현장 영상
프로젝트 배경
자동차 화이트 바디는 수백 개의 프레스 부품을 스폿 용접하여 제작되며, 각 부품에는 치수 편차가 존재합니다. 용접 로봇은 부품의 자세를 정확하게 감지해야 합니다. 본 프로젝트는 합작 완성차 업체의 Jin 공장 화이트 바디 용접 라인에 전체 3D 비전 가이드 업그레이드를 제공하며, 4개 용접 라인 총 36개 스테이션을 대상으로 합니다. 시스템은 가동 이후 지속적으로 안정적으로 운영되며, 매월 15,000대 이상의 차체를 처리합니다.
프로젝트는 2022년에 정식 가동되었으며, 현재 국내에서 가장 큰 규모의 화이트 바디 비전 가이드 배치 중 하나입니다. 차량 공장의 MES 시스템과의 심층 통합을 통해 부품 도착, 비전 검사, 경로 보정, 용접 실행의 완전 자동 폐쇄 루프를 실현하여, 기존의 반자동화된 인력 시각 검사 및 조정 방식을 완전히 대체했습니다.
고객 요구사항
화이트 바디 표면에는 반사 영역이 많고, 용접 과정에서 고온 연기가 발생합니다. 전통적인 2D 비전은 위치 정밀도가 부족하고 안정성이 낮습니다. 고객은 시스템이 50°C 이상의 고온, 가시거리 0.5m 미만의 연기 환경에서 안정적으로 작동해야 하며, 단일 스테이션 위치 정밀도가 ±0.15mm 이내, 사이클 타임이 3초를 초과하지 않고, 기존 KUKA 로봇 제어 시스템과 원활하게 통합되어 기존 PLC 로직을 변경하지 않아야 한다고 요구했습니다.
솔루션
Laser L V3 레이저 라인 스캐닝 센서를 선택했습니다. 강력한 환경광 간섭 저항 능력 덕분에 용접 연기와 강한 반사 환경에서도 고품질 포인트 클라우드 데이터를 얻을 수 있습니다. 자체 개발한 고온 필터링 및 연기 보정 알고리즘을 통해 열복사 노이즈를 효과적으로 억제합니다. 로봇 컨트롤러는 표준 TCP/IP 인터페이스를 통해 실시간으로 자세 보정 값을 수신하며, 전체 가이드 폐쇄 루프는 2.1초 이내에 완료되어 사이클 타임 요구 사항을 충족합니다. 센서는 모듈식으로 설치되어 유지보수 및 교체 시간이 30분 미만이며, 메인 라인 사이클에 영향을 미치지 않습니다.
| 성능 지표 | 고객 요구사항 | 실제 측정 결과 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 위치 정밀도 | ±0.15mm | ±0.08mm | 요구사항 대비 47% 초과 |
| 단일 스테이션 사이클 타임 | ≤3.0초 | 2.1초 | 여유 충분 |
| 시스템 가용률 | ≥99% | 99.7% | 연평균 |
| 연기 저항 능력 | 가시거리 <0.5m | 통과 | 실제 0.3m에서 정상 작동 |
| 작동 온도 | ≤60°C | 통과 | 실제 65°C에서도 정상 작동 |
프로젝트 가치
위치 정밀도가 ±0.08mm에 도달하여 고객 요구사항보다 거의 두 배 높은 성능을 제공하여 용접 품질에 충분한 여유를 확보했습니다. 용접 불량률이 30% 감소하여 불량률이 2.1%에서 1.47%로 낮아졌으며, 월간 직접 재료비 절감액은 약 35만 위안입니다. 시스템 가용률 99.7%로, 가동 후 24개월 동안 중대한 고장이 없었으며 업계 평균을 상회합니다.