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1 中小企業部品素材共同技術開發事業最終報告書 청정환경용직각및수평다관절로봇 2002 년 12 월 31 일 주관기업 ( 주) 로보스타 공동개발기업 ( 주) 진우엔지니어링 에스앤씨시스템 성수정공사 -1-

2 제출문 중소기업청장귀하 본보고서를 [ 청정환경용직각좌표및수평다관절로봇] 에관한중소기업부품ㆍ 소재공동기술개발사업 ( 개발기간 : ~ ) 의최종보고서로제출 합니다 년 12 월 31 일 주관기업 : ( 주) 로보스타 과제책임자 : 전기만 공동개발기업 : ( 주) 진우엔지니어링 에스앤씨시스템 성수정공사 -2-

3 요약서 ( 초록) 과제명청정환경용직각좌표및수평다관절로봇 주관기업 ( 주로보스타 ) 주관기업과제책임자 전 기만 개발기관 ~ (12 월) 총개발사업비 ( 천원) 정부출연금 299,500 현금 41,391 기업부담금 현물 160,745 총개발사업비 501,636 공동개발기업 ( 주) 진우엔지니어링, 에스앤씨시스템, 성수정공사 위탁연구기관 주요기술용어 (6~10 개) 청정환경용직각좌표로봇, 청정환경용수평다관절로봇, 청정환경용 아송로봇, 크린룸조작팔, 크린룸로봇, 진공용로봇 1. 기술개발목표고정밀도전자부품의생산공정이나, 생명기술산업(BT) 에서사용되는실험용및생산용장비에적용되는직교좌표및수평다관절로봇으로, 고정밀도와고청정도의생산환경요구에따라구동시에유해미립자의발진을최대한억제하고, 주장비또는상위통제시스템과의연계동작을위하여병렬통신제어와같은한층강화된통신환경이구비된제어기를포함하는로봇시스템. 2. 기술개발의목적및중요성일반산업분야에서공정의자동화를위하여사용되는로봇은, 정밀이송나사, 감속기구, 직선안내기구와같이마찰부품들을내장하고있어미립자의발생은불가피하다. 청정환경용로봇에서는이러한미립자의발생을억제하기위하여, 구조및부품의변경이나, 불가피하게발생되는미립자의배출처리등의설계상의대책이고려되어야한다. 이러한기계구조의변경에따라로봇의동작을제어하는컨트롤러에있어서도동작제어알고리즘을새로구성하여야하며, 로봇을탑재하거나연계하여동작하는인접장비와의정보교환을위하여주장비나상위통제시시스템과네트워크를구성할수있는기능이요구되고, 따라서이에상응하는통신프로토콜을가진로봇컨트롤러의개발이필요하다. -3-

4 3. 기술개발의내용및범위 청정도클래스 10(0.1 μm/cf) 에적합 가반중량 10~80kgf 급, Frame Size 5 종의직교좌표로봇. 가반중량 2kgf(Max. 8kgf), 팔길이 450, 600, 800mm의 3종의수평다관절로봇. 네트워크용통신프로토콜(RS422, RS485 등) 을내장한로봇제어기. 4. 기술개발결과 CE Success Design 상품 Good Design 상품 특허출원 실용신안출원 5. 기대효과 - 수입대체효과 현재전량수입에의존하고있는반도체및 FPD 공정장비용의 Class10급의직 각좌표형및수평다관절형로봇의수입대체가가능하며, 향후 BT산업의발전과 더불어예상되는수요증가에대처할수있게되어무역수지의개선에기여할수 있다. - 예상수출효과국내의반도체및 FPD 장비업체들은일부대만및동남아지역으로수출하고있어이들장비업체로의판매를통한로컬수출이가능하며, 자사의판매망을통한동남아시장으로의직접수출도가능하다. 또한, 향후중국에서의반도체나 FPD 관련산업의급성장에따라중국시장으로의진출도가능할것으로예상된다. -4-

