최종 업데이트 : 4 월 28, 2026

철골 구조물 용접 로봇: 보, 기둥 및 판재 용접 자동화(2026)

I형강이나 박스형 기둥 생산 라인에 투입된 철골 구조물 용접 로봇은 숙련된 수동 용접공보다 3~5배 빠른 용접 속도를 제공하며, 적절한 검증 절차를 따르면 용접 불량률은 1% 미만으로 유지됩니다. 2026년에는 교량, 풍력 발전 타워 기지, 고층 건물 골조, 해양 모듈 등을 제작하는 업체들이 생산 현장의 병목 현상을 자동화 셀로 전환하고 있습니다. 이는 대량 생산으로 균일한 용접이 요구되는 자동차 용접 분야와는 확연히 다른 양상을 보입니다.

철골 구조 용접이 자동차 산업의 자동화 속도에서 뒤처지는 이유는 무엇일까요?

자동차 차체 공장에서는 모든 부품이 본질적으로 동일하고 생산 주기가 초 단위로 측정되기 때문에 생산 라인당 수백 대의 로봇을 배치합니다. 반면 구조용 강철 제작은 정반대입니다. 교량 제작 업체는 한 주에 40가지가 넘는 다양한 거더 단면을 생산할 수 있으며, 각 곡면 플랜지, 연결판 또는 보강재의 위치에 따라 용접 접합부 구성이 달라집니다.

자동화 격차를 야기하는 세 가지 요인:

다양한 제품을 소량 생산하는 방식. 일반적인 구조용 강철 공장에서는 매달 수십 개의 부품 번호를 취급하며, 배치 크기는 1개에서 10개 사이입니다. 기존 시스템에서는 각 구성에 맞는 새로운 로봇 용접 경로를 프로그래밍하는 데 며칠이 걸렸습니다. 하지만 오프라인 프로그래밍(OLP) 소프트웨어와 파라메트릭 경로 생성 기술의 발전으로 이제 이 시간이 몇 시간으로 단축되었으며, 이는 사업 타당성에 상당한 변화를 가져왔습니다.

공작물 크기. 중경간 교량에 사용되는 I형강은 길이가 18~24m에 달하고 무게는 8~20톤이며, 양쪽 플랜지를 따라 연속적인 다중 패스 필렛 용접이 필요합니다. 고정식 받침대에 장착된 표준 6축 로봇으로는 이러한 형상을 구현할 수 없습니다. 선형 트랙, 갠트리, 그리고 좌표 포지셔너 시스템이 필요하기 때문에 초기 투자 비용과 시스템 통합의 복잡성이 증가하며, 이는 소규모 업체들이 그동안 기피해 온 부분입니다.

숙련된 용접공 부족. 미국용접협회(AWS)에 따르면, 미국은 2028년까지 330,000만 명 이상의 용접 전문가 부족에 직면할 것으로 예상되며, 특히 구조물 및 중장비 제작 분야에서 인력난이 가장 심각할 것으로 전망됩니다. 이러한 인력 부족으로 인해 제조업체들은 효율성 향상 수단이 아닌 인력 유지를 위한 방안으로 자동화 도입을 고려하고 있습니다.

강구조물 용접 공정

구조용 강재 제작에는 네 가지 주요 아크 용접 공정이 사용되며, 각 공정은 접합부 형상, 생산 속도 및 품질 요구 사항에 맞춰져 있습니다. 일반적인 강재 제작 공장에서는 단일 공정으로 모든 접합부 유형을 처리할 수 없습니다.

서브머지드 아크 용접(SAW)

SAW(표면 절삭 용접)는 두꺼운 판재에 길고 연속적인 용접 이음매를 만드는 데 가장 적합한 용접 공법입니다. 아크는 입자형 플럭스 층 아래에서 발생하므로 스패터, 자외선 노출 및 대기 오염이 발생하지 않습니다. 시간당 8~20kg의 용착 속도는 수동 SMAW(소형 용접 절삭 용접)보다 4~6배 빠르기 때문에 빔 플랜지 필렛 용접, 판재 모서리 맞대기 이음매, 박스 거더 이음매 용접에 평면(1G/2F) 또는 수평(2G) 자세로 적용하기에 적합합니다. 최소 판재 두께는 일반적으로 8mm이며, 플럭스 유지 시스템 없이 얇은 판재나 비정렬 자세 이음매에는 적합하지 않습니다.

