기술/공학 SCARA ROBOT 프로그램과 응용사례 국내 유일 스카라 로봇 해법서

[성운도서]

책소개

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세계 제조업을 변화시킨 4차 산업혁명의 중심에는 로봇이 자리하고 있다.

다양한 산업 현장에서 로봇은 새로운 패러다임을 가져왔다.
『SCARA ROBOT 프로그램과 응용 사례』는 산업 현장에 필요한 로봇 중 스카라 로봇의 모든 것을 세세하게 다룬 전문서적으로서, 스카라 로봇의 개요와 운용 방법, 비전 활용, 실습 예제, 적용사례 및 유지/보수에 이르기까지 누구나 쉽게 스카라 로봇을 사용할 수 있도록 구성하였다.
최소의 노력으로 생산 효율을 극대화하고, 합리적인 로봇 자동화를 구축할 수 있는 『SCARA ROBOT 프로그램과 응용 사례』이다.

[요약]

1장. 스카라 로봇의 개요는 로봇의 형태와 구성품 등 인터페이스를 위한 일반적인 하드웨어 구성에 대해 설명했다. 또한 지원되는 프로그램의 종류에 대해서도 소개했다.

2장. 로봇 언어는 로봇 언어와 관련해 가장 기본적이고 중요한 명령어들을 소개했다. 스카라 로봇 초심자라면 2장을 심도 있게 공부할 필요가 있다. 특히 38개의 연습문제에 대해서 설명하고 있으므로 처음 로봇에 입문하는 분이라면 여러 번 반복해서 봐야 하는 부분이기도 하다.
도시바기계가 아닌 타 스카라 로봇을 사용한 경험이 있는 독자라면 차이를 느낄 수 있고, 비교적 쉽게 로봇 프로그램에 접근 가능한 방법을 제시하고 있다는 사실을 알게 될 것이다.

3장. 비전 시스템 인터페이스(Vision System Interface)는 로봇에 시각을 부여하는 어플리케이션이 급격하게 증가하고 있고, 가격 경쟁이 심화되고 있는 상황에서 이를 대체하기 위한 대안을 제시했다. 경쟁력 있는 로봇+비전 시스템의 구성을 고민하는 독자라면 특히 신중하게 검토할 필요가 있다.
3장에서는 이전까지와는 다른 방법의 비전 인터페이스를 다루고 있다. 비전 고유의 역할인 패턴매칭, 검사 등을 로봇이 대신할 수는 없으나, 그 외 상당 부분을 로봇이 감당함으로써 경쟁력 있고 신뢰성 높은 시스템 구성의 힌트를 제공했다.

4장. 안전 대책은 로봇 운용에 있어 중요한 안전 관련 내용을 다뤘다. 아마도 안전 대책은 무엇보다 제일 중요한 이야기라 할 수 있으며, 함부로 다룰 수 없는 부분이다. 이에 4장에서는 매뉴얼 내용을 중심으로 안전 대책을 기술했다.
독자들은 스카라 로봇뿐만 아니라 어떠한 시스템을 구성하더라도 반드시 안전 대책을 검토하는 습관을 체득해야 한다. 

5장. 로봇의 시운전에서는 로봇을 어떻게 시운전하는 것인가에 대한 방법을 기술했다. 여러 엔지니어들은 각자 자신만의 노하우가 있고, 선호하는 방법이 있을 것이다. 5장에서는 노트북 또는 PC를 이용한 프로그램을 할 경우 사용되는 TSPC에 대한 설명과 일반적인 전원 투입부터 티칭팬던트의 사용법 및 필요한 정보 등에 대해 기술했다. 최근 티칭팬던트의 사용이 점차 줄어가고 있는 것이 현실이지만, 꼭 사용해야 되는 경우가 있기 때문에 노트북에만 의존하지 말고, 티칭팬던트와 친숙해지는 것을 권장한다. 아마 실무 경험이 풍부한 독자라면 이 말의 의미를 쉽게 이해할 것이다.