5 - 기술파급효과청정환경에관련된로봇의설계및성능평가에관련된기술의축적으로보다고도의청정기술이요구되는반도체공정용의진공로봇에기술접근이용이해져, 현재고가의수입품일색인이분야에서의국산대체를앞당길수있으며, 산업용로봇전문업체로서일련의제품군을구축함으로써, 대량생산에따른제품가격의인하효과로관련산업의경쟁력에기여할것으로예상된다. -5-

6 목 차 제 1장서론 제 1절개발대상기술의개요제 2절기술개발의필요성제3 절관련기술의현황 제 2장기술개발체계 제 1절개발의최종목표 1. 최종목표 2. 평가항목 3. 평가방법제 2절추진일정 제 3장평가결과 제제제제 1절수평다관절로봇 2절직각좌표로봇 3절통신프로그램 4절인증서및출원 제 4장제작기반구축 제제제제 1절시스템구성 2절제어기회로도 3절직각좌표로봇도면 4절수평다관절로봇도면 제 5장결론 -6-

7 제 1장서론 제 1절개발대상기술의개요 정보기술(IT) 산업이나생명기술(BT) 산업과같은첨단기술산업분야가향후의산업을선도하고있으며, 이와관련된부품이나생산장비및관련 Software산업도고도화가요구되고있다. IT산업에있어서그핵심이되고있는부품으로반도체소자및평판디스플레이를대표적으로꼽을수있으며, IT산업의급격한팽창에따라그수요도폭발적으로증가하고있다. 이와같은고정밀전자부품들을생산하기위해서는매우엄격한작업환경이요구된다. 한편의약품이나유전공학과같은 BT산업에서의생화학합성반응과같은작업공정에서도청정환경조성이필수적이다. 따라서, 이들공정장비들에서도고도의청정도가유지되도록요구되는것과함께, 소재및제조공정비용이높고설치면적의경제성확보를위하여, 고정밀도및신뢰성과콤팩트화가요구되고있다. 일반적으로산업용로봇에서는정밀이송나사, 직선안내기구, 감속기구와같은마찰구동부품이내장되어있어미립자의발생은불가피하다. 청정환경용로봇에서는이러한미립자의발생을억제하기위하여미립자의발생을방지하는부품들을채용하거나, 불가피하게발생하는미립자를공정환경으로누출시키지않도록기기를밀폐시키고기기내부의미립자를강제배출시킬수있는 2 차적인대책도필요하며, 컴팩트화및신뢰성의향상이고려된구조로설계되어야한다. 이와같이기계적인구조가달라지는데따라동작을제어하는컨트롤러에있어서도모션제어알고리즘을새롭게구성하여야한다. 또한, 로봇을탑재하는공정장비들은주변기기및장비와의연계동작이나공정정보의공유를위하여컨트롤러와컨트롤러간또는컨트롤러와상위제어시스템과의네트워크구성이요구되고있는데이를위하여상응하는통신프로토콜을내장한컨트롤러의개발이필요하다. 제 2절기술개발의필요성 일반산업용로봇중에서직각좌표형및수평다관절형로봇은대부분국내업체들에의하여개발판매되고있으나, 청정환경용에대해서는전량수입에의존하고있는실정이다. -7-

