"Robotmaster는 필수적입니다. 수천 줄의 코드가 될 수도 있습니다. 이건 인간이 해낼 수 있는 일이 아닙니다.
전적으로 Robotmaster의 역할이죠."
Dan Allford
ARC 설립자 겸 사장
3D 환경에서 플라즈마 절단을 자동화하려면 관련된 모든 인력이 최상의 상태를 유지해야 합니다. 로봇을 프로그래밍하여 다양한 각도와 속도로 플라즈마 토치를 조작해 3차원에서 동시에 안정적인 곡선과 매끄러운 베벨을 생성하는 것은 매우 어려운 과제입니다.
ARC Specialties, Inc.는 문제 해결을 통해 성장하는 기업입니다. 텍사스주 휴스턴에 본사를 둔 이 자동화 통합업체는 거의 40년의 금속 접합 및 절단 분야의 경험을 활용하여 30여 개국의 소비자, 석유 및 가스, 방위 및 연구 산업을 위한 장비를 개발해 왔습니다. 일체형 접근 방식을 취하는 대신 고유한 운영 요구 사항을 충족시키고 지속 가능한 성장을 지원하는 혁신적인 솔루션을 만듭니다. ARC는 항상 문제에 맞는 해결책을 제시합니다.
전통적인 2D 플레이트 절단을 넘어 더 많은 제조 공정을 요구하는 산업들이 증가함에 따라 고급 절단 솔루션 제조업체인 Hypertherm, Inc.는 ARC Specialties에 3D 로봇 플라즈마 절단을 위한 자동화 솔루션을 설계하고 구축하려는 아이디어를 제안했습니다. 그 결과는 협업의 산물이었습니다.
이 특정 퍼즐은 절단 시스템, 로봇 및 소프트웨어의 세 부분으로 구성되었습니다. Hypertherm의 고급 플라즈마 절단 시스템과 KUKA Robotics의 강력한 로봇 컨트롤러는 모두 etherCAT 통신을 사용하므로, 처음부터 잘 맞는 조합입니다. 두 회사는 이미 ARC Specialties와 협력 관계를 맺고 있었으며, 통합업체의 모션 제어 전문성을 잘 알고 있었습니다. KUKA가 ARC에게 소프트웨어 측면을 담당하고 모든 셀 구성요소를 통합하도록 권장한 것은 양사의 협력 관계를 더욱 강화시켰습니다.
이 아이디어는 CAD 도면을 노동 집약적인 프로그래밍 없이 3차원 플라즈마 절단 강철 부품으로 빠르고 쉽게 변환할 수 있는 턴키 제조 시스템을 만드는 것이었습니다. 이것이 바로 Hypertherm의 Robotmaster 오프라인 프로그래밍 소프트웨어가 퍼즐의 필수 요소가 된 이유입니다.
ARC 설립자이자 사장인 Dan Allford는 "Robotmaster는 필수적입니다."라고 말합니다. "3D CAD 도면은 최종 부품이 어떻게 생겨야 하는지 보여줍니다. 부품을 제작하기 위해 로봇 경로와 관련 매개변수를 생성하려면 엄청난 양의 정보가 필요합니다. 플라즈마 토치는 각 절단 라인의 바깥쪽으로 오프셋되어야 하며, 올바른 방향으로 기울어져야 합니다. 매끄러운 최종 절단을 생성하려면 복잡한 곡선을 작은 스플라인 세그먼트로 분할해야 합니다."
"수천 줄의 코드가 될 수도 있습니다."라고 Allford는 말합니다. "이건 인간이 해낼 수 있는 일이 아닙니다. 전적으로 Robotmaster의 역할이죠."
Robotmaster 소프트웨어는 포인트별 로봇 프로그래밍이 필요 없어 시간과 노동력을 절약합니다. 오프라인 프로그래밍(OLP)은 새로운 작업을 위해 로봇을 프로그래밍하는 동안 생산을 중단할 필요가 없기 때문에 가동 시간을 증가시킵니다.
ARC Specialties는 모든 협력업체와 함께 FlexFab™ 3D 로봇 플라즈마 절단 셀을 설계하고 제작했습니다. 이 시스템은 2019년 FABTECH Expo에서 처음 선보였습니다. 관람객들은 CAD-to-path를 실시간으로 볼 수 있었고 Robotmaster 소프트웨어를 통해 얼마나 쉽게 수행할 수 있는지 직접 체험할 수 있었습니다. 관람객들이 놀라움으로 지켜보는 동안, 부품의 디자인을 변경하고 버튼을 누르면 로봇이 즉시 절단을 수행합니다.
