자동화의 지속적인 발전은 품질을 개선하고 생산성을 높이며 비용을 절감함으로써 제조업을 지속적으로 혁신하고 있습니다. 그러나 기존 자동화 시스템의 비용, 복잡성, 큰 설치 공간으로 인해 소규모 운영에는 적합하지 않은 경우가 많습니다.
이제 협업 로봇, 줄여서 코봇이 등장하여 소규모 제조업체가 자동화에 더 쉽게 접근할 수 있게 되었습니다. 이러한 시스템은 기존 자동화와 많은 주요 이점을 공유하지만 더 정교한 솔루션보다 프로그래밍 및 작동이 더 간단하면서 더 저렴한 가격과 더 작은 패키지로 제공됩니다.
레이저 용접 코봇은 특히 매력적인 가치 제안을 제공합니다. 레이저 용접 의 고유한 정밀도와 속도를 자동화된 동작과 결합하여 용접 생산성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
그렇다면 레이저 용접 코봇에 적합한 작업을 식별하고 코봇을 성공적으로 통합하려면 어떻게 해야 할까요? 여기에서는 작업에서 코봇을 식별하고, 지정하고, 성공적으로 배포하기 위한 주요 고려 사항을 살펴봅니다.
적합한 애플리케이션 찾기
코봇을 활용하면 어떤 애플리케이션에 도움이 될 수 있나요?
코봇은 일반적으로 하루에 10~100개 정도의 중간 정도의 생산량을 가진 애플리케이션에 가장 적합합니다. 여기에는 종종 수동 용접이 일관되지 않거나 시간이 많이 소요되는 작업이 포함되지만 완전한 산업 자동화 설정은 정당화할 수 없습니다.
다른 형태의 자동화와 마찬가지로 코봇은 공정이 부품마다 크게 다르지 않을 때 최고의 성능을 발휘합니다. 즉, 일관된 부품 치수, 반복 가능한 고정 장치, 예측 가능한 용접 경로가 있어야 합니다. 동일한 어셈블리를 정기적으로 용접하고 일관성과 생산성을 개선하려는 경우 코봇이 적합한 도구가 될 수 있습니다.
하지만 그렇다고 해서 레이저 용접 코봇이 소량 배치 및 일회성 작업에 유용하지 않다는 의미는 아닙니다. 프로그래밍이 상대적으로 쉽다는 것은 레이저 용접 코봇이 기존 용접 로봇으로는 사실상 불가능한 방식으로 소량 작업에서도 원하는 결과를 얻을 수 있다는 것을 의미합니다.
직선 용접, 원형 이음새, 작은 반경은 모두 코봇의 능력 범위 내에 있습니다. 실제로 수작업으로 수행하기 어려운 복잡하거나 정교한 용접 경로의 경우 코봇이 더 잘 수행할 수 있습니다.
그러나 불규칙하거나 뒤틀린 부품을 용접하는 작업은 핏업이 제대로 이루어지지 않아 문제가 발생할 수 있습니다. 이는 일반적으로 레이저 용접이 아크 용접보다 핏업 측면에서 더 까다롭기 때문입니다. 와이어 피딩 애플리케이션은 다소 관대하지만, 자동 레이저 용접은 일반적으로 1mm 미만의 간격이 필요합니다.
코봇을 평가하는 첫 번째 단계는 기술적 적합성과 운영 ROI를 모두 평가하는 것입니다. 자동화를 정당화할 만큼 프로세스가 자주 반복되는가? 용접 품질과 일관성이 문제입니까, 아니면 노동 가용성이 문제입니까? 픽스처를 표준화할 수 있습니까? 대답이 '예'라면 레이저 용접 코봇을 사용하면 기존 자동화의 오버헤드 없이 워크플로우를 간소화하고 생산량을 향상시킬 수 있습니다.
안전 고려 사항
코봇은 특별히 사람과 자주 상호작용하도록 설계되었기 때문에 안전 요구 사항이 기존 로봇 시스템과 크게 다릅니다. 이는 특히 레이저 용접 애플리케이션에서 더욱 그렇습니다.
레이저 용접 코봇은 개방형과 폐쇄형의 두 가지 기본 구성으로 제공됩니다. 선택한 유형은 필요한 안전 조치 및 보호 장비에 직접적인 영향을 미칩니다.
