아크 용접 로봇이란?
아크 용접 로봇은 사람을 대신해 아크 용접을 하는 로봇입니다.
다른 용접 로봇에 비해 다소 작은 것이 특징입니다. 아크 용접은 아크 방전에 의해 강렬한 빛과 강력한 자외선이 방출되기 때문에 용접 부위가 매우 높은 온도를 유지합니다. 따라서 고글이나 작업복으로 보호하고 있더라도 화상의 위험이 높습니다.
금속이 증기로 변한 흄을 들이마시면 유해하기 때문에 로봇의 작업 대체 수요가 높은 작업 중 하나 입니다. 로봇은 속도가 빠르고 안정적인 품질의 용접이 가능하다는 장점이 있으며, 비용 절감에도 기여합니다.
아크 용접 로봇의 사용 용도
아크 용접은 철과 철, 알루미늄, 티타늄과 같은 금속을 연결하는 데 활용됩니다. 거의 모든 금속 구조물에 적용되는 용접 방법입니다. 다음은 아크 용접 로봇이 사용되는 제품의 예시입니다.
- 철골 구조물 및 건설기계
- 자동차, 철도차량 등 육상 운송 기계
- 항공기 등 대형 공수 기계
- 선박 등 대형 해운 기계
아크 용접 로봇은 위 제품들의 제조 공장 등에서 사용됩니다. 최근 용접의 합리화가 진행되면서 아크 용접 로봇의 도입 사례도 증가하는 추세입니다. 아크 용접의 일종인 티그 용접, 마그 용접 등에도 대응하고 있습니다.
아크 용접 로봇의 원리
아크 용접은 공기 중의 방전을 이용한 용접 방법입니다. 전극이 되는 용접봉에 전류를 흘려 접합하고자 하는 금속에 접촉시켜 천천히 떼어내면 아크 방전이 일어납니다. 이 아크는 최대 20,000℃에 달할 정도로 고온이기 때문에 금속이 빠르게 녹아 접합됩니다.
로봇은 수직으로 장착된 6~7개의 다관절로 정밀한 움직임을 재현할 수 있습니다. 각 축마다 움직일 수 있는 각도와 속도가 정해져 있으며, 자격을 갖춘 작업자가 로봇에게 용접 조건을 가르칩니다. 이때 조건 결정과 위치 결정이 중요한데, 실제 용접을 하면서 결정하는 경우도 있습니다.
실제로 용접을 하는 부분을 용접 토치라고 하며, 로봇의 끝에 고정합니다. 용접 대상에 따라 토치나 콘택트 팁 등을 선택해야 합니다.
아크 용접 로봇의 구조
아크 용접 로봇의 구조는 매니퓰레이터, 컨트롤러, 프로그래밍 펜던트로 구성되어 있습니다.
1. 매니퓰레이터
매니퓰레이터는 베이스부, 모터부, 엔드 이펙터 등으로 구성됩니다. 엔드 이펙터에 장착된 용접 토치를 교체하여 다양한 용접 조건에 대응할 수 있다. 또한 서보 모터에 의한 다축 다관절 구조를 채택하고 있습니다.
2. 컨트롤러
컨트롤러는 데이터 저장 저장장치와 매니퓰레이터와의 통신장치 등으로 구성됩니다. 용접 조건 등을 컨트롤러에 저장하여 저장합니다.
3. 프로그래밍 펜던트
프로그래밍 펜던트는 사람이 로봇에게 용접 조건을 가르치는 인터페이스입니다. 매니퓰레이터의 동작 절차를 설명하는 데이터를 생성하거나 변경 및 수정할 수 있습니다. 제어 매개변수 변경 및 티칭도 프로그래밍 펜던트를 통해 이루어집니다.
아크 용접 로봇을 선택하는 방법
아크 용접 로봇은 용접 재료, 스트로크, 설치 방법 등에 따라 선택해야 합니다. 용접 재료는 철강, 알루미늄 등이 있습니다. 용접하고자 하는 재료에 맞는 로봇을 선정합니다.
스트로크는 로봇이 팔을 뻗을 수 있는 거리를 말합니다. 스트로크가 길수록 먼 위치까지 작업이 가능하지만, 가격이 비싸집니다. 큰 부재를 용접하는 경우 여러 대를 설치하기도 합니다.
설치 방법은 로봇을 설치 조건에 따라 벽걸이, 천정걸이 등이 있습니다. 로봇의 설치 장소에 적합한 설치 방법을 선정합니다.
아크 용접 로봇의 기타 정보
아크 용접 로봇 시장
세계 아크 용접 로봇 시장은 2026년까지 117억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 또한, 자동차 산업이 호조를 보이고 있어 2024년 이후에도 수요가 증가할 것으로 보입니다. 선진국을 중심으로 한 자동화 열풍과 노동력 부족 문제도 수요를 촉진하는 요인입니다.
아크 용접 로봇의 가격은 일반적으로 수백만 원대부터 판매되고 있습니다. 용접하는 재료나 사용 조건에 따라 금액이 달라집니다.