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산업현장에 적용되는 로봇은 사람을 대신하여 고중량 작업이 가능한 수직다관절 로봇과 사람과의 협업이 가능한 협동 로봇으로 크게 구분 지을 수 있다. 산업용 로봇은 감속기, 액추에이터, 모터, ...

산업현장에 적용되는 로봇은 사람을 대신하여 고중량 작업이 가능한 수직다관절 로봇과 사람과의 협업이 가능한 협동 로봇으로 크게 구분 지을 수 있다. 산업용 로봇은 감속기, 액추에이터, 모터, 그리퍼 등 핵심 부품들의 조립체로 구성되어있으며 최근 안전 기능을 갖춘 로봇의 등장으로 기존 공정 자동화 도입이 어려웠던 다품종 생산에 대응할 수 있는 다양한 자동화 생산 방식이 도입되고 있다. 이러한 현상에 따라 여러 가지 형태와 특성을 갖춘 대상물들에 대하여 대응할 수 있는 다양한 종류의 엔드이펙트에 대한 요구가 증가하고 있다.
현재까지 많은 산업군에 적용되는 로봇용 그리퍼에 대한 연구 및 분석이 진행 되었으나 그리퍼 사양 기준 신뢰성 분석에 대한 내용은 명확하지않다.
이에 본 연구에서는 산업용 로봇인 수직 다관절 로봇과 협동 로봇에 적용되는 그리퍼 사양 검증을 위해 타 연구 결과와 비교 분석하여 시험 설비를 제작하였으며 로봇용 그리퍼 파지력 및 미끌림에 대하여 시험 방법을 도출하고 그 결과를 검증하고자 한다.
2개의 로드셀이 장착된 대상물을 제작하여 전동식 2 Finger type 및 3 Finger type, 공압식 2 Finger type의 그리퍼를 메이커사별 사양 기준 최대 힘으로 대상물을 구간별로 위치별로 쥠 하였을 때 로드셀에서 나오는 데이터 값을 검증하였으며, 그리퍼를 최대 힘으로 쥠 하였을 때 병진운동 가능한 테스트 설비를 제작하여 그리퍼 미끌림에 대한 데이터를 분석하고 정리한 결과를 요약하면 아래와 같다.
1. 2 Finger type의 경우 대상물에 접촉되는 면적이 작아 대상물의 구간별 로드셀 1번 위치, 센터, 로드셀 2번 위치로 나누어 시험테스트를 수행하였으며 각도별 오차 확인으로 인해 그리퍼 사양 기준 본 제작 설비에 대한 검증 테스트를 확인하고 분석하였다.
2. 3 Finger type은 대상물이 140mm의 크기로 로드셀 1번과 2번, 센터 위치에 그리퍼의 각 Finger가 위치하도록 제작되어 그리퍼 그립에 대하여 각도별로 측정하였으며 그리퍼 미끌림의 시험 방법 정립 및 측정을 통해 본 설비에 대한 검증작업을 완료하였다.
3. 그리퍼 파지력 시험결과 2 Finger type은 로드셀이 서로 닿는 부분인 0°에서 최고치가 나왔으며 3 Finger type은 130° 구간에서 가장 높은값으로 확인되었다.
4. 전동식과 공압식의 그리퍼 파지력 시험은 메이커사에서 제공된 사양 기준 Force repeatabilityr값이 ± 10% 일 때 ± 10% 이하로 결과값이 확인되어 본 연구에서 제작된 설비 및 시험 방법은 신뢰할 수 있다고 판단된다.
5. 그리퍼 미끌림 테스트는 39.24N 정도의 오차가 결과로 도출되었으나 클램핑 요소에 적용되는 재질에 따라 미끌림의 정도는 다르며 본 논문에서는 고무재질로 적용된 그리퍼로 결과를 도출하였다.
6. 향후 본 논문에 제시된 평가 방법 기준으로 그리퍼의 파지력 및 미끌림테스트를 수행하는데는 적합하다고 판단된다. 다만 그리퍼 글램핑 요소에 적용된 대상물 그립용 재질 선정에 따른 추가 연구는 계속 진행할 것이다.

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