PFT, 선전
초록
본 연구는 보석 마감 처리를 위한 로봇 연마 및 화학 연마 기술을 평가하여 인건비 효율성과 표면 균일성에 중점을 둡니다. 120개의 은 및 금 부품 샘플 세트를 사용하여 비교 분석을 수행했습니다. 로봇 연마는 가변 속도 연마 헤드가 장착된 6축 관절형 암을 사용했고, 화학 연마는 표준화된 조건에서 제어된 산성 욕조를 사용했습니다. 표면 거칠기 측정(Ra)은 접촉식 표면 거칠기 측정기를 사용하여 기록했으며, 인건비는 공정 시간과 작업자 참여를 기준으로 계산했습니다. 결과에 따르면 로봇 연마는 초기 장비 비용이 높지만 부품당 인건비가 낮아 일관된 표면 균일성(Ra 변동 ≤5%)을 달성합니다. 화학 연마는 단순한 형상에 대해 유사한 균일성을 제공하지만 복잡한 표면에서는 더 큰 변동성을 보이며 안전 관련 운영 비용이 더 많이 발생합니다. 연구 결과는 대량 생산, 복잡한 보석 생산에 로봇 연마를 선택하고, 화학 연마는 제한된 투자를 통해 더 간단한 배치 마감에 적합하다는 것을 뒷받침합니다.
보석 마감 처리는 미적 및 품질 기준을 충족하기 위해 높은 정밀도를 요구합니다. 표면 매끄러움과 균일성은 제품 매력에 직접적인 영향을 미치며, 인건비는 생산 경제에 상당한 영향을 미칩니다. 로봇 연마 및 화학 연마는 널리 사용되는 두 가지 마감 처리 방법이지만, 운영 효율성과 표면 일관성에 대한 비교 성능은 정량적인 평가가 필요합니다. 본 연구는 산업용 보석 제조 공정 선택을 안내하기 위해 체계적인 평가를 제공합니다.
인건비 투입과 표면 거칠기 결과를 중심으로 비교 실험 프레임워크를 구축했습니다. 본 연구는 동일한 보석 부품을 통제된 조건에서 테스트하여 재현성과 반복성을 포함했습니다.
선전에 위치한 보석 제조 시설에서 4주 동안 데이터를 수집했습니다. 부품 유형에는 다양한 표면 형상을 나타내는 60개의 은 펜던트와 60개의 금 반지가 포함되었습니다.
로봇 연마: 자동 경로 제어를 위해 프로그래밍된 가변 속도 연마 헤드가 장착된 6축 로봇 암(KUKA KR6).
화학 연마: 온도 제어(25 ± 1°C) 및 시간별 침지 프로토콜이 있는 표준화된 산성 욕조 설정.
측정 도구: Ra 측정을 위한 접촉식 표면 거칠기 측정기(Mitutoyo SJ-410), 작업자 시간 기록에서 계산된 인건비.
로봇 경로 스크립트, 화학 욕조 조성 및 안전 프로토콜을 포함하여 모든 절차를 재현성을 보장하기 위해 문서화했습니다.
표 1. 표면 거칠기(Ra) 비교
| 방법 | 단순 형상 Ra (µm) | 복잡한 형상 Ra (µm) | 변동(%) |
|---|---|---|---|
| 로봇 연마 | 0.12 | 0.15 | ≤5% |
| 화학 연마 | 0.14 | 0.22 | 15% |
로봇 연마는 단순 및 복잡한 형상 모두에서 낮은 변동성을 보여 균일한 마감을 보장했습니다. 화학 연마는 특히 복잡한 형상에서 더 높은 Ra 변동을 보였습니다.
그림 1. 부품당 인건비
인건비 분석 결과 로봇 연마는 작업자 참여를 60% 줄였고, 화학 연마는 안전 및 품질 관리를 위해 지속적인 모니터링이 필요했습니다.
로봇 연마의 더 높은 균일성은 정밀한 공구 경로 제어와 일관된 접촉력에 기인합니다. 화학 연마 균일성은 형상에 따라 다르며, 움푹 들어간 부분에서 차별적인 산 노출에 의해 제한됩니다.
로봇 설정은 초기 투자 및 유지 관리가 더 많이 필요합니다.
화학 연마는 환경 및 안전 관리 문제를 야기합니다.
복잡한 디자인의 보석을 대량 생산하는 경우 로봇 연마는 표면 품질과 인건비 효율성을 모두 최적화합니다. 화학 연마는 비용 제약이 있는 더 간단한 소량 배치에 적용할 수 있습니다.
로봇 연마는 우수한 표면 균일성과 부품당 낮은 인건비를 제공하여 복잡하고 대량의 보석 마감에 적합합니다. 화학 연마는 단순한 형상에 적합하지만 더 높은 인건비 모니터링 및 안전 오버헤드가 필요합니다. 향후 연구에서는 최적화된 효율성과 표면 미학을 위해 로봇 사전 연마와 화학 마감을 결합하는 하이브리드 접근 방식을 탐구할 수 있습니다.