인클로저가 통합된 폐쇄형 설정에서는 코봇과 용접 공정이 캐비닛이나 셀 안에 완전히 들어갑니다. 이러한 인클로저는 일반적으로 서로 연동되어 있으므로 문이 열리면 레이저가 자동으로 꺼집니다.
이는 일반적으로 클래스 I 레이저 시스템으로 분류되며, 이는 레이저가 정상적인 작동 조건에서 안전하다고 간주되며 특별한 PPE가 필요하지 않음을 의미합니다. 통합 연기 추출 기능도 포함되어 있어 용접 중에 발생하는 연기나 미립자를 관리하는 데 도움이 됩니다.
개방형 코봇 시스템에는 내장된 격리 장치가 없으므로 레이저 등급 장벽이나 커튼 뒤에 배치하여 직접 또는 반사되는 광선으로부터 인근 작업자를 보호해야 합니다. 이러한 설정은 클래스 IV 레이저 시스템으로 분류됩니다.
개방형 레이저 용접 코봇 설정에서는 일반적으로 작업자가 부품을 적재하고 배치한 후 용접 사이클을 시작한 다음 레이저가 작동하는 동안 뒤로 물러나거나 장벽 뒤로 이동합니다. 최소한 레이저 용접 안경과 레이저 용접 헬멧, 방염복 등 올바른 PPE를 착용하면 용접 중에 코봇 근처에 있어도 안전하지만, 일반적으로 작업자는 코봇이 사이클을 실행하는 동안 다른 작업에 집중할 수 있습니다.
비용, 생산량, 특히 워크플로 효율성 등 여러 가지 요소가 폐쇄형 코봇과 개방형 코봇 사이의 선택에 영향을 미칩니다.
공간이 제한적이거나 적절한 안전 프로토콜을 구현하는 방법을 잘 모르는 경우 폐쇄형 코봇을 사용하면 설치가 매우 간단하고 신속하게 이루어질 수 있습니다.
작업에서 빠른 부품 교체와 중단 없는 액세스가 중요한 경우, 부품에 접근하기 위해 문을 열어야 하는 밀폐형 시스템보다 개방형 시스템을 선호할 수 있습니다. 개방형 시스템은 또한 코봇 팔의 최대 동작 범위를 제공하므로 더 크고 복잡한 부품을 용접할 때 중요한 고려 사항입니다.
코봇 설치 계획
레이저 용접 코봇에 적합한 위치를 선택하는 것은 단순히 넓은 공간을 찾는 것 이상의 의미를 갖습니다. 성공하려면 시스템을 생산에 원활하게 통합해야 합니다.
코봇은 공정 흐름 내에서 효율적인 부품 이동을 지원하고, 이동 시간을 최소화하며, 기존 작업을 방해하지 않는 곳에 배치하는 것이 이상적입니다.
레이저 용접 코봇은 비교적 크기가 작고 롤러에 장착되어 있어 유연하게 배치할 수 있는 제품이 많습니다. 그러나 일반적으로 일상적인 사용에서는 자주 이동하지 않으며, 특히 고정된 연기 추출 시스템에 묶여 있을 때는 더욱 그렇습니다. 따라서 장치를 고정하여 효율적으로 작동할 수 있는 곳에 배치하는 것이 가장 좋습니다.
대부분의 코봇 시스템은 표준 120V로 작동하지만 레이저 용접 장치 자체에는 208V 단상 전원이 필요할 수 있습니다. 또한 일반적으로 연기를 배출해야 하므로 안전하고 규정을 준수하는 작업 환경을 보장하기 위해 전용 배기 시스템이 필요할 수 있습니다.
적합한 크기의 코봇 선택하기
올바른 코봇 시스템을 선택하려면 적절한 크기의 로봇팔을 선택해야 합니다. 코봇이 너무 작으면 부품에 닿지 않아 용접 범위가 제한되거나 부품을 어색하게 배치해야 할 수 있습니다. 암이 너무 크면 불필요한 공간을 차지하고 비용이 추가될 수 있습니다.
IPG LightWELD 코봇 시스템은 1370mm 또는 1620mm의 두 가지 코봇 암 크기를 장착할 수 있습니다.
간단한 "도달 범위 연구"를 수행하는 것으로 시작하세요. 여기에는 부품 형상과 용접 위치를 매핑하여 코봇이 선형 및 각진 동작 범위 내에서 각 조인트에 편안하게 접근할 수 있도록 하는 작업이 포함됩니다. 일부 공급업체는 시스템을 구매하거나 설치하기 전에 디지털 환경에서 도달 범위를 시각화하고 검증하는 데 도움이 되는 가상 시뮬레이션 도구를 제공합니다.
