Robot Application
Advanced Automation이 말하는 스토브리의 로봇
ABS 생산라인 자동화로 고객만족 이끌어낸 스토브리
Advanced Automation은 스토브리 로봇을 활용해 ABS 수동 생산 라인에서 발생할 수 있는 작업의 불편함과 품질 저하를 해결했다. 로봇은 계속 변경해야 되는 ABS 부품 운용에 맞출 수 있다. 이 시스템으로 제조업체는 시장의 어떠한 요구에도 대응이 가능한 효율적인 수단을 갖추게 됐다.
Advanced Automation, 왜 스토브리를 선택했나
브레이크 미끄럼 방지 시스템(Anti-lock Brake System, ABS) 부품은 끊임없는 정밀함이 필요한 분야이다. 특히 ABS 시스템 제조업체들은 높은 정밀도를 필요로 하는 ABS 시스템 구축을 위해 보다 특별한 솔루션을 필요로 한다.
미국 사우스 캐롤라이나주(州) 그린빌의 Advanced Automation은 이러한 정밀성에 문제가 생긴 한 세계적인 ABS 시스템 제조업체의 요청에 의해 로봇을 적용한 자동화 시스템을 구축했다.
이 ABS 시스템 제조업체의 기존 중국, 독일, 미국 공장의 생산라인은 수동 작업으로 제품 생산이 이뤄져 정확도가 떨어졌으며, 다변화되는 고객의 디자인을 수용하는 것이 점차 벅차지고 있는 상태였다. 이러한 시간, 비용의 낭비 및 사업비전의 악화를 해결하기 위해 다용도 로봇 시스템 설치를 결정한 제조업체는 Advanced Automation의 문을 두드린 것이다.
ABS 로봇 자동화 생산라인 구축을 위해 Advanced Automation은 사우스 캘리포니아 Duncan의 스토브리 로봇에 연락을 취했다.
Advanced Automation 제어그룹의 Robert Belk 부장은 스토브리 로봇을 선택한 이유에 대해 ‘정확도’라고 답했다. 그는 “스토브리 로봇은 정확하면서도 반복적으로 수행되어야 하는 부품 포지셔닝 문제를 해결할 수 있었다”며 “스토브리 로봇의 경우 기어 백래쉬가 제로이며, 로봇 사이클타임 역시 매우 안정적이었다”고 선정 이유를 밝혔다.
한편 Advanced Automation의 Bill Hein 프로젝트 매니저 역시 “로봇이 부품을 함께 누르기 때문에 수 미크론 내의 허용 오차를 유지해야 한다”며 “당사는 정밀도와 반복 정도를 고려했으며, 이 요소가 스토브리 로봇을 선택하게 된 주요 이유”라고 말했다.
특히 그들은 스토브리 로봇의 성능 및 정확도가 Advanced Automation의 로봇 자동화 시스템 설계에 큰 도움을 주었다고 밝혔다.
스토브리 RX160, TX90L, ABS 라인에서 진가 발휘
Bill Hein 프로젝트 매니저는 ABS 로봇 자동화 구축 프로젝트에 대해 “고객은 ABS 시스템의 생산 자동화를 위한 3개의 개별 조립 라인을 요구했고, 로봇은 다른 작업 및 프로세스의 위치로 부품을 배치해야 했다”고 설명했다.
ABS 제조업체가 요구한 3개의 개별 조립 작업은 게이징, 볼트 조임 및 부품을 누르는 작업을 일컫는다.
이 작업에는 받침대를 장착한 스토브리의 6축 로봇 RX160과 TX90L이 활용됐다. 이 두 로봇은 Advanced Automation의 설계 라인에 맞는 긴 리치를 가졌다.
Bill Hein은 “작업은 부품을 회전시키며 6면 전체에 이뤄진다. 6축 다관절 로봇은 이러한 작업을 수행할 수 있는 유연함을 가지고 있다.”고 말했다.
새롭게 구축된 이 로봇 자동화 라인의 작업 처리량은 이전의 수동 라인과 비슷하지만, 고객과 제조업체가 바라는 많은 요구사항을 수용할 수 있을 것으로 전망된다.
프로젝트 단계에서 고객의 모든 요구사항을 예측하기란 불가능하지만, ABS 제조업체는 자동화 부품 생산 중 어떠한 고객의 오더에도 유연하게 대처하기를 원했다. 이에 Advanced Automation측은 “기존의 수동 라인의 경우 고객의 오더에 유연하게 대응하기가 힘들었으며, 이 ABS 제조업체는 부품 생산 중 어떠한 오더에도 유연하게 대처하길 원했다”며 “이에 대한 해결책으로 제품 타입에 따라 변화할 수 있는 로봇 생산 라인을 구축하게 됐다”고 밝혔다.
