지 못하는 것
해당 영상은 특수 제작된 엔드 이펙터를 장착한 로봇이 링 모양의 가공물을 잡고 기계에 넣은 다음, 공구와 가공물이 함께 손목에 걸린 완성된 부품을 다시 들어 올리는 일련의 과정을 보여줍니다.
이는 어떠한 질량, 오프셋, 사이클 시간 또는 위치 지정 기능을 증명하는 것이 아닙니다. 이 기사의 어떤 내용도 여기에 제시된 셀의 측정값으로 해석되어서는 안 됩니다.
가시적인 증거와 공학적 결론을 분리하는 것이 그 결론을 자신의 프로젝트에 적용 가능하게 만드는 핵심입니다. ISO 12100:2010위험 평가는 장비의 한계를 파악하는 것에서 시작되며, 로봇 탑재량 제한은 그러한 한계 중 하나입니다. 간단히 말해, 로봇 탑재량은 승인 결과가 아니라 선택 입력값입니다.
간략한 의사결정표
공구가 부품에 비해 가볍고 플랜지에 가깝게 위치하는 경우, 일반적으로 합계에 대한 페이로드 검사만으로도 충분합니다.
공구가 무겁거나 길 경우, 오프셋이 중요하며 손목 모멘트는 명목상의 지점이 아닌 실제 거리에서 제조업체의 도면과 비교하여 확인해야 합니다.
적재 및 하역에 서로 다른 공구를 사용하는 경우, 이를 두 개의 적재 사례로 처리하십시오. 단일 공구로 두 작업을 모두 수행하는 경우, 적재 상태를 기준으로 크기를 측정하고 하역 시 이동 거리가 동일한 범위 내에 있는지 확인하십시오.
| 상태 | 무엇이 지배하는가 | 무엇을 확인해야 하나요? |
|---|---|---|
| 플랜지 근처의 가벼운 공구 | 총 질량 | 정격 탑재량 대비 공구 및 부품 합계 |
| 무겁거나 긴 공구 | 질량 중심 오프셋 | 실제 거리에서의 손목 움직임 (명목상의 지점이 아님) |
| 방향별로 다른 공구 사용 | 두 가지 부하 조건 | 각 방향은 최악의 상태를 기준으로 크기가 정해집니다. |
| 여러 부품에 공통으로 사용되는 공구 | 가장 무거운 변형 | 최악의 시나리오 대비 로봇 탑재량 여유 |
견적을 요청하기 전에 준비해야 할 사항
부품의 무게와 외형 치수, 대략적인 무게중심. 그리퍼의 개념: 잡는 방식, 대략적인 무게, 돌출 길이.
물건을 집어 옮기는 동작과 물건을 놓는 동작 사이의 기하학적 관계: 거리, 높이 차이, 그리고 로봇 팔이 기계 내부로 들어가야 하는지 여부.
사이클 요구 사항 및 배치 크기, 그리고 둘 이상의 부품 변형이 동일한 툴링을 공유하는지 여부.
이것이 더 넓은 범주에 어떻게 들어맞는지
탑재량 크기 조정은 도달 거리 및 자세 확인과 함께 이루어집니다. 하중을 운반하는 암이라도 기계 개방에 필요한 자세에 도달하지 못할 수 있습니다.
기계 로딩 애플리케이션의 경우, 기계와의 인터페이스, 도어 인터록 및 부품 배치 방식은 부품 자체만큼이나 툴링에 큰 영향을 미칩니다.
탑재량, 도달 범위 및 인터페이스를 세 가지 순차적인 결정이 아닌 하나의 반복 작업으로 처리하십시오.
자주하는 질문
정격 탑재량에 그리퍼가 포함되나요?
예. 정격 하중은 플랜지에 실리는 총 질량, 즉 엔드 이펙터와 공작물의 질량을 명시된 질량 중심 오프셋을 기준으로 측정한 값입니다.
왜 같은 무게의 로봇을 사용해야 하는 세포마다 필요한 로봇의 크기가 다를까요?
오프셋이 다르기 때문입니다. 질량 자체는 변하지 않더라도 플랜지에서 더 멀리 떨어진 곳에 질량이 고정되면 손목 모멘트가 증가합니다.
만약 해당 부품이 한 방향으로만 운반된다면 어떻게 될까요?
그러면 적재된 이동과 적재되지 않은 이동은 별도의 하중 조건으로 처리됩니다. 크기는 자체 오프셋에서 더 무거운 쪽을 기준으로 합니다.
얼마나 여유분을 남겨둬야 할까요?
이는 제조업체의 도면, 동작 프로필 및 향후 부품 변형에 따라 달라지며, 고정된 비율이 아니라 프로젝트 차원에서 결정되는 사항입니다.
신청서 검토를 위한 프로젝트 입력 자료
기계 적재에 적합한 로봇 크기를 결정할 때, 단일 무게보다는 적재 사례 데이터를 보내는 것이 가장 빠르고 유용한 답변을 얻을 수 있는 방법입니다. EVST는 카탈로그 수치가 아닌 실제 부품을 기준으로 적재 용량 관련 질문을 분석합니다.
- 부품 무게, 외형 및 대략적인 질량 중심
- 그리퍼 개념, 대략적인 질량 및 투영
- 기계 내부로 손을 뻗는 동작을 포함한 픽앤플레이스(pick and place) 기하학
- 주기 요구 사항, 배치 크기 및 부품 변형
해당 네 가지 값을 보내주시면 EVST에서 실제 부품 및 툴링을 기준으로 페이로드와 손목 모멘트를 확인합니다. 관련 자료: 로봇 머신 텐딩, 도달 및 자세 확인.