레슨 1: 워크셀 자동화 소개

산업 자동화는 배달을 받는 것부터 식료품점에서 쇼핑하는 것까지 우리가 매일 상호작용하는 분야입니다. 워크셀은 산업 자동화의 중요한 부분이며, 이 과정 전체에서 이에 대해 알아볼 것입니다. 

이 수업에서는 다음 내용을 배우게 됩니다. 

• 워크셀이란 무엇이며 산업 자동화 맥락에서 어떻게 사용되는가
• CTE Workcell이 이러한 개념과 어떻게 관련되는지
• EXP 로봇 브레인은 무엇이며 CTE 워크셀 내에서 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러로 어떻게 기능합니까?
• 배터리를 충전하여 사용 준비를 하는 방법.

이 수업을 마치면 엔지니어링 노트에 적힌 질문에 답하면서 배운 내용을 논의하게 됩니다. 

워크셀 소개

우리 일상 속의 산업 자동화

공장 자동화와 산업용 로봇은 우리 일상생활에 깊이 스며들어 있지만, 우리가 그 영향을 깨닫지 못하는 경우가 많습니다. 밤새도록 배달되는 택배나 항상 재고가 쌓여 있는 식료품점을 생각해 보세요. 이러한 일상적인 편의성은 자동화와 로봇 공학이 중요한 역할을 하는 첨단 제조 공정 덕분에 가능해졌습니다.

산업 자동화는 기술과 기계를 사용하여 공장의 제조 및 생산 공정을 간소화하고 개선하는 것입니다. 현대 산업 공장에서 자동화는 효율성을 높이고, 안전을 보장하고, 정밀성을 강화하기 위한 다양한 작업의 핵심입니다. 여기에는 로봇이 다음과 같은 다양한 작업을 완료하는 제조 작업이 포함됩니다. 

• 자재 취급, 즉 제품 이동 및 분류. 
• 배송을 위해 제품을 팔레타이징합니다.
• 시스템에서 결함이 있는 제품을 제거합니다.

예를 들어 온라인으로 주문이 들어오면 자동화된 시스템을 통해 처리되어 창고에 할당됩니다. 이러한 창고에서는 산업용 로봇이 중요한 역할을 하며, 통로를 따라 움직이고 정밀하고 빠르게 품목을 회수합니다. 이러한 로봇은 여러 방향으로 움직일 수 있으며 제품을 조심스럽게 다룰 수 있습니다. 그들은 사람과 함께 일하며 주문을 분류하고, 포장하고, 배송을 준비하는데, 이 모든 과정이 단 몇 시간 안에 끝납니다.

워크셀이란 무엇인가요?

작업셀은 회사가 제조 생산 공정에 사용하는 기계, 사람 및 기타 장비를 모아 놓은 것입니다. 이러한 셀은 종종 생산과 관련된 비용을 줄이고 생산성을 높이기 위해 구현됩니다. 많은 회사에서는 작업셀을 도입하여 오류율을 크게 낮추기도 합니다.

예를 들어, 제조 시설에서 공정에 관련된 기계(로봇 팔과 컨베이어 등)는 생산되는 제품이 한 단계에서 다음 단계로 원활하고 원활하게 이동할 수 있도록 배치됩니다. 이는 기계가 원자재에서 완제품으로의 논리적 진행을 용이하게 하는 작업 셀로 그룹화되는 경우에만 가능합니다.

프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC)란 무엇입니까?

프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC)는 산업 시스템에서 자동 작업을 수행하도록 프로그래밍된 산업용 컴퓨터 제어 시스템입니다. 자동화된 생산 라인의 필수 구성 요소인 PLC는 입력 장치(예: 센서)의 상태를 지속적으로 모니터링하고, 맞춤 프로그램에 따라 결정을 내려 출력 장치(예: 컨베이어)의 상태를 제어합니다. PLC는 다양한 실제 산업에서 공장 조립 라인, 기계 또는 기타 프로세스를 자동화하는 데 사용됩니다. PLC를 사용하면 신뢰성, 시스템 안정성 및 성능, 안전성을 높이는 동시에 인간의 개입 필요성과 잠재적인 인간 오류를 최소화할 수 있습니다. 

자동화된 공장에서 작업셀은 특정 작업을 수행하기 위해 함께 작동하는 다양한 기계와 로봇으로 구성됩니다. PLC는 다음과 같은 활동을 관리하고 조정하는 데 중심적인 역할을 합니다. 