플럭스 코어드 아크 용접(FCAW)

FCAW(가스 차폐 용접)는 자체 차폐 또는 가스 차폐 와이어를 사용하여 솔리드 와이어 GMAW보다 용착량이 높고, 서비스 센터에서 입고되는 구조용 강재에서 흔히 발생하는 표면 오염 및 밀 스케일에 대한 내성이 우수합니다. FCAW-G(가스 차폐 플럭스 코어드)는 자세가 불규칙한 접합부, 3F 및 4F 자세에서의 두꺼운 필렛 용접, 그리고 휴대성이 중요한 현장 용접에 주로 사용되는 용접 방식입니다. 용착량은 일반적으로 시간당 3~8kg입니다. 각 패스 사이에 슬래그 제거가 필요하므로 자동화 셀에서 사이클 타임에 이 단계를 고려해야 합니다.

가스 금속 아크 용접(GMAW)

GMAW(가솔린 금속 아크 용접)는 스프레이 또는 펄스 모드로 작동하는 표준 구조용 강재 용접 공정으로, 평면 및 수평 자세 용접에 사용됩니다. 분당 400~900mm의 이송 속도와 안정적인 아크 특성 덕분에 GMAW는 안정적인 피드백 신호 유지가 필수적인 로봇 셀에 매우 적합합니다. 펄스 GMAW는 열 입력량을 줄여주므로, 얇은 보강판이나 변형 제어가 중요한 연결 부위 용접에 유용합니다. GMAW는 다양한 부품을 생산하는 자동화된 I형강 생산 라인에서 가장 일반적으로 사용되는 용접 방식입니다.

플라즈마 절단 및 루트 패스 용접

압력 용기 외피, 해양 플랫폼 브레이스, 풍력 발전 타워 캔 세그먼트와 같이 완전 용입이 필요한 두꺼운 판재 홈 접합부의 경우, 플라즈마 전송 아크(PTA) 또는 플라즈마 키홀 용접을 사용하면 여러 번의 GMAW 패스가 필요한 최대 12mm 두께의 판재에 단일 패스 루트 용접이 가능하여 전체 용접 시간과 루트 영역의 변형을 줄일 수 있습니다. 이는 풍력 발전 타워 베이스 링 제조와 같이 벽 두께가 40~80mm에 달하여 20~40개의 용접층으로 구성된 다중 패스 프로그램이 필요한 분야에서 로봇 시스템의 적용이 점차 확대되고 있는 추세입니다.

중량 철강 가공용 로봇 구성

구조용 강철 제작에서 가공물의 형상은 로봇 구성을 결정하는 중요한 요소입니다. 모든 용도에 적합한 단일 플랫폼 유형은 없습니다.

구성 1: 테일스톡 위치 조절기가 장착된 선형 트랙 위의 대형 6축 로봇

이는 I형강 및 박스형 거더 생산에 가장 널리 사용되는 구성입니다. 6축 고하중 로봇(일반적으로 SAW 헤드 또는 고중량 FCAW 토치를 운반하기 위한 50~200kg의 암 페이로드)이 6~24m ​​길이의 바닥 레벨 선형 트랙에 장착됩니다. 트랙 끝에는 헤드스톡-테일스톡 포지셔너가 빔을 고정하고 회전시켜 각 플랜지가 SAW 용접을 위한 평면(하향) 용접 위치에 오도록 합니다. 이러한 조합을 통해 로봇은 포지셔너가 다음 플랜지로 이동하는 동안 한쪽 플랜지를 용접할 수 있으며, 선형 축은 용접 패스 사이에 로봇의 위치를 ​​빔 길이를 따라 재배치합니다.

실제로 박스 거더 생산 라인에 이 구성을 적용해 보면, 선형 트랙의 엔코더 정확도가 위치 오차의 주요 원인임을 알 수 있습니다. 트랙은 전체 길이에 걸쳐 0.5mm 이내의 수평을 유지해야 하며, 로봇과 트랙의 좌표축은 빔의 어느 지점에서든 TCP 위치 오차가 ±1.0mm 미만이 되도록 조정해야 합니다. 그렇지 않으면 다중 패스 후판 접합부에서 용접부가 홈 가공 범위를 벗어나게 됩니다.

