'정밀하고 신뢰할 수 있는 절단 및 가공 센터'는 산업용 로봇 암을 설명하는 데 흔히 사용되지 않는 용어들입니다. 로봇은 제조 업계에서 정확도가 부족하다는 이유로 종종 평가절하됩니다. +/- 0.100(또는 그 이상)의 허용 오차를 언급하며, 로봇은 종종 용접이나 픽 앤 플레이스 응용 분야에만 적합하다고 여겨집니다. 공장의 초기 정확도가 향상되고, 로봇이 0.005인치(또는 그 이하)의 허용 오차를 제공할 수 있도록 하는 교정 방법이 개발되면서, 로봇은 기계 가공 유형 응용 분야에서 더 이상 드문 존재가 아닙니다.
로봇 기술의 수준이 높아짐에 따라 제조 분야에서 로봇의 새로운 응용 분야가 끊임없이 개발되고 있습니다. 이제 로봇은 과거에는 CNC 기계만이 수행할 수 있다고 여겨졌던 작업들에 활용되고 있습니다. 새로운 기계적 과제를 해결하기 위해 소프트웨어도 이에 맞춰 자동화 솔루션의 제어 및 효율성 향상을 지원하기 위해 개발되고 있습니다. CNC 작업에는 프로그래밍을 위한 다양한 소프트웨어 제품군이 이미 널리 사용되고 있지만, 로봇 작업자는 종종 티칭 펜던트를 사용하여 로봇의 움직임을 수동으로 티칭하는 방법에 의존해 왔습니다. 수동 티칭 방법은 종종 시간이 많이 걸리고 정확하지 않습니다.
오프라인 프로그래밍(OLP)은 로봇 궤적을 더 빠르게 생성하는 방법입니다. 로봇 경로 프로그래밍은 컴퓨터에서 수행될 수 있으며, 로봇은 현재 실행 중인 프로그램으로 계속 작동할 수 있습니다. 오프라인 프로그래밍은 새로운 개념이 아니며, 로봇 시뮬레이션과 OLP 소프트웨어는 수십 년 전부터 사용되어 왔습니다. 현재 새롭게 출시되고 있는 OLP 소프트웨어는 더 나은 로봇 공차를 활용할 수 있는 기능을 제공합니다: CAD/CAM 데이터로부터 로봇 궤적을 생성하는 기능.
Robotmaster®는 툴패스 정보를 활용해 정확한 6축 로봇 궤적을 생성하기 위해 Mastercam을 기반으로 구축된 OLP/시뮬레이션 모듈입니다. 이미 북미 제조 시설의 대부분에서 널리 사용되고 있는 소프트웨어 도구입니다.
Mastercam은 Robotmaster 사용자에게 익숙한 CAD/CAM 환경을 제공합니다. Robotmaster는 CAD 지오메트리를 사용하여 툴패스를 생성함으로써 펜던트를 통한 티칭 또는 포인트 생성에 대한 의존성을 제거합니다. 툴패스 데이터는 오프라인에서 처리되며, 로봇 컨트롤러에 다운로드할 수 있는 파일 형태의 네이티브 로봇 명령어로 저장됩니다. 예를 들어 Motoman 로봇의 경우, 후처리 단계에서 JBI 파일이 생성됩니다. 해당 파일은 메모리 카드에 전송되거나, 로봇에 데이터를 전송하는 방식에 따라 전송될 수 있으며, JBI 파일에 포함된 작업은 로봇을 통해 실행될 수 있습니다. Robotmaster는 g-코드 컨버터가 아닌, 툴패스 데이터를 (한 번에) 처리하여 정확하게 생성합니다.
로봇 궤적을 제공하는 동시에, 사용자가 로봇을 지능적으로 프로그래밍할 수 있는 인터페이스를 제공합니다. 인터페이스를 통해 로봇 작동 방식을 제어하는 매개변수를 변경할 수 있습니다. 이동 작업, 로봇 위치 지정 및 툴링 제어를 모두 조정할 수 있으며, 가장 효율적으로 부품을 가공하기 위해 로봇 축 방향을 제어할 수 있습니다. 또한 Robotmaster는 완전한 로봇 셀 시뮬레이션과 다양한 오류 확인 기능을 제공하여 구현 전에 신뢰할 수 있는 OLP를 보장합니다.
