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로봇 용접에 대한 완전한 가이드

제조 산업에서 기업은 비용을 낮추면서도 품질과 생산성을 향상시키기 위해 끊임없이 노력합니다. 이러한 개선을 위해 제조 회사는 종종 기술에 의존하며, 특히 용접의 경우에 그렇습니다.

가장 기본적인 형태의 용접은 열과 압력을 가하여 두 재료를 접합하는 과정입니다. 사람들이 용접을 생각할 때 이 단어는 종종 보호 마스크와 횃불을 다루는 무거운 장갑의 이미지를 연상시킵니다. 수동 용접이 여전히 업계에서 자리를 차지하고 있지만 전문 용접공의 부족이 증가하면서 상당한 격차가 생겼습니다. American Welding Society는 2020년까지 290,000명의 용접 전문가가 부족할 것으로 추정합니다. 점점 더 많은 회사들이 로봇 용접 설정에 투자하고 있습니다.

로봇 용접 장치를 설치하려면 많은 시간과 비용을 고려하고 계획하고 상당한 투자를 해야 합니다. 그러나 절차에 로봇 용접을 구현한 회사는 수많은 장기적 이점을 발견했습니다.

귀사에서 부품 제조 프로세스의 일부로 로봇 용접을 사용할 가능성을 고려하고 있다면 여기에서 프로세스, 이력 및 이점에 대해 알아야 할 완전한 가이드가 있습니다.

로봇 용접이란 무엇입니까?

자동화 용접이라고도 하는 로봇 용접은 기계화된 프로그래밍 도구를 사용하여 부품을 용접하고 처리하는 자동화된 프로세스입니다. 상대적으로 새로운 로봇 공학 응용 프로그램은 용접 전문가의 부족 증가로 인한 공백을 메워 북미 산업의 용접 작업의 많은 부분을 효과적으로 인수했습니다.

로봇 용접이 시작된 지 얼마나 되었습니까?

로봇 용접의 역사는 20세기 중반으로 거슬러 올라가는 일반 산업용 로봇의 역사에 깊이 뿌리를 두고 있습니다. 세기.

최초의 프로그래밍 가능한 로봇은 1954년 George Devol에 의해 발명되었으며 Devol은 이 발명의 뒤를 이어 세계 최초의 로봇 회사인 Unimation을 설립했습니다. 이 새로운 회사와 함께 Devol과 그의 동료들은 최초의 산업용 로봇을 만들었습니다. Unimate라는 모델은 뉴저지의 General Motors 자동차 공장에서 스폿 용접을 수행하고 다이 캐스팅을 추출하는 데 사용되었습니다. 이러한 긍정적인 도입 이후 산업용 로봇의 개념은 10년 이내에 전 세계로 확산되었습니다.

이 초기 모델부터 산업용 로봇은 계속해서 개선되었습니다. 1978년 General Motors가 자금을 지원한 Unimation은 프로그래밍 가능한 범용 조립 기계(줄여서 PUMA라고 함)를 만들었습니다. 오늘날에도 많은 실험실에서 이 버전을 사용하고 있습니다.

산업은 계속 성장하여 80년대 초반에 호황을 누렸습니다. 이 기간 동안 산업용 로봇 산업은 매우 빠르게 성장하여 매월 새로운 로봇이나 회사가 시장에 진입하여 경쟁과 혁신이 크게 증가했습니다. 이 10년 동안 로봇 팔은 더 많은 이동성과 제어 능력을 갖도록 개선되었습니다.

프로세스는 90년대 내내 계속 개선되었으며 전자 제어는 여러 로봇을 동시에 제어하고 조정할 수 있는 수준까지 향상되었습니다. 작업자 인터페이스도 개선되었으며 로봇 설계가 간소화되고 간소화되어 유지보수 및 수리에 더 많이 액세스할 수 있습니다.

기술 발전은 오늘날까지 산업용 로봇의 기능을 계속해서 개선하고 있지만 장비 및 연구 비용에 의해서만 제한됩니다.

용접 로봇은 어떻게 작동합니까?

로봇 용접 셀이라고도 하는 로봇 용접 장치는 조각을 용접하기 위해 함께 작동하는 여러 구성 요소로 구성됩니다. 이러한 구성 요소에는 용접에 적극적으로 참여하는 구성 요소와 셀의 원활한 작동을 보장하는 액세서리 및 안전 기능이 포함됩니다.

다음은 로봇 용접 프로세스에 중요한 로봇 용접 셀의 가장 기본적인 구성요소입니다.