구성 2: 판재 보강재 용접용 갠트리 장착형 로봇

판재 거더의 웨브 보강재 용접은 수직 보강재를 웨브에 필렛 용접으로 접합하는 방식으로, 로봇이 인접한 보강재 사이의 좁은 공간에서 보강재의 양면에 접근해야 합니다. XY 브리지 축을 따라 판재 위에 위치한 갠트리 장착형 6축 로봇은 로봇 손목을 회전시켜 공작물의 위치를 ​​변경하지 않고도 각 보강재에 직접 위에서 접근하여 양쪽 필렛 용접부에 모두 도달함으로써 이 문제를 해결합니다. 판재 가공용 갠트리 시스템은 일반적으로 Y축(판재 폭 방향)으로 4~8m, X축(판재 길이 방향)으로 10~30m의 길이를 가집니다. 2,000~10,000kg의 부품 무게는 갠트리 아래 바닥에 놓이므로 용접 중 리프팅 장비가 필요하지 않습니다.

구성 3: 현장 및 수리 용접용 이동식 받침대 위의 협동 로봇

바퀴형 또는 스키드형 받침대에 통합 전원 공급 장치를 장착한 10~30kg급 탑재 하중을 견딜 수 있는 협동 로봇은 새로운 응용 분야를 개척하고 있습니다. 바로 작업장으로 옮길 수 없는 현장 철골 구조물 용접입니다. 예를 들어, 교량 상판 연결부의 설치 후 용접 보수 작업이나 가동 중 검사에서 용접 불량이 발견된 풍력 터빈 타워 연결부 용접과 같은 경우, 이동식 협동 로봇 셀을 사용하면 현장 용접공이 높은 곳이나 협소한 공간에서 일관되게 수행하기 어려운 정밀한 로봇 용접 작업을 손쉽게 처리할 수 있습니다. 협동 로봇의 힘 감지 기능은 고정 장치의 정확도가 확보되지 않은 경우에도 반자동으로 접합부 위치를 파악할 수 있도록 해줍니다.

구성 4: 기둥 및 박스형 단면 용접을 위한 다중 로봇 동기화

박스형 단면 기둥은 열 입력 균형을 맞추고 변형을 제어하기 위해 4개의 세로 이음매를 동시에 용접해야 합니다. 로봇 한 대가 한 번에 하나의 이음매만 용접하면 열 구배가 불균등해져 기둥이 휘어질 수 있습니다. 다중 로봇 동기화 시스템은 마스터 컨트롤러가 아크 발생 시점, 이동 속도, 모든 로봇의 열 입력을 동기화하여 열 대칭을 유지하도록 조정하면서 각 이음매당 하나씩, 총 2~4개의 로봇 팔을 동시에 작동시킵니다. 이 구성은 일반적으로 4~12m 길이와 300~600mm 단면을 가진 기둥에 적용됩니다. 다중 로봇 컨트롤러 아키텍처는 단일 로봇 팔 시스템보다 복잡하지만, 정밀한 공차를 요구하는 건축용 기둥에 이 구성을 적용한 제작업체들은 순차적인 단일 로봇 용접에 비해 변형이 40~60% 감소했다고 보고했습니다.

접합 유형, 직조 매개변수 및 다중 패스 프로그래밍

구조용 강철 용접은 일반적인 제작 작업보다 접합 유형 범위가 좁지만, 각 유형마다 용접 품질을 결정하는 특정 매개변수가 있습니다.

T자형 접합부 필렛 용접 필렛 용접은 구조용 강재에서 가장 흔한 접합 유형으로, 보강재, 연결판 또는 보조 부재가 웨브나 플랜지와 만나는 모든 곳에서 나타납니다. 필렛 용접 길이(다리 길이)는 설계 하중에 따라 6mm에서 25mm까지 다양합니다. 로봇 필렛 용접 프로그램은 토치 각도(일반적으로 접합부를 이등분하는 45도, 비대칭 필렛의 경우 ±5도), 이송 속도, 와이어 공급 속도, 그리고 위빙 패턴을 사용하는 경우 진동 진폭을 지정합니다. GMAW 용접 방식을 사용하면 분당 450~600mm의 이송 속도로 최대 8mm 길이의 필렛을 한 번에 용접할 수 있습니다. 더 큰 필렛을 용접하려면 로봇 컨트롤러에 저장된 패스별 매개변수 파일을 사용하는 다중 패스 프로그램이 필요합니다.