8 청정환경용로봇에있어서는미립자의발생을억제하는부품의채용이나기기의밀폐및강제배출을위한구조상의설계기술의확보가필요하며, 그에다른컨트롤러의신개발도필요하다또한, 완성된제품에대하여실제로적용될청정환경조건에서작동시켰을때요구되는청정도기준을만족하는지의성능평가기술의확보가무엇보다도필요하다. 한편반도체및 FPD 공정용으로개발된전용의로봇이있으나, Wafer나 FPD용유리기판의핸들링과같이사용범위가한정되어있어, 장비의특성에맞추어자유롭게시스템을구성할수있는범용성이결여되어있고, BT산업분야에서는전혀적용하기가곤란하며, 도입가격이지나치게높다. ( 주) 로보스타는일반산업용직교좌표및수평다관절로봇에있어서국내최초로개발및시판을하였으며, 국내시장에서의대량공급실적을바탕으로한개발, 제조능력을확보하고있다. 이를바탕으로청정환경용제품개발에필요한역량을보유하고있으나, 청정환경에적용하기위한설계기술및제품평가기술이필요하다. 제 3절관련기술현황 현재국내에서는당사를비롯한삼성전자, 로보테크등의업체에서일반산업용으로 사용하는직각좌표및수평다관절로봇에대한기술은보유하고있으나, 청정환경 용에대하여는관련제품을전량수입에의존하고있다. 또한컨트롤러의통신기 능에있어서는전용의티칭펜던트나퍼스널컴퓨터용프로그램 S/W를구동시키기 위한단순기능의통신채널은설치하고있으나, 네트워크구성을위한통신프로토 콜기능은갖추고있지못하므로 PLC 등의시퀀서를매개로한네트워크구성만이 가능한실정이다. 수입품은주로일본제품이판매되고있으며, 직각좌표형에서는직선안내기구및이송나사부를밀폐시키고부하체를탑재하는캐리어부와몸체케이스부의개구부를스테인레스스틸또는특수수지밴드와그밴드의안내기구에의하여외부로의발진을차단시키는구조를가지고있으며, 강제로내부미립자를배출시키기위한진공흡입관로를설치하고있다. -8-

9 수평다관절형에있어서는제3,4축인 Z, W축의구동에한개의이송나사축으로직선및회전운동을동시에할수있는볼나사스플라인을사용하고, 몸체에서상하로돌출되는이송나사부분을밀폐시키고, 구동모터및감속기가설치된부위를커버로밀폐시켜외부로의발진을차단하고, 직교에서와마찬가지로강제배출용관로를치하고있다. 이같은기계구조상의변경에따라, 특히 Z, W축의구동을위하여모션제어알고리즘을새롭게구성하여적합화를시켰으며, 네트워크구성을위한통신프로토콜을내장한컨트롤러가시판되고있다. 본기술을가장많이보유하고있는국가는일본이며, 특히 IAI가본기술을이용한로봇을가장많이생산하고있으며, 자국내( 일본) 에서가장많이사용되며주된수 출국으로는대한민국, 대만, 싱가폴등이있습니다. -9-

10 제 2장기술개발체계 제 1절개발의최종목표 1. 최종목표청정도 Class10에적합한직교좌표및수평다관절로봇 가. 직각좌표로봇 - 밀폐형의방진구조로이물질의침투및그리스의외부비산방지 - 상자형구조의 Base 설계로고강성실현 - 최고속도 1600mm/s로고속화실현 - 100mm ~ 1900mm의다양한스트로크실현 - 반복위치정밀도가 ±0.02mm(Option ±0.005mm) 로고정도실현 - 로봇전용 AC Servo Motor를채택하여유지보수의편리성및높은신뢰성실현 - 다양한조합이가능하도록설계되어적용시유연성실현 -10-

11 나. 수평다관절로봇 - 구조해석, 동력학해석, 동력전달기구의효율적인배치및 Arm의경량화를통한로봇의저관성및고강성을실현하여높은신뢰성을실현한다. - 고강성정밀감속기, Ball Screw 등을사용해고속, 고정도를실현하였으 며, 고강성의 Compact한구조로고가반무게의적용이가능하게설계 -11-

12 다. 로봇컨트롤러 - PLC기능내장 - 동작중 Monitoring 기능( 입ㆍ출력, 속도, 위치토크) - 다양한기능의 Host Package 및통신프로토콜 - 각종 Parameter 및 Gain 변경이용이 항목 AC 4축비고 적용 Motor AC Servo Motor Motor 용량 kw 각축별최대 1kW 사용전원 V AC 220 단상(+10~-15%) 전원주파수 Hz 50/60 전원용량 kva 4.5(Max.) 프로그램수 100 프로그램, 병렬동작 16프로그램 기억용량 프로그램당 1,000 Step, 1,000 Position 데이터입력방식 티칭방식 티칭팬던트, PC(IBM Compatible) MDI, PTP, CP 전용 15/17 외부 I/O User 16/16 확장 32/32 보호기능 통신기능 과전류, 과전압, 과부하, IPM Error 비상정지, Encoder Error, Error Recovery, State Monitoring RS232 2Ch, RS422/485(Serial) Ehernet Network 기능 Robonet(Option) -12-

