안정화 시간 / Stabilization Time

산업이 고도화되면서 로봇은 계속해서 빠르고 어려운 일을 담당하고 있습니다.

 

그 중 하나가 고속 Pick and Place 입니다. (고속핸등링 / 배터리 산업 등)

대부분의 로봇 브랜드는 축별 속도 (또는 TCP 기준의 최대 선속도), 반복정밀도 등의 정보만을 제공합니다.

 

그러나 고속 Pick and Place의 경우에는 위의 정보뿐 아니라, 꼭 알아야하는 필수 조건이 있습니다. 

바로 "안정화 시간 / Stabilization Time" 입니다.

 

안정화 시간은 로봇이 위치에 도착하고 진동이 사라지는데 소요되는 시간입니다.

 

그렇다면 왜 중요한지 알아보겠습니다.

 

고속 Pick and Place의 경우, 짧은 거리를 약 0.5 초 내외로 왕복, ±0.1 mm 의 위치 오차를 조건으로 합니다.

 다수의 브랜드가 해당 조건을 만족할 수 있음을 주장하지만, 이면에는 숨겨진 내용이 있습니다.

 

0.5 초의 사이클 타임을 충족하기 위해서는 상대적으로 높은 속도를 사용해야 합니다.

이 때, 로봇의 강성이 버텨주지 않는 경우에는 큰 진동이 있을 수 있습니다. 

 

그리고 이러한 진동을 상쇄시키는 안정화 시간에 따라, 사이클 타임은 큰 차이를 보입니다.

 

예를 들면, 다음의 경우가 있습니다.

 

고속 Pick and Place

 위의 경로를 0.5 초에 왕복 ( Pick - Place - Pick ) 할 수 있는 로봇이 있습니다.

그러나 Place (또는 Pick) 위치에 도착하여 ±0.1 mm 이내의 품질을 만족해야 한다면 어떻게 될까요?

 

다음은 로봇 A 와 B 를 측정한 결과 입니다.

(설명을 위한 임의 자료입니다. 실제 측정에는 3차원 Laser Tracker가 사용됩니다.)

로봇 A는 도착 후 약 0.1 초 후에 진폭이 0.1 mm 에 도달하는것을 알 수 있습니다.

로봇 B는 0.01 초 후에 진폭이 0.1 mm 에 도달하였습니다.

 

두 로봇의 사이클 타임이 0.5 초로 동일하다고 하였을 때를 가정하여 설명드리겠습니다.

 

로봇 A는 Place 위치에 도착하여 위치오차 ±0.1 mm 이내 조건을 만족하기위해 0.1 초 또는 그 이상의 대기시간이 필요합니다.

 

로봇 A의 실질 사이클 타임 = 0.5 초 + 0.1 초 = 0.6 초 (기존 대비 20 % 증가)

 

로봇 B는 Place 위치에 도착하여 위치오차 ±0.1 mm 이내 조건을 만족하기위해 0.01 초의 대기시간이 필요합니다.

 

 

로봇 A의 실질 사이클 타임 = 0.5 초 + 0.01 초 = 0.51 초 (기존 대비 2 % 증가)

 

위의 진동은 경우에따라 사람의 눈으로는 확인이 어렵습니다.

그러나 실제 제품과 함께 테스트를 진행한다면 품질의 저하가 발생하는 것을 확인하실 수 있습니다.

 

이처럼 안정화 시간은 고속 Pick and Place 에서 매우 중요한 조건입니다.

0.1 초의 시간조차 중요한 프로젝트를 담당하신다면 위의 정보를 고려하여 로봇을 선정하시는것이 바람직합니다.

 

이상입니다.