사진. 야스카와전기

아크/스폿 용접에 이어 최근 레이저 용접 분야에서도 로봇 자동화에 대한 요구가 높아지고 있다. 야스카와전기는 이 같은 시장의 니즈에 대응해 다관절로봇과 용접 설비가 패키지로 구성된 MOTOPAC 시리즈에 레이저 용접 패키지 ‘MOTOPAC-RL2D300-GP25JP’를 추가하고 지난 4월부터 판매를 개시했다. 

야스카와전기는 그간 아크/스폿 용접을 위한 용도로 고객의 요구에 맞춘 다양한 제품 라인업을 갖춰 왔다. 특히 아크 용접의 경우 로봇 암과 용접 토치, 용접 전원을 포함한 용접 설비를 최적화한 패키지 MOTOPAC 시리즈로 사용자들로부터 호평을 받았다.  

회사 측은 “최근 용접 분야에서는 용접 속도 및 품질을 더욱 향상시키는 레이저 용접 기술에 대한 개발이 진행되고 있으며, 고객의 관심 또한 높아지는 상황이다. 레이저 용접 설비를 도입하기 위해서는 레이저 발진기 및 레이저 조사 헤드의 선정과 로봇 암의 조합, 제어 방법 등 많은 부분을 고려해야 한다.”라며 “이에 야스카와전기는 레이저 용접 로봇 자동화에 필요한 설비를 종합적으로 갖춰 고객의 용접 속도 및 품질 향상에 필요한 조건 설정을 원활하게 지원하고, 설비 도입부터 가동까지의 시간을 최소화하기 위해 레이저 용접 패키지를 선보였다.”라고 출시 배경을 밝혔다.  

MOTOPAC 레이저 용접 패키지에는 몇 가지 주목할 만한 강점이 있다. 우선 야스카와전기가 개발한 소형 경량 레이저 조사 헤드는 중량이 약 16㎏ 정도로, 야스카와전기의 중형 다관절 로봇 MOTOMAN-GP25(가반하중 25㎏)에 탑재가 가능하다. 이는 기존에 아크 용접 로봇 시스템을 사용하던 고객사들이 레이저 용접 시스템으로 보다 쉽게 전환할 수 있도록 한다. 또한 레이저 조사 헤드까지의 배선·배관 일부를 로봇 암 내부로 삽입할 수 있기 때문에 주변 간섭을 최소화할 수 있다. 

한편 용접 조건 설정이 용이하다는 점 또한 패키지 형태 상품의 강점을 십분 활용한 부분이다. 워블링(Wobbling) 용접 기능이나 용접 속도 조절, 레이저 출력 및 입사각도 등의 용접 조건을 모두 티칭팬던트로 설정할 수 있고, 용접 대상의 두께나 모양, 재질에 적합한 용접 조건도 효율적으로 검토할 수 있다. 또한 기존의 아크 용접 로봇 시스템에서는 어려웠던 용접 작업 중 조건 변경도 가능하다. 

 

한편 레이저 용접은 용접점이 극소(집광 지점 직경 0.3㎜)해 에너지 밀도가 높기 때문에 고정밀 용접이 가능하고 적용할 수 있는 범위도 넓어지지만, 아크 용접을 대체할 경우에는 보다 굵은 용접선이 필요하다. 워블링 용접 기능은 이를 해결하기 위한 기술로, 레이저 조사 헤드에서 조사 방향을 매우 정밀하고 빠르게 미동(微動)시킴으로써 굵은 용접선을 확보할 수 있다. MOTOPAC 레이저 용접 패키지에서는 레이저 조사 방향을 ‘8’이나 ‘の’ 형태로 미세하게 움직임으로써 넓은 범위를 용접할 수 있다. 

성능이나 기능적인 측면에서도 강점이 있다. 8㎾의 고출력 레이저 조사로 기존 아크 용접 대비 1.5~4배가량 빠른 고속 용접이 가능하고, 로봇 선단에 설치하는 레이저 조사 헤드가 작고 가벼워 고속 이동 시 로봇에 대한 부하를 줄여 반복 속도 및 정밀도 향상에 기여한다.