조화된 용접 셀: 하나의 운동학적 체인인 포지셔너와 로봇

"판매용 용접 포지셔너"를 입력하고 독립형 기계를 많이 찾을 수 있습니다 . 하지만 로봇이 감방에 들어가는 순간, 질문은 "어느 포지셔너"에서 "포지셔너가 로봇과 함께 어떻게 움직이는가"로 이동합니다.?” 이 가이드는 두 번째 질문에 관한 것입니다.. 조정된 용접 셀은 함께 볼트로 고정된 두 대의 기계가 아닙니다. 포지셔너가 로봇을 구동하는 동일한 컨트롤러에 의해 해결되는 외부 축인 하나의 운동학적 체인입니다.. '통합'이 잘못된 목표인 이유를 설명합니다., 실제로 필요한 조정, 그리고 ROBOPTIX가 7축 로봇 레일 시스템을 중심으로 조화로운 셀을 구축하는 방법, 로봇 베이스 / 로봇 받침대, 및 서보 포지셔너 .

'통합'이 잘못된 목표인 이유

대부분의 구매자는 공급업체에게 포지셔너를 로봇과 "통합"하도록 요청합니다.. 통합은 두 개의 독립적인 컨트롤러가 핸드셰이크를 교환하는 것을 의미합니다.: 로봇이 움직임을 마쳤다, 신호 완료, 포지셔너가 회전합니다, 다시 신호를 보내다, 로봇이 다시 시작한다. 스톱-스타트 악수는 바로 용접을 망치는 것입니다. 조화가 다릅니다. 조정된 셀에서 포지셔너는 축으로 선언됩니다. 7, 8, 또는 9 로봇 컨트롤러 내부, 단일 역운동학 해석은 하나의 궤적을 따라 모든 축(로봇 및 포지셔너)을 구동합니다.. 통합을 중단하고 해결을 시작합니다.. 이 구별에 따라 솔기가 일정한 속도로 용접되는지 아니면 일련의 저크로 용접되는지가 결정됩니다..

하나의 운동학적 체인: 로봇의 확장으로서의 포지셔너

로봇 팔에는 6개의 축이 있습니다.; 조정된 포지셔너가 더 많은 것을 추가합니다.. 주축대 심압대 포지셔너는 하나의 회전 축에 기여합니다., 수평 3축 로터리 포지셔너는 2~3개를 추가할 수 있습니다.. 컨트롤러가 포지셔너의 형상을 알고 나면, 용접 경로는 데카르트 공간에서 계획되고 컨트롤러는 로봇의 관절 각도와 포지셔너의 각도를 동시에 계산합니다.. 운영자는 하나의 경로를 가르칩니다., 프로그램이 두 개도 아니고. 이것은 또한 where type selection still matters: 선택한 패밀리에 따라 조정될 축이 결정됩니다..

조정에 실제로 필요한 것

세 가지 어려운 문제가 조정된 셀과 단지 장식된 셀을 분리합니다..

외부축 보간

컨트롤러는 용접 경로의 일부로 포지셔너의 회전 또는 기울기를 보간해야 합니다., 로봇 이후에 대기하는 별도의 이동이 아닙니다.. 외부축 보간 없음, TCP 속도는 로봇의 속도뿐입니다., 포지셔너는 용접부 사이만 따라잡습니다. 고정용으로는 괜찮습니다., 연속 솔기에 치명적. 그것으로, 결합된 TCP 속도는 전체 패스 동안 프로세스 창 내부에 유지됩니다..

포지셔너 프레임을 로봇 베이스에 맞게 보정

포지셔너의 작업 범위는 로봇의 베이스 프레임에 표현되어야 합니다., 그리고 로봇 베이스 / 로봇 받침대는 프레임을 안정적이고 반복 가능하게 만듭니다. . 단지 프레임 보정 오류 1 mm에 500 mm 공구 오프셋은 TCP를 약 0.11° 회전시킵니다., 솔기를 대략적으로 이동 1 mm - 단일 용접이 이루어지기 전 ±0.5mm 공차를 벗어남. 로보픽스 시운전 중에 포지셔너 프레임을 로봇 베이스에 맞게 보정하고 이를 다시 확인합니다. 레이저 추적기 .

