린 제조 원칙에 따라 폐기물을 줄이고 워크플로를 개선하도록 설계된 로봇 아크 용접 워크셀은 다양한 산업에 걸친 수많은 산업 애플리케이션에 정확성, 신뢰성, 다용도성, 속도를 제공합니다. 일부 제조사는 시장에서 가장 효율적인 로봇 워크셀이 설치 면적이 가장 작은 것이라고 주장하지만, 고려해야 할 다른 요소들도 있습니다. 이에 따라 다음과 같은 질문이 제기됩니다: 소중한 바닥 면적을 가장 효율적으로 사용하는 방법은 무엇일까요?
제조사가 주어진 회수 기간 동안 투자 수익(ROI)을 극대화하려면, 주어진 애플리케이션과 부품 유형을 처리하기에 가장 효율적인 워크셀을 사용하는 것이 필수적입니다. 최근 구매 동향을 보면, 더 큰 로봇 워크셀을 추가 로봇과 함께 구매하는 것이 처리량 증대와 제품 품질 개선, 인력 부족 해소, 고객 수요 충족에 더 생산적인 솔루션이 될 수 있음을 시사합니다.
많은 아시아 기반 제조사들은 설치 면적이 작은 로봇 워크셀이 최고라고 강조하지만, 미국 기업들은 일반적으로 바닥 면적에 덜 민감했습니다. 그러나 제조사들이 생산성 증대 이니셔티브를 추구하면서 이 사고방식도 변화하고 있습니다. 야스카와는 ArcWorld® 시리즈의 일환으로 다양한 표준 용접 워크셀을 제작합니다. 이 셀들은 바닥 면적 생산성에 기여하는 6가지 요소를 설명하는 데 활용할 수 있으며, 이는 최근 구매 동향을 설명하고 공장 바닥 면적에서 더 많은 생산성을 이끌어내는 동기를 평가하는 데도 도움이 됩니다.
워크셀 효율성의 해답은 특정 요소들을 비교하고 단순한 비율을 검토하는 데 있을 수 있습니다. 로봇 워크셀 생산성을 평가하기 위해 제조사는 다음을 고려해야 합니다:
주어진 애플리케이션과 부품 유형에 가장 생산적인 워크셀을 선택할 때, 제조사는 워크셀 효율성에 영향을 미치는 핵심 요소들을 비교 평가해야 합니다. 예를 들어:
예시 1: 잡샵이나 자동차 회사는 저~중량 생산용 컴팩트 워크셀인 ArcWorld C-52(AWC-52)를 고려할 수 있습니다. 이 셀은 두 개의 평평한 테이블 스테이션을 갖추고 있습니다(AWC-52S는 부품 회전용 헤드스톡 장착). 이 셀은 컴팩트한 패키지로 강력한 성능을 제공하며 특징은 다음과 같습니다:
부품 크기에 따라 더 작은 워크셀을 선택하는 것이 바닥 면적 활용에 최선으로 보일 수 있지만, 더 작은 부품 크기와 워크셀 총 설치 면적을 함께 고려하면 이 셀의 전체 면적 효율은 12%에 불과합니다.
셀의 생산 능력을 평가할 때 아크 용접 로봇 수도 고려했습니다. 부품 면적-로봇 비율을 계산하고 아크 수와 비교한 결과, 단일 로봇으로 인해 AWC-52 워크셀 생산성 비율 역시 12% 효율에 그쳤습니다. 낮은 진입 비용, 빠른 램업, 타이트한 설치 면적 설계, 쉬운 안전 가드 기능에도 불구하고 비교 시 일부 제조사에는 부족할 수 있습니다.
마찬가지로 컴팩트 싱글 스테이션 워크셀은 한 쌍으로 평가하여 투 스테이션 셀과 비교해야 합니다. 이 구성은 공정에 아크 용접 로봇을 하나 더 추가하지만 오퍼레이터 구역에 더 많은 공간도 추가합니다. 이 워크셀은 포지셔너 스위프 시간(sweep time)을 없애지만 오퍼레이터가 걸어 다녀야 하므로 작업 환경이 나빠지고 사이클 타임이 증가할 수 있습니다.
일부 제조사는 이 셀들을 서로 마주 보게 배치하여 단일 오퍼레이터가 오퍼레이터 공간을 관리하게 합니다. 이는 두 대의 로봇과 부품/워크셀 면적 기준으로 생산성 비율을 30%까지 끌어올릴 수 있습니다. 두 셀을 사용하면 통합 비용이 2배가 되는데, 자동화 툴링을 갖춘 자동차 제조사에는 상당한 비용입니다.
예시 2: 포지셔닝이 필요 없는 소형 부품 용접용 워크셀을 찾는 제조사는 더 큰 ArcWorld 1000(단일 로봇 구성) 또는 ArcWorld 1200(듀얼 로봇 구성)을 고려할 수 있습니다. 중소형 부품의 중~대량 용접 애플리케이션을 위해 사전 엔지니어링된 이 ArcWorlds는 다음과 같은 특징이 있습니다:
동일한 서브 어셈블리 비교(예시 1 참조) 사용 시, AW1000 셀은 부품 면적-워크셀 면적 비율로 10% 효율을 보였습니다. 고속 서보 턴테이블 도입에도 불구하고 안전 구역으로 인해 운전 중 사용할 수 없는 '데드 스페이스'가 발생했습니다. 긍정적인 측면은 오퍼레이터 구역이 작업자 이동을 최소화하여 더 나은 작업 환경을 제공한다는 점입니다.