6장. 보수(Maintenance)는 로봇 유지보수에 대한 내용이다. 각 로봇 메이커별로 차이가 있겠지만, 기본적인 스카라 로봇의 구조를 중심으로 어떻게 보수해야 되는지에 대해 설명했다.  

7장. 카탈로그 보는 법은 카탈로그에 기재된 정보를 습득하는 방법에 대한 내용이다. 카탈로그는 누구도 설명해주지 않는 부분이지만, 처음 로봇을 접하는 엔지니어에게는 매우 중요한 정보이다. 이것을 정확하게 보지 못해 설계 시 낭패를 보는 경우가 있기 때문에 카탈로그에 주로 기재되는 각 항목에 대해 설명했다.

8장. 스카라 로봇 선정 시 검토사항은 스카라 로봇 선정에 대한 일반적인 방법을 소개했다. 어떠한 요소를 검토해야 실패하지 않고 로봇을 선정할 수 있는지에 대한 내용을 다뤘으며, 기구적·제어적 요소의 검토사항에 대해 설명했다.

9장. 스카라 로봇 응용사례는 19가지의 사례를 통해서 스카라 로봇이 어떻게 사용되고 있는지, 어떤 분야에 사용되고 있는지를 실제 사례를 중심으로 설명했다.
한 가지 아쉬운 부분은 비전 사용 사례, 팔레타이징 고급 기술, 플라잉 비전(Flying Vision) 등 최근 이슈가 되고 있는 부분에 대해서는 엔드 유저의 허락 의사가 필요한 부분이기에 개괄적인 이야기를 각 부분에 분산해 간략하게 소개했다.  

10장. 로봇 제어용 라이브러리(API)를 이용한 로봇 제어에 대한 내용이다. 과거 자동화의 중심축이 PLC에 있었으나, 최근에는 상당 부분이 PC를 이용한 제어로 이뤄지고 있고, 또한 다양한 언어가 사용되고 있다.
10장에서는 I/O 또는 Field Bus에 의한 제어에서 다양한 언어를 이용하면 쉽게 로봇을 제어할 수 있다는 점을 소개했다. 이는 C++, C#, MFC, Visual Basic 등 다양한 언어를 지원하기 때문에 PC를 이용해 제어하는 독자들에게 매우 유용한 내용이 될 것이다.

저자소개

저자 : 최영수

목차

제1장 스카라 로봇의 개요 14
1. 로봇 본체 및 컨트롤러
① 로봇 각 부의 명칭 17
② 제어기 각부의 명칭 18

2. 인터페이스
① 외부 입력 신호 21
② 외부 출력 신호 22
③ 전원 23
④ 외부 공급 전원 23
⑤ 전원 선 연결 예 24
⑥ 핸드 제어용 배선, 배관 24

3. 모드 구성 26
4. 프로그램 지원 소프트 TSPC 28

제2장 로봇 언어
1. 로봇 명령어 일람표 32
① 이동 명령 35
② I/O 제어 명령 39
③ 프로그램 제어 명령 44
④ 팔레타이징 47
⑤ 컨베이어 비전 동기 51

2. 프로그램 연습 62
Example1~Example38 64

제3장 Vision System Interface 98
1. 비전 캘리브레이션(Vision Calibration) 개요 99
2. 비전 시스템 구성도 101
3. 설정 순서 102
4. 카메라 취부 방법에 의한 비전 캘리브레이션 104
5. 카메라 취부 형태에 의한 구분과 장·단점 105
6. Flying Vision & 간헐 이동에 의한 제품 탐색 108

제4장 안전 대책
1. 안전 상의 주의점 110
2. 안전 보호 기능 111
3. 안전 대책 113

제5장 로봇의 시운전
1. 로봇 시운전 과정 118
2. TSPC를 이용한 프로그램
① 케이블 연결 및 통신 설정 119
② 연결 메뉴 120
③ 파일 편집 121
④ 온라인 편집 하위 메뉴 123
⑤ 파일 모드 하위 메뉴 124
⑥ SIMULATOR 128

