로봇 용접 시스템은 생산성을 높이고 용접 품질을 개선하며 제조 비용을 절감할 수 있습니다. 그러나 실제로 얻을 수 있는 이점은 시간이 지남에 따라 시스템을 얼마나 효과적으로 사용하느냐에 따라 달라집니다.
자동화 ROI를 극대화하는 방법에는 크게 두 가지가 있습니다. 첫 번째는 시스템 다운타임을 최소화하는 것이고, 두 번째는 운영 효율성을 최적화하는 것입니다.
다음은 IPG의 로봇 공학 및 자동화 전문가들이 추천하는 이러한 목표를 달성하기 위한 11가지 '모범 사례'입니다.
#1. 정기적인 예방 및 예측 유지 관리 수행
예방 및 예측 유지보수를 통해 문제가 발생하기 전에 미리 파악하고 해결하는 것이 생산 중단을 피할 수 있는 가장 확실한 방법입니다. 많은 경우 예방적 및 예측적 유지보수는 최고 수준의 제품 품질을 유지하는 데도 도움이 됩니다.
예방적 유지 관리 체크리스트에 포함되어야 하는 주요 항목은 다음과 같습니다:
- 토치, 광학 장치, 케이블, 소모품, 냉각수 시스템을 정기적으로 점검합니다.
- 예측 도구(IoT 센서, 열 모니터링, 진동 분석, 레이저 출력 피드백)를 사용하여 초기 장애를 포착할 수 있습니다.
- 소모품(접점 팁, 노즐, 광학 장치)의 수명을 추적하여 고장이나 심각한 성능 저하가 발생하기 전에 교체할 수 있습니다.
#2. 소모품 및 예비 부품 재고를 적극적으로 관리하세요.
간단해 보이지만 적절한 예비 부품 재고를 확보하지 않는 것은 의외로 흔한 실수입니다. 예비 부품은 장비를 계속 작동시키고 필요한 수리를 하는 데 필요합니다. 올바른 부품을 미리 준비해 두면 유지보수 또는 수리 중단 시간을 획기적으로 줄일 수 있습니다.
예비 부품 접근성을 최적화합니다:
- 표준화된 소모품(접점 팁, 노즐, 렌즈, 보호창, 와이어 라이너)을 장비 근처에 항상 준비해 두세요.
- 셀 간 소모품의 편차를 최소화하여 혼동과 잘못된 부품을 사용할 가능성을 줄이세요.
- 중요한 부품을 항상 사용할 수 있도록 공급업체 관리 인벤토리(VMI)를 고려하세요.
#3. 오프라인에서 프로그래밍 및 시뮬레이션 수행
새 작업을 설정하고 로봇 용접 경로를 프로그래밍하는 데는 시간이 걸릴 수 있습니다. 이 작업을 생산 시스템에서 수행하면 불필요한 다운타임이 발생하고 생산이 중단될 수 있습니다. 오프라인 프로그래밍(OLP) 및 시뮬레이션 툴을 사용하면 해당 작업을 가상 환경으로 전환할 수 있습니다. 이렇게 하면 시간이 절약되고 오류 발생 가능성이 줄어듭니다.
오프라인 프로그램을 최대한 활용하려면:
- 배포하기 전에 경로, 주기 시간, 도달 범위의 유효성을 검사합니다.
- 시뮬레이션을 사용하여 잠재적인 충돌, 토치 각도 문제 또는 픽스처 간섭이 발생하기 전에 미리 파악하세요.
- 오프라인에서 프로그램을 생성하여 수동 티치인이 필요하지 않도록 하세요.
#4. 운영자 및 유지보수 담당자 교육 철저
잘 훈련된 작업자는 로봇 용접 시스템에서 최고의 효율성과 최상의 결과를 일관되게 얻을 수 있습니다. 지식이 풍부한 유지보수 담당자는 작은 문제가 큰 다운타임 이벤트로 확대되는 것을 방지하고 문제 발생 시 더 신속하게 대응할 수 있습니다.
팀의 기술과 대응력을 강화합니다:
- 운영자가 와이어와 같은 가장 일반적인 문제를 신속하게 식별하고 해결하도록 교육합니다. 새 둥지, 광학 오염 또는 시스템 재설정 절차와 같은 일반적인 문제를 신속하게 식별하고 해결하도록 교육하세요.