13 2. 평가항목 가. 직각좌표로봇 -13-

14 나. 수평다관절로봇 -14-

15 다. 로봇컨트롤러 평가항목 단위 전체항목에서의중요도 세계최고수준 연구개발국내수준 개발목표치 성능수준 성능수준 당해 평가방법 적용 Motor AC Servo Motor AC Servo Motor AC Servo Motor Motor 용량 kw 전원용량 kw 프로그램수 64 프로그램, 병렬 16프로그램 128프로그램, 100 프로그램, 병렬 16프로그램 기억용량 3000 Step, 2000 Point 프로그램당 1,000 Step, 1,000 Position 프로그램당 1,000 Step, 1,000 Position 외부 I/O 표준 48/48 32/32 32/32 확장 48/48 32/32 32/32 통신기능 RS232 2Ch, RS422/485 (Serial) Ehernet RS232 1Ch RS232 2Ch, RS422/485 (Serial) Ehernet Network 기능 전용 Protocol (Option) 전용 Protocol (Option) -15-

16 3. 평가방법 가. 위치결정정밀도 그림1 위치결정정밀도 기준위치로부터일정방향으로순차적으로위치결정을행하고각각의위치에서기준위치로부터실제로이동한거리와이동해야할거리의차이를측정하여기준거리내에서의최대차를구한다. 측정은이동거리의전역에걸쳐규정된측정간격으로행해야한다. 여기서구해진최대차중에서최대값을측정값으로취한다. - 측정장비 : Laser 측정기( 거리측정) - 정밀도보정 : 측정된값을이용제어기의 Pitch/Rev을보정함 나. 위치결정정밀도 임의의 1점에같은방향으로위치결정을 7 회실시, 정지위치를측정해서얻은값 의최대차의 ½ 을구한다. 이측정을원칙으로하여이동거리(Stroke) 의중앙및양 단의위치에서측정된측정값의최대값을측정값으로하여이측정값의 ½ 에 ± 를 붙여표시한다. - 당사직각좌표로봇의경우 ±0.02mm 로규정함. (C7M 급( 일반용) 의 Ball Screw 사용의경우 ) - 측정장비 ; Dial Gauge (Zero Setting 후편차측정) -16-

17 그림2 위치반복정밀도 다. 로스트모션 (Lost Motion) 우선임의의 1 점에정방향에서의위치결정을행하고정지위치 (L1) 를측정한다. 다음정방향으로지령을주어이동시킨후다시역방향으로상기의 1점으로위치결정을행하여정지위치(L1') 를측정한다. 다시역방향으로지령을주어이동시킨후다시정방향으로상기의 1점으로위치결정을행하여정지위치(L2) 를측정한다. 이러한방법으로동작및측정을반복정, 역방향에서각각 7회의위치결정을행하여정지위치에서의측정값의평균값의차를구한다.( 그림 3 참조) 이측정을원칙으로하여이동거리(Stroke) 의중앙및양단의위치에서측정을행하여측정값중최대값을측정값으로한다. Lost Motion의발생원인은 Ball Screw계의강성과깊은연관이있다 * 축방향강성과관련된요인 : Ball Screw Nut 의강성, 지지 Bearing 의강성, Screw Shaft의강성 * 비틀림강성과관련된요인 : Screw Shaft, Coupling, Motor Shaft의비틀림강성 * Lost Motion 의발생을줄이기위해서는각구성요소의강성을높이고, 구성요소간강성의균형이중요하다. - 측정장비 : Laser 측정기 ( 거리측정) -17-

18 그림3 로스트모션 라. 백래쉬 (Backlash) 테이블을이송하여정지시킨후 Dial Gauge 를축방향( 이송방향) 으로기준값을 Zero Setting 한다. 그상태로(Servo On 상태로) 이송장치에의하지않고테이블에축방향으로일정의하중을가한후제거한다. 하중을제거했을때의측정값과기준값과의차이를측정값으로한다. ( 그림4 참조) 이측정을원칙으로하여이동거리(Stroke) 의중앙및양단의위치에서측정을행하여측정치중최대치를측정값으로한다. - 측정장비 ; Dial Gauge (Zero Setting 후편차측정) 그림4 백래쉬 -18-

