로봇 용접을 위한 신기술

Aug 07, 2023

자동차 산업의 수요에 힘입어 레이저 용접은 6축 로봇의 가장 빠르게 성장하는 응용 분야 중 하나입니다. 사진 제공: ABB 로보틱스

레이저 용접용 드레스 패키지는 설정에 약간의 주의가 필요합니다. 굴곡 반경 제한을 준수해야 하며 케이블은 충격을 받지 않아야 합니다. 사진 제공: Comau LLC

로봇이 GTAW 또는 GMAW에 사용될지 여부에 관계없이 전문가들은 해당 작업을 위해 특별히 설계된 기계를 권장합니다. 사진 제공: FANUC America Corp.

ABB는 최근 로봇 용접 기술 플랫폼에 TIP TIG 프로세스를 추가했습니다. 필러 와이어를 용접 풀에 연속적인 속도로 공급하는 대신 피더가 와이어를 앞뒤로 흔듭니다. 보조 전원에서 공급되는 전류는 필러 와이어에도 적용됩니다. 사진 제공: ABB 로보틱스

고정구 없는 용접의 경우 기본 부품이 간단한 고정구에 위치합니다. 그런 다음 비전 안내를 받는 자재 취급 로봇이 용접할 부품을 집어 베이스 부품에 배치하고 아크 용접 로봇이 작업을 수행하는 동안 이를 고정합니다. 사진 제공: FANUC America Corp.

다양한 종류의 용접은 기술이 발명된 이후 거의 산업용 로봇에 대한 최고의 응용 분야였습니다.

국제로봇연맹(International Federation of Robotics)에 따르면 전 세계 로봇의 50%가 용접에 사용됩니다. 구체적으로 33%는 스폿 용접에 사용되고, 16%는 아크 용접에, 1%는 다른 유형의 용접 작업에 사용됩니다.

6축 로봇을 사용하면 조립 작업자는 부품을 더 잘, 더 빠르게, 더 일관되게, 더 안전하게 용접할 수 있습니다. 그리고 용접 로봇의 기능은 최근 몇 년 동안 극적으로 향상되었으며, 사용하기 쉽고 배포 비용도 저렴해졌습니다. 한때 자동차 OEM과 기타 대형 제조업체만의 전유물이었던 기술이 이제 중소기업도 쉽게 사용할 수 있게 되었습니다.

시장조사업체 테크나비오(Technavio)에 따르면 전세계 용접 로봇 시장이 2019년까지 연평균 6.09% 성장할 것으로 예상되는 것도 놀라운 일이 아니다.

자동차 산업의 수요에 힘입어 레이저 용접은 6축 로봇의 가장 빠르게 성장하는 응용 분야 중 하나입니다. Comau LLC의 재료 및 기술 이사인 Mark Anderson은 자동차 제조업체들이 차량 중량을 줄여야 한다는 압력을 받고 있으며 레이저 용접은 여러 측면에서 이러한 문제를 해결한다고 말합니다.

예를 들어, 무게를 줄이기 위해 자동차 제조업체는 다양한 섀시 구성 요소에 하이드로폼 튜브를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 이러한 튜브에 판금을 접합하면 조립품의 양쪽 측면에 접근해야 하는 저항 점용접에 문제가 발생합니다. 레이저 용접은 이러한 제한을 공유하지 않습니다. 어셈블리의 한쪽 면에만 접근하면 됩니다.

또한 레이저 빔의 초점이 너무 작기 때문에 랩 조인트용 부품 플랜지는 저항 점용접용으로 설계된 것보다 더 좁을 수 있다고 Anderson은 말합니다. 금속이 적다는 것은 무게가 적고 비용이 낮다는 것을 의미합니다.

"스팟 용접 건의 엔드 캡은 직경이 0.25인치일 수 있습니다."라고 그는 설명합니다. "즉, 플랜지 폭은 최소 10~12mm여야 합니다. 레이저 용접을 사용하면 직경 1mm의 스폿 크기를 가질 수 있습니다. 이제 플랜지 폭은 3~4mm에 불과합니다. 이는 50% 절감 효과입니다. 물질적으로."

차량 중량을 줄여야 한다는 요구에 따라 자동차 제조업체에서는 다양한 두께의 다양한 재료로 차체를 조립하고 있습니다. 한때는 도어 패널의 모든 부품이 동일한 강판 롤에서 스탬핑되었을 수도 있습니다. 오늘날 동일한 도어 패널은 다양한 두께의 5가지 재료로 구성될 수 있습니다.

레이저 용접도 이러한 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. ABB Robotics의 용접 및 절단 시장 개발 관리자인 Mark X. Oxlade는 "레이저 빔은 GMAW(가스 금속 아크 용접)보다 훨씬 더 많은 열을 발생시킬 수 있습니다."라고 말합니다. "이렇게 높은 온도에서는 서로 다른 재료를 더 쉽게 접합할 수 있습니다."

EOAT(end-of-arm-tooling)의 크기로 인해 저항 용접에는 약 100~250파운드의 높은 페이로드 용량을 갖춘 상당히 무거운 로봇이 필요합니다. 반면 GMAW의 툴링은 더 작고 가벼우므로 페이로드 용량이 20~40파운드인 로봇이면 충분할 수 있습니다.