직접 답변: 단면 굽힘 및 재배치가 필요한 이유는 냉간 성형 과정에서 부품의 기준면이었던 평평한 면이 제거되기 때문입니다. 따라서 아치형 라인은 두 번째 위치 지정 작업이 필요합니다. 성형된 부품을 회전 고정 장치에 다시 고정하고 실제 형상에 맞게 재정렬한 다음, 각 이음매가 제 위치에 용접되도록 회전시킵니다. 이 단계를 생략하면 경로가 더 이상 존재하지 않는 기준점을 참조하게 됩니다.
누구를위한 것인가 : 터널 아치 리브, 프레임 및 곡선형 보와 같은 곡선 구조 단면을 위한 자동화 라인 사양을 정하는 제작 엔지니어 및 생산 관리자.
범위: 이 EVST 가이드는 하나의 공정 라인을 촬영한 영상을 바탕으로 작성되었습니다. 구조 부재가 길이 조절 장치에 공급되어 절단되고, 여러 번의 공정을 거쳐 아크 형태로 냉간 성형된 후, 회전 고정 장치에 고정되어 로봇이 원주 방향 이음매를 용접합니다. 해당 공정 라인에는 세 개의 스테이션이 사용됩니다. 따라서 영상에서 사이클 시간, 스프링백 값 또는 합격 여부를 확인할 수 없으므로, 이 가이드에는 해당 정보가 포함되어 있지 않습니다.
길이와 절단면은 성형 전에 결정됩니다.
기준선 상에서 해당 단면은 롤러 컨베이어를 따라 길이 정지 장치로 이송된 후 다른 작업이 진행되기 전에 필요한 길이로 절단됩니다. 이는 일반적인 절단 작업처럼 보이며, 용접 결정의 일부라기보다는 보조 작업으로 간주하기 쉽습니다.
그렇지 않습니다. 길이는 이 라인에서 저렴하게 수정할 수 있는 마지막 변수입니다. 그 이후의 모든 작업은 변경하기 어려운 부분에 영향을 미치기 때문에, 길이가 일정하지 않으면 추가적인 정렬, 연마, 두 아치 부분 사이의 접합부에서 추가적인 조정 시간 등 보정 작업을 통해 보완됩니다.
절단면의 품질 또한 매우 중요합니다. 절단면이 고르지 않으면 성형된 두 부분 사이의 맞대기 이음매를 고정 장치가 아닌 수작업으로 처리해야 하는데, 자동화 라인은 바로 이러한 수작업을 없애기 위해 만들어졌습니다.
에 따르면 ISO 5817:2023융접 접합부의 품질 수준은 사용된 방법이 아닌 불완전성 한계를 기준으로 정의되므로, 단면 굽힘 및 재배치는 순서 자체가 아니라 생성된 접합부를 기준으로 평가됩니다.
형성은 한 번에 이루어지는 것이 아니라 단계적으로 이루어집니다.
벤딩 머신은 직선 부분을 한 번에 호 모양으로 만들지 않습니다. 단면을 전진시키면서 반복적으로 눌러 반지름을 단계적으로 만들어 나가며, 참고 영상에서는 동일한 단면이 연속적인 화면에 걸쳐 점차 깊어지는 모습을 보여줍니다.
단계별 가공은 재료가 따라갈 수 있도록 하기 위해 존재합니다. 한 번의 공정으로 최종 반경으로 성형될 경우 플랜지는 주름이 생기고 웨브는 국부적으로 좌굴이 발생하는 경향이 있습니다. 여러 단계에 걸쳐 변형이 분산되면 해당 단면이 견딜 수 있는 범위 내에서 변형이 유지됩니다.
단계 수와 각 단계에서 가해지는 압력은 단면 형상과 재질에 따라 달라집니다. 특정 형상에 대한 설정값이 정해지면 해당 크기의 모든 부품에 적용되어 하나의 프로그램으로 용접할 수 있을 만큼 일관된 결과물을 얻을 수 있습니다.
에 따르면 ISO 15614-1 : 2017용접 절차는 정의된 조건 범위에 따라 검증되며, 실제로 그 범위는 들어오는 부품을 내부에 유지하기 위해 단면 굽힘 및 재배치가 수행해야 하는 조건입니다.
단면 굽힘 및 재배치: 기준점이 이동하는 이유
이 문서의 존재 이유는 바로 이 단계에 있습니다. 단면이 호 모양으로 바뀌면 원래 단면의 기준이 되었던 평면도 함께 휘어집니다. 따라서 단면을 만들기 전에 사용했던 기준 형상은 이후에는 더 이상 존재하지 않습니다.
해당 면에 성형된 부품을 배치한다는 것은 더 이상 도면과 일치하지 않는 표면에 정렬해야 한다는 것을 의미합니다. 하지만 이는 가능하며, 일반적으로 단일 프로토타입에서는 한 부품을 조정하여 보기 좋게 만들 수 있기 때문에 통과됩니다.
배치별로 거동이 다른데, 그 이유는 스프링백 현상 때문입니다. 재료 및 롤링 배치 변동으로 인해 동일한 프레스 공정을 사용하더라도 최종 곡률 반경이 약간씩 달라지므로 부품 간의 잔류 편차가 발생합니다. 이미 변형된 면에 위치를 지정하면 이러한 편차가 이음매 위치에 그대로 반영되므로 두 번째 위치 지정 작업은 필수적입니다.
