로봇 용접 마스터하기: 완벽한 결과를 위한 5단계와 5가지 이점

일부 오해와 달리, 올바른 단계만 따르면 로봇 용접은 단순하고 쉬울 수 있습니다. 로봇 용접의 5가지 이점과 완벽한 결과를 위한 5단계를 소개합니다.

용접은 1961년 최초의 산업용 로봇 유니메이트(Unimate)가 자동차 스팟 용접을 수행한 이래 로봇의 대표적인 작업이었습니다. 최근에는 숙련 용접공 부족 문제를 해결하는 강력한 대안으로 부상했습니다. 미국용접학회(AWS)에 따르면 2024년까지 미국에서만 40만 명의 용접공이 부족할 전망입니다.

로봇은 특정 용접 작업을 수행하는 데 탁월합니다. 숙련공 부족 해소뿐 아니라 생산성, 품질, 효율성 향상에도 기여합니다.

하지만 많은 기업이 로봇 프로그래밍의 어려움을 겪습니다. 소규모 작업장의 경우 프로그래밍 시간이 실제 용접 시간보다 길어 투자 대비 효과를 정당화하기 어렵습니다.

다행히 최소한의 시간, 노력, 스트레스로 완벽한 로봇 용접을 달성하는 간단한 방법이 있습니다. 이 글에서는 로봇 용접의 5가지 명확한 이점과 완벽한 용접을 위한 5단계를 제시합니다.

로봇 용접의 5가지 명확한 이점

숙련 용접공은 매우 정확하고 깔끔한 용접을 할 수 있습니다. 하지만 용접은 로봇이 인간보다 거의 항상 더 잘 수행할 수 있는 작업 중 하나입니다. 최고의 용접공도 일관성, 속도, 효율성에서는 로봇을 따라잡을 수 없습니다.

1. 생산성 향상

로봇은 인간 작업자보다 빠르게 움직여 부품당 사이클 타임을 단축합니다. 휴식 없이 연속 작업이 가능해 일일 생산량이 늘어납니다. 이러한 작은 개선들이 누적되면 전체 생산성이 크게 향상됩니다.

2. 숙련 인력의 효율적 활용

숙련 용접공 부족은 당분간 해소되지 않을 전망입니다. 10년 넘게 업계가 우려해온 문제로 미충원 일자리는 계속 증가하고 있습니다. 반복적인 용접은 로봇에 맡기고 숙련공은 더 고난도 작업에 투입하면 인력을 효율적으로 운용할 수 있습니다.

3. 일관된 고품질

가장 숙련된 인간 용접공도 로봇의 일관성과 품질을 능가할 수 없습니다. 로봇은 높은 정밀도로 매번 정확히 동일한 동작을 반복합니다.

4. 안전성 강화

용접은 위험한 작업입니다. 고열, 섬광, 고전압, 소음 등에 노출됩니다. 로봇이 용접을 수행하면 인간 작업자가 이러한 위험에서 벗어날 수 있습니다.

5. 효율성 증대

인간 용접은 불일치로 인해 필요 이상으로 큰 비드(bead)를 만드는 경향이 있습니다. 약간의 오버사이즈도 장기적으로 막대한 비용을 초래합니다. 연구에 따르면 1mm만 오버사이즈되어도 연간 1만 달러의 추가 비용이 발생할 수 있습니다.

완벽한 로봇 용접을 위한 5단계

오해와 달리 로봇 용접은 어렵거나 오래 걸리지 않습니다. 적절한 하드웨어와 프로그래밍 인터페이스를 선택하면 최소한의 스트레스로 완벽한 결과를 얻을 수 있습니다.

1. 작업과 용접 유형 명확히 하기

모든 로봇 애플리케이션에서 가장 먼저 해야 할 일은 작업을 명확히 정의하는 것입니다. 로봇이 수행할 단계를 적고 팀과 논의하세요. 또한 로봇이 수행할 용접 유형을 정해야 합니다. 가장 일반적인 두 가지는:

• 스팟 용접: 여러 지점에서 두 금속을 접합. 양쪽에 전극을 대고 전류를 통과시켜 금속을 가열·용융·접합.
• 아크 용접: 한 줄을 따라 두 금속을 접합. 단일 전극이 모재에 전류를 보내 금속을 용융·융합.

스팟 용접은 오랫동안 자동차 산업 등에서 가장 대중적인 로봇 용접이었습니다. 하지만 로봇 아크 용접도 인기가 높아지고 있으며 구현이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다.

2. 작업에 맞는 적절한 하드웨어 선택

작업이 명확해지면 적절한 로봇 하드웨어를 선택합니다. 최소 네 가지 구성 요소가 필요합니다:

• 로봇 본체: 용접 작업에 맞는 사양(페이로드 용량, 작업 반경, 환경 적합성 등)을 갖춰야 합니다.
• 용접 토치/툴: 용접 유형에 따라 결정되며, 로봇 프로그램으로 전자 제어 가능해야 합니다.
• 외부 축(External axes): 로봇 작업 반경을 확장할 수 있습니다. 로보디케이(RoboDK) 라이브러리에서 40종 이상의 외부 축을 확인 가능합니다.
• 안전 장치: 펜스, 안전 센서 등으로 로봇 작업 셀의 안전을 확보해야 합니다.

3. 적절한 프로그래밍 인터페이스 선택

용접 로봇 프로그래밍이 힘들다는 인상이 있지만, 티칭 펜던트로 포인트를 일일이 입력할 때 그렇습니다. 올바른 인터페이스를 사용하면 빠르고 쉽게 프로그래밍할 수 있습니다. 로보디케이(RoboDK)는 아크 용접용 커브 팔로우(Curve Follow) 위저드, 스팟 용접용 포인트 팔로우(Point Follow) 위저드를 제공해 간편한 프로그래밍을 지원합니다.

4. 캘리브레이션(보정)

오프라인 프로그래밍 소프트웨어(로보디케이 등)가 로봇 용접에 충분히 정확하지 않다는 오해가 있습니다. 이는 사실이 아닙니다. 제대로 캘리브레이션만 하면 오프라인 프로그래밍도 용접에 충분히 정확합니다. 자세한 내용은 '오프라인 프로그래밍은 정말 정확한가?' 기사 참조.

5. 로봇 프로그래밍 실행

작업 정의, 하드웨어 선정, 인터페이스 선택, 캘리브레이션이 완료되면 로봇 프로그래밍은 간단한 작업이 됩니다. 로보디케이의 스팟 용접 예제를 참고해 용접 작업 프로그래밍 방법을 확인하세요.