프로그램은 티치 펜던트를 통해 입력되고 컨트롤러에 저장되어 로봇이 무엇을 해야 하는지 알려줍니다. 이 프로그램은 용접 로봇을 움직이고 암 끝에 있는 토치를 조작하여 원하는 지점에 정확히 배치합니다. 토치는 부품을 영구적으로 융합할 수 있도록 금속에 충분한 열을 생성하기 위해 전원 공급 장치를 사용하여 가열됩니다. 와이어 피더는 이를 위해 로봇 팔에 추가 재료를 공급합니다. 부품 사이에서 암이 토치를 와이어 클리너로 이동하여 스패터를 제거합니다.

로봇 용접 공정이란 무엇입니까?

로봇 용접 셀의 작업 흐름은 밀접하게 모니터링되는 일련의 단계로 구성됩니다. 이 단계는 다음과 같습니다.

1. 부품을 고정 장치에 넣고 제자리에 단단히 고정합니다.

<엠>2. 컨트롤러에서 적절한 프로그램을 선택하십시오. 또는 적절한 프로그램을 사용할 수 없는 경우 티치 펜던트를 사용하여 컨트롤러를 프로그래밍합니다.

3. 컨트롤러의 시작 버튼을 눌러 작업을 시작하세요.

4. 첫 번째 부분이 작업되면 두 번째 부분을 적절한 적재 스테이션으로 이동합니다.

<엠>5. 첫 번째 워크 스테이션에서 용접이 시작되면 두 번째 워크 스테이션 설정을 시작합니다.

6. 용접이 끝나면 두 번째 스테이션에서 작업이 시작됩니다.

7. 스테이션 1에서 완성된 부품을 수집하고 다음 주기를 위해 작업 스테이션을 다시 로드합니다.

특정 기능과 복잡성은 사용되는 특정 로봇 용접 셀에 따라 다르지만 대부분은 이 일반적인 절차를 따릅니다.

용접 산업에서 로봇은 어떻게 사용됩니까?

로봇 용접은 산업의 모든 로봇 응용 분야의 29%를 차지하며 로봇 자재 처리만이 그 1위를 차지하고 있습니다. 자동 용접은 제조 및 엔지니어링 산업에서 회사와 실험실의 효율성을 높이기 위해 가장 일반적으로 사용됩니다.

가장 일반적으로 저항 스폿 용접 및 대량 제품의 아크 용접에 사용됩니다. 이 두 프로세스는 아래에 자세히 설명되어 있습니다.

저항 스폿 용접

로봇 저항 용접은 두 개의 판금 조각을 단일 지점 또는 지점에서 함께 용접하는 경제적인 방법입니다. 이러한 유형의 용접은 판금을 자동차 형태로 용접하는 데 사용되는 자동차 제조 산업에서 일반적으로 볼 수 있습니다. 자동차 산업의 많은 스폿 용접공은 로봇이며 자동차 조립 라인에서 작업하는 것을 볼 수 있습니다.

스폿 용접 공정은 두 개의 구리 합금 전극을 융합되는 부품에 적용하고 재료에 전류를 흐르게 하여 작동합니다. 전류는 금속을 가열하고 녹게 하여 적용된 지점에서 조각 사이에 풀을 형성합니다. 냉각되면 조각이 서로 융합됩니다.

로봇 용접기는 극도의 정확도와 효율성으로 여러 점 용접을 배치할 수 있으므로 이 응용 분야에 이상적입니다.

아크 용접

로봇 아크 용접은 최근에야 하나의 산업으로 성장했지만 가장 인기 있는 로봇 용접 방법으로 스폿 용접을 빠르게 따라잡고 있습니다. 이 프로세스는 전원 공급 장치를 사용하여 토치 장착 전극과 금속 사이에 전기 아크를 생성합니다. 이 호는 토치 끝에서 약 화씨 6,500도의 온도를 생성합니다. 이것은 금속을 가열하여 토치 아래에 용융 금속 웅덩이를 생성하여 냉각 시 응고합니다. 냉각되면 부품이 영구적으로 융합됩니다.

생성된 극도로 높은 온도 때문에 이 과정에 포함된 금속은 종종 주변 공기의 산소 및 질소와 화학적으로 반응합니다. 이는 용접 조인트의 무결성을 손상시킬 수 있습니다. 이러한 이유로 많은 아크 용접 공정에는 아크 차폐라는 공정이 포함됩니다. 이 공정은 가스 또는 증기의 보호막으로 아크와 용융 금속을 덮고 용융 금속과 주변 공기 사이의 접촉을 최소화합니다.