동기화

올바른 프레임이 있어도, 축은 동시에 움직여야 합니다.. ROBOPTIX 조정 셀은 EtherCAT 분산 클럭을 사용하므로 로봇과 포지셔너가 지터 없는 시간 기반을 공유합니다.; 몇 밀리초의 지연이 TCP 속도 변화로 나타나고, 펄스 프로세스에서, 구슬에 보이는 잔물결처럼. 동기화는 전환하는 기능이 아닙니다. 전체 셀이 서있는 바닥입니다..

용접을 통한 일정한 TCP 속도

용접 품질은 열 입력에 따라 죽거나 죽습니다., 열 입력은 TCP 속도에 따라 살거나 죽습니다.. 로봇과 포지셔너가 조화를 이루는 경우, 컨트롤러는 코너와 윤곽 변화를 통해 결합된 TCP 속도를 일정하게 유지합니다.. 그렇지 않을 때, 로봇이 단독으로 보상해야 하는 곳에서는 속도가 급격하게 증가합니다., 수영장이 과열되거나 굶어 죽어요. 에 대한 1.2 mm 연강 필렛 at 1000 mm/분, 에이 20% 속도 저하로 인해 관통력이 약 15% 감소합니다. 이는 용접 절차 인증에 실패하는 변형 유형입니다.. 이를 결정짓는 숨겨진 스펙은—백래시, 단단함, 열 드리프트 - 이것이 바로 여기서도 중요한 이유입니다. .

경로 스무딩 및 혼합 모션

조정을 통해 코너 블렌딩 및 미리보기도 가능합니다.: 컨트롤러는 현재 지점을 넘어 계획을 세우고 TCP가 절대 멈추지 않도록 전환을 반올림합니다.. 하나의 마운트에 용접된 직사각형 프레임에 (L형 용접 포지셔너), 블렌드 모션은 4개의 개별 용접을 하나의 연속 패스로 전환하므로 시작 횟수가 줄어듭니다., 결함이 적다, 측면 사이에 작업자가 다시 고정할 필요가 없습니다..

중력 상수: 조정을 통해 용접 품질을 보호하는 방법

중력은 중립적인 배경 힘이 아니다; 그것은 당신의 녹은 웅덩이가 평평하게 앉아 있는지 아니면 당신과 싸울 것인지를 결정합니다.. 조화로운 수평 3축 로터리 포지셔너는 평면의 복잡한 윤곽도 유지할 수 있습니다. (1G) 로봇이 용접하는 동안 위치, 그래서 중력은 수영장을 왜곡하는 대신 안정화시킵니다.. 이것이 사이클 시간뿐만 아니라 다양한 방향의 작업에서 조정이 성과를 거두는 물리적 이유입니다..

ROBOPTIX 조정 셀 빌딩 블록

조정된 셀은 어셈블리입니다., 단일 SKU가 아님. ROBOPTIX는 로봇과 도달 범위를 확장하는 7축 로봇 레일 시스템을 결합합니다., 로봇 베이스 / 안정적인 베이스 프레임을 정의하는 로봇 받침대, 및 서보 포지셔너 - 헤드스톡 테일스톡 포지셔너, L형 용접 포지셔너, U형 용접 포지셔너, 수평 3축 로터리 포지셔너, 수직 틸팅 포지셔너, 또는 단일 축 로터리 포지셔너 - 외부 축으로 선언됨. 로봇 프로그래머가 없는 매장의 경우, 프로그래밍이 필요 없는 비전 유도 장치와 동일한 세포 배송; 더 빠른 시작을 위해, 턴키 워크스테이션으로; 레이저 공정의 경우, 레이저 지원 플랫폼에서. 비표준 형상은 사용자 정의 프로그램에 의해 처리됩니다..

실제 사례

구조용 강철 I-빔 (기계 인간 + L형 용접 포지셔너)

대충 돌아가는 제작자 200 주당 I-빔은 두 대의 로봇을 교체하고 수동 플립을 한 대의 로봇과 외부 축으로 조정된 L형 용접 포지셔너로 교체했습니다.. 빔은 하나의 마운트에서 모든 면에 편평하게 표시됩니다., 혼합 모션으로 단일 패스로 용접. 크레인 주기가 약 감소했습니다. 60% 시간을 효과적으로 0으로 다시 고정. 조정은 단일 패스 용접을 기하학적으로 가능하게 만든 것입니다..

