산업용 로봇
산업 제조
공식입니다! 가공 프로세스에 추가 축을 추가하면 더 효율적이고 비용을 절감할 수 있습니다. 이것이 작동하는 이유입니다.
제조 세계에서는 끊임없이 변화합니다. 새로운 기술이 등장하고, 오래된 기술이 개선되며, 이를 따라잡기 위해 프로세스를 업데이트해야 합니다.
최근에 일어나고 있는 한 가지 변화는 CNC 가공에 사용할 수 있는 축의 수가 증가한 것입니다. 현재의 추세에 따르면 최신 기술로 인해 다축 가공이 그 어느 때보다 훨씬 더 쉽게 접근할 수 있게 되었습니다.
하지만 도끼가 많을수록 정말 좋은지 궁금하실 것입니다.
음… 네.
가공 공정에 추가 축을 추가하면 효율성 향상 및 비용 절감을 비롯한 많은 이점을 얻을 수 있습니다.
다축 CNC 기계에 투자하거나 로봇 가공을 통해 추가 축을 추가할 수 있습니다.
더 나은 옵션은 무엇입니까? 이에 대한 답을 얻기 위해 먼저 기존 기계 가공의 문제점을 살펴보겠습니다.
전통적으로 CNC 기계에는 3개의 프로그래밍 가능한 축(종종 X, Y, Z)이 있습니다. 이를 통해 공작물을 3차원으로 드릴, 밀링 또는 변형할 수 있습니다. 일부 축축 기계(예:조각 기계)도 2D 또는 2.5D 기능만 제공됩니다.
3D 머시닝은 제조의 많은 일반적인 작업에 적합합니다. 그러나 축이 3개만 있는 것도 매우 제한적일 수 있습니다.
다음은 기존 CNC 기계에서 발생하는 5가지 문제입니다.
더 적은 축은 더 많은 설정을 의미합니다. 제품에 매우 간단한 가공만 필요한 경우가 아니면 필요한 모든 절단을 달성하기 위해 부품의 위치 및/또는 방향을 변경해야 할 가능성이 높습니다.
각각의 추가 설정은 가공 셀의 생산성에 직접적인 영향을 미칩니다. 이는 가공 시간의 최대 90%가 설정에 의해 사용될 수 있는 낮은 배치 크기(보편화되고 있음)에서 특히 문제가 됩니다.
더 많은 설정이 기계의 생산성을 줄이는 것만은 아닙니다. 그들은 또한 근로자의 생산성을 감소시킵니다. 모든 설정에는 인간 작업자가 가치가 없는 작업에 귀중한 시간을 할애해야 합니다. 그들은 이 시간을 다른 곳에서 더 생산적으로 보낼 수 있습니다.
전환을 간소화하면 이 시간을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 실습 시간을 최대한 줄이는 것이 훨씬 더 효과적입니다.
3축 기계는 공작물에 접근할 수 있는 방향이 제한됩니다. 가공 작업에 약간 오프셋된 방향이 필요한 경우 이는 종종 맞춤형 고정 장치를 설계하고 제작해야 함을 의미합니다.
맞춤형 고정 장치는 매우 큰 배치 크기에 적합합니다. 그러나 모든 설정에 대해 엄청난 양의 작업을 추가할 수 있습니다. 이는 각 부품에 소요되는 시간과 비용을 크게 증가시킬 수 있습니다.
모든 제조업체가 동의할 것입니다. 가공 단계가 적을수록 좋습니다. Design for Manufacture의 많은 원칙은 가공 작업을 단순화하고 필요한 가공 단계 수를 줄이는 데 사용됩니다.
3축 기계는 더 많은 자유도를 갖는 가공 기술에 비해 단계 수를 불필요하게 증가시키는 경우가 많습니다.
위의 모든 문제는 전체 제조 공정에 부정적인 영향을 미쳐 리드 타임이 증가하고 제품 비용이 증가할 수 있습니다. 기술자가 새로운 설정에 귀중한 시간을 할애해야 하고 맞춤 고정 장치를 만들어야 할 때마다 수익에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.
이러한 문제에 대한 인기 있는 솔루션은 가공 작업에 추가 축을 추가하는 것입니다.
이를 달성하는 데는 두 가지 방법이 있으며 아래에서 간략히 설명하지만 먼저 더 많은 축이 비용을 절감할 수 있는 이유를 살펴보겠습니다.