아크 용접과 관련된 극한의 열 및 화학 반응은 작업자와 작업자가 이러한 위험에 노출되는 것을 줄여주기 때문에 로봇에 완벽하게 적용됩니다.

로봇 용접의 장점은 무엇입니까?

로봇 용접 설정을 구현하려면 상당한 시간과 자금 투자가 필요합니다. 그러나 시스템의 이점은 기존 용접의 이점을 훨씬 능가하며 생산성 향상, 품질 향상 및 폐기물 감소로 시스템 비용을 신속하게 회수합니다.

미국 전역의 용접 팀은 다음과 같은 이점 때문에 로봇 용접의 이점을 누리고 있습니다.

생산 증가 

로봇 용접 시스템은 작업을 빠르고 효율적으로 수행하여 인간보다 실수를 적게 하는 동시에 생산 속도를 엄청나게 증가시킵니다. 또한 로봇은 수면, 휴식, 휴가가 필요한 인간 노동자와 달리 24시간 일할 수 있습니다. 휴먼 오퍼레이터는 일반적으로 50% 미만의 아크 온 시간을 가지며, 작업자의 정시 비율은 교대 근무 후반에 피로가 쌓이면 감소합니다. 반면에 로봇은 75%-80%의 아크 온 시간을 갖습니다. 이음새가 더 긴 부품의 경우 이 수치가 95%로 증가합니다.

품질 및 일관성 개선

자동화된 시스템은 매우 정밀하게 일관된 용접물을 생성하여 피로 없이 동일한 품질의 용접부를 동일한 지점에 반복적으로 배치합니다. 이러한 시스템의 정밀도는 또한 스패터링을 줄여 보다 깔끔한 솔기를 만듭니다. 그러나 이것이 실수와 결함을 제거하는 것은 아닙니다. 오작동 또는 손상된 장비 또는 잘못된 프로그래밍은 모두 제품 결함을 초래할 수 있습니다. 다행히도 두 가지 문제 모두 인증된 로봇 용접 기술자가 예방할 수 있습니다.

에너지 절약

자동화된 용접 시스템은 에너지가 많이 드는 스타트업을 차단하고 일관되게 실행하여 에너지를 절약합니다. 또한 로봇은 과도한 용접을 하지 않아 교정 용접의 필요성을 줄여 에너지 소비를 줄입니다.

스크랩 감소

가장 숙련된 용접공이 있더라도 인적 오류는 항상 가능합니다. 그러나 용접 로봇이 만드는 모든 움직임은 계획되고 자동화되어 실수를 줄이고 따라서 폐기되는 부품의 수를 줄입니다. 가치가 더 높은 작업의 경우 예산을 유지하는 데 중요한 요소가 될 수 있습니다.

폐기물 감소

소모품은 또 다른 폐기물입니다. 소모품에는 일정 횟수 사용 후 교체되는 비교적 수명이 짧은 노즐 및 기타 구성 요소가 포함됩니다. 로봇 용접 장치는 용접 속도를 높이고 과도한 에너지 사용을 최소화하여 각 소모품의 수명을 연장합니다. 즉, 새 소모품을 덜 자주 구입하여 비용을 절감할 수 있습니다.

투자 수익

대부분의 회사는 대규모 프로젝트의 경우 로봇 용접의 효율성, 정확성 및 비용 절감이 금속 제조 회사와 협력할 때 초기 설정 비용을 상쇄하는 것 이상이라는 것을 알게 될 것입니다.

더 빠른 속도, 고품질 용접 및 감소된 스크랩의 조합은 모두 이러한 빠른 투자 수익에 기여합니다. 에너지 비용 절감과 과용접 가능성 최소화를 고려할 때 이 수익은 더욱 증가합니다. 로봇 용접 프로세스로 전환하면 회사의 전체 비용을 크게 절약할 수 있습니다.

대략적인 투자 수익을 계산하기 위해 회사는 현재 부품 주기 시간을 평가하고 로봇 용접 설정의 잠재적 주기 시간과 비교할 수 있습니다. 폐기물, 노동력 및 에너지의 기타 절감 효과도 추정치에 연결하여 보다 정확한 수치를 얻을 수 있습니다.

고품질 로봇 용접 설정을 갖춘 계약 제조업체를 선택하는 방법은 무엇입니까?

