레일 타입 7축 용접 로봇: 개요
이 로봇 용접기는 바닥 주행 레일 위에 6축 용접 로봇을 탑재하여 7번째 축을 추가한 시스템입니다. 3D 레이저 스캐너가 가공물을 측정하고 소프트웨어가 용접 경로를 연산하므로, 작업자가 일일이 티칭할 필요 없이 철골 구조물을 용접할 수 있습니다. 매일 비슷한 규격의 보, 기둥, 브래킷을 용접하는 철골 구조물 제작 업체를 위해 설계되었습니다.
Tekla 및 SolidWorks의 부품 데이터를 직접 읽어오기 때문에 상세설계자가 작성한 모델링을 로봇 구동에 그대로 사용할 수 있습니다. EtherCAT 버스 서보 제어는 용접선을 따라 로봇과 레일이 완벽하게 동기화되어 이동하도록 유지합니다.
기술 사양
| 축 구성 | 7축 (6축 용접 로봇 + 주행 레일) |
|---|---|
| 암 스팬 | 2000 mm |
| 주행 레일 | 9m 또는 12m; 요청 시 맞춤 길이 제작 가능 |
| 반복 정밀도 | ±0.05 mm |
| 비전 시스템 | 고정밀 3D 레이저 스캔 |
| 경로 생성 | 티칭 불필요: 스캔 데이터를 통해 용접선 인식 및 경로 연산 |
| 데이터 연동 | Tekla 및 SolidWorks 연동 |
| 모션 제어 | EtherCAT 버스 서보 |
| 용접 방식 | MIG / MAG; 솔리드 및 플럭스 코어 와이어; 다층 다패스 용접 |
| 용접 전원 | 아오타이(Aotai), 메그미트(Megmeet), 파나소닉(Panasonic), 링컨 일렉트릭(Lincoln Electric), 밀러(Miller) 또는 요청에 따른 타 브랜드 |
| 용접 기준 | ISO, AWS D1.1 및 선급 규정(ABS, LR, CCS)에 부합하는 절차 인증 가능 |
| 인증 | CE, ISO 9001 |
| 납기 | 사양에 따라 20~45일 소요 |
| 보증 | 본체 24개월 보증 (소모품 제외) |
티칭 프리 용접의 작동 방식
- 자재 로딩. 레일 옆 용접 베드 위에 보 또는 기둥을 안착시킵니다.
- 스캔. 3D 레이저 스캐너가 위치와 조립 상태를 포함하여 가공물의 실제 형상을 측정합니다.
- 경로 연산. 소프트웨어가 Tekla 또는 SolidWorks 모델을 활용하여 용접선을 식별하고 토치 경로와 순서를 계산합니다.
- 용접. 로봇이 레일을 따라 이동하며 각 용접선을 용접합니다. 작업자는 결과물을 확인하고 다음 자재를 로딩하기만 하면 됩니다.
철골 구조물에서 티칭 프리가 중요한 이유
철골 구조물 작업은 동일한 형태가 반복되는 경우가 드뭅니다. 프로젝트마다 보의 길이, 스티프너 위치, 연결 플레이트가 달라집니다. 기존 로봇을 사용하면 새로운 부품마다 일일이 포인트를 티칭해야 하므로, 이로 인해 소요되는 시간이 로봇의 작업 속도 이점을 상쇄해 버립니다. 스캔과 자동 경로 연산 기능은 이러한 번거로운 작업을 대부분 제거해 주며, 이것이 바로 프로젝트 기반 철골 작업에 로봇이 꼭 필요한 이유입니다.