우리는 흔히 세상을 3차원이라고 생각합니다. 그러나 실제로는 완전히 유연한 가공에 필요한 6가지 치수가 있습니다.
이 6개의 값은 모든 각도에서 작업 공간의 모든 지점에 접근하는 데 필요한 최소 자유도(DoF)입니다.
3, 4 또는 5개의 축이 있는 CNC 기계는 이 6 DoF "스위트 스팟"을 충족하지 않기 때문에 항상 제한됩니다.
가공 작업에 추가 DoF를 추가하면 다음과 같은 몇 가지 방법으로 비용을 줄일 수 있습니다.
이러한 모든 요소는 생산 시간과 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
완전히 유연한 기계에는 6 DoF가 필요하므로 다음 질문은 이러한 DoF를 어떻게 추가하고 추가할 수 있는지입니다.
가공 셀에 추가 축을 추가하기 위한 2가지 옵션이 있습니다.
각 기술로 추가할 수 있는 축의 수는 다음과 같습니다.
CNC 기계에 대해 이야기할 때 일반적으로 현재 사용 가능한 가장 일반적인 세 가지 유형의 기계를 말합니다.
시장에 다른 기계가 출시되기 시작했지만(예:2019년에 보고된 이 6축 기계), 5축이 가장 일반적인 "상한 한계"입니다.
CNC의 대안은 로봇 가공을 사용하는 것입니다. 여기에는 산업용 로봇에 가공 도구를 추가하는 작업이 포함됩니다.
이 설정을 사용하면 산업용 로봇의 표준이므로 기본 설정에 6 DoF가 있습니다. 그러나 원하는 만큼 추가 축을 추가하여 로봇 가공 설정에 더 많은 축을 추가할 수 있습니다!
DoF를 6 이상으로 늘릴 수는 없지만 이와 같이 축을 추가하면 작업 공간이 훨씬 더 커지고 유연성이 향상됩니다.
다축 가공에 대한 현재 추세는 5축 기계를 더욱 대중적으로 만들고 있습니다. 하지만 CNC 기계를 사용하면 로봇 가공에 비해 단점이 있습니다.
다축 CNC 기계의 두 가지 주요 단점은 다음과 같습니다.
궁극적으로 어떤 기술을 선택하느냐는 여러분의 몫이지만 로봇 가공이 어떤 경우에는 CNC 기계보다 성능이 더 우수할 수도 있다는 점을 언급할 가치가 있습니다.
로봇 가공은 다축 CNC 기계를 사용하는 것에 비해 여러분의 삶을 정말로 단순화할 수 있습니다.
로봇 가공과 비교하여 다축 CNC 기계에 대해 어떻게 생각하십니까? 아래 댓글로 알려주거나 LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram 또는 RoboDK 포럼에서 토론에 참여하세요.
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설계가 비용에 미치는 영향:CNC 가공 Stratasys Direct Manufacturing은 20개 이상의 최첨단 3축 및 5축 밀링 CNC(컴퓨터 수치 제어) 기계와 선반을 사용합니다. 당사의 CNC 머시닝 센터는 또한 최첨단 5축 기계를 활용하여 중간 설정을 제거하고 언더컷 및 축외 기능을 활성화하여 처리 시간을 크게 줄입니다. CNC 가공은 부품 생산 및 프로토타이핑을 위한 효율적인 제조 방법이 될 수 있지만 주요 설계 세부 사항과 가공 기능의 균형이 잘 맞지 않으면 비용 효율성을 잃을 수 있습니다. 비용 효율성과 신
제조업 초기부터 인간은 항상 건설을 단순화하면서 더 많은 혁신을 시도했습니다. 조립 로봇도 예외는 아닙니다. 제조업체가 공정을 줄이려고 할 때 대답해야 하는 한 가지 중요한 질문이 있습니다. 비용을 절감하려면 어떻게 해야 합니까? 답은 간단합니다. 프로세스를 결합하고, 프로세스를 제거하고, 인력을 재배치하는 것입니다. 제조업체는 조립 자동화를 시설에 통합하여 이러한 목표를 달성할 수 있습니다. 제조업체가 이러한 목표에 도달하는 한 가지 방법은 엔드 이펙터라고도 하는 다양한 End-of-arm-tooling을 사용하는 것입니다.