또한 향후 부품 및 어셈블리의 크기나 구성이 변경될 경우를 대비하여 미래 대비를 고려하는 것이 현명합니다.
코봇 성공을 위한 설정
레이저 용접 코봇의 주요 장점 중 하나는 접근하기 쉬운 사용자 인터페이스입니다. 그러나 상대적으로 사용하기 쉽지만 코봇 통합이 완벽하지는 않습니다.
가장 효과적인 새로운 레이저 용접 코봇 배포는 시스템의 내부 '소유자'를 파악하는 것부터 시작하는 경우가 많습니다. 이는 단순히 시스템 사용법을 아는 것을 넘어 기술을 옹호하는 동기를 가진 운영진의 구성원입니다.
이 기술 소유자는 로봇 공학 전문가일 필요는 없습니다. 하지만 기술적으로 관심이 있고 프로그래밍과 감독을 책임질 의향이 있어야 합니다.
부품 적재 및 하역과 같은 기본 조작은 일반적으로 일반 생산 직원이 처리할 수 있습니다. 하지만 코봇을 프로그래밍하고, 파라미터를 조정하고, 시스템 성능을 관리하려면 용접 공정과 생산 환경을 모두 이해하는 사람이 필요합니다. 바로 이 점에서 공급업체가 주도하는 교육이 매우 유용할 수 있습니다.
IPG와 같은 제조업체는 코봇 시스템과 레이저 용접 장치(예: LightWELD) 모두에 대한 교육을 제공합니다. 이 교육에는 시스템 작동의 기본 사항과 구성 요소를 교체하거나 수동 모드와 자동 모드 사이를 전환할 때 사용하는 "불스아이" 고정 장치와 같은 도구를 재보정하는 방법이 포함됩니다. 적절한 교육을 통해 작업자는 새로운 용접 경로를 자신 있게 가르치고, 사이클 시간을 최적화하고, 일관된 품질을 유지할 수 있습니다.
교육에 시간을 투자하면 단순히 작업을 자동화하는 것 이상의 효과를 얻을 수 있습니다. 오히려 확장성과 장기적인 성공을 지원하는 내부 전문성을 구축할 수 있습니다.
공급업체 지원
코봇을 선택한다는 것은 코봇 공급업체를 선택한다는 의미이기도 합니다. 코봇 공급업체가 제공하는 지원 수준과 품질에 따라 시스템을 얼마나 빨리 가동하고 실행할 수 있는지, 그리고 시간이 지남에 따라 시스템이 얼마나 잘 작동하는지에 큰 차이가 있습니다.
설치 중과 설치 후 모두 신속한 전문 지원을 제공하는 공급업체를 찾아보세요. 세심한 서비스와 지원은 사내 자동화 전문 지식이 부족하거나 생산 일정이 촉박한 매장에 특히 유용합니다.
사후 대응 지원 외에도 공급업체의 확장 지원 능력도 고려하세요. 여러 코봇 간에 프로그램을 쉽게 전송할 수 있나요? 시스템과 용접 프로세스 모두에 대한 교육이 제공되나요? 라이브 설정 전에 설정을 테스트할 수 있는 시뮬레이션 도구가 제공되나요? 이러한 기능은 투자를 극대화하고 다운타임을 줄이는 데 도움이 됩니다.
또한 좋은 벤더는 전략적 파트너로서 설비, 프로세스 최적화 및 지속적인 교육에 대한 지침을 제공합니다. 특히 자동화를 처음 사용하는 경우, 지식이 풍부하고 참여도가 높은 공급업체와 함께라면 성공적인 설치가 확장 가능하고 반복 가능한 자동화 전략으로 전환될 수 있습니다.
코봇 솔루션 시작하기
특히 자동화 또는 레이저 용접 경험이 없는 경우 레이저 용접 코봇 솔루션을 구현하는 것이 부담스러울 수 있습니다. 다행히도 IPG의 레이저 용접 전문가들이 도와드릴 준비가 되어 있습니다. 시작 방법은 간단합니다. 샘플을 보내거나 글로벌 애플리케이션 연구소를 방문하거나 귀사의 애플리케이션에 대해 알려주시기만 하면 됩니다.