홈 용접(V형, X형, 이중 V형) V형 홈은 주요 구조 부재의 완전 용입 접합에 사용됩니다. 예를 들어 보-기둥 모멘트 접합, 판형 거더의 웨브-플랜지 접합, 풍력 발전 타워 외피 접합 등이 있습니다. 두께 25mm 이하의 판재에는 60도의 포함각과 3mm의 루트면, 3mm의 루트 간격을 사용하여 V형 홈을 가공합니다. 두께 25mm 이상의 판재에는 양면 간 열 입력 균형을 맞추고 각도 변형을 줄이기 위해 이중 V형(X형 홈) 홈을 사용합니다. 두께 50mm의 X형 홈 맞대기 접합을 위한 다중 패스 로봇 프로그램은 18~28개의 용접층을 필요로 할 수 있으며, 각 패스는 위치(층 및 층 내 비드 번호), 이송 속도, 와이어 공급 속도, 그리고 넓은 경사면을 채우는 경우 위빙 매개변수로 지정됩니다.

판재 보강재 및 거셋의 맞대기 이음 구조용 강판의 절단 및 맞춤 공차는 공칭값에서 ±2~3mm 정도 차이가 날 수 있는데, 이는 얇은 접합부의 용접 뿌리 간격보다 크기 때문에 첫 번째 용접 패스 전에 접합부 뿌리 위치를 파악하기 위해 터치 센싱 또는 레이저 사전 스캔이 필요합니다. 로봇 컨트롤러는 아크 발생 전에 실제 접합부 위치를 찾고 프로그래밍된 경로를 업데이트하는 검색 루틴을 실행해야 합니다.

이음매 추적 및 감지 시스템

대형 공작물 용접은 용접 과정 중에 열 변형을 유발하는데, 오프라인으로 프로그래밍된 경로는 이를 예측할 수 없습니다. 따라서 용접 이음매 추적 시스템은 구조용 강철 용접 로봇에 필수적인 기능이며, 선택 사양이 아닙니다.

레이저 라인 스캐너(Meta Vision Systems, Servo-Robot, Scansonic 등의 공급업체 제품)는 구조용 강재에 가장 적합한 옵션입니다. 스캐너는 토치에서 80~150mm 앞에 장착되어 접합부를 가로지르는 구조광선을 투사하고, 100~500Hz의 주파수로 측면 및 높이 보정 벡터를 로봇 인터폴레이터에 전달합니다. SAW(표면 용접) 작업의 경우, 스캐너는 플럭스 호퍼와의 간섭을 피할 수 있도록 스탠드오프 암에 장착해야 하며, 일반적으로 와이어 접촉점에서 200~350mm 앞에 위치합니다. 이 거리는 아크 앞쪽의 용융되지 않은 플럭스를 스캔하기에 충분히 멀면서도, 열팽창으로 인해 공작물이 스캔 위치에서 벗어나기 전에 보정된 경로가 아크에 도달할 수 있을 만큼 충분히 가깝습니다.

품질 표준: AWS D1.1, AWS D1.5, ISO 3834 및 EN 1090

구조용 강재 용접은 용접 품질 수준, 자격 요건 및 검사 의무를 명시하는 일련의 상호 연관된 표준에 따라 관리됩니다. 적용되는 표준은 최종 용도 및 시장에 따라 다릅니다.

AWS D1.5는 일반적인 교량 작업에 적용되는 북미 구조 용접 표준 중 가장 엄격한 기준을 제시합니다. 이 표준은 모든 완전 용입 홈 용접에 초음파 검사(UT)를 요구하며, 로봇 또는 기계화 용접 절차에 대한 별도의 검증을 의무화합니다. 이는 교량 건설 프로젝트에 강구조물 용접 로봇을 사용하는 제작업체가 수동 용접 절차와는 별도로 로봇 공정에 대한 전용 용접 절차 명세서(WPS) 및 절차 검증 기록(PQR)을 작성해야 함을 의미합니다.