주요 가공물
가공물
- 스티프너 및 엔드 플레이트가 결합된 H빔
- 베이스 플레이트 및 브래킷이 결합된 기둥
- 연결 플레이트 및 거싯
- 조립형 보 및 유사 규격의 부재
적용 산업
- 건축용 철골 구조물
- 산업 플랜트 및 창고
- 교량 (부부재)
- 건설 기계
타사 용접 로봇과의 비교
| 시스템 | 장점 | 추천 용도 |
|---|---|---|
| 캔틸레버 용접 로봇 CWR500A | 크레인 로딩이 용이한 전·후면 개방형 구조; 3.5m 작업 반경 | 크레인으로 적재하는 롱 플레이트 유닛, H빔 및 박스 거더 |
| 갠트리 용접 로봇 | 12m × 4m 등 넓은 직사각형 영역 커버 | 선박 블록 및 트레일러 프레임과 같은 광폭 가공물 |
| 레일 타입 7축 용접 로봇 (본 장비) | 3D 스캔 기능을 갖춘 콤팩트한 단일 로봇 라인 | 규격이 유사한 철골 구조물 부재 |
| 이동형 용접 로봇 | 별도의 레일 없이 로봇이 가공물로 직접 이동 | 작업대로 이동시키기 너무 크거나 무거운 가공물 |
| 로봇 용접 워크스테이션 | 포지셔너가 가공물을 최적의 용접 각도로 회전 | 동일 규격의 수 톤 이하 부품을 배치 단위로 가공 |
| 협동 용접기 스테이션 | 핸드 가이드 티칭 방식, 위험성 평가 후 안전펜스 불필요 | 다품종 소량 생산 및 잦은 품목 교체 작업 |
가격 결정 요인
본 장비는 고객님의 가공물에 맞춰 맞춤형으로 구성됩니다. 견적에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다:
| 원가 요소 | 옵션 | 가격 영향 |
|---|---|---|
| 레일 길이 | 9m, 12m 또는 맞춤형 길이 | 레일이 길어질수록 프레임 구조, 랙 및 설치 소요 시간 증가 |
| 비전 및 소프트웨어 | 3D 레이저 스캔, Tekla / SolidWorks 연동 | 프로그래밍 작업 생략 수준 결정 |
| 용접 공정 | 솔리드 또는 플럭스 코어 와이어, 싱글 와이어 | 후판용 공정 패키지는 하드웨어가 아닌 파라미터 설정에 영향 |
| 용접 전원 | 아오타이(Aotai), 메그미트(Megmeet), 파나소닉(Panasonic), 링컨 일렉트릭(Lincoln Electric), 밀러(Miller) | 수입 브랜드는 단가가 높으며, 국산 브랜드는 일부 지역에서 사후 관리가 용이 |
| 가공물 핸들링 | 용접 베드 및 간이 치구 | 가공물 규격에 맞춰 맞춤 제작 |
| 서비스 | 현장 설치 및 교육 | 별도 견적 산정, 현장 작업 통상 약 1주일 소요 |
견적을 원하시는 경우, 주력 생산 부재의 도면, 판금 두께 및 일일 생산 목표량을 보내주시기 바랍니다. 견적 조건은 FOB 칭다오(Qingdao) 기준입니다.
납품, 설치 및 기술 지원
- 사양 협의 및 도면 검토. 당사 엔지니어가 부품 도면을 바탕으로 레일 길이, 베드 및 용접 공정을 확정합니다.
- 제작 및 공장 테스트. 사양에 따라 20~45일의 납기가 소요됩니다. 출하 전 시스템 조립 및 시험 용접을 거칩니다.
- 현장 준비. 레일이 설치될 평탄한 바닥면, 전원 공급 장치 및 쉴드 가스를 준비합니다. 장비 입고 전 당사 엔지니어와 기초 공사 요구사항을 확인해 주십시오.
- 설치 및 교육. 현장 설치 및 조작 교육은 통상 일주일 정도 소요되며 별도 견적으로 진행됩니다. 작업자는 프로그래밍, 일상 조작 및 정기 유지보수 방법을 배우게 됩니다.
- 사후 지원. 소모품을 제외한 본체 24개월 보증을 제공하며, 소프트웨어 및 공정 관련 원격 기술 지원을 제공합니다.
