스토브리 - ATC & TSM
최근 차체에 다양한 소재가 적용되면서 해당 접합 작업을 수행하는 로봇들은 복수의 툴을 활용해야 한다. 스토브리는 로봇과 더불어 오토 툴 체인저를 자체적으로 생산하는 유일한 로봇메이커로, 이 분야에 주목할 만한 레퍼런스를 보유하고 있다.
간혹 한 대의 로봇이 FDS, SPR, FWS 등 다양한 접합 툴을 활용해야 될 경우가 있다. 스토브리코리아 관계자는 에어용접건을 포함해 복수의 접합 툴을 교체하며 작업하기 위해 국내는 물론 일본 등에 자사 ATC를 적용했다고 밝혔다.
한편 스토브리의 레퍼런스에서 주목할 기술은 TSM(Transfer Switching Machine)으로 불리는 기술이다.
TSM 모식도(사진. 스토브리)
예를 들어, 우리가 3개의 툴을 사용하는 로봇 시스템을 구축하기 위해서는 3개의 ATC 모듈이 필요하고, 각각의 ATC 모듈을 연결하기 위해 3개 라인의 케이블과 드레스팩이 연결된다. 이 경우 로봇은 증가되는 드레스팩의 수만큼 스트레스를 받게 되는데, 스토브리는 3개의 케이블 라인을 하나로 통합해주는 중계박스로 이 부담을 해소해준다.
한편 스토브리코리아 관계자에 따르면 TSM은 3개 이상의 툴을 사용할 때 가장 효과적이라고 한다.
아트라스콥코 - 핸롭(HENROB)
핸롭은 SPR 분야의 대표적인 기업으로, 2014년 컴프레서, 진공/에어 시스템, 건설 및 채광 장비, 전동 공구 및 조립 시스템 등을 전문으로 하는 스웨덴의 글로벌 엔지니어링 그룹 아트라스콥코에 인수됐다.
이 회사는 지난 ‘2017 대구국제로봇산업전(ROBEX 2017)’에서 한국야스카와전기와 함께 SPR 로봇 자동화 어플리케이션을 소개해 큰 관심을 모았다.
2017 대구국제로봇산업전에서 전시된 로봇 SPR 시스템(사진. 로봇기술)
한편 아트라스콥코 그룹은 차체 경량화와 관련해 FDS, SPR, 스틸-알루미늄 레이저 등 전반적인 솔루션을 구비하고 있다.
아트라스콥코 그룹사가 보유한 차량 접합 관련 솔루션(사진. 아트라스콥코)
파텍시스템 - 데프락(DEPRAG)
국내 FDS 툴 기업이 국내외 전기자동차 관련 업계에 FDS 툴을 납품한 사례가 있다. 파텍시스템의 데프락 제품이 야스카와전기 및 현대로보틱스의 로봇에 적용된 사례이다. 데프락의 FDS툴은 국내에서 파텍시스템을 통해서만 공급받을 수 있다. 파텍시스템은 독일의 2개 자동화 기업 및 국내 1개 자동화 기업의 합작 투자회사로, 데프락, 알파, 유진로봇이 각각 지분을 보유하고 있다.
파텍시스템이 공급하는 데프락의 FDS 툴(사진. 파텍시스템)
데프락의 FDS 툴은 판재와 나사의 공차와 관계 없이 관통지점을 자동으로 인식, 제어 모듈의 지속적인 피드백으로 공정변수(하강력, 공급거리, 속도 등)를 자동 조정해 최적화한다. 나사산 손상 방지 및 나사와 부품에 대한 낮은 스트레스가 강점이며, 셋업 시간이 짧고 신소재와 새로 개발되고 있는 다양한 파스너 시스템을 접합할 수 있다.
데프락 체결 프로세스(사진. 파텍시스템)
① Heating Up : 고속으로 회전하기 시작하면서 모재 예열
② Penetrating : 예열과 함께 FDS 팁이 모재를 밀어내기 시작
③ Funnel Forming : 모재를 밀어내면서 Funnel 형성
④ Thread forming : 모재에 나사산 생성
⑤ Screwdriving : 형성된 나사산에 체결 시작
⑥ Tightening : 설정한 토크값으로 체결 이후 종료
프레씨텍 - 웰드마스터
자동차 업계에서는 이종접합과 더불어 알루미늄-알루미늄 접합을 위한 고민도 이어지고 있다.
알루미늄 레이저용접 로봇 시스템에 적용된 프레씨텍의 솔루션(사진. 로봇기술)
국내에서는 레이저용접을 이용해 알루미늄 간 용접을 실현하려는 움직임이 있다. 레이저 용접의 특징은 용접을 위해 필요한 플랜지 면적이 좁다는 점이다. 스폿 용접의 경우, 한 포인트를 용접하기 위해서는 플랜지 넓이가 최소 15㎜ 이상이 되어야 하는 반면, 레이저 용접은 플랜지 넓이가 9㎜만 되어도 용접이 가능하며, 이 같은 강점은 차체 경량화는 물론, 용접부를 줄임으로써 차량 전면 유리 면적을 넓혀 운전자의 시야를 확보하는데 용이하다. 국내의 경우 2010년 12월 기아자동차의 ‘레이’ 모델에 최초로 레이저 용접이 적용됐으며, 최근에는 부산 소재의 엔케이에스가 프레씨텍의 웰드마스터 등을 이용해 알루미늄 레이저용접에 대한 전반적인 기술을 개발하고 있다.
프레씨텍의 웰드마스터는 선형 드라이브와 결합된 구성 요소의 위치를 인식하고, 레이저 용접 헤드를 정확하게 배치하도록 지원한다.