압력 용기 쉘 (기계 인간 + 주축대 심압대 포지셔너)

용기 쉘은 회전하는 동안 용접된 원주 방향 솔기가 필요합니다.. 로봇은 용접을 한다; Headstock Tailstock Positioner는 조정된 외부 축으로 회전하므로 솔기가 일정한 TCP 속도로 평평한 위치에 유지됩니다.. 터닝 롤 없음—쉘은 구동 중심과 아이들러 중심 사이에서 회전합니다.. 속도가 급등하지 않기 때문에 셀은 절차 자격 요건에 따른 허용 오차를 유지합니다..

혼합 형상 주조 (기계 인간 + 수평 3축 로터리 포지셔너)

한 번도 뒤집을 수 없는 이음새가 있는 주물은 로봇이 따라가는 동안 수평 3축 로터리 포지셔너에 의해 관절별로 방향이 지정됩니다., 각 솔기가 평평하게 유지됨. 더 단순한 가족은 이것을 조화롭게 할 수 없습니다; 단일 축 장치를 지정하면 로봇이 도달할 수 없는 용접부가 남게 됩니다. .

조정 셀 사양 체크리스트

이러한 입력을 보내면 ROBOPTIX는 구매하기 전에 조정된 사양을 반환합니다. 계산을 숨기는 페이월이 없습니다..

입력	무엇을 지정해야 할까요?	조정을 결정하는 이유
로봇 제작 & 제어 장치	상표, 컨트롤러 제품군, 외부 축 라이센스	포지셔너를 축 7-9로 선언할 수 있는지 여부를 설정합니다.
포지셔너 제품군 & 축	유형 선택에서: 주축대, L형, 3-중심선…	좌표계에 존재하는 외부 축을 결정합니다.
외부축 프로토콜	EtherCAT / 프로피넷 / 모드버스	동기화 품질 및 지터를 결정합니다.
필수 TCP 속도 창	프로세스가 허용하는 mm/min 범위	서보 등급 및 보간 요구 사항을 구동합니다.
공차대	포즈 정확도 AP / 반복성 RP (ISO 9283:1998)	교정 결정 + 레이저 추적기 검증
처리량 목표	부품/시간, 처리 시간 예산	7축 로봇 레일 시스템이 크레인 사이클을 제거하는 플래그

조정된 셀이 답이 아닌 경우

조정된 셀이 항상 올바른 구매는 아닙니다.. 소량 작업용, 느슨한 공차 (±1mm), 또는 작업자가 손으로 뒤집을 수 있는 부품, 독립형 포지셔너와 수동 용접 또는 고정 장치가 없는 접근 방식이 총 비용 측면에서 유리합니다.. 커밋하기 전에 공급업체를 감사하세요. , 그리고 무게는 t스티커 대비 5년 총 소유 비용; 절반만 사용하는 조정 셀은 값비싼 기계입니다. 부분이 그것을 정당화하는 조정에 투자하십시오.; 그렇지 않은 곳은 건너뛰세요. 심판, 의식이 아닌, 예산을 보호합니다.

자주 묻는 질문

큐: 포지셔너와 로봇의 통합과 조정의 차이점은 무엇입니까??

에이: 통합은 핸드셰이크하는 두 컨트롤러를 연결합니다.; 조정은 포지셔너를 로봇 컨트롤러의 외부 축으로 선언하므로 하나의 운동학 해석이 두 축을 모두 구동합니다.. 조정은 일정한 TCP 속도를 유지합니다.; 통합 스티치가 정지와 함께 이동합니다..

큐: 조정하려면 서보 포지셔너가 필요합니까??

에이: 예. 외부 축 보간에는 컨트롤러가 지속적으로 명령을 내릴 수 있는 서보 포지셔너(헤드스톡 테일스톡 포지셔너)가 필요합니다., L형 용접 포지셔너, U형 용접 포지셔너, 수평 3축 로터리 포지셔너, 수직 틸팅 포지셔너, 또는 단일 축 로터리 포지셔너. ROBOPTIX는 유휴 터닝 롤을 사용하지 않습니다., 전혀 조율할 수 없는 것.

