로봇 스크류 체결 자동화 | Torque·Angle 추적성과 NG 방지 설계

9월 2일

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스크류 체결 자동화는 드라이버만 자동화하는 공정이 아닙니다

자동 체결 품질은 Screw Feeding, 제품 위치결정, Bit 진입, 체결 전략, Torque·Angle 판정, NG Recovery가 연속적으로 안정되어야 확보됩니다. 체결기 사양만 보고 설비를 구성하면 나사 공급 Jam이나 Cross-thread, 누락 체결 때문에 전체 Cycle이 흔들릴 수 있습니다.

1. 공정 구조부터 정의한다

기본 흐름은 제품 감지 → Fixture Clamp → Screw 공급 → Bit 정렬 → 체결 → Torque·Angle 판정 → 결과 저장 → 다음 위치 이동입니다. 다축 체결은 제품 Takt와 체결점 수를 기준으로 단축 Robot, Multi-spindle, Index Table 구성을 비교해야 합니다.

2. Torque만으로는 부족할 수 있다

최종 Torque 값이 정상이어도 나사산 손상, 비정상 Seating, 부품 누락 등이 숨어 있을 수 있습니다. 적용 부품과 체결기 기능에 따라 Torque와 Angle, 체결 Curve, Seating Point 등을 함께 관리하면 이상 체결을 더 세분화해 판정할 수 있습니다.

3. Screw Feeding과 Bit 접근성이 Cycle을 결정한다

Bowl Feeder나 Step Feeder에서 나사를 안정적으로 분리·공급하고 Hose 또는 Pick 방식으로 체결부까지 전달해야 합니다. 나사 길이, Head 형상, 자성, 표면처리, 제품 접근 공간에 따라 공급 방식과 Nose 구조가 달라집니다.

4. NG Recovery를 설계 초기부터 포함한다

체결 실패 시 무조건 재체결하면 제품과 나사산을 손상시킬 수 있습니다. 미체결, Cross-thread 의심, Torque High/Low, Angle 이상을 구분하고 Retry 허용 횟수, 작업자 호출, NG 배출 조건을 PLC Sequence에 명확히 정의해야 합니다.

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5. Traceability는 체결점 단위로

제품 Serial 또는 Lot과 체결 위치 번호, Tool ID, Recipe, Torque, Angle, 결과, 시간 정보를 연결하면 불량 발생 시 어느 체결점에서 어떤 조건이 벗어났는지 추적할 수 있습니다. MES/QMS 연동 여부는 저장 기간과 데이터량을 포함해 사전에 정의합니다.

현장 적용 전 확인사항

나사 규격과 체결점 수, 목표 Torque, 제품 재질, Takt Time, 제품 Fixture 정밀도, 체결 위치 접근성, Screw 공급 거리, PLC·Robot 사양, 생산이력 요구사항을 확인해야 합니다. 실제 체결 품질은 양산 부품으로 Run-off Test를 수행해 검증해야 합니다.