저비용 자동화: 르휨(RHEWUM®), 협동로봇으로 용접 공정 혁신

로봇의 높은 비용으로 자동화는 많은 중소 제조기업들에겐 먼 얘기다. 특히 독특한 애플리케이션의 경우 진입 장벽을 낮추면서 일을 완수할 구성요소를 찾는 게 도전적이다.

독일 체질 기계 제조사 르휨(RHEWUM®)은 용접 공정을 지원하는 협동로봇의 저비용 솔루션을 발견했다. 회사는 용접 공정에서 튀는 불꽃과 높은 온도를 견딜 만큼 견고하면서도 적용 영역에 도달할 수 있을 만큼 이동성이 좋은 자동화 솔루션을 찾았다. 답은 '7축(7th axis)' 로봇에서 찾았다.

4축, 5축, 6축 로봇의 제한 요소는 고정 위치에 볼트로 고정돼 미리 정의된 작업 공간 내에서 작업한다는 점이다. 7축을 추가하면 로봇이 리니어 가이드를 따라 다른 워크스테이션으로 이동해 다른 작업을 수행할 수 있다. 그게 바로 르휨에 필요한 정확한 솔루션이었다.

70년 넘게 르휨은 건식 및 습식 체질 전체 범위와 진동 컨베이어용 체질 기계를 제조해왔다. 설탕, 비료, 염분, 플라스틱 분말과 과립 등 수많은 제품을 체질한다. 모든 기계는 각 움직임에 맞춰 제조되고 맞춤화돼야 한다.

생산 홀에서 경량 로봇이 부품 자동 용접에 사용된다. 유니버설 로봇 UR10은 10kg 이상 페이로드에 1,300mm 도달 범위를 가진다. 코봇 작업 영역 범위를 늘리기 위해 5.5미터 길이 7축을 따라 이동한다.

용접 애플리케이션에 사용되는 구성요소들은 공정과 관련된 튀는 불꽃과 높은 온도를 견딜 만큼 견고해야 한다. 르휨은 기어박스, 관절 팔, 7축을 포함한 저비용 자동화 솔루션이 필요했다. 프로세스엔 7축에 맞는 에너지 체인도 포함된다. 양쪽에서 열 수 있는 에너지 체인은 인사이드/아웃사이드 플레이트 원칙으로 직선 주행을 제공한다. 이-체인의 특수 슬라이딩 표면도 긴 수명을 보장한다.

르휨은 금속 불활성 가스 용접 공정으로 용접 심의 높은 재현 품질을 달성한다. 제조업에서 흔하지만 공정엔 위험이 따른다. 소음, 열, 화재가 근로자를 위협하고, 기체와 미립자 용접 흄도 그렇다. 불활성 가스가 작업 구역에 축적돼 산소를 대체하고 잠재적 독성 수준의 일산화탄소를 생성할 수 있다.

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르휨 공정에서 중량 부품은 크레인으로 배치된다. 작업자가 프로그램을 시작하면 로봇이 복잡한 용접 공정을 인계받는다. 원래 작업자들이 용접 중 부품을 여러 번 회전시켰다. 7축 덕분에 이제 운영 인력이 다른 부가가치 작업에 시간을 쓸 수 있다.

"이전엔 용접을 수작업으로 했습니다."라고 르휨 매니징 디렉터 지그루트 슈츠(Sigurd Schütz)는 말했다. "한편으론 자동 용접 시스템으로 고품질 용접 심의 더 큰 재현성을 달성할 수 있게 됐습니다. 다른 한편으론 2021년 2월부터 다양한 부문 주문이 증가했습니다. 이제 이 기쁜 발전을 실현하는 문제입니다."

7축 제품은 독일 고성능 플라스틱 제조사 이구스(igus)가 제조한다. 드라이린® ZLW(drylin® ZLW)라 불리는 이 제품은 넓은 구조와 낮은 설치 높이로 축의 이상적 위치를 가능하게 한다. 1300mm~5500mm 공간에서 작동 가능하고 먼지와 열에 강한 라이너를 따라 미끄러진다. 르휨 애플리케이션의 에너지 체인도 이구스 제품으로 거친 환경에서 안전한 케이블 가이드를 제공한다.

1927년 설립된 독립 가족 소유 기업 르휨은 체질 기계 풀라인을 개발해왔으며, 자동화 공정을 활용해 산업 공정의 향상, 간소화, 안전성 개선이 가능한 프로젝트를 계속 찾고 있다. 저비용 자동화 제품을 활용해 회사는 의도한 목표를 달성하면서도 감당 가능한 로보틱스 경로를 성공적으로 찾았다.

"현재 시스템으로 뭐가 가능한지 확인 중입니다."라고 슈츠는 말했다. "계획은 향후 가능한 많은 다른 부품들을 여기서 제조하는 것입니다."

이 기사는 엔지니어링, 건설, 건축 및 기타 무역 산업 주제로 미국과 캐나다 전역 출판물에 글을 쓰는 토마스 레너(Thomas Renner)가 작성했습니다. 자세한 정보는 여기를 방문하세요.