협동 로봇 관절 하우징 가공: 박육 알루미늄의 변형 제어와 소량 다품종 대응
협동 로봇 관절 하우징에는 세 가지 필수 요구 사항이 있습니다: 가볍고, 강성이 있으며, 빠르게 반복 제작이 가능해야 합니다. 로봇 암이 운반할 수 있을 만큼 가볍고, 지속적인 기동-정지 사이클을 견딜 수 있을 만큼 강성이 있어야 하지만, 월 생산량은 수백 개에 불과하고 설계 변경이 빈번합니다. 어려운 부분은 대개 가공 자체가 아니라, 200개 배치를 적절히 일정에 맞춰 배치하고 모든 설계 변경에 신속하게 대응할 의향이 있는 공급업체를 찾는 것입니다.
프로젝트 배경 및 과제
중국 동부의 한 로봇 제조업체는 이전에 이 부품과 관련해 기존 공급업체로부터 이미 피해를 입은 적이 있었습니다. 그 공급업체는 가공은 가능했지만, 분기별 설계 변경 때마다 리드 타임이 2주씩 늘어났고, 박육 벽면 변형에 대한 불만이 계속 제기되었습니다. 그들이 도면을 저희에게 가져왔을 때 질문은 단순했습니다: 이 물량을 맡아주시겠습니까?
하우징은 6061-T6 알루미늄 소재로, 벽 두께는 최소 1.2mm, 베어링 보어 동축도는 φ0.01mm, 장착 홀 위치도는 ±0.005mm입니다. 실제 어려움은 수치가 아니라 박육 벽면입니다. 고정하면 변형되고, 가공 후 풀어주는 순간 다른 형상으로 튀어 오릅니다.
BQUQ 공정 솔루션
저희의 해법: 공정을 분할하고 고정 장치를 완화하여 전체 사이클 동안 부품에 가해지는 힘을 사실상 제로에 가깝게 유지하는 것입니다.
고정 장치 설계
맞춤형 소프트 죠(soft jaw)와 진공 척을 결합한 방식입니다. 황삭 가공은 위치 결정과 클램핑에 소프트 죠를 사용하고, 반전 후 정삭 가공은 진공 척으로 고정합니다. 박육 벽면은 "압착"이 아닌 "지지" 방식으로 처리되어 클램핑 변형의 원인 자체를 제거합니다.
공정 순서
4단계로 진행됩니다: 0.5mm 여유를 남긴 황삭, 응력 제거 시효 처리, 준정삭, 그리고 베어링 보어의 정밀 보링입니다. 정밀 보링은 준정삭과 별도의 기계에서 수행되어 열팽창과 공구 휨이 누적되지 않도록 합니다.
주요 사양
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 소재 | 6061-T6 알루미늄 (더 높은 강도가 필요한 경우 7075 사용 가능) |
| 장착 홀 위치도 | ±0.005mm |
| 베어링 보어 동축도 | φ0.01mm |
| 표면 조도 | 결합면 Ra0.4, 기타 면 Ra0.8 |
| 최소 벽 두께 | 1.2mm |
| 생산 물량 | 월 200개, MOQ 부담 없는 소량 다품종 전환 |
| 검사 | 전수 CMM 측정 + 에어 게이징, 중요 형상 CPK≥1.33 |
| 납기 | 초도 200개 12일 |
품질 관리 및 납품
양산 시작 전에 초도품 전체 측정을 완료합니다. 모든 배치에는 중요 치수의 CPK 데이터가 포함된 검사 성적서가 동봉되며, ISO9001:2015 시스템 하에서 이루어집니다.
결과: 도면 승인 후 3일 만에 샘플, 12일 만에 초도 200개 완납, 이후 월간 롤링 일정 운영, 설계 변경에 대한 48시간 내 대응을 달성했습니다.
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FAQ
이러한 박육 알루미늄 부품의 변형은 어떻게 제어하나요?
공정 설계를 통해 제어합니다: 황삭과 정삭을 분리하고 그 사이에 응력 제거를 수행하며, 소프트 죠와 진공 척을 고정에 사용합니다. 원칙은 간단합니다 - 덜 조이고, 부드럽게 절삭하며, 자주 측정하고 - 배치 생산 전에 초도품을 완전히 검증하는 것입니다.
200개 배치라면 비용이 훨씬 더 많이 들지 않나요?
아닙니다. 당사는 설계 단계부터 다공정 소량 생산 라인을 운영하고 있습니다 - CNC, 스탬핑, 스프링 및 히트싱크를 한 공장에서 처리하므로 소량 배치 전환은 일상적인 작업입니다. 도면을 보내시면 12시간 이내에 견적을 받아보실 수 있습니다.
베어링 보어의 φ0.01mm 동축도는 어떻게 확보하나요?
정밀 보링 가공 시 두 보어를 한 번의 셋업으로 동시에 가공하며, 공정 중 에어 게이징과 최종 CMM 검증을 수행합니다. CPK 데이터는 검사 성적서와 함께 제공됩니다.
