로봇과 반도체 장비의 정밀성을 만드는 축의 역할은 무엇일까?

출처:미쓰비시

 

모터와 서보 앰프

산업용 로봇과 반도체 장비는 정밀한 움직임을 위해 모터와 서보 앰프를 사용합니다. 

이 두 가지는 장비가 정확하게 작동하는 데 필수적인 요소입니다. 

모터와 서보 앰프는 서로 협력하여 축을 제어합니다. 

둘 중 하나라도 없으면 축을 제어할 수 없습니다.

모터

모터는 전기를 이용해 회전 운동을 발생시키는 장치입니다

로봇과 장비의 각 축을 움직이는 데 사용됩니다
모터는 각 축에 힘을 제공하여 원하는 방향으로 움직일 수 있게 합니다
일반적으로 사용되는 모터에는 DC 모터, 스테퍼 모터, 서보 모터 등이 있습니다

서보 모터는 정밀한 제어가 가능하여 산업용 로봇과 반도체 장비에 많이 사용됩니다

서보 앰프

서보 앰프는 모터를 제어하는 장치입니다

모터에 전력을 공급하고, 모터의 위치, 속도, 토크를 정확하게 제어합니다
서보 앰프는 제어 신호를 모터에 전달하여, 모터가 정확하게 움직이도록 합니다

이를 통해 로봇과 장비의 각 축이 원하는 대로 움직이게 됩니다
피드백 시스템을 사용하여 모터의 실제 위치를 지속적으로 모니터링하고,

목표 위치와 비교하여 정확하게 제어합니다

모터와 서보 앰프의 협력

서보 앰프는 제어 신호를 모터에 보내고, 모터는 이 신호를 받아 회전 운동을 발생시킵니다

서보 앰프는 모터의 현재 위치와 목표 위치를 비교하여 필요한 만큼 전력을 조절합니다
모터에 연결된 인코더가 현재 위치 정보를 서보 앰프에 전달합니다

서보 앰프는 이 정보를 기반으로 모터를 정확하게 제어합니다

모터와 서보 앰프는 함께 작동해야만 축을 제어할 수 있습니다

모터만으로는 제어 신호를 받을 수 없고, 서보 앰프만으로는 실제 운동을 발생시킬 수 없습니다

이제 모터와 서보 앰프가 각 축을 어떻게 움직이는지 알았으니, 

산업용 로봇의 각 축에 대해 자세히 알아보겠습니다

 

1. 베이스 회전 축 (Base Rotation, Joint 1)

설명: 이 축은 로봇의 가장 아래 부분이 좌우로 회전하는 축입니다
기능: 로봇이 작업 공간 내에서 다양한 방향으로 회전할 수 있게 합니다
예시: 큰 물체를 이동시키기 위해 로봇이 방향을 바꾸는 경우에 사용됩니다

2. 어깨 회전 축 (Shoulder Rotation, Joint 2)

설명: 로봇 팔의 어깨 부분이 앞뒤로 움직이는 축입니다
기능: 로봇 팔이 작업 영역을 확장하고, 접근하기 어려운 위치에 도달할 수 있게 합니다
예시: 로봇 팔이 앞쪽으로 나가서 물체를 잡거나 뒤로 물러나는 동작을 수행할 때 사용됩니다

3. 팔꿈치 회전 축 (Elbow Rotation, Joint 3)

설명: 사람 팔의 팔꿈치처럼, 로봇 팔의 중간 부분이 위아래로 움직이는 축입니다
기능: 로봇 팔의 길이를 조절하며, 물체를 들어 올리거나 내리는 동작을 수행합니다
예시: 높은 선반에서 물건을 집어 올리거나 낮은 위치에 물건을 놓는 작업에 사용됩니다

4. 손목 회전 축 (Wrist Rotation, Joint 4)

설명: 로봇 손목이 좌우로 회전하는 축입니다
기능: 로봇이 물체를 다양한 각도로 회전시켜 작업할 수 있게 합니다
예시: 물체를 조립하거나 특정 각도로 배치할 때 사용됩니다

5. 손목 피치 축 (Wrist Pitch, Joint 5)

설명: 로봇 손목이 위아래로 움직이는 축입니다
기능: 물체를 더 잘 잡을 수 있도록 손목의 각도를 조절합니다
예시: 로봇이 물체를 집거나 놓을 때 손목의 각도를 조절하는 데 사용됩니다

6. 손목 요 축 (Wrist Yaw, Joint 6)

설명: 로봇 손목이 비틀어지는(돌리는) 축입니다
기능: 로봇이 물체를 다양한 방향으로 돌릴 수 있게 합니다
예시: 물체를 회전시켜 특정 방향으로 배치하거나 작업을 수행할 때 사용됩니다

 

 

반도체 장비의 각 축

반도체 제조 장비는 매우 정밀한 작업을 수행하기 위해 다양한 축을 사용합니다 

웨이퍼라는 둥근 판을 아주 정확하게 위치시키고 움직이는 것이 중요합니다.

 

1. X축

설명: 웨이퍼가 좌우로 이동하는 축입니다.
기능: 웨이퍼를 정확한 위치에 맞추기 위해 필요합니다.
예시: 웨이퍼가 장비 내부에서 좌우로 이동하여 작업 영역에 도달합니다.

2. Y축
설명: 웨이퍼가 앞뒤로 이동하는 축입니다.
기능: 웨이퍼의 전후 위치를 조절하여 정확한 작업을 수행합니다.
예시: 웨이퍼가 앞뒤로 이동하여 다른 작업 위치에 도달합니다.

3. Z축
설명: 웨이퍼가 위아래로 이동하는 축입니다.
기능: 웨이퍼의 높이를 조절하여 다양한 공정에서 필요한 작업 위치를 설정합니다.
예시: 웨이퍼가 위아래로 이동하여 정밀한 높이 조절이 필요할 때 사용됩니다.

4. 세타(θ) 축 (Theta Axis)
설명: 웨이퍼가 회전하는 축입니다.
기능: 웨이퍼의 회전 위치를 정밀하게 제어하여 패턴 정렬 및 검사를 수행합니다.
예시: 웨이퍼가 회전하여 특정 각도로 정렬되거나 검사할 때 사용됩니다.

결론

오늘은 산업용 로봇과 반도체 장비에서 사용되는 각 축에 대해 알아보았습니다

각 축은 로봇과 장비가 정밀하게 움직이고 다양한 작업을 수행하는 데 중요한 역할을 합니다

이러한 기초 지식을 통해 로봇과 반도체 장비의 동작 원리를 이해하는 데 도움이 되길 바랍니다