뿐만 아니라 로봇 자동화 라인을 구축함으로써 이 ABS 제조업체는 유연한 대처와 함께 노동비용 절감 효과까지 거두게 됐다.
독일에 이어 미국, 중국공장까지 완전한 로봇 자동화 실현
스토브리의 로봇이 적용된 ABS 라인들은 동일하게 구성되어 있지 않다.
Bill Hein 매니저에 따르면 스토브리의 로봇은 중국과 미국 ABS 공장보다 독일에 더 많이 공급됐다고 한다. 그는 “독일은 생산라인 전체가 자동화되어 있어 더 많은 로봇을 구비했다”며 “하지만 중국과 미국은 적재 작업의 일부가 수동 라인이며, 이는 제조업체의 자금력에 따른 결정이었다”고 밝혔다.
하지만 ABS 제조 업체는 결국 미국과 중국의 라인 역시 업그레이드를 결정했다. 이에 대해 Bill Hein 매니저는 “처음에는 일부 수동 라인으로 결정되었지만, 결국 그 공장들은 완전한 로봇 자동화 시스템을 갖추게 됐다”고 밝혔다.
핸들링 시 제품 안전 확보 위한 그리핑 시스템 논의
프로젝트의 설계단계에서 시스템 인터그레이션 기업은 로봇이 부품을 어떻게 집게할 것인가를 신중히 고려해야 한다. 이러한 고민은 Advanced Automation에게도 마찬가지로 해결해야 할 숙제였다.
“일단 로봇이 부품을 집으면, 부품을 옮기고, 뒤집고, 회전시키는 등 핸들링 작업을 수행할 때 부품을 떨어뜨리지 않아야 하기 때문에 속도는 물론 유연성까지 두 가지 요소를 모두 충족시켜야 했다. 또한 프레스 공정에서의 부품 안전 역시 확보되어야 한다.”라는 Bill Hein 매니저는 “이러한 문제점들을 해결하기 위해 로봇 암에 손상을 주지 않기 위해서는 얼마의 압력을 적용할 것인가를 스토브리와 논의했다”고 밝혔다.
Bill Hein 매니저의 말에 따르면 로봇에는 변형이 필요했고, Advanced Automation과 스토브리는 독창적이고 안정적인 설계를 위해 함께 연구했다고 한다.
한편 Robert Belk 부장은 그리퍼에 대해 “압축 공기이며, 진공 컵의 일종이다. Advanced Automation은 기존 그리퍼 제품 중 일부를 구매해, 다른 것으로 조립을 했다.”고 말했다.
비전 시스템과 S/W로 완벽한 로봇 자동화 완성
비전 시스템은 생산 공정의 검사를 위해 설계됐다. Advanced Automation의 또 다른 프로젝트 매니저 Justin Nardone은 생산 라인에서의 비전 시스템이 지닌 역할에 대해 “비전은 팔레트에 랜덤으로 배열되는 제품의 위치설정을 위해 필요하고, 이 과정에서 정확한 부품인가를 확인한다”며 “카메라는 컨베이어에 고정된 것이 아니라, 로봇 암의 끝부분에 장착되어 있다. 사진은 부품 형체 확인과 동시에 위치를 잡고, 그리퍼 위치는 이러한 비전 시스템의 피드백에 따라 수정된다.”고 덧붙였다.
또한 Robert Belk 부장은 “먼지와 액체 등으로 오염이 될 수도 있지만, 카메라를 깨끗하게 유지한다면 크게 문제되지 않는다”며 시스템의 카메라가 브레이크 부품 생산 환경에 적합하다고 얘기한다.
더불어 이 ABS 조립 생산 라인 소프트웨어의 경우 로봇의 제대로된 작업을 유지시키는 역할을 한다. Justin Nardone은 “생산라인은 소프트웨어의 방대한 양 때문에 소프트웨어 중심으로 설계됐다. 각 부품은 데이터베이스 내에 고유의 식별코드를 가지고 있으며, 부품이 작업대에 도달하면 소프트웨어는 해당 부품을 확인하고 데이터베이스의 인터페이스를 설정한 다음 로봇을 컨트롤한다.”고 말했다.
한편 로봇 컨트롤러는 작업 셀 컨트롤러로서 사용되지 않는다. Robert Belk 부장은 “로봇은 작업이 프로그램되는 종속장치로서, 작업 셀 컨트롤러에서 특정 작업 실행 명령을 받는다”고 밝혔다.
Device Net은 로봇과의 통신에 사용되며 이것은 PLC가 가능한 유일한 인터페이스이다.
스토브리(주)한국지점 www.staubli.kr
STAUBLI is…
스토브리는 섬유기계, 커넥터 및 산업용 로봇의 3가지 분야에서 솔루션을 제공하는 기업으로, 전 세계 25개국의 스토브리 판매 유닛과 50개국의 대리점에서 4,000여명의 직원이 고객 서비스를 위해 근무하고 있다.
