개요
숙련된 아크 용접공이 부족해지고 대량 생산으로 인해 일관성에 대한 필요성이 증폭됨에 따라 많은 기업이 어려움을 겪고 있습니다. 부품을 용접해야 하지만 시간당 표준을 유지하는 것은 물론 고품질 제품을 생산할 수 있는 숙련된 용접공을 찾기가 어렵기 때문입니다. 오늘날 로봇 아크 용접의 발전으로 기업들은 최고의 날, 매 용접마다 전문 아크 용접사의 품질과 일관성을 경험할 수 있게 되었습니다.
1980년대 중반, 미국 가와사키 모터스 매뉴팩처링(KMM)은 최초의 가와사키 로봇을 설치하여 ATV(사륜차)와 Mule 및 Teryx 4륜차 프레임을 용접 했습니다. 30년이 지난 지금, 이 제조업체는 71대의 가와사키 아크 용접 로봇을 사용하고 있으며 2019년 6월까지 그 수를 84대로 늘릴 예정입니다.
도전 과제
KMM은 생산량을 늘리기 위해 자동화가 필요하지 않았습니다. 그러나 현재의 생산 속도를 유지하면서 더 반복 가능한 프레임을 제공하기 위해서는 로봇 아크 용접이 필요했습니다. 또한 다양한 부품을 용접할 수 있는 다목적 솔루션이 필요했습니다.
노동력 부족에 대한 솔루션
KMM은 수년 동안 용접 업계의 인력난에 맞서 힘겨운 싸움을 벌였습니다. 이제 KMM의 아크 용접 공정 중 80%가 가와사키 로봇을 사용하여 자동화되었으며, 작업의 20%만 수동으로 수행해야 합니다. 이제 숙련된 용접공은 로봇의 작업을 다시 확인하거나 접근하기 어려운 영역에 접근하는 등의 추가 작업을 수행할 수 있습니다.
일관성 및 신뢰성
제품 품질 기준은 항상 높아지고 있으며, 수작업 방식으로는 이를 충족하기가 어렵습니다. KMM은 대부분 파이프 간 용접을 수행하기 때문에 경로를 보지 않고도 프로그램을 실행할 수 있는 반복성이 뛰어난 로봇이 필요합니다. 이러한 요구를 충족하기 위해 가와사키 RS010L 로봇은 ±0.05mm의 반복성을 갖추고 있어 매우 일관된 제품을 생산할 수 있습니다. 고든은 “가와사키 로봇은 시중에 나와 있는 로봇 중 가장 신뢰할 수 있는 제품입니다.” 라고 말합니다.
솔루션
- 다양한 부품 용접에 특화된 4개의 로봇 아크 용접 셀
- 전체 ATV 또는 사륜차 프레임을 용접하는 “Battle Bot” 셀 1개
- 하나의 “Kneeling Easel” 셀이 복잡한 운전석 프레임을 용접
KMM은 생산 요구 사항과 제품 라인이 진화함에 따라 다양한 부품을 용접할 수 있는 유연한 솔루션이 필요했습니다. 이를 위해 KMM은 가와사키 R 시리즈 및 F 시리즈 로봇을 사용하여 ATV 및 사륜차 프레임의 다양한 구성 요소를 용접하는 5개의 셀을 개발했습니다. 5개 셀 중 4개 셀(타입 1, 타입 2, 타입 3 및 Kneeling Easel 셀)은 다양한 크기의 부품을 용접합니다. 완성된 부품은 차체 전체를 용접하는 ‘Battle Bot’ 셀로 공급됩니다.
타입 1 셀은 서스펜션 암과 같은 소형 부품을 용접합니다. 타입 2 셀은 퀵 체인지 픽스처에 부착된 용접 테이블에서 회전하면서 시트나 프론트 가드와 같은 중간 크기의 부품을 용접하기 위해 가와사키 RS010L을 사용합니다. 다음으로 타입 3 셀은 108′ x 52′ 작업 범위가 있어 긴 부품 용접에 이상적입니다. 마지막으로 KMM은 6피트 x 6피트 대형 캡 프레임을 용접하기 위해 Kneeling Easel 셀을 개발했는데, 이 셀의 거추장스러운 모양은 용접공에게 인체공학적인 문제를 야기했습니다.
결과
- 전체 아크 용접의 80%가 가와사키 로봇에 의해 수행
- 작업의 20%만 수동 용접이 필요
- 인간 용접공은 로봇의 작업을 다시 확인하거나 접근하기 어려운 부분을 용접
- 로봇의 유연성과 높은 수준의 반복성 덕분에 제품 불일치가 제거
30년 이상 로봇 아크 용접을 사용해 온 KMM은 섀시 뒤틀림이 크게 감소하고 일관성이 향상되는 것을 확인했습니다. 수동 용접에 대한 의존도가 감소하여 제조에 더 많은 시간을 할애할 수 있게 되었습니다. 앞으로 KMM은 수천 대의 ATV, 뮬, 테릭스 사륜차 프레임을 제조하기 위해 가와사키 아크 용접 로봇을 계속 추가할 계획입니다.