로봇이 강철 튜브 프레임을 용접하는 과정: 단일 셀에서 작동하는 비결은 무엇일까요?

차례

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By EVST 편집팀 · 검토자: EVST 편집팀 • 최종 업데이트: 2026년 10월 9일 • 편집 정책 · 교정 정책 · 약관

삼륜 자전거 화물칸 프레임과 같은 직사각형 강철 튜브 프레임은 경로 프로그래밍 전에 다음 세 가지 질문에 대한 답을 얻으면 한 대의 로봇이 한 작업 셀에서 용접할 수 있습니다. 각 튜브의 위치와 고정 방법, 접합부의 용접 순서, 그리고 프레임 반대편에 있는 용접부의 처리 방식입니다. 로봇의 도달 거리와 토치 선택도 중요하지만, 이는 위의 질문에 대한 답을 통해 도출됩니다. 여기에서 설명하는 작업 셀은 긴 고정 장치 위에 놓인 평평한 프레임을 따라 하나의 용접 로봇이 접합부를 차례로 용접하는 방식입니다.

튜브 프레임 용접 작업장을 계획 중이신가요? 프레임 도면과 접합부 목록, 튜브 크기, 그리고 일일 생산량을 보내주세요.그러면 셀 컨셉과 예상 소요 시간을 알려드리겠습니다.

도면을 용접성 시험으로 해석하십시오.

강철 튜브로 만든 프레임에는 수많은 접합부가 있습니다. 수작업으로 각 접합부를 차례로 찾아 용접하고 마무리해야 하므로 시간이 오래 걸리고, 한 용접 부위의 열로 인해 다음 용접이 완료되기 전에 프레임 전체가 직각에서 벗어나는 문제가 발생합니다. 로봇 셀은 이러한 두 가지 문제를 모두 해결해야 하는데, 도면만 봐도 얼마나 어려운 작업인지 알 수 있습니다.

프레임 기능 세포에게 있어서 이것이 의미하는 바는 무엇일까요?
한쪽에서 모든 관절에 접근할 수 있습니다. 평평한 조명기구와 단순한 레이아웃이면 충분할 수 있습니다.
반대편 관절 재설계, 2차 클램핑 또는 포지셔너 중 하나를 선택하십시오.
튜브 절단 길이는 다양합니다. 더욱 정밀한 정지 또는 이음매 감지
여러 프레임 변형 조절 가능하거나 교체 가능한 클램프 블록
관절이 거의 없음 수동식 지그가 여전히 더 저렴할 수 있습니다.

아래 섹션들은 대부분의 프로젝트에서 중요한 결정 요소인 위치 선정, 접근성 및 순서를 다룹니다.

모든 튜브에는 고정된 위치가 필요합니다.

여기서 설명하는 셀에서는 여러 개의 가로관이 있는 직사각형 프레임이 긴 고정 장치 위에 평평하게 놓여 있습니다. 고정 장치는 양쪽 끝에 있는 두 개의 지지대 사이에 고정되어 있고, 일렬로 배열된 클램프 블록이 가로관을 누르고 있으며, 와이어 공급 토치가 장착된 주황색 6축 용접 로봇이 프레임 뒤쪽에 있습니다.

긴 고정 장치 위에 놓인 직사각형 강철 튜브 프레임 뒤에 주황색 6축 용접 로봇이 있습니다. 이 프레임은 양쪽 끝 지지대 사이에 있습니다.
셀 구성: 긴 고정 장치의 평평한 튜브 프레임 뒤에 용접 로봇이 있으며, 양쪽 끝에는 지지대가 있습니다.

로봇 토치는 미리 설정된 경로를 따라 이동합니다. 만약 튜브의 위치가 프레임마다 약간씩 다르면, 토치는 프로그램이 예상한 위치가 아닌 다른 접합부에 도달하게 됩니다. 튜브는 어느 정도 허용 오차를 두고 절단 및 벤딩되기 때문에, 고정 장치는 두 가지 역할을 수행합니다. 모든 튜브를 같은 위치에 놓는 것과 열이 가해지는 동안 그 위치를 유지하는 것입니다. 일반적으로, 이 작업이 성공적으로 수행될지 여부는 다음 세 가지 요소에 달려 있습니다.

  • 모든 튜브에 참조 번호가 있습니다. 단순히 눌러진 상태의 측면 튜브는 아무런 제동 장치 없이 길이를 따라 미끄러지면서 움직일 수 있습니다. 각 튜브에는 클램프뿐만 아니라 스토퍼도 필요합니다.
  • 횃불이 길을 밝혀준다. 접합부를 완벽하게 고정하지만 토치가 접근해야 하는 위치에 클램프가 있다면 그것은 설계 오류입니다. 클램프는 접합부 옆에 있어야 하며, 접합부 접근선에 있어서는 안 됩니다.
  • 조립 상태는 점검하며, 추측하지 않습니다. 프레임 간 이음매 간격이 프레임마다 다를 경우, 고정된 경로로는 간격을 고르게 채울 수 없습니다. 이러한 경우에는 이음매 감지 또는 터치 감지 방식이 일반적으로 사용됩니다.
긴 고정 장치에 일렬로 배열된 클램프 블록들이 프레임의 강철 튜브를 누르고 있습니다.
고정 장치의 클램프 블록들이 일렬로 배열되어 프레임의 튜브들을 눌러줍니다.

접근: 한쪽만 가능하거나, 다른 쪽 접근 계획이 있어야 함

이 셀의 프레임은 첫 번째 접합부에서 마지막 접합부까지 평평하게 유지되므로 모든 접합부에 한쪽에서 접근할 수 있습니다. 이렇게 하면 레이아웃이 단순해집니다. 하지만 실제 프레임은 그렇지 않은 경우가 많습니다. 용접 부위가 프레임 아래쪽에 위치하는 경우, 일반적으로 세 가지 옵션이 있습니다.

