밀링 작업을 수행하는 동안 로봇 팔의 성능을 최적화하셨나요? 관절형 로봇 팔을 사용한 가공은 설정 용이성, 반복성, 넓은 작업 공간 및 다양성을 제공하므로 공작 기계에 대한 매력적인 대안입니다.
그러나 공작기계는 로봇 팔보다 최대 50배 더 견고합니다. 로봇의 강성이 부족하면 원하는 성능을 얻기가 어렵습니다. 대화를 최소화하는 것은 일반적인 관심사이므로 처음부터 올바른 결과를 얻으려면 간과해서는 안 됩니다.
이 기사에서는 스핀들과 툴링에 초점을 맞춰 진동을 줄이기 위한 몇 가지 모범 사례를 살펴봅니다.
스핀들의 결정적인 중요성
많은 로봇 통합업체는 로봇을 먼저 선택하고 스핀들 선택은 나중을 위해 남겨둡니다. 25년 이상의 경험을 보유한 Precision Drive Methods 프로젝트 엔지니어인 Kenny Wilson은 “그 반대가 되어야 합니다”라고 말합니다.
표준 베어링 세트가 있는 스핀들은 스핀들이 받는 반경방향 하중으로 인해 밀링 작업에서 수명을 연장하지 못할 수 있습니다.
Wilson은 계속 설명합니다. “초기 테스트에서는 시스템이 작동할 수 있기 때문에 밀링용 표준 스핀들을 선택하는 것은 오해의 소지가 있을 수 있습니다. 그러나 고객 시설에서 생산 환경에 투입되면 약 6개월 후에 부품이 허용 오차를 벗어나기 시작하고 스핀들이 상당히 빨리 고장날 수 있습니다.
“클라이언트는 행복하지 않고 통합업체도 좋지 않습니다. 그들은 수리를 위해 스핀들을 우리에게 보내고 왜 이런 일이 발생하는지 알고 싶어합니다.”
재료가 단단하고 이송 속도가 충분히 높으면 표준 스핀들은 하중을 견딜 수 없습니다. 더 큰 강성과 반경 방향 탄성을 얻으려면 물리적 요구 사항을 보다 효과적으로 견딜 수 있도록 스핀들에 3중 또는 4중 베어링 세트가 필요할 수 있습니다.
Wilson은 “4개의 베어링 세트는 카탈로그에서 주문할 수 없는 경우가 많습니다.”라고 말했습니다. “종종 측정을 해야 합니다.”
그는 또한 반경 방향 강성을 높이기 위해 베어링 수를 늘리려면 일반적으로 스핀들 회전 속도를 줄여야 하기 때문에 상충 관계가 있다고 지적했습니다. 이는 베어링 수가 많을수록 스핀들 내 열이 증가하기 때문입니다.
맞춤형 스핀들 제작은 Precision Drive System에서 제공하는 서비스입니다.
Wilson은 처음부터 올바른 스핀들을 선택하는 것이 중요한 영향을 미친다는 점을 강조하면서 스핀들에 베어링을 추가하면 무게가 증가하기 때문에 때때로 통합 장치가 막히는 경우가 있다고 언급했습니다.
그리고 통합업체는 추가 중량을 감당할 수 없는 로봇 팔을 선택했을 수도 있습니다. 이는 통합업체가 고객에게 여러 로봇 팔을 공급한 후에 발생할 수 있습니다. 따라서 초기 감독으로 인해 업그레이드 비용이 상당할 수 있습니다.
이 시점에서 로봇 통합자는 6~9개월 후에 스핀들이 일상적으로 고장나는 시스템을 갖기로 물러설 수 있습니다. 그들은 시스템 가동 시간을 유지하기 위해 교체 스핀들을 추가 또는 교체해야 합니다.
결과적으로 고객은 예상치 못한 비용 증가에 만족하지 못하고 자동화 투자의 가동 시간이나 안정성에도 만족하지 못할 것입니다. 이는 분명히 새로운 시스템을 설계하는 최적의 방법이 아니며 운영 모범 사례와도 거리가 멀습니다.
스핀들을 처음부터 적절하게 고려했다면 스핀들을 처리할 수 있는 로봇이 선택되었을 것이고 나중에 발생하는 문제는 피할 수 있었을 것입니다.
이러한 솔루션을 사용하려면 사전에 더 많은 시간이 필요할 수 있지만 운영 비용이 더 낮고 결과가 더 오래 지속되면 모두가 더 만족할 것입니다. 선택한 디자인과 제품은 고객 애플리케이션의 작동 사양에 맞게 최적화됩니다.
Chatter에 대한 도구 및 해당 효과
Wilson은 “커터의 홈 수를 줄이면 진동을 줄일 수 있습니다.”라고 말했습니다. 공구 길이를 줄이고 스핀들 속도를 높이는 것이 도움이 될 수 있습니다. “이것은 발전과 속도에 관한 것입니다.”라고 그는 말했습니다. 때로는 이송 속도를 줄이면 진동이 제거되거나 최소화될 수 있습니다.
Wilson은 “대부분의 고객은 균형 잡힌 도구를 사용해야 한다는 것을 알고 있습니다.”라고 말했습니다. 때로는 더 큰 직경의 도구를 사용하는 것이 중요합니다. 인터페이스도 중요한 요소입니다. 작업을 완료하려면 충분한 그립 강도가 있어야 합니다. 사용할 수 있는 인터페이스는 여러 가지가 있으며 작업에 적합한 인터페이스를 선택하는 것이 매우 중요합니다.
액세서리가 열쇠가 될 수 있다
윌슨은 “우리는 대화를 나눴고 그것이 정상적인 것으로 판명된 경우가 있었다”고 말했다.
공작물은 공압 클램프로 고정되었으며 시간이 지남에 따라 먼지와 칩이 쌓였습니다. 그 결과 조각 자체가 진동하게 되었고, 그것이 진동의 원인이 되었습니다.
유물의 성격을 변경하거나 모든 것을 정기적으로 청소하고 유지 관리함으로써 문제가 해결되었습니다.
성공적인 프로젝트
로봇 밀링에서 소음을 줄이는 것은 예술이자 과학입니다. 요인의 조합일 수 있는 근본 원인이나 작동 변수 및 한계를 조사하기 위해 체계적인 접근 방식을 취해야 합니다.
설계 프로세스의 일부로 작업에 적합한 스핀들을 선택하는 것이 매우 중요합니다. 재작업이 필요하거나 더 나쁘게는 완전히 재설계해야 하는 프로젝트보다 성공적인 프로젝트에서 가장 중요한 요소인 경우가 많습니다.
