레이저 용접:원격 가능성 그 이상

보다 저렴하고 성능이 뛰어난 레이저 기술에 대한 최근의 발전이 다음과 결합되고 있습니다. 고성능 산업용 로봇은 제조 현장에서 훨씬 더 높은 생산성을 위해 (전통적이면서도 신뢰할 수 있는 로봇 용접 공정보다) 더 큰 정밀도와 유연성을 제조업체에 제공합니다. 또한 한때 산업 분야에서 용접할 수 없는 것으로 보였던 재료가 이제는 쉽게 제작되어 종종 폐기물을 줄이면서 고유한 제품을 생산하고 있습니다.

항공우주, 자동차 및 중장비 제조업체, 비접촉식 레이저 용접 기술인 원격 레이저 용접(RLW)은 특히 대량 제조와 같은 다양한 산업에서 보다 복잡한 응용 분야에 대한 활용이 증가하기 시작했습니다. 기존의 로봇 용접은 여전히 ​​다양한 작업에서 선호되는 방법이지만 최고의 정확성과 속도가 필요한 응용 분야는 원격 레이저 용접 헤드가 장착된 산업용 로봇에 더 적합합니다. RLW에 대해 이제 막 배우기 시작했거나 로봇 구매에 가까워진 경우 다음 정보가 의사 결정 프로세스에 도움이 될 수 있습니다.

원격 레이저 용접이 필요한 이유

원격 레이저 용접은 레이저 헤드가 100-150mm의 더 긴 스탠드오프를 사용한다는 점에서 "원격"입니다. 빔이 헤드에서 부품에 초점이 맞춰진 지점으로 이동합니다. 파이버 옵틱은 레이저 빔을 레이저 헤드 팔 끝 도구에 연결하는 데 사용되어 로봇 동작의 유연성을 크게 높이고 간섭을 최소화하며 충돌로 인한 비용이 많이 드는 손상을 방지합니다. 그런 다음 원격 레이저 용접 헤드는 검류계 모터(낮은 관성, 프로그래밍 가능한 서보 모터)로 조정되는 미러로 레이저 빔의 초점을 맞추고 빠르게 안내합니다. 머리를 배치하기 위한 SP165 또는 GP180과 같은 무거운 페이로드 로봇. MC2000 II와 같은 고정밀 로봇 대신 이와 같은 기존 스타일의 로봇을 사용하는 것이 종종 비용이 적게 들고 더 나은 투자 회수 기간을 갖습니다.

마찬가지로 원격 레이저 용접 헤드는 로봇이 움직이는 동안 프로그램이 작동할 수 있도록 하는 특수 소프트웨어. 이것은 일반적으로 "온더플라이(on-the-fly)" 용접으로 알려져 있습니다. 적은 수의 응용 프로그램이 "즉시" 구성을 사용하지만 Yaskawa는 로봇 위치를 기반으로 출력을 실행하는 기능을 제공하여 매번 동일한 지점에서 로봇 동작과 레이저 헤드 동작을 동기화합니다.

RLW는 비용 효율적인가?

레이저 용접에는 여전히 레이저, 헤드 및 냉각기에 대한 막대한 자본 지출이 수반되지만 가격은 계속해서 낮아지고 있습니다. 이러한 유형의 초기 자본 투자를 정당화하려면 충분한 볼륨을 확보하여 비용을 상쇄하는 것이 중요합니다. 대량 생산이 우려된다면 평판이 좋은 로봇 공급업체에 로봇 레이저 용접의 장단점과 특정 용도에 맞는 스팟 건 및 타이머가 있는 용접 로봇을 설치하는 것의 장단점에 대해 이야기하는 것이 도움이 될 수 있습니다.
<마찬가지로, 로봇 레이저 용접은 일반적으로 YAG 레이저(이트륨, 알루미늄 및 석류석 결정의 조합)를 사용하는데 유해한 빛이 있어 차광 인클로저가 필요합니다. 이것은 추가 비용을 추가하고 큰 규모의 경우 비실용적일 수 있습니다. 차체와 같은 구조물. 더 큰 부품의 레이저 용접을 처리하기 위해 일부 레이저 용접 헤드는 용접 영역을 둘러싸는 "부트"를 활용하여 차광 밀봉을 형성합니다. IPG의 LSS(Laser Seam Stepper)에서 볼 수 있듯이 이것은 차광 인클로저 요구 사항을 현지화하지만 용접의 길이와 범위를 제한하므로 스폿 또는 스티치 스타일 용접을 이상적으로 대체할 수 있습니다.

RLW가 레이저 용접의 유일한 방법인가요?