우수한 계약 제조업체는 고도로 훈련된 전문가뿐만 아니라 MIG 총과 소모품을 모니터링하고 기계에 적합한 주변 장치를 찾아 최고의 품질과 가치를 제공하는 로봇 용접 설정에도 투자합니다.

MIG 총기

MIG 건은 로봇 용접 설정에 사용되는 특정 모델의 요구 사항에 맞게 신중하게 선택해야 합니다. 회사는 애플리케이션에 적절한 전류 및 냉각 용량을 갖춘 MIG 건을 선택해야 합니다. 부적절한 전류 또는 냉각으로 인해 기계가 고장날 수 있지만, 로봇 MIG 총의 가격은 제공하는 전류에 정비례하기 때문에 필요한 것보다 더 많은 전류 용량을 가진 총을 구입하는 것은 돈 낭비입니다.

소모품

접촉 팁, 노즐, 리테이닝 헤드 및 라이너와 같은 소모품도 신중하게 선택하고 관리해야 합니다. 다양한 응용 분야에 대해 서로 다른 노즐과 접촉 팁을 선택해야 합니다. 표준 소모품은 암페어가 낮은 응용 분야 또는 아크 시간이 짧은 응용 분야에 사용해야 하며, 표준 버전보다 더 비싼 대형 소모품은 다음 용도로 사용해야 합니다. 고암페어 또는 고아크 — 교체에 필요한 가동 중지 시간을 줄이기 위한 시간 적용

주변기기

주변 장치는 로봇 용접 시스템에 통합할 수 있는 추가 장비입니다. 올바른 종류의 주변 장치를 사용하면 설정 성능을 최대화할 수 있습니다. 주변기기에는 초기 비용이 필요하지만 설정 성능을 개선하고 소모품의 수명을 늘리며 용접 결함 가능성을 줄여 로봇 용접 투자 수익을 높일 수 있습니다.

잠재적으로 유용한 주변 장치는 다음과 같습니다.

이러한 모든 주변 장치는 로봇 용접 장비를 보호하고 생산성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.

로봇 용접 장치는 누가 작동해야 하나요?

로봇 용접은 숙련된 작업자의 지속적인 감독과 유지보수가 필요합니다. 회사의 현재 인재 풀에서 이전에 로봇 용접 경험이 있는 사람이 없는 경우, 직원으로 인증된 로봇 용접 장치 작업자가 있는 금속 제조 회사를 고용하는 것이 회사에 가장 좋습니다.

숙련된 기술자는 시스템에 대한 정기적인 예방 유지 관리를 예약하고 수행하여 프로젝트의 가동 시간을 최대화할 수 있습니다. 이는 불필요한 가동 중지 시간을 최소화하고 시스템이 원활하게 실행되도록 하는 데 도움이 됩니다. 모든 이점은 프로젝트에 전달됩니다.

인증된 로봇 용접 기술자와 계약 제조업체를 고용하는 것이 더 비용 효율적인 방법일 수 있습니다. 로봇 용접을 전문으로 하는 회사는 특히 미국 내에서 극소수에 불과하며, 로봇 용접 셀을 사용하여 제품에 대한 최상의 결과를 산출하는 방법을 정확히 알고 있는 고도로 훈련된 전문 직원이 있습니다. Fairlawn Tool, Inc.는 AWS 인증 용접 팀이 고객에게 고품질 로봇 용접 서비스를 제공하는 이러한 회사 중 하나입니다.

Fairlawn Tool, Inc.에서는 로봇 용접을 생산 공정의 필수적인 부분으로 생각하여 고객의 전체 비용을 절감하고 최저 비용으로 최고 품질의 제품을 얻을 수 있도록 지원합니다. 또한 소규모 및 고도로 맞춤화된 상업용 주문에 적합한 수동 용접 서비스도 제공합니다. 대부분의 경우 수동 용접은 로봇 용접과 결합하여 두 가지 접근 방식 모두를 최대한 활용할 수 있습니다. 우리는 각 단위가 귀하의 기대치를 초과하도록 보장하기 위해 제조 프로젝트의 규모에 상관없이 일관된 품질에 자부심을 느낍니다.

Fairlawn Tool은 모든 금속 가공 요구 사항에 대한 풀 서비스 계약 제조업체입니다. 메릴랜드 공장 위치에서 사내 프로세스의 모든 부분을 처리함으로써 경쟁력 있는 가격으로 최고 수준의 품질을 보장할 수 있습니다. 질문에 답하고 회사에 가장 적합한 접근 방식에 대해 상담해 드리겠습니다.

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