EN 1090 EXC3 및 EXC4 규격은 ISO 3834-2 준수를 의무화하며, 이는 인증된 용접 관리자(ISO 14731에 따른 IWE 또는 IWT 자격)와 각 용접을 해당 절차, 용접공 또는 작업자의 자격, 그리고 검사 결과와 연결하는 완벽한 추적성 문서를 요구합니다. EXC3/EXC4 규격에 따른 자동 용접의 경우, 로봇 컨트롤러에서 기록되는 용접 로그(이동 속도, 와이어 공급 속도, 전압, 전류, 예열 온도 등)를 각 용접부의 품질 기록의 일부로 보관해야 합니다.

수동 vs. 기계화 vs. 로봇화: 생산성 및 비용 비교

익명 사례 연구 3건

사례 연구 1: 풍력 발전 타워 받침대 제조업체

유럽의 한 풍력 터빈 기초 부품 제조업체는 4~6MW 터빈 기초용 전환 부품 및 캔 섹션을 생산하면서 60~80mm 두께의 압연 강판을 접합하는 다중 패스 원주 용접에서 생산 병목 현상에 직면했습니다. 각 이음매는 EN 1090 EXC3 및 ISO 3834-2 인증 절차에 따라 22~30회의 GMAW 패스가 필요했습니다. 수동 용접공은 접합부당 35~50시간을 소요했으며, 절차에 필요한 예열 및 패스 간 온도 조절 능력을 갖춘 숙련된 용접공 부족으로 인해 일정이 지연되었습니다.

제조업체는 원형 트랙 시스템에 6축 로봇을 설치했으며, 캔 부분은 바닥 높이의 회전식 위치 조절 장치(가변 속도 회전 구동 장치가 있는 헤드스톡)에 장착했습니다. 로봇 컨트롤러는 회전 속도와 이동 속도를 동기화하여 터빈 모델 간의 캔 직경 변화에 관계없이 분당 350~400mm의 일정한 용접 속도를 유지했습니다. 아크 전압 컨트롤러는 각 패스 동안 토치 높이를 제어했습니다. 서보 로봇 스캐닝 헤드의 레이저 용접선 추적 기능은 이전 비드 형상에 대한 상대적인 측면 위치를 매 패스마다 보정했습니다.

공정 검증 및 3개월의 가동률 향상 기간을 거친 후, 해당 셀은 접합부당 용접 시간을 42시간에서 11시간으로 단축했으며, 1차 비파괴 검사(EN 1090 EXC3에 따른 초음파 검사) 합격률은 78%에서 96%로 향상되었습니다. 로봇 컨트롤러에 열전대 데이터 채널이 통합되어 층간 온도가 용접 절차 사양(WPS)에 명시된 범위 내에 들어올 때까지 아크 발생을 일시 중지함으로써 예열 및 층간 온도 준수율이 84%에서 99%로 향상되었습니다.

사례 연구 2: 교량 구성 요소 제작 공장

북미의 한 교량 제작업체가 고속도로 고가도로 건설 사업에 사용되는 용접 강판 거더를 생산하며 AWS D1.5 인증을 획득했습니다. 이 업체는 플랜지 두께 25~75mm, 웨브 높이 1,200~2,400mm의 맞춤형 거더를 연간 15~30개 생산했습니다. 모든 CJP 홈 용접부는 AWS D1.5 요구사항에 따라 초음파 검사를 받아야 했습니다.

제작업체는 길이 22m, 폭 4m의 용접 작업대 위에 갠트리에 장착된 대형 6축 로봇을 배치했습니다. 갠트리는 FCAW-G 용접 방식을 사용하여 웨브와 플랜지 사이의 필렛 용접을 처리했으며, 웨브 보강재의 필렛 용접은 제작업체의 구조 CAD 시스템에서 거더 형상을 불러오는 오프라인 프로그래밍 소프트웨어를 통해 프로그래밍되었습니다. 새로운 거더 형상 구현에는 OLP 프로그래밍 시간이 6~10시간밖에 걸리지 않았는데, 이는 기존의 수동 레이아웃 및 가접 준비에 2~3일이 소요되던 것과 비교하면 크게 단축된 시간입니다.