• 장치 통합: PLC는 워크셀 내에서 로봇 팔, 컨베이어, 센서, 공압 시스템 등 여러 장치를 통합하고 제어할 수 있습니다. 이러한 통합을 통해 각 구성 요소가 다른 구성 요소와 조화롭게 작동하여 효율성이 향상되고 오류가 줄어듭니다.
• 프로세스 자동화: PLC는 반복적인 작업을 자동화하여 수동 개입의 필요성을 줄입니다. 예를 들어, 포장 작업 셀에서 PLC는 로봇 팔을 제어하여 컨베이어에서 품목을 집어 상자에 넣고 상자를 밀봉할 수 있습니다.
• 모니터링 및 진단: PLC는 연결된 모든 장치의 상태를 지속적으로 모니터링하여 실시간 데이터와 진단을 제공합니다. 이를 통해 문제를 신속하게 식별하고 해결하여 가동 중지 시간을 최소화할 수 있습니다.

PLC의 주요 장점 중 하나는 유연성입니다. PLC는 입력이나 출력 장치를 추가하여 기능을 확장할 수 있는 기능을 제공할 뿐만 아니라, 제조 공정의 변화에 맞춰 쉽게 재프로그래밍하고 재구성할 수도 있습니다. 

CTE 워크셀

이제 물체를 운반하고 팔레타이징하는 등의 작업을 수행하기 위해 6축 암을 코딩하는 기본적인 이해를 얻었으므로, 이 지식을 바탕으로 구성 요소를 추가하여 워크셀을 만들 준비가 되었습니다. 이 과정을 통해 CTE 워크셀의 구성 요소인 뇌, 센서, 컨베이어, 디스크 피더, 공압 장치 등에 대해 배우고 이를 코딩하여 완전 자동화된 워크셀을 만드는 방법을 배웁니다. 전체 워크셀을 구성하기 전에 CTE 워크셀과 함께 Brain을 사용하는 방법을 알아야 합니다. 이렇게 하면 6축 암 외의 장치를 연결하고 제어할 수 있습니다.

프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC)로서의 뇌

CTE Workcell에서 Brain은 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러 역할을 하며 산업 자동화 환경에서 PLC와 유사한 기능을 수행합니다. 

• 제어 허브: 두뇌는 중앙 제어 허브 역할을 하며 6축 암과 컨베이어, 센서, 공압 장치와 같은 추가 장치를 관리합니다.
• 프로그래밍 가능 논리: VEX코드를 사용하여 작업셀이 어떻게 작동해야 하는지 정의하는 두뇌가 프로그래밍되어 자동화 공장에서 PLC를 실제로 사용하는 방식을 반영합니다.
• 실시간 조정: 뇌는 센서로부터 입력을 처리하고 실시간으로 출력을 제어하여 작업셀의 원활하고 효율적인 작동을 보장합니다.
• 확장성: 산업용 PLC와 마찬가지로 Brain은 추가 장치(센서, 컨베이어, 공압 장치 등)를 연결하여 확장할 수 있으므로 점점 더 복잡해지는 자동화 시스템을 구축하고 제어할 수 있습니다.

이전 과정에서는 VEX코드 EXP를 사용하여 6축 팔의 움직임을 제어하기 위해 직접 연결을 사용했습니다. 하지만 직접 연결만6축 암을 제어할 수 있습니다. Brain을 사용하면 센서, 모터, 공압 장치, 6축 암 등의 추가 장치를 연결할 수 있습니다. 완전히 자동화된 작업 셀을 만들려면 Brain을 사용하여 객체를 효과적으로 이동, 분류 및 분배하는 데 필요한 모든 장치를 제어해야 합니다.

Brain은 워크셀을 제어하기 위해 다운로드된 사용자 프로젝트를 실행합니다. 이 단원의 뒷부분에서 볼 수 있듯이, 작업셀에 대한 정보를 Brain 화면에서 직접 볼 수도 있습니다.

 

이 과정에서는 Brain을 PLC로 사용하여 CTE Workcell을 제어합니다. 6축 암과 같은 뇌와 연결된 구성 요소에 전원을 공급하려면 충전된 배터리를 뇌에 연결해야 합니다. 

이해도 확인

다음 수업으로 넘어가기 전에 엔지니어링 노트북에서 아래 문서의 질문에 답하여 이 수업에서 다룬 개념을 이해했는지 확인하세요. 

이해도 확인 질문 > (Google Doc / .docx / .pdf)

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