"플라즈마를 로봇에 장착하는 건 누구나 할 수 있습니다. 하지만 그럼에도 로봇에 패턴을 티칭해야 합니다."라고 Allford는 말합니다. "우리는 CAD 도면을 가져와 Robotmaster 소프트웨어에 불러옵니다. 그 다음에 이를 로봇 코드로 변환하여 중간에 프로그래밍할 필요 없이 3차원 부품을 제작합니다. FlexFab은 중간 단계 없이 3D 도면을 3D 부품으로 변환합니다."
3D 환경은 유연성을 요구합니다. 그렇다면 FlexFab의 "플렉스"는 무엇에서 비롯된 것일까요? 첫 번째는 6축 로봇입니다. 또 다른 요소는 소프트웨어입니다.
표준 CNC 플라즈마 테이블이나 특수 제작된 기계와 비교해 볼 때, 이 유연한 로봇 셀은 3차원 부품 및 복잡한 형상을 만드는 데 능숙할 뿐만 아니라 2차원 부품을 절단하는 데도 사용할 수 있습니다. 이는 특히 다품종, 소량 생산 환경에서 제조업체가 Robotmaster 소프트웨어를 통해 빈번한 작업 전환과 편리한 프로그래밍 유연성을 필요로 하는 경우에 특히 유리합니다.
ARC의 고객에는 가스 및 오일과 일반 산업용 파이프라인 제조업체, 압력 용기 및 필터 제조업체 등이 있습니다. 그러나 모든 제조업체는 플레이트, 파이프, I-빔, 채널 또는 앵글 절단에 FlexFab 시스템의 이점을 누릴 수 있습니다.
애플리케이션에 관계없이 Robotmaster의 유연성과 사용 용이성은 통합 프로세스를 용이하게 합니다.
ARC의 제어 시스템 프로그래머인 Kevin Sevcik은 "Robotmaster 덕분에 더 까다로운 문제를 해결할 수 있습니다."라고 말합니다. "이런 종류의 셀에 대해 우리가 과거에 사용했던 다른 방식들보다 더 빠릅니다. 일부 지오메트리는 너무 복잡한 형상이라서 여러 차원의 값을 일일이 입력하는 방식으로는 실용적이지 않습니다. 오프라인 프로그래밍 소프트웨어가 정말 필요합니다. Robotmaster는 가장 사용하기 쉬운 제품입니다."
ARC의 Sevcik은 FlexFab 시스템에 정밀 제어 기능을 도입하는 역할을 맡았습니다. 이 셀은 몇 밀리미터마다 절단 매개변수를 즉각적으로 최적화할 수 있는 기능을 갖추고 있어, ARC의 모션 제어 기술력을 잘 보여줍니다. Robotmaster의 시뮬레이션 및 경로 최적화 도구는 Sevcik과 같은 고도로 숙련되고 경험이 풍부한 프로그래머도 간단한 응용 분야부터 복잡한 응용 분야까지 오류 없는 로봇 궤적을 시각화하고 최적화하는 데 도움을 줍니다.
"로봇으로 수행해야 하는 동작 중에는 특이점에 부딪히거나 축 중 하나에서 동작 제한에 도달하는 경우가 있습니다. Robotmaster의 경로 최적화를 통해 이러한 제한 사항을 파악하고 이를 우회하는 작업을 훨씬 쉽게 수행할 수 있습니다."라고 Sevcik은 말합니다.
Robotmaster의 사전 처리 도구는 로봇 프로그래머의 관점에서 설계되었습니다. 사용자들은 화면에 표시되는 잠재적인 오류를 발생하기 전에 확인할 수 있습니다. 토치를 이 방향으로 기울이면 해당 영역이 빨간색으로 바뀝니다. 반대로 시도하면 녹색으로 바뀝니다. 그럼 시작하겠습니다. 경로 최적화가 시각화됩니다.
앞으로 ARC Specialties는 Robotmaster 팀과 긴밀히 협력하여 3D 플라즈마 절단 로봇 경로 생성 프로세스를 최적화할 것입니다. Robotmaster 플랫폼의 유연성 덕분에 통합업체의 고유한 요구사항에 맞게 적용될 수 있습니다.
ARC는 최근 FANUC 로봇을 FlexFab 개념에 통합했으며, ABB 로봇과의 시스템 통합도 계획 중입니다. 단일 소프트웨어 솔루션으로 모든 주요 로봇 브랜드를 함께 작동할 수 있으므로 Robotmaster를 사용하면 매우 쉽습니다.
ARC의 운영 부사장인 John Martin은 "문제가 발생하면, 해당 프로세스에 대해 잘 알고 있는 사람에게 연락할 수 있다는 것을 알아야 합니다."라고 말합니다. "이것이 바로 Robotmaster와 Hypertherm과의 이러한 유형의 협력 관계가 매우 중요한 이유입니다."
신뢰할 수 있는 파트너와 함께라면 어떤 도전이라도 극복할 수 있습니다.