에 따르면 ISO 13920:1996용접 구조물의 일반적인 허용 오차는 정의된 기준 형상에 대해 지정됩니다. 형상 자체가 성형에 의해 재형성된 경우 허용 오차 범위를 가정하는 것이 아니라 재설정해야 합니다.
다시 클램핑하고 이음매를 제 위치로 돌립니다.
성형된 부분을 회전 고정 장치로 옮겨 클램핑하고, 실제 모양으로 재정렬한 다음, 용접할 이음매가 적절한 위치에 놓이도록 돌립니다.
자세를 유지한 채 용접하는 것이 어색한 각도로 용접하는 것보다 안정적입니다. 용융 풀을 제어하기 쉽고 용접 비드 형성이 접합부를 따라 더욱 균일해집니다. 고정 장치는 로봇이 보정하는 동안 부품을 고정하는 것이 아니라, 작업물을 토치로 끌어당기는 역할을 합니다.
생산 라인의 장비 순서는 이러한 원리에 따라 결정됩니다. 회전식 고정 장치는 벤딩 머신 앞에 있는 것이 아니라 뒤에 위치하는데, 그 이유는 회전식 고정 장치의 역할이 부품이 직선이었던 과거가 아닌 현재 상태를 기준으로 삼는 것이기 때문입니다.
아치 라인에 대한 의사결정표
이러한 순서대로 결정이 이루어지며, 각 결정은 카탈로그가 아닌 고객이 제공한 도면과 부품을 기반으로 내려집니다.
| 결정 | 정착됨 | 건너뛰면 어떤 문제가 발생하나요? |
|---|---|---|
| 길이 조절 장치 및 절단면 | 도면 길이, 세그먼트 간 연결 유형 | 보상은 이후 역을 지날 때마다 누적됩니다. |
| 순서대로 누르세요 | 단면 형상, 재질, 허용 국부 변형 | 최종 반경에서 플랜지가 쭈글쭈글해지거나 웨브가 휘어짐 |
| 두 번째 위치 파악 작업 | 실제 형성된 형상, 배치 전체에 걸쳐 나타나는 탄성 회복 | 더 이상 존재하지 않는 기준점을 참조하는 용접 경로 |
| 고정 장치의 인덱스 위치 | 아치 주변의 이음매 배치, 공정이 허용하는 태도 | 용접 부위가 제 위치에서 벗어나 있고, 용접 비드가 고르지 않음 |
| 검사 지점 | 품질 수준, 도면상의 반경 공차 | 조립 완료 후 발견된 오차 |
영상으로는 보여줄 수 없는 것
반경 공차, 스프링백 값, 그리고 각 프레스 단계가 얼마나 진행되어야 하는지는 동영상에서는 확인할 수 없습니다. 이러한 정보는 도면과 현장 측정값을 통해 얻어집니다.
용접 품질 수준, 검사 결과, 그리고 아치 배치(batch)의 허용 여부는 모두 영상 용량 범위를 벗어납니다. ISO 5817은 융접 접합부의 품질 수준을 정의하고 ISO 17637은 육안 검사를 다루는데, 이 두 가지 모두 작업 현장을 지켜보는 것만으로는 판단할 수 없습니다.
여기서 사용된 세 부분은 세 개의 노선이 아니라 한 노선의 세 역을 나타내며, 운행 순서를 명확하게 보여주기 위해 함께 표시되었습니다.
EVST의 작업 순서는 매번 동일합니다. 먼저 길이와 절단면을 확정하고, 프레스 순서를 설정한 다음, 용접 전에 기준점을 다시 설정합니다.
자주하는 질문
왜 해당 부품을 구부린 후 용접할 수 없는 건가요?
굽힘 작업으로 인해 원래 위치가 결정된 표면의 형상이 변형되었기 때문입니다. 성형 직후 용접을 하면 용접 경로가 더 이상 부품에 존재하지 않는 형상을 기준으로 설정됩니다.
스프링백은 모든 배치마다 측정해야 하나요?
허용 오차 범위를 설정하려면 해당 값을 충분히 정확하게 알아야 합니다. 재료 및 제조 배치 변동으로 인해 값이 달라지므로, 한 번 측정하여 무기한 재사용하는 값이 배치 간 편차의 일반적인 원인이 됩니다.
하나의 조명기구로 여러 곡률 반경을 처리할 수 있습니까?
대부분의 경우 그렇습니다. 패밀리의 모든 반경에 재질이 있는 위치에 클램핑 지점을 선택하면 됩니다. 위치 지정자는 변경되지만 고정 장치 본체는 변경되지 않습니다.
회전식 고정 장치가 항상 필요한가요?
항상 그런 것은 아니지만, 이음매가 단면을 따라 이어지는 부분에서는 로봇 팔이 닿을 수 있는 각도에 상관없이 용접하는 대신 각 부분을 제자리에 고정하여 용접할 수 있습니다.
신청서 검토를 위한 프로젝트 입력 자료
아치 라인을 평가하기 위해 EVST 애플리케이션 검토는 다음 입력값을 기반으로 시작됩니다.
- 단면 프로필, 재질 및 부품별 길이
- 반경 요구 사항 및 허용 오차
- 기존 절단 및 벤딩 장비와 길이 설정 방법
- 이음매 배치, 품질 수준 및 출력 목표
단면 크기, 반경 요구 사항 및 배치 수량을 보내주시면, 고객님의 도면에 따라 절단, 성형 및 2차 위치 결정 작업을 진행해 드리겠습니다. 관련 자료: 대형 공작물 로봇 용접 자세 및 도달 거리, 긴 부품용 헤드스톡 및 테일스톡 위치 조절 장치.