병렬 로봇의 구조와 작동 원리: 핵심 기술 해설
⚙️ 병렬 로봇의 구조와 작동 원리
– 병렬링크, 비전 연동, 속도 제어의 핵심 기술을 해설합니다
병렬 로봇은 “팔이 3개 달린 빠른 로봇”으로만 보이기 쉽지만, 실제로는 고정밀 기구학과 고속 동기 제어, 비전 알고리즘이 결합된 고도화된 자동화 솔루션입니다.
🧩 병렬 로봇의 기본 구조
| 구성요소 | 역할 |
|---|---|
| 기본 프레임 (Base) | 천장 고정형 구조, 모터와 제어기 부착 |
| 링크 암 (Link Arm) | 3개 이상의 팔이 삼각형 또는 평면 병렬 구조로 연결됨 |
| 엔드 이펙터 (EOAT) | 제품을 픽업하거나 흡착하는 핸드 부위 |
| Z축 슬라이더 | 고속 수직 이동 대응 → 픽업 깊이 조절 |
| 비전 카메라 | 대상 인식 및 좌표 전송 |
| 컨트롤러 | 실시간 위치 보정, 경로 계획, 충돌 방지 제어 |
🧪 작동 원리 요약
- 비전 시스템이 제품 위치 인식 (x, y, θ 좌표)
- 링크 암(병렬 구조)가 실시간 좌표로 EOAT 위치 이동
- Z축 구동부가 제품에 접근 → 흡착/그리퍼 동작
- 이동 후 지정 위치에 정확히 낙하 또는 배열
- 제어기는 초당 100회 이상 좌표 연산/보정을 반복
💡 각 관절이 따로 움직이는 직렬 구조와 달리, 병렬 구조는 “모든 링크가 동시에 이동”하며 위치를 결정합니다.
⚙️ 병렬로봇의 핵심 기술 특징
| 요소 | 설명 |
|---|---|
| 병렬링크 구조 | 고속/고정밀 위치 결정에 유리한 삼각대형 기구학 |
| Inverse Kinematics | 비전에서 받은 위치 → 관절 각도로 계산 |
| 고속 연산 제어기 | 1초에 1,000회 이상의 궤적 연산 가능 |
| 비전 연동 기능 | 동적 대상 추적, 회전 보정 (θ 오차 0.5도 이하) |
| 진동 억제 제어 | 정지 시 흔들림 최소화 (패킹 공정 최적) |
📷 비전 시스템 연동 예시
| 유형 | 특징 | 적용 사례 |
|---|---|---|
| 2D 카메라 | 평면 좌표 인식, 다품종 대응 | 식품 포장, 화장품 정렬 |
| 3D 카메라 | 높이 + 기울기 인식 | 조립 공정, 전자부품 피딩 |
| AI 비전 | 학습 기반 분류 가능 | 결함 검사, 색상 선별 |
🧠 병렬로봇이 다른 이유
다관절은 “각 관절이 회전”하지만 병렬로봇은 “전체 링크가 동시에 움직이며 1점을 결정”합니다.
- → 이로 인해 동시에 빠르고 정확한 이동이 가능하며
- → 관절 진동과 시간 지연이 거의 없습니다.
✅ 결론: 빠른 속도에도 흔들림 없이 정밀하게
▶ 병렬 구조는 정밀 기구 설계 + 고속 제어가 핵심입니다. ▶ 비전 연동과의 궁합이 매우 뛰어나, 랜덤 픽업, 정렬, 배열, 포장 등에서 최고의 퍼포먼스를 발휘합니다.
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