철골 용접의 흔한 난제와 로봇의 해결책
철골 구조물 부재는 프로젝트마다 형태가 다릅니다. 수동 용접이나 기존 티칭 방식의 로봇 용접을 느리게 만드는 주요 문제점들과, 스캔 로봇이 이를 해결하는 방식은 다음과 같습니다:
| 문제점 | 주요 원인 | 시스템의 해결 방식 |
|---|---|---|
| 프로젝트마다 변경되는 부재 규격 | 길이, 스티프너, 플레이트 사양 변경 | 3D 스캔 데이터와 Tekla / SolidWorks 모델을 바탕으로 경로 자동 연산 |
| 베드 위 가공물 위치 편차 | 크레인 로딩 시 정확한 위치 정렬의 한계 | 용접 전 스캐너가 실제 위치를 정밀 측정 |
| 조립 갭(간격)의 불균일 | 절단 및 조립 오차 발생 | 설계도가 아닌 실제 가공 부위의 이음새를 스캔하여 측정 |
| 롱 렝스 용접 시 변형 발생 | 긴 용접선에 집중되는 열입력 | 프로그램 내에 용접 순서 및 스티치(단속) 용접 패턴 설정 |
| 용접보다 오래 걸리는 티칭 작업 | 일회성 부품에 대한 포인트별 프로그래밍 | 티칭 프리 경로 생성으로 프로그래밍 시간 대폭 단축 |
구매 전 필수 확인: 철골 구조물 로봇 체크리스트
견적을 요청하기 전에 다음 정보를 준비해 주세요:
- 가장 길고 자주 다루는 자재의 길이, 높이, 중량.
- 주요 접합부: 보강재, 단부 플레이트, 베이스 플레이트, 거싯, 브래킷.
- 판재 두께 및 다층 용접(multi-pass) 필요 여부.
- 디테일러가 Tekla 또는 SolidWorks를 사용하는지 여부.
- 9m, 12m 또는 그 이상의 레일과 용접 베드를 설치할 바닥 면적.
- 자재 상하차를 위한 크레인 접근성.
- 자재 개수 또는 용접 길이 기준 일일 생산 목표.
- 전기 공급, 쉴드 가스 및 흄 집진 시설.
일일 및 정기 유지보수
| 주기 | 작업 내용 |
|---|---|
| 매 근무조 | 노즐 청소 및 스패터 제거; 컨택트 팁 점검 및 마모 시 교체; 와이어 송급 및 재고 확인; 쉴드 가스 유량 확인 |
| 매주 | 3D 스캐너 창 청소; 토치 케이블, 호스 및 가스 연결부 점검 |
| 매월 | 레일 및 랙 청소; 랙 앤 피니언 윤활; 케이블 체인 점검 |
| 매년 | 레일 정렬 상태 점검; 제조사 지침에 따른 로봇 정비 |
감속기 그리스 주입 및 배터리 교체 주기는 로봇 및 용접기 제조사 매뉴얼을 따르세요. 변경 사항이 생길 때마다 로봇 프로그램과 용접 절차를 백업하세요.
안전
- 레일과 용접 베드 주변에 펜스를 설치하고 출입문을 인터록 처리하세요.
- 로봇이 레일을 따라 이동할 때 작업자가 이동 경로에 접근하지 못하도록 하세요.
- 용접 베드를 따라 흄 집진기를 설치하세요.
- 아크릴 차단막이나 커튼으로 아크 광으로부터 구역을 보호하세요.
철골 구조물 공장에서 로봇의 위치
로봇은 전체 공정이 아니라 용접 공정을 대체합니다. 일반적인 작업 흐름은 다음과 같습니다:
- 상세 설계(Detailing). 자재를 Tekla 또는 SolidWorks로 모델링하며, 이 모델이 나중에 로봇 구동에 사용됩니다.
- 절단 및 드릴링. 판재와 형강을 절단합니다. 정확한 절단은 조립 틈새를 줄여줍니다.
- 조립 및 가택치(Fit-up and tacking). 작업자가 보강재, 단부 플레이트, 브래킷을 가택치합니다.
- 로봇 용접. 자재 스캔, 경로 연산 후 로봇이 모든 이음부를 용접합니다.
- 검사 및 마감. 용접 검사 후 쇼트 블라스팅 및 도장 공정으로 넘어갑니다.
가장 큰 효율 향상은 가택치가 일정하게 유지될 때 발생합니다. 스캐너가 일반적인 오차는 보정하지만, 상류 공정에서의 정밀한 절단과 가택치는 로봇이 대기 시간 없이 계속 용접할 수 있도록 만들어 줍니다.
