레이저 용접은 수동으로 진행됩니다.

GTAW 제약을 해소하기 위해 Food Warming Equipment Co. Inc.는 로봇 티치 펜던트가 아닌 조이스틱으로 제어되는 레이저 용접을 선택했습니다. 사진 제공: Micah Beard, Food Warming Equipment Co. Inc.

유럽, 특히 북미 지역의 자동차 OEM 또는 상위 공급업체를 방문하면 눈에 띄는 속도와 생산성을 갖춘 레이저 용접 셀을 선보일 가능성이 높습니다. 이전에는 느린 다단계 스폿 용접을 수행했던 복잡한 도어 구성요소가 이제는 밀폐된 셀에서 하나의 레이저 용접 설정으로 수행됩니다. 초점 거리가 긴 레이저에는 용접 빔을 마이크로초 단위로 한 지점에서 다른 지점으로 이동시키는 스캐닝 광학 장치가 있을 수 있습니다. 마치 '스타 트렉'의 시대가 도래한 것 같습니다.

업계의 많은 사람들이 수년, 심지어 수십 년 동안 레이저 용접을 관찰해 왔지만 적합한 응용 분야를 찾지 못했습니다. 왜? 아마도 제품 믹스 때문인 것 같습니다. 작업장이든 OEM이든, 제품 혼합이 많은 제조업체는 이러한 시스템이 매력적이지만 그다지 실용적이지 않다고 생각합니다. 예, 간격 허용 문제가 있지만 정밀한 업스트림 프로세스는 이러한 많은 문제를 극복했습니다.

이제 문제는 부품 흐름 유연성입니다. 즉, 완전히 다른 부품을 차례로 실행해야 하는데 해당 부품이 무엇인지(반복 부품, 표준 구성에서 변경된 부품, 아니면 완전히 새로운 부품) 될지 알지 못하는 것입니다. 물론, 오프라인 프로그래밍, 시뮬레이션 및 설비 개발은 많은 발전을 이루었습니다. 그러나 기계화 및 로봇식 레이저 용접에서는 여전히 누군가가 이러한 프로그램을 개발하고 관리해야 합니다.

Food Warming Equipment Co. Inc.(FWE)는 많은 제품 혼합 제조업체와 동일한 문제에 직면해 있습니다. 이 회사의 테네시주 포틀랜드 공장은 유연한 제조의 전형입니다. 상업용 식품 서비스 장비 제조업체는 주문형 제품을 생산하고 고객은 제품을 최고 수준으로 맞춤화할 수 있습니다.

회사의 최종 용접 영역에는 스테인리스 및 알루미늄의 외관상 중요한 다양한 용접이 포함되며, 이 영역의 대부분의 직원은 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW) 토치를 사용합니다. 그러나 하나의 워크스테이션이 차별화됩니다. 용접공은 텅스텐 토치를 휘두르는 대신 실체 현미경을 통해 관찰하고 조이스틱을 작동하여 용접 이동 속도를 관리합니다. 그는 파이버 레이저의 빔으로 용접을 하고 있습니다. 이는 레이저 용접과 관련하여 자동화가 유일한 답이 아니라는 것을 보여주는 응용 사례의 결과입니다.

레이저 안전 커튼과 장벽으로 다른 GTAW 셀과 분리된 레이저 용접 셀을 관찰하면 눈에 띄는 용접 속도를 볼 수 없습니다. 실제로 레이저 용접 셀에서 작업을 설정하는 것은 GTAW 셀에서 설정하는 것보다 약간 더 오래 걸립니다. 회사의 레이저 용접 부품 대부분은 특별한 고정 장치가 필요하지 않습니다. 일반적인 작업에는 물받이 또는 캐비닛 상단의 최종 솔기 또는 모서리 용접이 수반됩니다. 그러나 작업자는 레이저 용접 헤드 아래에 정확하게 부품의 위치를 ​​지정하는 데 시간을 소비합니다.

이 시스템은 평균 출력이 400와트이고 최대 출력이 4.5킬로와트인 펄스 광섬유 레이저를 사용합니다. FWE의 얇은 게이지 재료를 용접할 수 있을 만큼 강력하지만 레이저 전원에 냉각기가 필요하지 않을 정도로 전력이 낮습니다. Alliance Specialties and Laser Sales(일리노이주 Wauconda)의 이 시스템은 금형 제작 및 수리 사업의 다양한 상점에서 찾아볼 수 있지만 얇은 판금에도 적합합니다. FWE의 몇몇 레이저 용접 작업에는 18-ga가 포함됩니다. 판금이지만 대부분의 공작물은 20-ga에서 23-ga까지입니다. 스테인레스(자성 및 비자성) 및 알루미늄. 일반적인 등급에는 스테인레스 430, 스테인레스 301 및 알루미늄 3003이 포함됩니다.

FWE의 레이저 용접 공정은 특별히 빠르지 않습니다. 그러나 연삭 및 연마 시간 절약을 고려하면 용접 속도 자체는 중요하지 않습니다. 외관상 중요한 최종 용접의 경우 가스 텅스텐 아크 용접 부품을 받는 직원은 눈에 보이는 표면이나 가장자리의 단일 용접을 연삭하고 연마하는 데 최소 5분을 소비할 수 있습니다. 대부분의 레이저 용접 부품은 마무리 단계가 거의 또는 전혀 필요하지 않습니다. 최악의 경우 작업자가 연마 매체를 사용하여 용접을 한 번 검토할 수도 있는데, 이 과정은 몇 초 만에 완료됩니다.