허용토크 및 관성 모멘트 이해
- 로봇의 가반중량(Payload : 아래모델 - 165Kg)은 로봇이 들고 작업할 수 있는 중량을 말합니다.
- 가반중량이 165Kg이라 해도 무게중심이 기준점에서 멀어질수록 토크가 커져 허용 가반중량이 작아집니다. (아래 그림 참조)
- 무게 중심을 기준으로 동일한 토크값이라도 속도에 따라 관성모멘트가 커집니다.
- 즉 툴이나 작업물이 가벼워도 무게중심이 기준점으로부터 멀어지면 허용 가반중량이 급격히 작아집니다.
- 관성모멘트나 토크가 초과한 경우 가능한 기준점으로부터의 거리를 줄이는게 좋습니다.
- 로봇의 허용 가반중량은 툴 중량에 비례하고 거리에 제곱에 반비례합니다.
초과 사용 사례
적용 로봇 : HS165 (가반중량 165Kg), 툴 (145Kg)
가반중량보다 적은 툴을 장착하여 문제가 없을 것으로 보여집니다만, 툴 중심과 기준점간 거리가 멀게 보입니다.
(로봇 : HS165, 툴 중량 : 145Kg)
툴의 질량 중심의 거리와 이너셔를 구합니다.
- 로봇의 부하추정 소프트웨어를 사용
- 툴의 3D 모델링 데이타 사용
부하계산 적용 결과는 다음과 같습니다.
- 중량 : 사용영역을 벗어남.
- 토크 : 4,5 축 사용 불가
- 이너셔 : 4,5 축 사용 불가
부하초과 시 개선 방법
- 부하가 초과될 경우 툴 중량을 줄이거나 툴 무게 중심까지의 거리를 줄이는 방법이 있습니다.
- 거리를 줄이는 방법이 보다 효과적입니다. 아래와 같이 두가지 방법으로 개선을 했을 때 중량만을 줄일 경우 이너셔 초과는 개선되지 않습니다.
- 부하계산은 당사의 부하분석 프로그램 HRLoad를 사용합니다. (HRLoad download)
중량을 줄이는 경우
- 툴의 중량을 145kg 에서 125kg으로 20kg 단축
- HRLoad 분석 결과
- 중량은 허용값 이내 (경계선상)
- 토크값 허용치 이내
- 이너셔 허용치 초과(사용 시 해당축의 수명이 짧아짐)
길이를 줄이는 경우
- 툴중량은 그대로고 툴 중심까지의 z축 거리를 100mm 단축
- HRLoad 분석 결과
- 중량은 허용값 이내 (경계선상)
- 토크값 허용치 이내
- 이너셔 허용치 하이로드로 사용 가능 (해당축의 수명이 짧아지나 1)안보다는 양호함.)