해당 공장은 작업자 1인당 교대 근무당 용접량이 2.7배 증가했다고 보고했습니다. CJP 그루브 용접의 초음파 검사(UT) 1차 합격률이 97%에 달해, 기존 수동 용접 기준보다 우수한 품질 성능을 입증해야 하는 교량 건설 사업을 수주할 수 있었습니다. AWS D1.5 로봇 용접 절차 인증으로 인해 생산 전 인증 기간이 8주 추가되었으며, 이는 시스템 가동 일정의 주요 제약 요인이었습니다.

사례 연구 3: 해양 플랫폼 모듈 제작업체

동남아시아의 한 해상 구조물 제작소에서는 두꺼운 박스형 기둥(벽 두께 400 × 400 × 20 mm)과 광폭 플랜지 빔으로 구성된 상부 모듈 구조 프레임을 조립하고 있는데, 기둥의 세로 방향 이음매에 다중 로봇 동시 용접 방식을 채택했습니다. 각 박스형 기둥은 재킷 구조물의 치수 허용 오차 사양에 따라 기둥 길이 전체에 걸쳐 각도 변형을 3 mm 이내로 제어하기 위해 12 m 길이의 필렛 이음매 4개를 동시에 용접해야 했습니다.

조선소에는 4대의 로봇으로 구성된 셀이 설치되었으며, 각 로봇 팔은 14m 길이의 독립적인 바닥 레벨 선형 트랙 위에 위치하고 마스터-슬레이브 로봇 컨트롤러 아키텍처로 제어되었습니다. 4대의 로봇은 모두 동시에 용접 패스를 시작했고, 서로 ±2mm/분의 오차 범위 내에서 동일한 이동 속도를 유지했으며, 4개의 용접면 모두에 균일한 열을 가할 수 있도록 토치 진동 패턴을 동기화하여 실행했습니다. 용접 후 변형은 기둥 길이 전체에 걸쳐 평균 1.8mm로 측정되었으며, 이는 기존 수동 용접 시 평균 7.4mm에 비해 76% 감소한 수치로, 이전에 필요했던 용접 후 화염 교정 작업을 대부분 없앴습니다.

조선소는 또한 로봇 용접 기록(전류, 전압, 패스당 속도)을 해양 구조물 품질 서류의 추적 기록으로 활용하여 주요 구조물 용접의 용접 매개변수 문서화에 대한 DNV-GL 제작 표준 요구 사항을 충족했습니다.

기존 공급업체의 역할: 로봇 및 시스템 옵션

여러 로봇 제조업체에서 구조용 강철 가공에 적합한 페이로드 범위의 로봇 팔을 공급하고 있습니다. FANUC과 ABB는 SAW(소각 용접) 호환성과 긴 도달 거리를 갖춘 고하중 6축 로봇 팔(정격 하중 100~500kg)을 제공하며, 이러한 로봇 팔은 조선소 및 중공업 제조 현장의 갠트리 시스템에서 현장 검증을 거쳤습니다. Yaskawa의 Motoman MS 시리즈는 다중 로봇 협업 작업에 적합한 로봇 팔을 포함하고 있으며, 이는 동기식 기둥 용접 구성에 중요합니다. KUKA는 KUKA.LinearRobotTech 패키지를 통해 트랙과 로봇 팔 축을 단일 운동학 그룹으로 통합하는 선형 트랙 연동 기능을 제공합니다.

EVST는 단일 제어 아키텍처 내에서 3kg에서 800kg에 이르는 하중을 지원하는 QJAR 시리즈를 통해 중량 구조 용접 시장을 공략합니다. 100kg에서 300kg의 QJAR 암은 빔 플랜지 및 후판 접합부에 사용되는 SAW 헤드와 대형 FCAW 토치를 장착할 수 있으며, 이에 맞는 용접 포지셔너 라인(최대 50톤 용량, 별도 구매 가능)도 제공합니다. evsrobot.com/welding-positioner_c8) 및 바닥 높이의 선형 트랙(evsrobot.com/robot-trackEVST는 빔 라인 및 컬럼 용접 구성을 위한 완전한 운동학 시스템을 제공합니다. 로봇 팔, 트랙, 포지셔너, 전원 통합, 안전 펜스 및 CE/SGS/TUV 인증을 포함한 턴키 통합 시스템을 제공하여 사내 로봇 시스템 엔지니어링 인력이 부족한 제작업체의 통합 위험을 줄여줍니다. 광범위한 페이로드 지원으로 단일 EVST 제어 플랫폼에서 무거운 구조용 로봇 팔과 보강재 또는 접근이 제한된 접합 작업에 사용되는 가벼운 GMAW 로봇 팔을 동일한 생산 라인에서 모두 제어할 수 있습니다. EVST는 또한 지능형 용접 시스템 수동 티칭 대신 3D 스캔을 통해 용접 경로를 생성하는 기술입니다.