19 마. 직각좌표로봇의제한속도 당사의직각좌표로봇에사용되는한값을갖는다. Ball Screw는그사용에있어서아래와같은제 (1) DN 값 : DN값은 Ball Screw Nut 내부에서순환하는 Ball Bearing의회전속도제한치이며이는 Ball의순환속도가빠를수록원심력의영향으로 Ball의순환이제한을받게되는데 DN 값은이의제한값이다. 연삭형 Ball Screw : DN ( 당사적용) 전조형 Ball Screw : DN (D = Ball Screw Shaft 외경 [mm],n = Ball Screw Shaft 회전속도[RPM]) (2) 위험속도 : 위험속도는 Ball Screw의회전속도에따른공진영향으로 Ball Screw Shaft 의자중에의한처짐, Ball Screw Shaft 중심의편심에기인한다. 이는 주로 Shaft 의길이가긴경우발생한다. -19-

20 제 2절추진일정 -20-

21 제 3장평가결과 제 1절수평다관절로봇 1. 허용질량관성 Moment 및계산 가. W축허용 Inertia Work의설계시가반무게외에 Hand, Tool, Work를포함한 W축의질량관성모멘트가로봇의최대허용질량관성모멘트를초과하지않도록해주십시오. Model별로봇의최대허용질량관성모멘트는다음과같습니다. 나. Model별 Work 의가반무게, W 축중심으로부터거리, 질량관성 Work 의설계시, 다음의 Model별 Work 의가반무게, W 축중심으로부터거리, 질량 관성과의관계를나타내는 Graph 를참조해주십시오. -21-

22 (1) 적용 Model:RBSA(I)50-4A, RBSA(I)60-4A ( 가) 가반무게 : 2[kgf], 속도:100[%],W축최대허용 Inertia : 0.158[kgfㆍcmㆍ s 2 ]=0.0155[kgㆍm 2 ] 인경우 ( 나) 가반무게 : 5[kgf], 속도:70[%],W축최대허용 Inertia : 0.268[kgfㆍcmㆍ s 2 ]=0.0263[kgㆍm 2 ] 인경우 -22-

23 (2) 적용 Model:RBSA(I)70-4A, RBSA(l)80-4A ( 가) 가반무게 : 5[kgf], 속도:100[%],W축최대허용 Inertia : 0.349[kgfㆍcmㆍ s 2 ]=0.0343[kgㆍm 2 ] 인경우 ( 나) 가반무게 : 10[kgf], 속도:70[%],W축최대허용 Inertia : 0.573[kgfㆍcmㆍ s2]=0.563[kgㆍm2] 인경우 -23-

24 (3) 적용 Model:RBSA(I)70-4B, RBSA(I)80-4B ( 가) 가반무게 : 10[kgf], 속도:100[%],W축최대허용 Inertia : 0.573[kgfㆍcmㆍ ]=0.563[kgㆍm2] 인경우 s 2 ( 나) 가반무게 : 20[kgf], 속도:70[%],W축최대허용 Inertia : 3.130[kgfㆍcmㆍ s 2 ]=0.3074[kgㆍm 2 ] 인경우 -24-

25 다. Work의질량관성모멘트계산 W축에대한다. Work의질량관성모멘트는다음의공식을사용하여구할수있습니 (1) 질점의질량관성모멘트 W : 질점의무게 [kgf] g : 중력가속도 [980 cm/s 2 ] x : 회전중심으로부터질점까지의거리 [cm] 또는, m : 질점의질량 [kg] x : 회전중심으로부터질점까지의거리[m] -25-

26 (2) 원통의질량관성모멘트 W : 원통의무게 [kgf] g : 중력가속도 [980 cm/s 2 ] r : 원통의반경 [cm] 또는, m : 원통의질량 [kg] r : 원통의반경 [m] -26-

