로봇공학과제 로봇의 응용분야 활용 형태 적용 형태

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로봇공학과제 로봇의 응용분야 활용 형태 적용 형태에 대한 자료입니다.
본문내용
1961년 미국의 Unimate 사가 최초로 산업용 로봇을 소개한 이래 로봇은 거의 모든 산업부문에서 생산자동화의 주역이 되고 있다. 특히,1960년대 후반 이후의 세계적으로 증가한 로봇의 사용은 주로 자동차업계에 적용됐고 이로 인해 꾸준히 개발되어 왔다. 초기에는 주로 자동차 차체의 점 용접에 사용됐다 .이 후에는 열악한 작업환경을 가진 아크 용접이나 도장 라인 등에 적용됐다. 우리나라에서는 1980년대 몇몇 자동차업계가 소수의 로봇을 도입하여 자동차용접 라인에 시험용으로 사용했다.
1)점 용접
용접용 로봇은 과거 선진국의 경우 1970년대에 자동차의 차체조립 라인의 점 용접 부문부터 본격적으로 도입됐고, 다른 분야로 확장해서 현재에 이르고 있다. 자동차생산 라인에서 점 용접은 가장 기본이 되는 접합공정이다. 자동차부품에서부터 차체에 이르기까지 거의 모든 판재의 접합은 점 용접을 통해 이뤄진다. 점 용접은 저항용접의 한 종류로 2개의 전극 사이에 접합대상을 두고 가압하면서 보통 10kA 이상의 큰 전류를 통전해서 용접하는 방법이다. 점 용접 부문에 로봇을 도입, 먼저 자동화됐던 이유는 바로 자동차생산 라인에서 점 용접의 비중이 매우 컸기 때문이다. 그리고 중간 수준의 정밀도만 있어도 구현이 가능했던 것도 중요한 이유였다. 용접을 제어하기 위한 매개변수의 수도 5개 정도에 불과했고 이것을 정량화해 제어하는 것이 상대적으로 다른 부문에 비해 쉬운 편이었다. 아크 용접을 위해서는 주로 공압 또는 모터로 제어되는 Spot Gun이 필요하다. 얼마 전까지도 대부분의 Spot Gun은 공압으로 제어됐으며, 매우 무겁고 컸다. 또한 이것은 용접전류를 위한 변압기 Spot Gun에서 멀리 떨어져 설치할 수 없었기 때문에 로봇에 부착해 사용됐다. 그렇기 때문에 점 용접용 로봇들은 큰 가반중량을 가지는 것이 보통이었다. 그러나 최근에는 용접기의 발달로 서보모터를 이용한 Servo Gun 등과 같이 보다 작고 가벼운 점 용접용 로봇의 생산이 가능해졌다.
2)아크 용접
아크 용접은 용접 토치의 자세제어나 위치결정 및 용접선의 궤적정밀도에 높은 정밀성이 요구되고, 여러 용접조건의 설정이 어떤 일정한 규칙을 가지지 않아 로봇으로의 기술구현이 간단하지 않다. 또한 위빙이나 용접이상 검출 등의 특수 기능에도 고도의 기술이 요구되므로 그 보급 및 실용화가 더디게 진행되고 있다. 그러나 아크 용접은 그 작업환경이 매우 열악하기 때문에 로봇을 이용한 자동화가 어느 분야보다 절실히 필요하다. 현재 대표적으로 자동차 ·조선 ·중장 비 등의 업계에서 아크 용접용 로봇을 사용하고 있다.
많은 아크 용접 라인이 설치 ·사용되고 있기는 하지만 여전히 다른 공정에 비해 자동화하기가 몹시 까다로운 생산 공정인 까닭에, 자동화 라인임에도 불구하고 비교적 높은 불량률을 나타내고 있다. 최근에 개발돼 나온 로봇들은 아크 용접에 필요한 수준의 정밀도를 갖출 만큼 발달했고, 처리용량도 예전의 수치계산용 컴퓨터 정도의 성능을 갖게 됐다. 이렇게 발전된 로봇을 기반으로 아크 센서나 레이저 비전 센서 등을 통해 용접품질을 향상시키고자 하는 연구가 한창 진행되고 있다.
3)레이저 용접
레이저란 단일 파장과 높은 에너지를 수반한 빛을 의미한다. 현재 각 분야에 걸쳐 이러한
고에너지를 이용한 응용이 진행되고 있다. 레이저를 이용한 용접도 그 분야가 운데 하나이다. 아직 후판을 용접할 수 있을 정도의 고출력 레이저는 상용화되지 못하고 있지만, 주로 자동차 산업에서 사용되는 박판용접 등에 적용 할 수 있을 정도의 레이저들은 많이 출시되고 있다. 레이저 용접은 기존의 다른 용접들보다 청결하고 조용한 작업환 경과 빠른 속도로 인한 높은 생산성 뿐 만 아니라 많은 부가적인 장점을 가지고 있다. 그러나 아직 상대적으로 고가이고 사람이 직접 손으로는 작업할 수 없을 정도의 고정밀도를 요구하기 때문에 레이저 자체가 상용화된 부문은 많지 않다. 레이저 발진기는 외형이 매우 크기 때문에 용접 로봇을 사용해 용접할 경우, 레이저를 전송해야 하는 문제가 생긴다. 따라서 빛의 직진성을 이용하거나 거울이나 광섬유 등을 통해서 목적지점까지 전송하게 되는데, 이것은 레이저의 효율을 급격히 감소시킨다. 그렇기 때문에 레이저 용접은 대부분 전용 자동화기기를 사용해 용접을 수행하고, 특별히 꼭 필요 한 경우에만 로봇을 사용하고 있다. 그렇지만 레이저 용접은 빠른 속도로 점 용접이나 아크 용접의 영역으로 확장해 나가고 있으며, 이러한 것과 발 맞춰 레이저 용접에 로봇을 적용하기 위한 많은 연구들도 동시에 진행되고 있다.
[그림-1 용접 로봇]
참고문헌
참고문헌
https://blog.naver.com/lastfrog/40014812962 -이세헌/ 한양대학교공과대학교수
http://www.koita.or.kr/mem_knowledge/month_list.aspx - ‘기술과 경영’ 12월호
http://www.kita.net/trade/global/overmarketing/00/index.jsp?sCmd=VIEW&nPostIndex=1777686
http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=3000
http://lg-sl.net/product/scilab/sciencestorylist/HHSC/readSciencestoryList.mvc?sciencestoryListId=HHSC2010020002
http://whitebase.egloos.com/4741760
http://www.nvp.co.kr/news/articleView.html?idxno=123323
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