- 유지 관리 및 프로덕션 직원을 교차 배치하여 교대 근무에 걸쳐 일관된 지원과 커버리지를 보장합니다.
- 각 셀에 명확하고 시각적인 SOP를 게시하세요. 이렇게 하면 문제 해결 시간을 최소화하고 일관된 품질을 위한 모범 사례를 표준화하는 데 도움이 됩니다.
#5. 실시간 모니터링 및 알림 구현
실시간 시스템 상태 및 용접 성능 모니터링은 예측적 유지보수를 위한 유용한 보조 기능입니다. 이를 통해 팀은 이상 징후를 조기에 발견하고 작은 문제가 장기적인 다운타임으로 확대되는 것을 방지할 수 있습니다.
예를 들어, 파괴 테스트와 같은 QA 방법에 비해 크게 개선된 다양한 레이저 용접 모니터링 도구와 기술이 있습니다. 실시간 직접 용접 측정과 같은 방법은 매우 정확한 기하학적 데이터를 제공하여 용접 결함이 발생하기 전에 예측하는 데 사용할 수 있습니다.
실시간 모니터링을 최대한 활용하려면:
- 로봇 상태, 용접 매개변수 및 오류 추적을 위한 대시보드를 구현하세요.
- 임계값을 초과하거나 오류가 발생하면 자동 알림(문자/이메일)을 전송합니다.
- 다운타임 이벤트를 기록하여 추세를 분석하고, 근본 원인을 파악하고, 대책을 실행하세요. 이 데이터는 지속적인 개선을 추진하는 데에도 도움이 됩니다.
#6. 적절한 전선 공급 유지
와이어 공급 문제는 로봇 용접에서 가동 중단의 가장 흔한 원인 중 하나입니다. 작은 불일치도 용접 품질을 떨어뜨리고 불필요한 작업 중단이나 값비싼 재작업을 유발할 수 있습니다.
적절한 와이어 피딩을 보장하고 유지합니다:
- 라이너의 길이가 올바른지, 로봇 관절을 움직일 때 저항이 발생하지 않는지 확인합니다.
- 미끄러짐이나 변형을 방지하기 위해 드라이브 롤과 장력 설정을 와이어 유형에 맞게 조정합니다.
- 안정적인 와이어 공급 우선순위 지정 - 안정적인 생산으로 직결됩니다.
#7. 정밀한 조인트 핏업 및 간격 제어 유지
아무리 뛰어난 로봇 용접 시스템이라도 정렬이 잘못되거나 일관성 없이 제시된 부품을 항상 보정할 수는 없습니다. 잘못된 고정 장치 또는 부품 배치의 변화는 모두 용접 결함, 재작업 및 예기치 않은 가동 중단으로 이어집니다. 생산을 안정적으로 유지하고 용접 품질을 높이려면 견고하고 반복 가능한 픽스처에 투자하는 것이 좋습니다.
- '포카 요크' 기능이 있는 정밀 픽스처를 사용하세요. 여기에는 올바른 부품 방향을 보장하는 내장 가이드, 일관된 배치를 위한 핀 및 슬롯 로케이터, 균일한 클램핑력을 가하는 자동 클램프가 포함됩니다.
- 작업자 하중이나 부품 공차의 변화에 민감하지 않도록 픽스처를 설계합니다.
- 정밀한 조인트 피팅과 간격 제어를 통해 용접 틈새와 고장을 방지하고 가동 중단을 방지합니다.
#8. 빠른 서비스 변경을 위한 설계
퀵체인지 구성품을 사용하면 일상적인 서비스를 더 빠르고 쉽게 처리할 수 있습니다. 또한 예기치 않은 문제가 발생했을 때 평균 수리 시간(MTTR)을 최소화합니다. 서비스 가능성을 고려한 설계는 곧 가동 시간을 고려한 설계입니다.
서비스 편의성을 극대화합니다:
- 퀵 체인지 토치 마운트, 카트리지형 옵틱, 모듈식 소모품으로 시스템을 장착하세요.
- 기술자가 빠르고 일관성 있게 작업을 완료할 수 있도록 일상적인 유지 관리를 간소화하세요.