27 옆의그림과같이원통의회전중심축이다른경우, W : 원통의무게 [kgf] g : 중력가속도 [980 cm/s 2 ] r : 원통의반경 [cm] l : 원통의길이 [cm] 또는, m : 원통의질량 [kg] r : 원통의반경 [m] l : 원통의길이 [m] -27-

28 (3) 직육면체의질량관성모멘트 W : 직육면체의무게 [kgf] g : 중력가속도 [980 cm/s 2 ] b : 직육면체의가로방향길이 [cm] c: 직육면체의세로방향길이 [cm] m : 직육면체의질량 [kg] b: 직육면체의가로방향길이 [cm] c: 직육면체의세로방향길이 [cm] -28-

29 (4) 구의질량관성모멘트 W : 구의무게 [kgf] g : 중력가속도 [980 cm/s 2 ] r : 구의반경 [cm] 또는, m : 구의질량 [kg] r : 구의반경 [m] -29-

30 (5) 회전중심이 Work의중심선으로부터떨어진경우의질량관성모멘트회전중심이 Work 의중심선으로부터떨어진경우에는, 먼저 Work 무게중심에서의질량관성모멘트 (J o ) 를구한후이것을 질량관성모멘트에관한평행축정리 를이용하여회전중심에서의질량관성모멘트로환산하여구할수있습니다. ( 가) Work의형상이원통인경우그림과같이원통의무게중심선이회전중심으로거리과같이질량관성모멘트를구할수있습니다. x만큼떨어진경우에는다음 J o : 원통무게중심에서의질량관성모멘트 [kgfㆍcmㆍ s 2 ] W : 원통의무게 [kgf] g : 중력가속도 [980 cm/s 2 ] r : 원통의반경 [cm] x: 원통의무게중심에서회전중심까지의거리 [cm] -30-

31 또는, J o : 원통무게중심에서의질량관성모멘트 [kgㆍm 2 ] m : 원통의질량 [kg] r : 원통의반경 [cm] x: 원통의무게중심에서회전중심까지의거리 [m] 옆의그림과같이원통의회전중심축이다른경우, J o : 원통무게중심에서의질량관성모멘트 [kgfㆍcmㆍs 2 ] W : 원통의무게 [kgf] g : 중력가속도 [980 cm/s 2 ] r : 원통의반경 [cm] l : 원통의길이 [cm] x: 원통의무게중심에서회전중심까지의거리 [cm] -31-

32 또는, J o : 원통무게중심에서의질량관성모멘트 [kgㆍm 2 ] m : 원통의질량 [kg] r : 원통의반경 [m] l : 원통의길이 [m] x: 원통의무게중심에서회전중심까지의거리 [m] ( 나) Work의형상이직육면체인경우그림과같이직육면체의무게중심선이회전중심으로거리다음과같이질량관성모멘트를구할수있습니다. x만큼떨어진경우에는 J o : 직육면체무게중심에서의질량관성모멘트 [kgfㆍcmㆍs 2 ] W : 직육면체의무게 [kgf] g : 중력가속도 [980 cm/s 2 ] b : 직육면체의가로뱡향길이 [cm] c: 직육면체의세로뱡향길이 [cm] x: 직육면체의무게중심에서회전중심까지의거리 [cm] -32-

33 또는, J o : 직육면체무게중심에서의질량관성모멘트 [kgㆍm 2 ] m : 직육면체의질량 [kg] b : 직육면체의가로뱡향길이 [m] c: 직육면체의세로뱡향길이 [m] x: 직육면체의무게중심에서회전중심까지의거리 [m] ( 다) Work의형상이구인경우그림과같이구의무게중심선이회전중심으로거리같이질량관성모멘트를구할수있습니다. x만큼떨어진경우에는다음과 -33-

