* 아래의 동영상 박스 가운데 있는 ▷모양을 클릭하면 영상이 시작됨.

화낙 용접기를 사용해서 우주항공산업에서 용접하는 모습

위 영상은 일본업체인 화낙이 미국의 우주 및 대기권 비행체 전문 제작업체인 카이저 에어로스페이스(록히드 마틴, 보잉, 나사 등과 거래하는 전문 우주항공 기술기업)에 공급한, 불똥이 튀거나 매연이 나지 않는 용접방법인 FSW라는 방법으로 용접하는 기계의 작동 모습을 보여주고 있다.
영상을 잘 보면 용접할 때 나오는 불똥이나 매연이 보이지 않는다.

영국 TWI 라는 회사에서 90년대에 소개되고 이론이 발표된 용접 기술인데
그것을 기반으로 일본의 화낙에서 실제로 현장에서 쓸 수 있도록 구체화하고
장비를 만드는 데 성공했다. 요즘 우주항공 산업에서는 용접은 거의 다 이런 식으로 한다.
저렇게 해야 불량이 나지 않고 안전하게 대기 중이나 우주 공간을 비행하는 게 가능해지므로
화낙은 이 분야에 킹 오브 킹 회사로 등극했다.
우주항공 분야는 관련 제품을 제대로 만들려면 제조기술에도 상당한 연구개발이 있어야 한다.


그리고 아래 영상은 다른 일본 업체가 만든 일반적인 용접에 사용되는 용접기계 작동 모습인데

* 아래의 동영상 박스 가운데 있는 ▷모양을 클릭하면 영상이 시작됨.

딥러닝 인공지능과 용접 기계의 협업

용접 기계에다 딥러닝 인공지능 기법을 적용했더니 저렇게 동작이 부드러워지고 좋아졌다.
상황에 맞게 용접순서를 스스로 조절한다.
요즘 기계산업 메이커들이 괜히 딥러닝 딥러닝 노래를 부르는 게 아니다.


화낙이라는 업체는 또한 F-35 전투기의 스텔스 코팅에 사용되는 장비도 만든 업체인데
F-22, F-35 전투기 개발 및 제조업체로 유명한 록히드 마틴에서도 선택할 정도로 산업용 로봇 기술은
세계 최고 수준이다.

참고
https://www.cs.cmu.edu/~nseegmil/rafs.shtml

Robotic Aircraft Finishing System(RAFS)
항공기 후처리 로봇 시스템





System Description
시스템 설명

RAFS applies the “low observable” coatings to the F-35. These coatings must be applied to tight tolerances; too thin and stealth is compromised, too thick and flight performance is compromised by added weight. In addition, coatings must applied in confined areas like the inlet ducts, and target thickness varies widely by area. Robots are used to apply coatings far more precisely and repeatably than is possible manually.

RAFS는 F-35 전투기 표면에 "저 탐지" 코팅 작업을 한다. 이러한 "저 탐지" 코팅 작업은 공차가 거의 허용되지 않는다. 너무 얇게 코팅하면 스텔스 성능이 저하되고 너무 두껍게 코팅하면 무게 증가로 비행 성능이 떨어진다. 또한, 코팅 작업은 제트엔진 흡기구와 같은 밀폐된 영역들에도 시행되어야 하며 코팅 두께는 코팅하려는 부위별로 다양하다. 수동으로 하는 것보다 훨씬 정확하고 반복적인 코팅 작업을 위해 로봇이 사용되고 있다.

RAFS comprises three 6-axis Fanuc robots mounted on 2 and 3-axis rail systems. In addition to the rails, long end-effectors are required to reach the entire workspace. Coatings are sprayed through a nozzle on each end-effector. NC programmers use special software integrated with CAD models to generate spray trajectories. Regulating coating delivery through the nozzles is just as critical to performance as controlling robot motion. Each robot requires a Coating Delivery System (CDS) consisting of agitators, pumps, flowmeters, and pneumatics to regulate coating flow and shape the plume.

RAFS는 2축 및 3축 레일식 이동 시스템 위에 장착되어 있는 3개의 6축 화낙(FANUC) 로봇으로 구성되어 있다. 레일 외에 작업 공간 전체를 커버하기 위해 말단장치(end effector)가 사용된다. 각 말단장치에 달려있는 노즐을 통해 코팅액이 분사된다. NC(수치제어) 프로그래머는 분사 노즐 이동 궤적을 프로그래밍하기 위해 전투기 CAD 모델과 통합된 특수한 소프트웨어를 사용한다. 노즐의 코팅 분사를 제어하는 것은 로봇 움직임 제어와 마찬가지로 코팅 성능에 큰 영향을 준다. 각 로봇이 수행하는 코팅 작업에서 분사액의 흐름 및 노즐에서 외부로 분사되는 모양을 제어하는데 여러 개의 교반기, 펌프, 유량계 및 공압장치로 구성된 코팅액 배분 시스템(CDS)이 로봇마다 필수적이다.

When used in production, RAFS operates fully autonomously while operators watch from an adjacent room. A human-machine interface allows them to select spray routines and monitor for faults.

오퍼레이터가 인접한 방에서 지켜보는 동안 RAFS는 완전히 자동으로 작업을 수행한다. 사용자 인터페이스를 통해 로봇의 코팅 작업 루틴을 선택하고 결함 발생 여부를 모니터링할 수 있다.

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언제쯤이면 저런 기술 분야도 한국이 일본을 능가할 만큼 올라설 수 있을지 궁금하다.
어서 저런 것도 만들어서 일본을 능가하는 나라가 되어보자.