로봇 시뮬레이션은 일반적인 줌, 회전 및 재생 제어와 함께 다양한 유용한 기능을 제공하여 시뮬레이션된 프로세스를 완벽하게 관찰할 수 있습니다. 시뮬레이션된 로봇 조인트 움직임은 사용자가 동적으로 제어하거나 수정하여 개별적인 수동 조인트 움직임의 영향을 확인할 수 있습니다. 프레젠테이션이나 데이터 공유 목적을 위해, 전체 시뮬레이션 루틴을 Robotmaster가 설치되지 않은 시스템에서도 실행할 수 있도록 내보낼 수 있으며, Core 디스플레이 인터페이스는 그대로 유지됩니다. 충돌 감지는 시뮬레이션에 적용되며, 작업 이동 시 셀별 충돌이 표시되고 충돌하는 구성요소의 그래픽이 표시됩니다. 부품 지오메트리, 작업 고정 장치 또는 툴링과의 충돌은 안전한 리트랙트 이동을 통해 교정할 수 있으며, 시뮬레이션을 통해 교정 조치가 성공적으로 이루어지는지 확인할 수 있습니다. 추가 오류 검사가 포함되어 있으며, 특정 로봇 운동학 정보를 기반으로 특이점, 도달 범위 초과, 조인트 연장 오류 등이 계산되어 이러한 오류가 발생할 경우, 모든 로봇 움직임이 중단됩니다.
주문에는 종종 설계가 매우 유사한 구성요소들이 포함되거나, 부품에 대한 수정/업데이트가 이루어지기도 합니다. 구성 프로필을 저장하면 설정된 매개변수를 유지하고 유사한 툴 작업 또는 설정에서 중복된 정의를 제거할 수 있습니다. Robotmaster는 Fanuc, ABB, KUKA, Motoman 및 Staubli의 6축 로봇을 지원하며 추가 로봇 브랜드에 대한 지원 개발을 계속하고 있습니다. Robotmaster가 적합한 현재의 응용 분야는 다음과 같으며, 이에 국한되지 않습니다: 트리밍, 용접, 몰드 가공 스프레이 코팅, 페인팅, 폴리싱, 그라인딩, 디버링/디플래싱 및 디스펜싱.
"이 소프트웨어 없이는 제 일을 할 수 없습니다."
Jacob Featherstone은 온타리오주 런던에 위치한 Armatec Survivability Corporation에서 CNC 프로그래머로 근무하고 있으며, 매일 Robotmaster를 사용하고 있습니다.
"우리가 생산에 사용하는 로봇을 이 소프트웨어 없이 프로그래밍하려면 두 배의 시간이 걸릴 것입니다. 생산을 위한 프로그램을 준비하거나 프로토타입 부품을 프로그래밍할 때는 하루에 4시간 이상 사용할 때도 있으며, 이는 Mastercam을 사용하는 시간과 거의 같습니다"
CAD/CAM 지오메트리를 설정한 후, Featherstone은 Robotmaster를 사용하여 로봇 절단 경로를 구성하고 검사합니다. 그는 시뮬레이션이 이 과정에서 핵심적인 이점이라고 말합니다: "가장 유용한 기능은 시뮬레이션입니다. 시뮬레이터를 올바르게 설정하면 기계에 맞게 프로그램을 준비하는 데 소요되는 시간을 수 시간이나 절약할 수 있습니다." Robotmaster의 오프라인 프로그래밍 덕분에 Armatec은 로봇 프로그래밍에 소요되는 시간을 하루에 몇 시간씩 절약할 수 있습니다. 서비스 업데이트와 함께 사용자는 항상 지속적인 기술 지원을 받을 수 있습니다: "이 소프트웨어 없이는 제 업무가 불가능합니다. 그리고 Robotmaster로부터 받는 지원에 대해서도 꼭 언급해야 합니다... 그들은 항상 신속하고 친절하게 대응해 줍니다."