34 J o : 구무게중심에서의질량관성모멘트 [kgfㆍcmㆍs ] W : 구의무게 [kgf] g: 중력가속도 [980cm/s 2 ] r: 구의반경 [cm] x: 구의무게중심에서회전중심까지의거리 [cm] 또는, J o : 구무게중심에서의질량관성모멘트 [kgfㆍm 2 ] m : 구의질량 [kg] r: 구의반경 [m] x: 구의무게중심에서회전중심까지의거리 [m] -34-

35 (6) 질량관성모멘트의계산예다음그림과같은복잡한형상을가진 Work의질량관성모멘트를구할때는몇개 의 Part 로즉, 2 개의직육면체 1과 3, 그리고원통형 2의 Part로나누어계산하는것이편리합니다. -35-

36 - 직육면체 1의 W축에대한질량관성모멘트계산 또는, - 원통 2의 W 축에대한질량관성모멘트계산: 또는, - 직육면체 3의 W 축에대한질량관성모멘트계산: 또는, -36-

37 전체 Work 의질량관성모멘트: 또는, -37-

38 제 2절직각좌표로봇 1. 가감속시간에따른가반무게및모터의부하율변화 가. RBCD-08 가반무게별모터부하율 나. REC-10 가반무게별모터부하율 -38-

39 다. REC-20 가반무게별모터부하율 라. REC-30 가반무게별모터부하율 -39-

40 마. REC-50 가반무게별모터부하율 바. REC-70 가반무게별모터부하율 -40-

Unihost2002Xp 를개발하였습니다. 나. 추가기능 (1) AutoCAD 호환 AutoCAD 에서선, 원, 원호, 다중텍스트의 4가지명령어로작성된도면을 DXF 파 일로저장합니다.

41 제 3절통신프로그램 1. Unihost 가. 목적현재모든산업용로봇에는컴퓨터(PC) 를이용한로봇시스템조작이각광을받고있습니다. 하지만최근 Windows의개발이점점급속히진행되어 XP버전까지출시됨에따라이에대응하고좀더조작이편리하고새로운기능으로서비스을제공하고자기존의 NewRo Unihost보다도한단계이상의업그레이드된버전으로 Unihost2002Xp 를개발하였습니다. 나. 추가기능 (1) AutoCAD 호환 AutoCAD 에서선, 원, 원호, 다중텍스트의 4가지명령어로작성된도면을 DXF 파 일로저장합니다. 이파일을 Unihost에서불러서사용할시에 Job 파일과 Point 파 일이자동으로생성되도록편리성을제공합니다. 기본적으로각로봇의타입에따 라서로봇의최대범위가설정된도면을제공함으로서로봇이범위를이탈하여안 전사고가발생하지않도록안전성과도면작성에편리성을추구하였습니다. (windows 98) (windows XP) -41-

42 (2) Joystick 기능 Joystick으로좀더다양한방법의 Jog 기능을제공합니다. 마우스나키보드로 Jog 기능을할경우발생하는불편한점을개선하기위한것으로저속도의 Jog 기능에적합하도록설계되었습니다. 기본적으로파라미터에서지정된속도에맞추어져있습니다. 또한조이스틱의특성상온도나주변상태에따라달라지는원점을보완하고자원점설정기능을추가하여이용하는데있어서불편한점이없도록하였습니다. (3) 통신상태보기기존의유니호스트의경우는통신중에러가제어기상의문제인지아니면프로그램상의문제인지를보기위해서는따로통신분석기를구입해야했지만이번에새로제공된통신기능보기는통신을하고있는상태가올바르게전송이이루어지고있는지를확인할수있습니다기본적으로이기능을사용하시려면프로토콜에대한충분한이해가필요합니다. 그렇지만기본적인프로토콜에대한이해만있어도어느정도사용하는데에는큰무리가없습니다. -42-

43 5. 실용신안등록 1) 고안의국문명칭 : 씰타입방진형직각좌표로봇출원번호 : ) 고안의국문명칭 : 스틸벨트구동형로봇출원번호 : ) 고안의국문명칭 : 직각좌표로봇의동기제어장치출원번호 : ) 고안의국문명칭로봇의자동조심형구조출원번호 : ) 고안의국문명칭 : 로봇의작동구조출원번호 : ) 고안의국문명칭 : 로봇의작동구조출원번호 :