큐: 외부 축으로 가장 잘 작동하는 포지셔너 제품군?

에이: 부품 형상을 따릅니다. : 긴 회전 작업 → 주축대 심압대 포지셔너;

다면빔 → L형 용접 포지셔너;

대형 불규칙 → U형 용접 포지셔너;

혼합 복합심 → 수평 3축 로터리 포지셔너;

후판 양면 → 수직 틸팅 포지셔너.

가족이 축을 결정한다; 조정은 로봇과 얼마나 원활하게 움직이는지를 결정합니다..

큐: 조정 셀 정확도는 어떻게 확인됩니까??

에이: ROBOPTIX는 ISO 9001 인증을 받았으며 ISO당 자세 정확도 AP 및 자세 반복성 RP를 보고합니다. 9283:1998, 부하가 있는, 온도, 그리고 명시된 속도, 타사 또는 현장 레이저 추적기 검증을 지원합니다. . 조건은 숫자입니다; 그것들이 없는 반복성 수치는 절반의 진실입니다..

큐: 7축 로봇 레일 시스템이 조정 셀의 일부가 될 수 있습니까??

에이: 예. 7축 로봇 레일 시스템은 로봇의 선형 도달 거리를 또 다른 좌표축으로 확장합니다., 그리고 로봇 베이스 / Robot Pedestal은 셀 전체에 안정적인 프레임을 제공합니다. . 함께 사용하면 위치를 바꾸지 않고도 하나의 로봇이 긴 부품을 사용할 수 있습니다..

조정된 용접 셀은 하나의 운동학적 체인입니다., 악수하는 법을 배운 두 대의 기계가 아니다. 포지셔너를 외부 축으로 취급 - 서보, 프레임 보정, 동기화 - 로봇과 포지셔너가 하나로 용접됩니다., 일정한 TCP 속도로, 중력이 당신을 위해 일하고 있기 때문에. ROBOPTIX는 ISO 9001 인증을 받았습니다., 7축 로봇 레일 시스템에서 셀을 구축합니다., 로봇 베이스 / 로봇 받침대, 및 서보 포지셔너, ISO별로 정확도를 보고합니다. 9283:1998. 로봇 모델을 보내주세요, 부품 도면, 및 공차 대역을 선택하면 구매하기 전에 조정된 셀을 지정해 드립니다., 이후는 아니다.

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저자 소개

경험 & 신임장

로봇용접 시스템 통합 전문기업 12+ 로봇 포지셔너 선택 및 통합에 초점을 맞춘 수년간의 직접 프로젝트 경험. 에 컨설팅을 제공했습니다. 300+ 북미 전역의 공장, 유럽, 그리고 아시아. 이 기사의 모든 사양 데이터는 실제 H에서 가져온 것입니다. / 비 / 엘 / U 시리즈 제품 데이터시트.

회사 배경: 26+ 수년간의 용접 자동화 엔지니어링, 40+ 활성 특허, 1,500+ 전 세계적으로 완료된 프로젝트, 약 70% 로봇 포지셔너 통합과 관련된.

인증

하이테크 기업 — 인증서. 아니요. GR202341000595 (11월 발행. 2023)

ISO 9001: 2015 (GB/T 19001-2016) — 품질경영시스템

GJB 9001C-2017 — 군용/무기 장비 품질 관리 시스템

EU CE - 기계류 지침 2006/42/EC (인증서. 아니요. M.2026.206.C134866)

참고자료

[1] 국제표준화기구. (1998). ISO 9283:1998, 산업용 로봇 조작 - 성능 기준 및 관련 테스트 방법.

[2] 공원, J.-H., 김, 쉿., 달, H.-S., & 김, M.-H. (2019). 펄스 가스 금속 아크 용접에서 용융 풀 거동에 대한 중력의 영향 및 다양한 용접 위치의 미세 구조 분석. 응용과학, 9(21).

[3] 리우, J., 지앙, 에프., 첸, 에스., 쑤, 비., 장, G., 쳉, W., & 엄마, 엑스. (2023). 다양한 용접 위치에 걸친 가변 극성 플라즈마 아크 용접에서 용접 풀 거동 및 용접 비드 성능에 대한 중력 영향의 메커니즘. 재료, 16(19).