로봇 컨트롤러란? 원리 및 사용용도 총정리!!

 

 

 

 

1. 로봇 컨트롤러란?

로봇 컨트롤러란, 산업용 로봇이나 협동 로봇에 움직임을 명령하는 제어 장치입니다.

로봇 컨트롤러는 로봇의 동작을 제어하기 위한 기판이 납입된 컨트롤러부와 사용자 인터페이스(U/I) 부로 구성됩니다. 컨트롤러부는 외부와의 교환을 하고, PLC 등과 통신하고, 로봇을 제어하는 ​​것이 주된 역할입니다.

한편, 사용자 인터페이스부는 사람이 로봇을 조작하기 위한 것으로, TP(티칭 펜던트)라고 합니다. 로봇을 수동 조작으로 이동하거나 프로그램을 작성하여 로봇을 이동할 수 있습니다.

 

 

 

2. 로봇 컨트롤러 사용 용도

로봇 컨트롤러는 주로 로봇 암을 제어하는 ​​데 사용됩니다.

 

로봇 컨트롤러가 제어할 수 있는 로봇 암은 다음과 같습니다.

• 수직 다관절 로봇
• 스칼라 로봇
• 협동 로봇

 

이 로봇은 용접을 하거나 수하물을 운반하거나 사람을 대신하여 작업을 합니다. 로봇 컨트롤러는 로봇에 동작 지령을 보내는 것이 주요 역할입니다. 또한 엔드 이펙터 ( 로봇 핸드 라고도 함)와 같은 로봇에 연결된 주변 장치를 제어할 수 있습니다.

 

 

로봇에 동작 지령을 보내는 방법은 다음과 같습니다.

• 티칭
  TP를 사용하여 로봇의 움직임을 교시(티칭)하여 프로그램을 작성합니다. TP를 사용한 티칭은 기존의 산업용 로봇에 널리 보급되어 있습니다.
• 외부기기와의 통신
  사령탑이 되는 PLC와 컨트롤러부를 접속하고, PLC로부터 컨트롤러부를 통해 로봇을 제어하거나 프로그램대로 이동할 수 있습니다. PLC와 로봇 컨트롤러의 접속은 I/O(ON 또는 OFF의 디지털 신호)나 이더넷 통신을 이용합니다.

 

 

3. 로봇 컨트롤러의 원리

 

로봇 컨트롤러는 다음과 같은 원리와 기능을 가지고 있습니다.

• 로봇의 동작 결정  PLC 등의 상위 장치로부터의 지령에 따라 로봇의 다음 동작을 결정한다.
• 연산, 지령  로봇의 관절에 들어 있는 모터의 동작을 연산하여 모터에 지령을 보낸다.
• 이상 검출  로봇의 이상을 검출하여 정지한다.

 

근년의 제품에서는 AI가 탑재되고 있는 것도 있어, 티칭 하지 않아도 다음은 어떻게 움직이면 좋은가 로봇 자신이 판단해 동작하는 제품도 많습니다. 산업용 로봇이나 인협동 로봇의 로봇 컨트롤러는 로봇 메이커로부터 발매되고 있어 메이커마다 사양이 다릅니다.

기본적으로 로봇 컨트롤러는 타사와 호환되지 않으며 특정 제조업체의 로봇 컨트롤러로 타사 제조업체의 로봇을 이동할 수 없습니다.

 

 

 

4. 로봇 컨트롤러의 기타 정보

 

1. TP(티칭 펜던트)의 종류

TP는 사람이 로봇을 움직이는 부분입니다. TP는 유선 타입과 무선 타입(태블릿 타입 등)의 2가지가 있습니다.

 

유선 타입의 TP
유선 타입은 옛날부터 산업용 로봇에 사용되는 경우가 많습니다. 자동차 메이커 등 기존의 산업용 로봇이 사용되고 있는 제조 현장에서는 작업자가 익숙해지고 있습니다.

유선 타입의 단점으로서 초보자가 다루기 위해서는 어느 정도 시간이 걸릴 수 있습니다. 이 타입의 컨트롤러를 초보자가 사용하려면 매뉴얼을 읽거나 로봇 강습회를 받거나 어느 정도 조작에 익숙하거나 전용 로봇 SIer에 시스템 구축을 의뢰할 필요가 있습니다.

 

무선 타입의 TP
무선 타입은 주로 인협동 로봇에 사용되는 경우가 많습니다. 이 유형의 이점은 초보자도 비교적 사용하기 쉽도록 디자인되어 있다는 것입니다.

큰 화면의 터치 패널이나 다이렉트 티칭이라고 불리는 직관적인 조작을 채용한 TP가 많아, 초보자라도 곧바로 사용할 수 있게 되어 있습니다. 따라서 로봇 SIer에 의뢰하지 않고도 스스로 로봇을 제어할 수 있습니다.

또한 두꺼운 케이블이 없기 때문에 깔끔한 로봇 시스템을 구축할 수 있습니다.

 

 

2. 로봇 컨트롤러의 진화

로봇 컨트롤러는 로봇의 용도 확대와 자동화 수요의 증가에 따라 매일 진화하고 있습니다. 여기에서는 진화의 방향성으로서 로봇 컨트롤러의 소형화와 고기능화에 대해 설명합니다.

 

소형화
최근, 전자 부품 조립 등의 용도로 작은 로봇의 수요가 증가하고 있습니다. 이에 따라 로봇 컨트롤러의 소형화의 요망이 많아지고 있습니다.

후지고시, 가와사키 중공, 야스카와 전기 등의 로봇 메이커가 용적 12~15L 클래스의 소형 로봇 컨트롤러를 제품화하고 있습니다. 이 제품은 기존 모델보다 70% 이상 소형화되었습니다.

고기능화
로봇 컨트롤러는 로봇뿐만 아니라 주변 기계를 일괄 제어하는 ​​방향성으로 진화하고 있다고 할 수 있습니다. 예를 들어 로봇 컨트롤러 안에 PLC의 기능을 내장하고 서보 모터 나 I/O 등을 제어하는 ​​외부 시스템 제어반이 불필요해지는 제품도 나왔습니다.

 

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