Robotmaster는 사용자가 부품 개발 과정에서 더 높은 정확도를 달성하는 데 도움을 줄 수 있습니다. "설계자의 솔리드 CAD 모델에서 직접 툴패스를 생성할 수 있어 탄소 섬유 구성요소의 정확도가 크게 향상되었습니다. Mastercam/Robotmaster에 투자하기 전에는 6축 로봇을 일반적인 수동 티칭 방식으로 프로그래밍해 왔습니다. 도면을 작업물에 직접 테이프로 붙이고, 그 선을 따라 수작업으로 트레이싱하는 방식으로 작업을 진행했습니다. 이러한 방식은 우리가 실제로 원하는 부품의 근사치만을 만들어낼 뿐이며, 원하는 형상에 근접한 결과를 얻기 위해 프로그램을 수차례 반복 수정해야 했습니다." 라고 Ottobock HealthCare의 공정 엔지니어링 담당자인 Rick Drulard는 말합니다. Drulard는 OLP를 사용하여 생산을 운영하는 동시에 신규 생산 공정이나 R&D 작업도 병행하고 있습니다. Robotmaster 오프라인 프로그래밍을 통해 Ottobock은 수동 티칭 프로그래밍으로 인한 오류로 인해 소요되는 시간을 줄일 수 있습니다:
"Robotmaster는 특히 암의 동역학을 최적화할 수 있습니다. 과거에는, 한 노즐 방향에서 다른 방향으로 전환할 때(즉, 부품의 한쪽면을 절단한 후 다른 쪽면을 절단하는 경우) 조인트 회전을 최소화하기 위해 어느 정도 시행착오를 거쳐야 했습니다. 이제 과도한 조인트 회전에 문제가 있다면, 시뮬레이션에서 이를 확인하고 오프라인에서 수정할 수 있습니다."
조인트 회전 한계와 같은 문제는 Robotmaster에서 제공하는 다양한 기능을 사용하여 방지할 수 있습니다: 조인트 홈 값 사전 설정, 위치 변경 지점 지정 또는 축 구성을 조정하는 방식이 있습니다.
OLP 소프트웨어를 통해 얻은 시간 절감 효과는 경제적으로 실행 가능한 새로운 로봇 솔루션을 제공합니다. Robotmaster 사용을 통해 프로그래밍 및 익숙해지는 데 걸리는 시간과 같은 장벽이 크게 줄어듭니다. 따라서 기업들은 이러한 시간 요인이 문제가 되는 공정에 로봇 솔루션을 자신 있게 통합할 수 있습니다. CAD/CAM 소프트웨어를 통해 CNC 기계를 프로그래밍한 경험이 있는 직원들은 유사한 방식으로 로봇을 작동하도록 교육받을 수 있으며, 특히 Mastercam 인터페이스에 익숙한 경우 더욱 효과적입니다. CAD/CAM 경험이 없는 직원들은 Robotmaster 특정 학습에 소요되는 시간을 최소화하면서 일반적인 CAD/CAM 교육을 받을 수 있습니다. 전문가 수준의 로봇 작동에는 수년간의 경험이 필요하지만, Robotmaster는 작업자가 로봇을 수동으로 프로그래밍하는 것을 기본으로 삼던 상황에서 즉시 셀 생산성을 향상시킵니다.
제조 산업에서 로봇의 응용 분야가 계속 증가함에 따라, Robotmaster와 같은 유연하고 지원되는 OLP 소프트웨어는 계속해서 필수적인 도구로 활용될 것입니다. Robotmaster의 성능은 CAD/CAM 시스템을 로봇 명령어로 변환하는 것뿐 아니라, 사용자가 매개변수 기반 인터페이스와 시뮬레이션된 환경을 통해 명령어가 어떻게 도출되는지 제어할 수 있는 능력에서 비롯됩니다. Robotmaster 덕분에 산업 기업들은 로봇 자원을 보다 생산적으로 사용하고 경쟁력을 확보할 수 있습니다. 거대 제조기업이든 소규모 공장이든, 워크플로우에 로봇을 도입하고 작동하는 데 자신감을 가질 수 있습니다. Robotmaster는 자동화 신뢰성을 제공하는 새로운 방식입니다.
