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문제 정의
- 1과 같이 Delta Robot 형태를 가지는 3자유도 병렬로봇과 3자유도 손목구조를 가지는 직렬기구의 결합구조를 가지는 6자유도 병렬로봇의 진동특성을 해석하였다. 로봇전체가 6자유도를 가지고 있지만 본 연구에서는 3자유도의 손목구조는 고정하고 3자유도의 병렬기구부를 급격히 가감속하는 경우의 동특성에 대하여 연구를 진행하였다. 따라서 3자유도 손목구조는 병렬로봇 기구부의 급격한 가감속 운전에 대한 부하로서 작용하게 된다.
- 특히 본 연구에서와 같이 소형의 고속병렬로봇의 설계에 있어서는 이러한 동특성의 해석이 더욱 중요하다. 본 논문에서는 Delta Robot5 형태의 병렬기구를 기본 구조로 하는 소형의 고속병렬로봇의 구조 해석에 관한 연구결과를 소개한다.
- 본 연구서는 Fig. 1과 같이 Delta Robot 형태를 가지는 3자유도 병렬로봇과 3자유도 손목구조를 가지는 직렬기구의 결합구조를 가지는 6자유도 병렬로봇의 진동특성을 해석하였다. 로봇전체가 6자유도를 가지고 있지만 본 연구에서는 3자유도의 손목구조는 고정하고 3자유도의 병렬기구부를 급격히 가감속하는 경우의 동특성에 대하여 연구를 진행하였다.
- 2와 같이 알루미늄 플레이트(Link joint plate)로 조인트를 구성하도록 하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 마지막 3자유도 손목구조는 고정한 상태에서의 병렬부의 진동특성에 관해 해석하므로 3자유도 손목의 구조에 관한 설명을 생략한다.
- 본 연구에서도 이러한 이유로 고속병렬로봇의 진동특성을 해석하기 위한 연구를 진행하였다. 느린 속도로 움직이는 로봇은 급격한 가감속을 경험하지 않기 때문에 가반하중과 로봇 자신의 구동링크의 자중에 의해 주로 발행하는 변형이 로봇 구조물의 변형의 대부분을 차지한다.
가설 설정
- (b) 변형 및 응력뿐 만 아니라 진동모드 또한 로봇의 자세에 따라 큰 차이를 보인다. 그러나 기저모드의 경우에는 로봇의 자세에 관계없이 거의 동일한 특성을 보인다.
- (c) 고속 병렬로봇의 조화응답특성은 가진 위치에 따라 매우 달라진다. 고속 병렬로봇의 조화응답 해석의 경우에는 무빙플렛폼의 급격한 가감속에 의한 가진을 반드시 고려하여야 한다.
- 동일한 최고 속도로 운전하는 경우에도 가감속 운전의 패턴에 따라 무빙플랫폼의 최고 가감속도는 많은 차이가 있다. 통상은 5G ~ 10G의 가감속 조건하에서 사용되기 때문에 본 연구에도 최고 가속도를 5G로 가정하였다. 이를 해석하기 위하여 Fig.
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