산업용 취출로봇의 소음 및 진동 저감 방안 연구

Abstract

본 연구에서는 산업용 취출로봇의 소음 및 진동 저감 방안에 대하여 연구하였다. 핀 피니언, 감속기, 모터 등과 같은 동력전달시스템에 의해 발생하는 진동, 소음 등은 취출로봇의 효율성, 내구성, 정밀도와 신뢰성 등을 결정짓게 된다. 실험적인 방법과 시뮬레이션 방법을 이용하여 동력전달시스템에 의한 취출로봇의 소음 원인 분석 및 저감방안을 수행하였다. 실험을 통하여 취출로봇에서 발생하는 소음 및 진동의 원인을 규명하였으며, 또한 이들 소음 및 진동원이 취출로봇의 전체 음압 및 진동량에 끼치는 영향을 분석하였다. 동력전달시스템의 소음원 중에 치형오차는 질량불평형을 발생시켜 소음을 유발할 수 있으며, 취출로봇의 소음에 미치는 영향은 미미하다. 핀 피니언의 유격은 상대운동을 허용하는 구성 부품들의 기계적 헐거움에 의해 소음을 유발하며, 취출로봇의 소음에 큰 영향을 미친다. 또한 강성이 다른 두 개의 핀 피니언을 적용하여 실험해 본 결과 핀 피니언의 강성이 높을수록 취출로봇의 소음 및 진동이 적게 발생하는 것을 확인하였다. 운전영역에서의 회전특성 및 공진에 의한 소음 및 진동 증폭 현상을 확인하기 위하여 모터의 회전속도에 따른 소음 및 진동 실험을 수행 및 분석하였으며, 시스템분석법을 통하여 고유진동수 및 고유모드 등과 같은 고유한 특성을 파악하였다. 게다가 상용유한요소해석 프로그램을 이용하여 십자 프레임을 추가하는 구조변경에 대하여 증가된 고유진동수를 예측할 수 있었으며, 이를 통하여 공진회피를 통한 소음 및 진동 저감방안을 제시할 수 있었다.