4단계 도입 로드맵

1단계: 파일럿 셀, 단일 프로세스, 단일 조인트 패밀리

로봇 한 대, 공정 하나, 그리고 공장에서 가장 많이 생산되는 접합 유형부터 시작합니다. 대부분의 구조물 제작업체의 경우, 이는 4~8m 길이의 선형 트랙과 헤드스톡-테일스톡 위치 조절 장치가 장착된 6축 로봇 팔을 이용한 GMAW 방식의 빔-플랜지 필렛 용접입니다. 파일럿 셀을 통해 OLP 프로그래밍 워크플로우, WPS 인증 프로세스(AWS D1.1 또는 EN 1090에 따른 로봇 용접 관련 필수 절차 인증 포함), 그리고 작업자 교육 프로그램을 구축합니다. 파일럿 셀을 하루 한 교대로 3~6개월 동안 가동하면 확장 투자 수익률(ROI)을 산출하고 다음 단계 이전에 용접선 추적 시스템 업그레이드가 필요한 접합 유형 및 재료 조건을 파악하는 데 필요한 충분한 생산 데이터를 확보할 수 있습니다.

2단계: 크기 조정된 셀, 여러 개의 관절 패밀리, 이음매 추적

파일럿 WPS가 검증되고 작업자가 OLP 소프트웨어에 숙련되면, 갠트리 또는 두 번째 트랙 장착형 암을 사용하여 일반적으로 웨브 보강재 필렛 용접과 같은 다른 접합부 유형을 대상으로 하는 두 번째 셀로 확장합니다. 확장된 부품 범위에는 아크 용접 추적 방식으로는 충분한 정확도를 제공하지 못하는 접합부 형상이 포함되므로 이 단계에서 레이저 용접 추적 기능을 추가합니다. 2단계에서는 OLP 라이브러리가 공장에서 반복적으로 사용되는 부품 프로그램의 60~80%를 커버해야 하며, 빔 높이, 플랜지 폭 및 보강재 간격을 편집하여 새 구성을 생성할 수 있는 파라메트릭 템플릿을 포함해야 합니다. 즉, 처음부터 다시 프로그래밍할 필요가 없어야 합니다.

3단계: 다중 공정 라인, SAW 통합, 조정된 위치 제어 장치

3단계에서는 기존에 가동 중인 GMAW 셀을 보완하여 보 플랜지 및 박스 거더 이음매 용접에 고용착 SAW(표면강조파쇄) 기술을 통합합니다. 해당 규정에 따른 SAW 공정 인증으로 인해 생산 전 준비 기간이 4~8주 추가됩니다. 이 단계에서는 포지셔너 회전축이 로봇 프로그램의 동기화된 7번째 축이 되는 통합 포지셔닝 제어 시스템이 도입되어 수동 재고정 없이 접합부 전체에 걸쳐 연속 용접이 가능해집니다. 또한, 필요한 경우 기둥 용접을 위한 다중 로봇 협업 시스템도 3단계에서 도입됩니다.

4단계: 다중 사이트 표준화 및 원격 모니터링

여러 작업장이나 야드를 보유한 제조업체는 4단계에서 공통 로봇 플랫폼과 OLP 소프트웨어 라이브러리를 표준화하여 한 현장에서 검증된 프로그램을 다른 현장으로 전송하고 실행할 수 있습니다(단, 각 현장의 WPS에 맞게 코드에 필요한 검증 문서를 업데이트해야 함). 로봇 용접 매개변수 데이터가 중앙 품질 대시보드로 스트리밍되는 원격 용접 로그 모니터링을 통해 관리자는 모든 현장의 상황을 파악하고 수동 데이터 입력 없이 EN 1090 EXC3/EXC4 및 AWS D1.5 품질 문서에 필요한 추적성 기록을 생성할 수 있습니다.

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