로봇 컨트롤러의 종결자 ‘PA(Precise Automation) 컨트롤러’ (下)
어떤 로봇, 어떤 모터에도 최고 사양의 콤팩트함을 선사하다
로봇컨트롤러 전문기업으로 세계적인 명성을 쌓아온 PA(Precise Automation)가 지난 40년간의 노하우를 함축한 컨트롤러 제품을 선보였다. PA Controller라 명명된 이 제품은 드라이버 및 머신비전을 내장한, 매우 콤팩트한 다축 컨트롤러 시리즈로 준비됐다. 외부 케이스 및 로봇고장의 가장 큰 원인이 되는 케이블을 원천적으로 제거하는 획기적인 방법으로 개발된 PA Controller의 성능 및 종류, 그리고 유럽과 미국에서 성공뿐만 아니라 국내에서의 적용 사례를 소개한다.
PA 컨트롤러 양팔조립 로봇에서부터 델타로봇까지
현재 PA社가 공급하고 있는 컨트롤러는 제어가능 축수로는 드라이버 내장형으로는 4축, 6축의 표준 컨트롤러로 최대 32축까지 Daisy-chain해서 사용할 수 있다. 또한 모터용량으로는 24VDC Winding 모터 30W에서 200VDC Winding 모터 3KW 용량까지는 드라이버 내장형으로 제어 가능하다. 드라이버 전류 용량으로는 10A, 20A, 30A로 구분된다. 별도로 외장형 타사 드라이버를 사용할 때, 컨트롤러는 2축에서 6축까지 1대로 제어할 수 있으며, 모터 파워 용량은 무제한이다. 드라이버 전류용량에 따라 G1400, G24XX, G34XX 시리즈와 6축 전용컨트롤러 G26XX 시리즈가 있다.
대부분의 AC 서보모터에는 용이하게 적용할 수 있으나, 특히 드라이브 전류를 10A, 20A, 30A로 관리하고 있으므로 각 모터의 특성 및 12VDC, 24VDC, 120VDC 및 240VDC 등 어떻게 감긴(Winding) 모터냐에 따라 최대 토크 및 최대 속도를 낼 수 있도록 로봇 디자인 상태에서 최적의 제어기를 선택하거나 사양을 구성할 수 있게 해준다. 모터 용량으로는 3KW까지는 내장형 드라이버를 사용할 수 있고, 더 큰 용량의 모터는 PA社의 Control 및 I/O 부분만 사용하고 드라이버 앰프는 대형모터에서 제공하는 것을 그대로 쓰면 된다. 모터 메이커별로 보면 국내에서 많이 사용하는 Yaskawa, Panasonic, Tamagawa AC 서보모터를 비롯하여 Bosch, Endat, Nikon A, Maxon 모터 등 Encoder Spec에 맞추어서 컨트롤 인터페이스를 PA社에서 직접 개발한다.
양팔 조립용 14축, 16축으로 구성된 하나의 로봇 제어뿐만 아니라 대부분의 Cartesian, SCARA, WTR, Delta 및 Gantry Robot 하드웨어 내부에 설치되어 노이즈 및 외란의 요인을 제거하고, 로봇 및 시스템의 Footprint를 최소형화한다. LCD Robot의 경우에도 최소화된 콤팩트 외부 Control Box를 기대할 수 있다. SCARA Robot의 경우 PA社 특허의 400mm, 1200mm 작업반경의 로봇까지도 공급하는데 주요 사용분야는 바이오 메디컬 장비내에서의 시료 및 트레이 핸들링 및 패키징, 솔라셀의 고속도 처리 등이며, 일본의 D社 로봇 바디는 PA 제어기를 부착하여 솔라셀 T/S 장비의 원천기술 보유사에 공급되고 있다.
WTR의 경우에는 Dual-Yaw Arm으로 유명한 Innovative Robotics社 제품을 비롯하여 일본의 S社의 경우 자사의 WTR Design에 가장 적합한 핸드 및 바디 내장용 2축, 4축 제어기를 OEM 공급받고 있다. Delta Robot은 이미 전 세계적으로 100여종에 이르는 제품이 많은 로봇 제조사들이 제각기 유형의 제품을 줄지어 내놓고 있지만, PA의 손바닥 사이즈의 드라이버 내장 제어기를 사용한 Table-top Mini-Delta는 시계 및 소형 정밀 부품 조립에 일체형 머신비전을 통합하여 콤팩트한 단일 조립 셀을 구성하는데 큰 이점을 보이고 있다.
탁월한 Path Planning 및 Trajectory Control에 의한 Delta Robot의 부드러운 고속의 모션은 Vibration-free Delta Robot의 실현으로 식음료 분야의 고속도 패키징 뿐만 아니라 바이오 메디컬 분야와 IT 정밀 부품 및 기기 조립에서 High-speed Assembly, Handling을 보장하고 동일 플랫폼의 머신비전 사용으로 벨트 트래킹, 부품 피딩 및 정렬장치의 문제도 해결해 준다. Delta Robot 분야는 이미 Open Market 영역이어서 국내에서도 PA의 표준Kinematics, Vision, Controller만을 사용하여도 최단기간 내 다양한 신제품 Delta Robot 개발 및 생산이 가능하다.
국내 사례 WTR 분야 국내 독점권 가진 사이보그-랩 “어떤 형태의 로봇도 자신 있게 개발”
국내에서는 일찍이 로봇 관련 대기업에서 자사의 특정 메커니즘용 및 제어 알고리즘 벤치마킹 목적으로 다수의 PA 제어기를 사용하고 있다. 특히, 많은 고객으로부터 호평을 받고 있는 로봇개발 및 제조전문회사인 사이보그-랩(www.cyborg-lab.com)에서는 PA Controller를 이용하여 2인치 사파이어 웨이퍼 핸들링에서부터 12인치 반도체 웨이퍼의 트랜스퍼링에 사용하는 다양한 형태의 WTR Robot에 적용하고 있다. 뿐만 아니라 HTR(Horizontal Transfer Robot)이라고 명명한 Wafer, LCD, 바이오 시료 등의 핸들링 로봇에 여러 모델의 PA Controller 가운데 가장 적합한 제어기를 선택해 High Performance Robot을 국내는 물론 해외시장으로 공급하고 있다.
WTR 분야에서 PA Controller의 국내 독점 사용권을 갖고 있는 사이보그-랩의 전인택 사장은 “오랜 기간 일본회사의 제어기를 비롯하여 수많은 제어기를 사용해 로봇 메커니즘을 개발하면서 겪었던 애로사항을 PA 제어기 사용으로 한꺼번에 날려 버렸으며, 어떤 형태의 로봇도 이제는 자신 있게 개발하게 되었다”라고 했다. 최근에는 새로운 형태의 콤팩트한 LCD Glass Inspection Robot 신제품 두 모델의 Kinematics를 PA社에서 개발, PA Controller에 탑재하여 이전의 유사한 메커니즘들과 성능 면에서 차이뿐만 아니라 비용도 크게 절감했다. Vision-guided Cartesian Robot 및 새로운 형태의 SCARA Robot, 6축 및 PUMA Type Robot, 공작기계 내 부품Loading/Unloading Robot, 소형/대형 고속도 델타 로봇, 외장형 드라이버 채택 시 고하중물 Palletizer 및 Remote Mechanism Control뿐만 아니라 Humanoid, Service Robot 분야 등 AC 서보를 사용하는 여러 형태의 로봇메커니즘에 PA 제어기 적용을 적극적으로 검토할 수 있다.
Adaptive Robotics jason.lee@adaptiverobot.net