- 설계를 통해 MTTR을 줄여 수리에 필요한 도구, 시간, 중단을 최소화하세요.
#9. 로봇에 고품질 부품 공급
로봇 용접 시스템은 품질이 낮은 부품을 완벽하게 보완할 수 없습니다. 잘못 제작되거나 일관되지 않은 부품은 필연적으로 용접 결함, 재작업 및 불필요한 다운타임으로 이어집니다. 비전 시스템, 심 추적, 견고한 고정 장치와 같은 기술이 도움이 될 수 있지만 비용과 복잡성이 추가됩니다.
레이저 용접의 경우 특히 그렇습니다. 레이저 용접은 고품질 접합부를 만드는 정밀한 공정이지만, 다른 접합 방법에 비해 넓은 공차와 부품 품질 변화에 대한 내성이 떨어지는 경우가 있습니다. 레이저 용접은 부품, 어셈블리 및 업스트림 공정을 염두에 두고 설계할 때 가장 큰 이점을 제공합니다.
고품질 로봇 용접을 지원하는 부품을 일관되게 생산합니다:
- 엄격한 공차, 일관된 재료, 적절한 조인트 준비로 부품을 설계하고 제조하세요.
- 유닛이 셀에 도착하기 전에 부품 일관성을 확인합니다. 이렇게 하면 재작업 및 공정 조정의 필요성을 줄일 수 있습니다.
- 보정 기술에 대한 의존도를 최소화하여 부품 품질 저하를 대체하는 것이 아니라 안전장치로 활용합니다.
#10. 로봇을 정확하게 설정 및 구성하기
로봇 용접 시스템의 생산성과 안정성을 유지하려면 정확한 설정이 필수적입니다. 공구 중심점(TCP), 마스터링 또는 토치/옵틱 무결성의 오류는 정렬 불량, 용접 품질 저하 또는 예기치 않은 가동 중단으로 이어질 수 있습니다. 정기적인 검증 및 보정을 통해 로봇의 반복성을 유지하고 생산에 차질을 빚기 전에 문제를 예방할 수 있습니다.
로봇 설정 및 구성을 최적화합니다:
- 설정 중 및 유지보수 후 올바른 TCP, 마스터링, 토치/옵틱 무결성을 확인합니다.
- 정렬 및 위치 검사를 사용하여 반복성을 확인합니다. 여기에는 로봇 손목 확인 도구, 로봇팔 끝 툴링(레이저 또는 토치) 정렬, 레이저 정렬 쿠폰이 포함됩니다.
- 일관된 캘리브레이션을 유지하여 변동성을 줄이고 설정 오류로 인한 다운타임을 제거하세요.
#11. 프로덕션 환경의 능동적 제어
작업 환경은 로봇 용접 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 먼지, 연기, 온도 변화는 장비 성능을 저하시키고 부품 수명을 단축시킬 수 있습니다. - 특히 레이저 용접 광학 장치의 경우 더욱 그렇습니다. 사전 환경 제어는 민감한 시스템을 보호하고 오염을 줄이며 생산을 원활하게 유지합니다.
환경에 미치는 영향을 최소화합니다:
- 효과적인 연기 추출 및 공기 흐름 관리를 통해 오염을 최소화하세요.
- 적절한 커버로 렌즈와 기타 광학 장치를 보호하고 정기적으로 청소하세요.
- 능동적인 온도 및 습도 제어로 환경을 안정화하여 공정 일관성을 극대화하고 열로 인한 중단을 방지하세요.
로봇 용접은 일회성 투자가 아닌 지속적인 최적화 프로세스라고 생각하세요. 여기에 설명된 단계를 수행하면 가동 중단 시간을 최소화하고 효율성을 극대화하며 고품질 부품을 일관되게 생산할 수 있습니다. 이를 통해 자동화 투자에 대한 완전한 수익을 실현하고 향후에도 투자를 보호할 수 있습니다.
로봇 솔루션 시작하기
로봇 용접 솔루션을 고려하고 계신가요? 샘플 부품을 보내거나 글로벌 애플리케이션 센터를 방문하거나 애플리케이션에 대해 알려주면 쉽게 시작할 수 있습니다.