아크 밀도를 부품 면적-워크셀 면적 비율과 연계해 계산했을 때, 이 구성(AW1200)에서 아크 용접 로봇을 하나 추가하면 전체 워크셀 생산성이 19%로 증가했습니다. 다른 ArcWorld 워크셀의 리스트 가격과 비교할 때 AW1200은 모든 워크셀 중 아크당 최저 가격을 기록하여 좋은 가치를 제공합니다. 이 셀의 통합 비용은 1회만 발생합니다.
예시 3: 페리스 휠 포지셔너를 장착한 AWIV-6000 시리즈는 당사에서 가장 인기 있는 워크셀로, 바닥 면적 활용 효율이 가장 높습니다. 중~대량 부품 생산을 위해 사전 엔지니어링되었으며 특징은 다음과 같습니다:
동일한 바닥 면적 효율 비교(예시 1, 2 참조) 사용 시, ArcWorld IV-6000 시리즈 셀은 부품 면적-워크셀 면적 비율로 30~34% 효율을 보였습니다. 고속 슬림라인 포지셔너가 부품 면적과 워크셀 면적 대비 효율을 높였지만, 안전 구역으로 인해 여전히 운전 중 사용할 수 없는 '데드 스페이스'가 발생했습니다. 일부 제조사는 라이트 커튼이 사용하는 거리를 줄이기 위해 안전 구역을 롤업 커튼으로 덮습니다.
ArcWorld C-시리즈와 ArcWorld 1000 시리즈 워크셀 예시에서와 마찬가지로, 아크 용접 로봇의 존재가 각 셀의 생산성 요소를 높였습니다. 부품 면적-워크셀 면적 비율 대비 아크 밀도를 계산한 결과, ArcWorld IV-6000 시리즈의 각 셀에서 다음과 같은 결과가 나왔습니다:
부품 면적-워크셀 비율 대비 아크 밀도가 ArcWorld IV-6300SL에 더 높은 비율을 부여하여, 표준 구성 중 가장 유연하고 생산적인 워크셀이 되었습니다.
한 재구매 고객은 3대 로봇, 3미터 포지셔너 스팬의 AWIV-6300 셀에서 4대 로봇(AWIV-6400), 4미터 포지셔너 스팬의 셀로 변경했습니다. 이로 인해 부품 면적-셀 면적(바닥 면적 효율)은 34%에서 36%로 약간만 개선되었지만, 아크 밀도 비율(생산성 효율)은 101%에서 143%로 크게 증가했습니다. 또한 로봇을 추가하는 것은 셀 통합 비용(PLC, HMI, 툴링, 안전 가드, 유틸리티 드롭 등)이 증가하지 않기 때문에 비용 효율적인 솔루션입니다.
컴팩트 로봇 워크셀은 설치 면적이 작지만 반드시 바닥 면적을 가장 효율적으로 활용하는 것은 아닙니다. 잡샵은 부품 크기 용량과 워크셀 설치 면적의 관계를 평가하여 바닥 면적을 가장 유연하게 활용하는 방안을 모색할 수 있습니다. 또한 바닥 면적의 생산성을 높이려는 자동차 회사는 작업 영역을 약간 확장하여 로봇을 더 추가하는 것을 고려할 수 있습니다. 통합 비용을 포함한 여러 워크셀 구성의 비용을 평가하면 제조사가 바닥 면적의 가치를 극대화하고 있는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
산업용 로봇
부품 이송(part transfer)은 거의 모든 제조 형태에서 필수적이지만 가장 지루하고 단조로운 공정일 수 있습니다. 말 그대로 부품을 한 곳에서 다른 곳으로 옮기는 일입니다. 그래서 모토만 로보틱스 같은 로봇이 이런 고된 작업을 대신 맡고 있습니다. 모토만 부품 이송 로봇으로 귀사는 부품 이송 공정을 개선하면서 작업자 역량도 높일 수 있습니다. 속도와 지속가능성 부품 이송에서 가장 중요한 이슈는 속도입니다. 사람은 신체 움직임과 근무 중 누적되는 피로로 속도에 한계가 있습니다. 모토만 로봇 부품 이송 시스템은 이런 제약이 없습
야스카와 모토만 EA1400N 로봇은 아크 용접 애플리케이션을 극대화하기 위해 의도적으로 설계된 전용 전문가 아크(Expert Arc) 용접 로봇입니다. 의도적인 설계로 EA1400N은 믿을 수 없을 만큼 간소화된 특성, 내구성 있는 케이블 통합, 큰 작업 범위, 마운팅 유연성으로 가장 인기 있는 로봇 암 중 하나가 되었습니다. 6축 로봇으로 3kg 페이로드, ±0.08 반복정밀도, 수평 리치 1,390mm(54.7), 수직 리치 2,427mm(95.6)를 가집니다. EA1400N을 바닥, 천장, 벽 마운트할 수 있어 궁극적인 플로