44 CERTIFICATE -44-

45 우수산업디자인상품선정증 - 수평다관절로봇 -45-

46 출원번호통지서 -46-

47 -47-

48 -48-

49 -49-

50 -50-

51 시험성적서 -51-

52 최종검사성적서 -52-

53 -53-

54 시험성적서 -54-

55 제 4장제작기반구축 제 1절시스템구성 -55-

56 제 2절제어기회로도 1. RCM4 컨트롤러의외형도 2. Teach Pendant 의외형도 -56-

57 3. 제어기회로도 가. CPU 나. CHIP BUS DECODER 다. MEMORY 라. SERIAL TIMER 마. ENCODER 바. ASIC0 사. ASIC1-57-

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60 -60-

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66 제 3절직각좌표로봇도면 1. RBCD32N(H)SA 외관도 2. 총조립도 3. BASE 가공도 4. Carrier 가공도 5. Ball Screw 가공도 -66-

67 -67-

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72 제 4절수평다관절로봇도면 1. RBSA-Series 외관도 -72-

73 2. RBSA-Series 내부구조도 -73-

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82 제 5장결론 전체적으로당사는이번프로젝트를통하여여러가지의새로운경험을하게되었다. 당사는기본로봇기술을보유하고있다는장점을이용하여이프로젝트가쉽게성공할것이라고예측하였고, 초기제품도예상보다빠르게만들어졌다. 하지만개발은초기제품이만들어졌을때부터새로운각오로새발돋음을하지않으면안될정도로우리의기대감에전혀미치지못했다. 로봇한축의성능은전혀문제가되지않았으나, 3축혹은 4축이조합되는과정에과거에겪지못했던새로운문제점을발견하게되었고, 실제크린룸용작은부품을조립하는과정에기존의당사로봇에잠재되어있던문제점도알게되었다. 이로인해 3차례의설계변경을하지않으면안되었고크린룸에관한새로운연구를하지않을수없게되었다. 또한그동안다이알게이지에의존하던정밀도문제도새롭게정립하여반복정밀도, 위치결정정밀도, 로스트묘션, 백래쉬등으로세분하여관리하게되었고, 레이져시스템을구비하여위치뿐만아니라운동시직직도또는진동에관해서도새롭게연구를하게되었으며, 수평다관절로봇의끝단부하에관한관성(Inertia) 도새롭게정리하여사용자요구에완벽한대응을준비하였습니다. 이번기회를통해통신관련한프로그램도새롭게정비하여위도우즈(Windows) 프로그램의다양한변화에도적용하며, Auto CAD 프로그램과도호환이가능하도록새롭게구성하여만들었고, CE, Success Design, Good Design, 특허및실용신안등지적재산도획득하였습니다. 이번제품이시제품임에도불구하고당사의기술력을믿고, 시행착오를각오하면서당사제품을사용해주신고객님께감사드리며, 이런기회를마련해주신중소기업청모든분들에게고마운마음을전해드립니다. -82-

TDB 3000 Series Full Closed Loop STEP DRIVER의특징 Feedback-Loop로인한진동이없음 감속기없이높은토크구현 높은정밀도 정확한속도제어 SERVO DRIVER의특징 위치유지력 탈조가없음 토크제어가능 STEP DRIVER 와 SERVO

TDB 3000 Series Full Closed Loop STEP DRIVER의특징 Feedback-Loop로인한진동이없음 감속기없이높은토크구현 높은정밀도 정확한속도제어 SERVO DRIVER의특징 위치유지력 탈조가없음 토크제어가능 STEP DRIVER 와 SERVO Full Closed Loop STEP DRIVER의특징 Feedback-Loop로인한진동이없음 감속기없이높은토크구현 높은정밀도 정확한속도제어 SERVO DRIVER의특징 위치유지력 탈조가없음 토크제어가능 STEP DRIVER 와 SERVO DRIVER 의장점을일체화저발열및토크특성우수 TDB 000 V 48 바이폴라 (Bipolar) Closed-Loop 스텝모터드라이버