원격 레이저 용접 헤드는 빔을 넓은 영역으로 빠르게 이동할 수 있는 이점을 제공하며 주어진 영역에서 여러 용접을 수행하는 동안 로봇 동작이 필요하지 않을 수 있습니다. 로봇은 또한 고정된 RLW 헤드에 부품을 제시하여 "레이저 켜기" 시간을 높게 유지하는 부하를 분담할 수 있습니다. RLW 헤드는 부품 세척을 위한 절제와 같은 비용접 응용 분야를 위해 빔을 조작하는 데에도 사용할 수 있습니다.

로봇 동작이 움직일 수 있도록 로봇 끝에 고정 헤드를 장착할 수 있습니다. 빔. 고정 헤드도 더 넓은 용접을 만들기 위해 빔을 흔들거나 진동시키는 일부 빔 조작을 포함할 수 있으며, 열을 분산시키고 더 많은 접합 변형을 처리하고 증기의 가스를 방출합니다. 더 작은 페이로드, 아크 용접 등급 로봇은 더 작은 부품을 위한 더 작고 더 저렴한 작업 셀에서 워블 헤드와 결합될 수 있습니다.

그 밖에 무엇을 고려해야 합니까?

재료
앞서 언급한 바와 같이 레이저 용접은 차세대 재료 용접의 문을 열고 있습니다. 자주 묻는 재료 중 하나는 자동차에 사용되는 새로운 초고장력강과 레이저 용접과 저항 스폿 용접에 적합한지 여부입니다. 강도가 더 강한 강철의 야금술 때문에 확실히 좋은 후보이며 레이저 용접의 빠른 가열/냉각 주기에 반응할 수 있습니다(느린 저항 가열보다 더 좋음).

제조용 알루미늄 사용 경량 트럭 및 전자 자동차 배터리 트레이와 같은 자동차 부품 제조용도 빠르게 성장하고 있습니다. 그 결과 레이저 용접의 낮은 열 입력, 높은 용접 속도 및 뛰어난 유연성으로 인해 제조업체가 자동차 배터리 부품의 용접 프로세스와 관련된 엄격한 요구 사항을 충족할 수 있으므로 후자에 대한 레이저 용접의 사용이 주목을 받고 있습니다.

방법
저항 스폿 용접에서 마찰 교반 용접에 이르기까지 로봇 레이저 용접은 특정 프로세스를 대체하여 품질과 처리량을 향상시키고 있습니다. 다양한 로봇 용접 응용 분야에서 상당히 많이 검토되고 있는 특정 유형의 레이저 용접 공정에는 열선 및 하이브리드 레이저 용접이 포함됩니다. 마찬가지로 와이어와 분말을 사용한 클래딩을 위한 레이저 용접은 속도와 낮은 열 입력으로 인해 관심을 받고 있습니다.



조인트 디자인
밀착형 랩 조인트는 레이저 용접에 가장 적합합니다. 표면 사이의 작은 간격은 레이저 용접을 레이저 절단으로 빠르게 전환할 수 있으며 이것이 레이저 용접용 고정구가 고출력 클램핑을 사용하는 이유입니다. 레이저 용접은 스폿 용접과 달리 단면 액세스만 필요하지만 바닥은 고정력에 저항할 수 있는 지지대가 필요합니다.

표면
용접되는 제품의 표면도 고려해야 합니다. 이상적으로는 제품에 레이저를 사용할 때 A급 표면(미적 형태와 최적의 표면 품질을 가진 자유 형태 표면)을 사용해야 합니다. 작은 열 영향 영역이 상당히 잘 정리되기 때문입니다. 이러한 이유로 기존의 저항 스폿 용접(RSW), 가스 금속 아크 용접(GMAW) 또는 텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접을 대신하여 레이저 용접에 대한 사용이 스테인리스 스틸이 사용되는 가전 산업과 같은 산업에서 확대되고 있습니다. 레인지 후드, 오븐 및 냉장고가 만들어집니다.

숙련된 리소스
로봇을 프로그래밍할 때 작업자가 로봇을 가르치는 프로세스를 이해하는 것이 중요합니다. 아크 또는 저항 용접 경험이 있는 숙련된 로봇 작업자는 레이저 프로세스를 완전히 이해하지 못할 수 있습니다. 이러한 이유로 그리고 부품 무결성을 유지하면서 프로세스를 최대한 활용하려면 회사는 레이저 용접 기술을 이해하는 직원을 고용하거나 교육하는 것을 고려해야 합니다. 볼트, 암페어 및 와이어 공급 속도는 잠재적으로 사용되는 실드 가스 및 용가재의 차이는 말할 것도 없고 레이저 출력 및 속도로 대체됩니다. 레이저 안전은 공장 직원도 책임지는 중요한 요소입니다.

조인트 형상에서 부품 맞춤 등에 이르기까지 로봇 레이저 용접에는 고려해야 할 측면이 많습니다. 로봇 레이저 용접이 제공하는 견고한 품질과 처리량 증가가 귀사에 적합한지 궁금하다면 선호하는 로봇 공급업체에 연락하여 특정 응용 분야 질문에 대한 답을 찾는 것이 좋습니다.