장단점
장점
- 신규 자재에 대한 티칭(Point-by-point teaching) 불필요
- 디테일러가 이미 작업한 Tekla 또는 SolidWorks 모델 그대로 활용
- 기존 작업장에 쉽게 배치할 수 있는 콤팩트한 단일 로봇 라인
- ±0.05 mm 반복 정밀도 및 EtherCAT 서보 제어
단점
- 선박 패널과 같이 폭이 매우 넓은 부품의 경우 갠트리 용접 로봇이 더 넓은 작업 반경을 제공합니다.
- 크레인으로 적재하는 긴 교량 플레이트 유닛의 경우 캔틸레버 용접 로봇이 더 넓은 도달 거리를 제공합니다.
- 소형 반복 부품의 경우 포지셔너가 포함된 워크스테이션이 더 빠릅니다.
- 박판 부품은 레이저 용접으로 처리하는 것이 더 좋은 경우가 많습니다.
MAG 용접용 와이어 규격 참고표
솔리드 와이어 MAG 용접의 권장 전류 범위입니다. 공정 라이브러리가 매개변수를 자동으로 선택하지만, 와이어 재고와 판재 두께를 계획할 때 이 표가 도움이 됩니다.
| 와이어 Ø | 단락(Short-circuit) (A) | 글로뷸러(Globular) (A) | 스프레이(Spray) (A) | 권장 판재 |
|---|---|---|---|---|
| 0.8 mm | 40–120 | 120–170 | 170–200 | 0.8–4.0 mm |
| 1.0 mm | 60–140 | 140–190 | 190–300 | 2.0–8.0 mm |
| 1.2 mm | 80–180 | 180–240 | 240–400 | 약 4 mm 이상 |
| 1.6 mm | 130–220 | 220–280 | 280–500 | 약 8 mm 이상 |
단락 이행은 약 14–22 V, 글로뷸러 이행은 약 22–26 V(스패터가 발생하는 회피 구간), 스프레이 이행은 26 V 이상에서 이루어집니다.
레일 탑재형 용접 로봇 FAQ
새로운 부품마다 로봇을 새로 티칭해야 하나요?
아니오. 3D 레이저 스캐너가 부품을 측정하고 소프트웨어가 용접 경로를 연산합니다. 작업자가 결과를 확인하고 용접을 시작하면 됩니다.
어떤 소프트웨어 파일을 가져올 수 있나요?
Tekla 및 SolidWorks 모델과 연동되므로, 상세 설계에 사용된 3D 모델을 용접에도 그대로 사용할 수 있습니다.
레일 길이는 얼마나 될 수 있나요?
표준 레일 길이는 9m 및 12m입니다. 가장 긴 자재에 맞춰 다른 길이로도 제작 가능합니다.
캔틸레버 용접 로봇과는 어떤 차이가 있나요?
이 장비는 유사한 크기의 철골 부품을 위한 콤팩트한 단일 로봇 라인입니다. 캔틸레버 버전은 최대 3.5m 작업 폭의 수평 암이 추가되어 크레인으로 적재하는 광폭 플레이트 유닛에 적합합니다.
AWS D1.1 요구사항을 충족하는 용접이 가능한가요?
특정 이음부와 소재에 대해 ISO, AWS D1.1 및 ABS, LR, CCS 같은 선급 규칙에 맞춰 용접 절차 사양서(WPS) 인증을 획득할 수 있습니다.
납기는 얼마나 걸리나요?
사양에 따라 20~45일이 소요됩니다. 현장 설치 및 교육은 약 1주일이 소요되며 별도 견적으로 제공됩니다.
보강재와 베이스 플레이트가 있는 기둥도 용접할 수 있나요?
네. 보강재와 단부 플레이트가 있는 H빔, 베이스 플레이트와 브래킷이 있는 기둥 등이 이 장비의 대표적인 작업 대상입니다.
작업자에게 어떤 교육이 필요한가요?
현장 설치 및 교육은 약 1주일간 진행됩니다. 작업자는 부품 로딩, 스캔 실행, 생성된 경로 확인 및 용접 시작 방법을 배우게 됩니다.
캔틸레버, 갠트리, 이동식, 워크스테이션, 코봇 시스템을 나란히 비교해보려면 모든 용접 로봇을 확인해 보세요.
철골 자재 도면을 보내주세요. 레일 길이와 공정을 추천해 드리고 FOB 칭다오(Qingdao) 기준으로 견적을 내드립니다.
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