3. 시운전
① 로봇 본체의 시운전 132
② 티칭 133
③ 프로그램 편집(티칭) 137
④ 티칭(교시) 확인 및 저장 141
⑤ 테스트 운전 142

4. 파일 조작(USB 데이터 복사) 146
5. 알람 표시 및 리셋 149
6. 유틸리티 151

제6장 보수(Maintenance)
1. 유지 관리 일정 158
2. 보수·점검 항목
① 전원 OFF 시(비가동 시) 점검 159
② 전원 ON 시(동작 시) 점검 160
③ 오버홀(OVERHAUL) 160

3. 위치검출기 배터리 교환 160
① 로봇 측 배터리 유닛 위치 161
② 로봇 측 배터리 교체 방법 162
③ 배터리 오류 코드 162

4. 로봇의 원점 위치검출기 이상
① 로봇의 원점 설정 163
② 위치검출기 이상 발생 원인과 원점 복귀 방법 164

5. 위치검출기 이상에서 복귀 작업 단계
① 위치검출기 상태 화면 164
② 위치검출기 에러 리셋 166
③ 기계적인 원점 위치로 이동 166
④ 다회전 데이터의 초기화 및 확인 작업 168
⑤ ZEROP 리셋 및 확인 작업 169

6. 주의해야할 점검 항목
① 도구 취부 볼트의 체결 확인 171
② 로봇 본체 베이스 확인 171
③ 케이블·에어 튜브의 마찰 확인 172
④ 케이블 클램프 체결 확인 174
⑤ 볼 나사 스플라인 유닛의 그리스 175
⑥ 볼 나사 스플라인 유닛에 방청제 도포 177

제7장 카탈로그 보는 법
1. 카탈로그 주요 내용
① 카탈로그 용어 178

2. 제조사가 하고 싶은 이야기 181
3. 컨트롤러 사양
① 로봇 컨트롤러 TSL3000 / TS3000 182
② 제어기 관련 용어 183
③ 로봇 도면 186

제8장 스카라 로봇 선정 방법
1. 스카라 로봇의 적용 분야 192
2. 스카라 로봇 선정 시 검토 사항
① 제품 중량, 핸드(그리퍼) 사양 및 중량 192
② 설치 환경 193
③ 동작 범위 194
④ 수직(Z축) 방향 스트로크 194
⑤ 로봇 본체와 컨트롤러 간의 거리(로봇 케이블 길이) 195
⑥ 사이클 타임 196
⑦ 필드버스 인터페이스 196
⑧ 필요한 I/O 197

제9장 스카라 로봇 응용 사례
1. 스카라 로봇의 기본 구성 198
2. 진선 컨베이어 동기 199
3. 원호 컨베이어 동기 200
4. 비전+직선 컨베이어 동기 201
5. 제품 구분 이동 202
6. 부품 조립 203
7. 조립 셀 204
8. 공작기계의 워크로드 - 언로드1 206
9. 공작기계의 워크로드 - 언로드2 208
10. 프레스의 워크로드 - 언로드 209
11. 디버링 셀(금속 주물 프레스 성형품·성형 등) 210
12. 드릴 탭 자동 가공 셀 212
13. 나사 체결 셀 212
14. 디버링 시스템 214
15. 나사 조립 시스템 215
16. 사출기 제품 취출, 팔레타이징 216
17. 납땜(Soldering) 217
18. 통신에 의한 제어 218
19. 스카라 로봇 팔레타이징 222 

제10장 로봇 제어용 라이브러리(API)
1. 라이브러리 내용 228
2. Reference 230
3. TsRemoteLib에 정의된 CLASS 231
4. TsRemoteLib에 정의된 열거형(enum) 244
5. 클래스 속성 247
6. TsRemote 클래스 메소드 248
7. 직접 명령에 의한 로봇 제어 265

Video Reference 266
마무리 하면서 270