본문내용
1. 로봇의 자동화 프로그래밍
1.1. 산업 현장의 자동화 동향
요즘 자동차 생산 공정에서는 컴퓨터와 로봇을 이용한 정확하고 빠른 제조공정으로 탈바꿈하여 불량품의 비율을 최소한으로 줄이고 효율적으로 제품을 생산하고 있다. 이는 산업 현장에서의 자동화 동향을 잘 보여주는 사례이다.
과거에 비해 산업 현장에서 자동화가 크게 증가한 이유는 다음과 같다. 첫째, 제품의 품질 및 생산성 향상이다. 자동화 기기를 통해 공정의 일관성과 정밀성을 높일 수 있어 불량률을 낮추고 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 둘째, 노동 집약적 작업의 감소이다. 자동화 기기를 통해 단순 반복 작업을 자동화함으로써 인건비를 절감하고 노동 강도를 낮출 수 있다. 셋째, 작업 환경 개선이다. 유해하거나 위험한 작업을 자동화 기기로 대체함으로써 작업자의 안전을 보장할 수 있다. 넷째, 생산 유연성의 증대이다. 자동화 기기는 프로그래밍을 통해 다양한 생산 공정을 수행할 수 있어 제품 다양화에 유리하다.
이처럼 자동화는 제품 품질 향상, 생산성 증대, 근로 환경 개선, 생산 유연성 증대 등의 많은 장점을 가지고 있어 산업 현장에서 그 활용이 점점 늘어나고 있다. 특히 최근에는 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터 등 첨단 기술이 접목되어 더욱 스마트한 자동화 시스템들이 등장하고 있다. 이를 통해 생산 공정의 최적화, 예지보전, 공장 운영의 효율화 등이 가능해지고 있다. 앞으로도 기술 발전에 힘입어 산업 현장의 자동화는 지속적으로 확대될 것으로 전망된다.
1.2. 로봇의 축소모델을 이용한 프로그래밍 실험
로봇의 축소모델을 이용한 프로그래밍 실험은 산업 현장에서 로봇을 이용한 제조공정의 자동화를 직접 체험해볼 수 있는 중요한 실험이다. 이 실험에서는 로봇의 축소모델을 이용해 로봇의 이동경로를 직접 프로그래밍하여 제조공정의 자동화를 경험할 수 있다.
실험에서 사용되는 로봇의 축소모델은 모션 컨트롤, 서보 앰프 및 시퀀스 기능을 내장하고 있어 본 제품만으로도 완벽한 제어 시스템을 구성할 수 있다. 또한 동기 운전, 접점에 의한 위치이동, 외부 펄스 입력에 의한 이동 등 다양한 응용이 가능하며, RS232/RS422 통신을 통해 원격 운전 및 프로그램 작성과 편집이 가능하다.
실험 방법은 다음과 같다. 먼저 원점을 수행하여 로봇의 현재 위치를 알려준다. 그 다음 포인트 파일을 만들어 P0, P1, P2, P3의 위치를 지정한다. 그리고 모션 프로그램을 작성하는데, 가장 기본적으로는 두 점을 왕복하는 프로그램을 작성할 수 있다. 예를 들어 SPD 명령어로 속도를 설정하고, MPTP와 MLIN 명령어로 포인트 간 이동을 프로그래밍 할 수 있다. 마지막으로 작성한 모션 프로그램을 실행하여 로봇이 지정된 경로를 따라 움직이는 것을 확인할 수 있다.
이러한 실험을 통해 로봇의 움직임을 직접 프로그래밍하고 제어할 수 있는 능력을 기를 수 있다. 이는 산업 현장에서 로봇을 활용한 자동화 공정 설계 및 구현에 활용될 수 있다. 예를 들어 주형틀의 겉면을 깍는 작업을 로봇팔에 프로그래밍하여 일정한 형태로 깍는 것과 같이, 직접 프로그래밍한 경로에 따라 로봇을 움직이게 할 수 있다.
나아가 이러한 소프트웨어 기반의 설계를 RPA(Robotic Process Automation) 자동화 소프트웨어를 활용하여 자동화할 수 있다면, 하드웨어와 소프트웨어 모두가 자동화된 효율적인 시스템을 구축할 수 있을 것이다.
이번 실험을 통해 현재 산업 현장에서 활용되는 로봇의 움직임 원리와 프로그래밍 방식을 이해할 수 있었으며, 이를 바탕으로 보다 발전된 자동화 시스템을 구현할 수 있는 방법을 모색해볼 수 있었다.
1.3. 로봇 프로그래밍 명령어 및 실험 방법
터치 팬던트를 사용하여 아래와 같은 명령어를 조작한다. 기계적 운동을 설정해 사용되는 명령어들은 다음과 같다.
SPD 명령어는 속도를 지정한다. 기계의 이동 속도를 50%로 설정할 경우 SPD=5000이 된다.
MPTP 명령어는 지정한 지점(Point)으로 기계를 이동시킨다. 기준점을 이동시킬 때 주로 사용한다.
MLIN 명령어는 두 지점 사이를 직선 경로로 이동시킨다. 기준점에서 지정한 다른 지점으로 직선 이동한다.
MEND 명령어는 주 프로그램을 종료한다. 프로그램의 마지막에 반드시 입력해야 한다.
MCIR 명령어는 현재 위치에서 두 지점을 경유하는 원 보간 이동을 한다.
MARC 명령어는 현재 위치에서 지정한 경로를 따라 원호 보간 이동을 한다.
이러한 명령어들을 이용하여 기계가 원하는 경로를 이동하도록 프로그래밍할 수 있다. 각 명령어마다 번호를 붙여 프로그램 순서를 지정하며, 마지막에 반드시 MEND 명령어를 입력해야 한다.
또한 기계가 자신의 위치를 모르기 때문에 처음 시작 전 자신의 위치를 프로그램에서 입력해줘야 한다.
실험 방법으로는 먼저 원점을 수행하여 기계의 현재 위치를 파악하고, 포인트 파일을 만들어 이동 위치를 지정한다. 그 다음 모션 프로그램을 작성하여 각 명령어를 입력하고, 마지막으로 모션 ...
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