자동 용접을 실현하는 방법 - 로봇 팔

제조 산업은 자동화 수준을 높이기 위해 지속적으로 발전하고 있으며, 레이저 용접은 이러한 변화의 최전선에 있습니다. 고급 레이저 기술과 정교한 로봇 팔을 통합함으로써 자동화된 레이저 용접 시스템은 생산 라인에 혁명을 일으키고 비교할 수 없는 정밀도, 속도 및 일관성을 제공하는 동시에 작업자가 수동적이고 반복적인 작업에서 벗어나도록 해줍니다.

로봇 팔이 레이저 용접을 자동화하는 방법

자동화된 로봇식 레이저 용접 셀은 각 구성 요소가 조화롭게 작동하는 완벽하게 통합된 시스템입니다. 이 프로세스는 몇 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다.

1. 프로그래밍 및 경로 계획:용접 프로세스는 오프라인으로 시작됩니다. 엔지니어는 특수 CAD/CAM 소프트웨어를 사용하여 공작물의 3D 모델에서 직접 정확한 용접 경로를 디지털 방식으로 정의합니다. 그런 다음 소프트웨어는 로봇의 움직임과 레이저의 매개변수(전력, 속도, 펄스 주파수)를 동시에 제어하는 ​​복잡한 코드를 생성합니다. 이 경로는 가장 짧은 사이클 시간과 최고의 품질을 위해 최적화될 수 있습니다.

2. 부품 위치 지정 및 고정:용접할 공작물을 맞춤형 지그 또는 고정 장치에 안전하게 배치합니다. 이를 통해 용접 사이클 전반에 걸쳐 부품이 완벽하게 고정되고 올바른 방향으로 유지되며 이는 반복성에 매우 중요합니다.

3. 자동 실행:버튼을 누르면 시스템이 작동합니다. 엔드 이펙터에 레이저 용접 헤드가 부착된 다축 로봇 팔은 미세한 정확도로 사전 프로그래밍된 경로를 따릅니다. 레이저 빔은 광섬유 케이블을 통해 보호 렌즈와 차폐용 동축 가스 노즐이 장착된 머리로 전달됩니다.

4. 실시간 모니터링 및 제어:고급 시스템에는 비전 시스템과 센서가 장착되어 있습니다. 여기에는 사소한 부품 변화를 보상하기 위해 로봇의 경로를 자동으로 조정하는 심 추적기와 일관된 품질을 보장하기 위해 용접 풀을 모니터링하는 열 센서가 포함될 수 있습니다.

5. 언로드 및 반복성:용접이 완료되면 로봇은 홈 위치로 돌아갑니다. 완성된 부품을 수동으로 제거하거나 완전 자동화된 생산 라인에서 다른 로봇이 해당 부품을 내리고 새로운 원시 부품을 로드할 수 있어 진정한 "라이트 아웃(lights-out)" 제조가 가능합니다.

로봇식 레이저 용접 암의 주요 특징

로봇 공학의 통합은 수많은 강력한 이점을 제공합니다.에스:

• 초인적인 정확성과 반복성:로봇 팔은 인간 용접공의 고유한 가변성을 제거합니다. 그들은 1밀리미터 미만의 위치 정확도로 똑같은 동작을 수백만 번 반복하여 모든 단일 부품에 완벽하고 동일한 용접을 생성할 수 있습니다.

• 비교할 수 없는 유연성과 접근성:6개 이상의 이동 축을 갖춘 로봇 팔은 인간에게 불가능하거나 매우 위험한 위치로 레이저 헤드를 조종할 수 있습니다. 복잡한 3차원 윤곽을 쉽게 용접하고 조립품 내부의 제한된 공간에 접근할 수 있습니다.

• 대폭 향상된 생산성:로봇은 피로하거나 휴식을 취하거나 교대 근무가 필요하지 않습니다. 연중무휴 24시간 운영이 가능하여 처리량을 크게 늘리고 주기 시간을 단축합니다. 이를 통해 대량 생산에 대한 투자 수익(ROI)이 더 빨라집니다.

• 향상된 품질 및 일관성:최적의 속도, 각도 및 거리를 유지함으로써 로봇 팔은 모든 용접이 완벽한 침투와 균일한 외관을 보장합니다. 이러한 일관성은 자동차, 항공우주 등 엄격한 품질 표준이 적용되는 산업에 매우 중요합니다.

• 작업장 안전 개선:자동화를 통해 작업자가 레이저 빔, 강렬한 밝기(아크 플래시) 및 용접 공정 중에 생성되는 연기에 직접 노출되는 일을 방지할 수 있습니다. 이를 통해 보다 안전한 작업 환경이 조성되고 부상 위험이 줄어듭니다.

용접 너머: 레이저 가공에서 로봇 팔의 기타 응용 분야

레이저 소스가 장착된 로봇 팔의 다양성은 용접을 훨씬 넘어서는 것입니다. 동일한 시스템을 다양한 기타 고부가가치 애플리케이션에 맞게 신속하게 재프로그래밍할 수 있습니다.

• 레이저 절단:로봇은 자동차 배기 시스템의 구멍 절단이나 항공우주의 복합 부품 트리밍과 같이 미리 형성된 부품에 대해 3D 윤곽 절단을 수행할 수 있습니다.

• 레이저 청소:로봇은 선박 선체, 항공기 부품 또는 역사적 기념물과 같이 크거나 복잡한 모양의 물체에서 녹, 페인트 또는 코팅을 선택적으로 제거하도록 프로그래밍할 수 있습니다.

• 레이저 클래딩 및 적층 제조:DED(지향적 에너지 증착)라고도 알려진 이 프로세스는 로봇을 사용하여 고가의 부품을 수리하거나 거의 그물 모양의 부품을 만들기 위해 재료를 층층이 쌓습니다.

• 레이저 표면 경화:로봇은 금속 부품의 특정 부분을 정밀하게 열처리하여 표면 경도와 내마모성을 높일 수 있습니다.

제조업의 미래를 수용하다

자동 로봇 레이저 용접은 더 이상 틈새 기술이 아니라 현대 스마트 제조의 초석입니다. 우수한 품질, 비교할 수 없는 효율성, 향상된 작동 안전성의 강력한 조합을 제공합니다. 용접 공정을 자동화함으로써 기업은 "손을 자유롭게" 할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 수준의 생산성과 경쟁력을 확보할 수 있습니다.