  • 용접 부위 전체에 위에서 접근할 수 있도록 접합부 또는 프레임을 재설계하십시오.
  • 프레임을 한 번 더 고정하면 취급이 용이해지고 고정 위치가 하나 더 늘어납니다.
  • 고정 장치를 두 개의 엔드 스탠드 사이에 위치 조절 장치에 고정하여, 제어된 회전을 통해 반대쪽 면이 토치 쪽으로 올라오도록 합니다.

각각에는 비용이 따릅니다. 포지셔너를 사용하려면 클램프가 프레임을 뒤집었을 때 고정해야 하고, 회전할 때 토치와 케이블이 프레임에 걸리지 않아야 하며, 회전 반경 때문에 바닥 공간을 차지해야 합니다. 이러한 요소들이 포지셔너를 사용할 가치가 있는지는 반대편에 있는 접합부의 개수에 따라 달라집니다. 접합부의 개수는 도면에서 가장 먼저 확인해야 할 사항입니다.

순서: 보이는 순서, 그리고 모든 순서에 적용되는 일반적인 규칙

로봇의 작업 순서는 다음과 같습니다. 각 관절을 작업한 후 토치가 들어 올려져 다음 관절로 이동하며, 이때 불꽃이 아래로 떨어집니다.

  1. 처음에는 프레임의 왼쪽과 오른쪽 관절을 번갈아가며 움직입니다. 한쪽 관절이 끝나면 다른 쪽 관절이 움직이는 식입니다.
  2. 그런 다음 이음매 하나하나를 중심으로 중앙을 향해 작업하며, 도중에 가장 오른쪽 끝의 이음매를 용접합니다.
  3. 마지막으로 프레임 중앙의 연결 부위를 만듭니다.
강철 튜브 프레임 접합부에 용접 토치가 닿아 밝은 아크와 불꽃이 튀고 있다.
토치에서 나오는 불꽃이 프레임의 이음새에 닿자 아래로 떨어집니다.

별도로 일반적인 원칙을 살펴보면, 모든 용접부는 냉각되면서 수축하고 인접한 용접부를 자신 쪽으로 끌어당깁니다. 프레임의 한쪽 면에 여러 개의 용접부를 먼저 용접하면, 아무리 단단히 고정했더라도 프레임이 그쪽으로 휘어질 수 있으며, 놓았을 때 튕겨 나갈 수도 있습니다. 따라서 용접 순서는 변형에 영향을 미치며, 주어진 프레임에 대한 최적의 순서는 프레임의 형상에 따라 달라지므로 도면에서 가정하는 것이 아니라 시험 프레임을 통해 확인해야 합니다. 로봇은 이러한 점에서 한 가지 이점을 갖습니다. 일단 순서가 정해지면 모든 프레임에 동일하게 적용되므로 변형이 일정해지고 고정 장치에서 수정하기가 더 쉬워집니다.

빛 차단 커튼과 출입구

용접실 양쪽 기둥 위에 노란색 광전식 차단막이 설치되어 있습니다. 일반적으로 광전식 차단막은 사람이 그 위를 지나가면 용접 작업이 자동으로 중단되도록 설계되어 있으며, 프레임이 드나들어야 하므로 레이아웃에 제약을 가합니다. 작업자가 고정 장치를 장착하는 위치와 완성된 프레임이 나가는 위치를 결정하고, 이 경로가 아크 및 스파크 발생 영역을 통과하지 않도록 해야 합니다. 차단막 작동 방식과 용접 작업 재개 방식은 설계 초기 단계부터 고려해야 합니다.

용접실 측면, 긴 고정장치 옆에 노란색 광전식 차단막 기둥이 있습니다.
용접실 옆에는 노란색 빛 차단막이 달린 기둥이 서 있다.

액자 구매자를 위한 간략한 답변

하나의 셀이 여러 프레임을 용접할 수 있습니까? 네, 고정 장치를 변경하거나 조정할 수 있고 각 변형의 연결 부위 목록을 알고 있다면 가능합니다. 기본 변형뿐만 아니라 모든 변형을 보내주세요.

위치 고정 장치가 필요할까요? 용접 부위가 프레임을 평평한 상태로 놓았을 때 토치가 닿지 않는 곳에 있는 경우에만 계산합니다. 먼저 반대편의 용접 부위부터 세어 보세요.

로봇이 스스로 관절을 찾아낼 수 있을까요? 고정 경로는 고정 장치에 의존합니다. 조립 상태가 다를 경우 센싱 기능을 추가할 수 있습니다. 이는 로봇이 아닌 튜브에 따라 달라집니다.

당신이 그린 그림이 입력값입니다.

프레임 도면에 접합부 목록, 튜브 크기 및 벽 두께, 하루 필요한 프레임 수량, 그리고 접근하기 어려운 접합부 위치를 표시하여 보내주십시오. 이러한 정보를 바탕으로 작업 셀을 제안하고 예상 작업 기간을 산출해 드리겠습니다.

당신의 프레임에 대해 이야기 나눌 준비가 되셨나요? 여기에 문의하십시오 또는 sales@evsrobot.com으로 이메일을 보내주세요.

이 글에서는 로봇 한 대가 평평한 튜브 프레임을 따라 어떻게 작동하는지, 그리고 이러한 작업 셀의 일반적인 설계 원칙에 대해 설명합니다. 용접 매개변수, 튜브 크기 또는 작업 주기 시간은 언급하지 않습니다.

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