용접 자동화와 로봇용접

용접 자동화 수준

용접 자동화는 인력 개입 정도에 따라 5단계로 구분합니다:

- 수동(Manual): SMAW, GTAW 수동 — 용접사가 토치 조작과 이동을 모두 수행
- 반자동(Semi-automatic): GMAW, FCAW — 와이어 공급은 자동, 토치 이동은 수동
- 기계화(Mechanized): 캐리지, 포지셔너로 토치 이동을 기계가 수행. 용접사는 파라미터 조정 및 감시
- 자동(Automatic): SAW(서브머지드 아크) 등 — 와이어 공급과 이동 모두 자동. 용접사는 시작/정지 및 감시
- 로봇(Robotic): 프로그래밍된 경로와 파라미터로 자동 실행. 다관절 로봇 또는 전용 로봇 사용

Orbital Welding (궤도 용접)

Orbital Welding은 튜브/배관 주위를 자동으로 회전하며 용접하는 기계화 용접입니다. 주로 GTAW 프로세스를 사용합니다.

적용 분야:
- 반도체/바이오 고순도 배관 (STS 소구경)
- 발전소 보일러 튜브
- 해양 플랫폼 소구경 배관

장점: 일관된 품질, 좁은 공간 작업 가능, 용접사 기량에 의존하지 않음

Orbit 용접기의 용접 프로그램은 구간별(12시→3시→6시→9시) 전류, 속도, 와이어 공급량을 개별 설정하여 자세 변화에 대응합니다.

로봇용접 핵심 개념

- RCC(Robot Controller): 로봇 제어기. 동작 경로, 속도, I/O 제어
- TCP(Tool Center Point): 용접 토치 끝단의 기준점. TCP 캘리브레이션이 정확해야 경로 정밀도가 보장됨
- Teach/Playback: 수동으로 로봇을 이동시켜 경로를 기록(Teach)하고, 자동으로 재현(Playback)하는 방식
- 오프라인 프로그래밍(OLP): 3D CAD 기반으로 PC에서 로봇 프로그램을 작성. 생산라인 중단 없이 프로그래밍 가능

적응제어(Adaptive Control):
- 아크센싱(Through-Arc Sensing): 용접 전류/전압 변화로 이음 위치를 추적. 위빙 시 양쪽 전류 차이로 중심을 보정
- 레이저 비전: 레이저 스트라이프를 투사하여 이음부 형상과 갭을 실시간 측정
- 터치센싱: 와이어를 이용해 모재 표면을 접촉하여 위치 검출