‘International Federation of Robotics’에서 온 소식

독일

도장로봇 시스템의 진보 "복잡함은 줄이고, 퍼포먼스는 높이고"

복잡하고 높은 기술이라고 해서 반드시 가장 좋은 해결책이 될 수 없다는 사실은 더욱 명확해지고 있다. 특히, 도장시스템에 있어서 복잡함을 줄이는 것은 상품개발에 있어 매우 중요한 부분이다. 현재의 세계는 이와 관련한 시장이 포괄적으로 증가하고 있다. 인도와 중국과 같은 신흥시장에서 로봇이 그 역할을 충분히 수행하고 있기 때문이다.

최신 도장로봇시스템은 높은 기술의 솔루션을 보여주고 있다. 따라서 고품질 도장을 가능케 한다. 수용성 페인트를 바탕으로 하는 도장의 경우 전기시스템에도 위험하지 않도록 개발되었고, 이로 인해 정전기 시스템을 사용해 자동차 내부를 도장할 수도 있게 됐다.

많은 이들에게 있어 어플리케이션 효율성은 그 어플리케이션 시스템을 평가하는 기준이 된다. 앞서 언급한 시스템의 모든 측정결과, 그 기준은 더 엄격하게 됐는데, 이는 환경과 경제를 위해 더 적극적으로 개발됐다.

하지만 몇 몇의 경우, 이 새로운 방법으로 인해 도장 플랜트를 더 복잡하게 됐다고 전하기도 했다. 이때는 훈련받은 스텝들이 조작할 필요가 있는데, 신흥국가의 경우 전문가가 많지 않기에 문제가 제기될 수 있다. 이 때문에 도장로봇 시스템 개발자는 개발과 동시 복잡함을 줄이고 성능을 향상시키는 방법을 찾아내야 한다.

좌 바르셀로나의 닛산에서 사용중인 새로운 스프레이

우 새로운 EcoBell2 HD 스프레이는 플라스틱 장비도장에도 꽤 높은 레벨의 품질을 보여준다.

복잡함을 줄여라!
많은 이들이 도장로봇은 높이 위치해 있는 것이 차체 표면 도장에 더 쉽게 접근하기 때문에 그들이 원하는 도장품질을 지켜줄 것이라고 말한다. 도장부스가 크던 작던 상관없이 말이다.
이러한 로봇시스템은 자주 멈췄다가 진행하는 도장에만 있는 것은 아니다. 자동차 차체가 페인팅 존(Painting Zone)을 지나 도장에서 멈추지 않도록 작동되는 추적 플랜트에서도 사용된다. 이 경우 이동 축은 필요하지 않다. 그 이유는 7번째 로봇 축(이동 축)은 Durr에 의해 공급된 최신 시스템에 포함되어 있지 않았기 때문이다. 결국 플랜트의 복잡함도 줄어들고 투자비용도 줄어들게 되었다.

이와 다르게 대칭의 스프레이 패턴으로 고속 회전식 도장건을 선택하는 방법이 있을 수 있다. 이 경우 훨씬 더 간단한 구조로, 보다 가볍게 사용된다.

위 좌/우 예전 방식의 통합색 전환기와 새로운 외부 부착형 스프레이

아래 외부 도장을 위해 오버헤드 로봇이 트래킹 시스템을 사용하고 있는 로봇 스테이션

스프레이와 통합된 색 전환기
더 높은 효율을 다양한 방법 중 1개는 색을 전환할 때 도료의 손실을 줄이는 것이다. 그럼 어떻게 하면 색 전환기를 이용할 때 도료손실을 줄일 수 있을까? 답은 간단하다. 색 전환기를 스프레이에 집어넣지 않으면 되는 것이다. 이는 Durr의 EcoBell2가 해결했다. 차체를 도장하는데 주로 사용되는 이 스프레이(EcoBell2 ICC라 통칭함)에는 7개의 색까지 믹스할 수 있는 전환기가 있어 직접 스프레이에 연결할 수 있다는 장점이 있다.
그리고 각 색에는 각각 투여를 위한 펌프를 갖고 있다. 따라서 이 펌프들은 색을 전환할 때마다 청소할 필요가 없고, 투여량 펌프는 서보모터에 접속되어 필요한 양을 정확하게 분출한다. 이를 위해 멀티 펌프 시스템이 필요한데, 7가지 이상의 색이 필요하다면 추가로 외부에 색 전환기를 부착해 사용할 수도 있다.

도료 손실, 절반으로 줄인다
ICC 시스템은 플랜트의 복잡함을 가져오지만, 그것이 주는 이익에 비하면 그리 중요한 문제는 아니다. 도료의 손실에 있어서 큰 영향을 주기 때문이다. 비교적 간단한 이 기술은 스프레이 근처에 빈번히 사용된 색과 색 변화의 도료손실은 6ml 정도일 뿐이다. 평균 40ml와 비교하면 약 85%를 감소시킨 것이다.
특히, 자주 사용된 색의 비율에 대해 반 이상의 도료 손실을 막을 수 있다. 이 같은 손실을 줄이기 위해 현재 매우 높은 규격을 마주고 있으며, 나머지 15%도 증가시키기 위해 노력하고 있다.

12초에서 6초로 단축된 색 전환 시간
게다가 ICC 기술을 사용함으로써 색 전환 시간을 기존 12초에서 6초로 반을 단축시켰다. 이로써 사이클 타임을 줄이게 됐다(닛산의 매시 30유닛과 20유닛 과정시간을 근거로 계산).

위 예전 방식의 통합색 전환기와 새로운 외부 부착형 스프레이

아래 자동차 차체의 엔진 룸의 스프레이가 보여준 경로

내부도장의 능률을 올리자
또 하나의 예로, 자동차 차체 내부에서 사용하기 위한 회전식 스프레이 개발을 들 수 있다.
일반 스프레이와 비교하면 내부도장을 위한 회전식 스프레이의 도입은 높은 효율을 가져왔다. 하지만 수성 기반의 도장도구가 전기적으로 적용될 때 절연시스템이 필요하기에 많은 메이커가 앞에 부착하는 시스템 방식을 선택했다.

그러나 새로운 벨 컵의 개발과 새로운 에어 링 모양은 스프레이 제트에 쉽게 초점이 맞춰져 15%의 내부도장의 효율향상에 도움을 주었다. 이로 인해 더 이상 이 같은 방법과 전기 분리계가 필요하지 않게 됐고, 비교적 간단한 시스템을 유지할 수 있다. 이들 제품 대부분은 Durr의 작품이다.
또한 도료의 양을 감소시키는 것뿐만 아니라 플랜트 스프레이에 있어서 청소주기를 늘리거나 플랜트 용량을 키울 수도 있다는 의미를 지닌다.

이 스프레이 제트에 포커스를 맞춰보면 EcoBell2 HD가 플라스틱, 부품 등 다른 영역에서 사용되는 것을 알 수 있다. 이들은 도장되어야 할 복잡한 형상과 좁은 면적이 주를 이루기에 매우 유연한 스프레이 제트가 도료를 효율적으로 사용하며 도장을 완료할 수 있게 한다.
이러한 예는 로봇도장의 과정의 효율이 어떻게 플랜트보다 복잡하게 하지 않고 좋아질 수 있는지를 보여준다. 이들의 목적은 반드시 필요한 기술의 레벨만을 사용한다는 것이다.

* 자료 : IFR

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