다이렉트 드라이브를 선호하는 PICK & PLACE

고정된 두 위치 사이에서 이쪽에서 저쪽으로 그리고 저쪽에서 이쪽으로 뛴다. 마이크로 스위치의 조립 공정의 특징은 그 제품 자체와 유사하다고 할 수 있다. 여기에는 자유롭게 프로그래밍 가능한, 직접 구동되는 Pick & Place HP 모듈이 적합하다.

옌스 크뇔케: Weiss 글로벌 비즈니스 개발/판매 부사장

특수 기계 제조사 UBH Mechanical Engineering은 2005년 시장에 처음 등장 했지만, 이미 많은 고급 유저들을 확보하였다. 전자 기계식 스위칭 센서 제조사인 EMS 시스템도 이들의 네 번째 고객이 되었다. UBH Mechanical Engineering은 자동차, 전자기술, 태양열 분야 등 소형과 중형 부품에 맞게 통합된 프로세스를 설치, 시험, 포장 시스템을 제작한다. 지그프리드 슈바르처 이사는 성공의 성과를 25명의 직원으로 구성된 자사의 유능한 팀원과 자신의 고객사에게 돌렸다. “우리는 새로운 주문이 들어올 때 당면한 문제를 해결하기 위해 실력 있는 파트너들과 함께 공동으로 솔루션을 개발합니다.“(지그프리드 슈바르처) 

Weiss사는 사업 초기부터 이들의 파트너였다. “Weiss의 로터리 인덱스 테이블은 최고입니다.“(지그프리드 슈바르처) 마이크로 스위치 조립 시스템의 경우 Weiss 로터리 인덱스 테이블을 기본으로 한다. 직렬로 배치되는 세 대의 고정 스테이션 TC 320이 기계의 기본을 형성한다. 이 작업에서는 공작물 운반이 아니라 Pick & Place를 통해 부품을 공급하는 데에 해결해야 할 과제가 있었다. “이전까진 공압 모듈을 통해 부품을 공급하였습니다. 하지만 1.5초의 사이클 타임에서 사용되는 공기 소모량이 너무 많았습니다.“(토비아스 될르너 설계 매니저) 압축 공기는 비싼 에너지 가운데 하나이기 때문에 운영비의 상승을 의미한다. 전기 드라이브가 훌륭한 대안이 되었다.

Pick & Place는 다이렉트 드라이브의 장점을 최대한 이용하다.

리니어 모터 축을 이용하여 Pick & Place 모듈 HP 70과 HP 140은 에너지를 절감하고, 1.5초의 사이클 타임을 달성하였으며, 공압식 유닛보다 조용하다
리니어 모터 축을 이용하여 Pick & Place 모듈 HP 70과 HP 140은 에너지를 절감하고,1.5초의 사이클 타임을 달성하였으며, 공압식 유닛보다 조용하다

Weiss는 전류를 이용할 수 있기 때문에 더욱 적합했다. Pick & Place 모듈 HP 70과 HP 140은 각각 두 개의 리니어 모터축을 조합하여 다이렉트 드라이브의 장점인 높은 역동성, 자유로운 프로그래밍 그리고 최고의 정확도를 십분 활용할 수 있었다. 60mm 폭의 HP 70에는 두 개의 리니어 모터축이 평행하게 배치되어 있고, 키네마틱 유닛과 연결된다. 축 상호 간의 변위로 최대 70mm의 수직 방향 스트로크가 가능하다. 모델 HP 140은 수직 방향 리니어 축과 수평 방향 리니어 축을 조합하여 스트로크 크기가 두 배 이상 커져 동시에 적재 중량이 최대 3kg으로 늘어난다. 첫 번째 HP 70은 제1 로터리 인덱스 테이블의 공구 홀더에 앵커를 삽입하여, 마이크로 스위치 조립을 위한 첫 작업을 시작하고, 두 번째 HP 70이 코일을 펀칭한 후 구부린 스프링 요소, 이른바 플래퍼를 내려 놓는다. 이어 몇 가지 시험과 세척 단계를 거치고 HP 140이 어셈블리를 제2의 로터리 인덱스 테이블로 전달한다. 여기에서 하우징을 삽입한 후에 언더 컨택트를 최대한 정밀하게 배치한다. “HP 70을 이용하여 고정 마운트로 다른 인덱싱도 없이 포지셔닝 정확도 0.02mm를 달성하였습니다.“(토비아스 될르너) 축에 바로 안착되는 측정 시스템을 채용한 HP 70의 높은 포지셔닝 정확도는 카운터 파트, 즉 로터리 인덱스 테이블도 그에 버금가는 포지셔닝 정확도를 구비하고 두 콤포넌트가 서로 조율되어 있을 때에만 가능하다. 이 경우 포지셔닝 정확도가 뛰어난 HP 70과 로터리 인덱스 테이블만 Weiss가 제공하는 것이 아니라, 로터리 인덱스 테이블과 함께 제작되는 셋업 플레이트도 제공한다. 언더 컨택트를 셋팅한 후 유사한 정밀도로 다른 요소와 테이블 1의 앵커 어셈블리도 하우징 안에 삽입된다. 커버 어셈블리를 올린 후 마이크로 스위치는 마지막으로 긴 스트로크를 이용하여 레이저 용접과 최종 가공을 위해 세 번째 로터리 인덱스 테이블로 전달된다. 이 스트로크에서 Weiss의 HP 모듈이 강한 인상을 남겨, 공압 장치 대신 Weiss의 제품을 선택했다고 한다. 이 모델의 경우와 같이 380mm의 긴 스트로크는 공압식 피커에게는 문제가 안 되지만, 속도와 관련해서는 이 거리에서 공기가 빠르게 나온다. “경험에 의하면 리니어 모터 축은 스트로크가 약 80mm일 때 더 빠릅니다.“(토비아스 될르너) 가속도 40m/s2, 최대 속도 4m/s로 Weiss의 HP 140은 전체 시스템을 제동하는 일 없이 긴 스트로크를 0.4초 안에 만들어낸다.

Weiss의 콤포넌트를 채용한 UBH Mechanical Engineering의 전자 기계식 센서 조립 자동장치. 세 개의 로터리 인덱스 테이블과 직접 구동되는 11개의 Pick & Place 유닛이 사이클 타임 1.5초에서 0.02mm의 포지셔닝 정확도를 유지한다
Weiss의 콤포넌트를 채용한 UBH Mechanical Engineering의 전자 기계식 센서 조립 자동장치. 세 개의 로터리 인덱스 테이블과 직접 구동되는 11개의 Pick & Place 유닛이 사이클 타임 1.5초에서 0.02mm의 포지셔닝 정확도를 유지한다

자유롭게 프로그래밍 가능한 가속 거동

이와 같이 역동성이 뛰어난 운동이라도 언제든지 제동이 가능하여야 한다. 공압 장치의 경우, 제동이란 커다란 소리가 나면서 댐퍼에 부딪히는 수준이지만, Weiss의 HP 모델의 경우 감속 램프와 전체 가속 동작을 자유롭게 프로그래밍할 수 있고, 제품 특성에 맞게, 부드럽고 조용한 스트로크가 되도록 최적화할 수 있다. UBH Mechanical Engineering이 이런 문제를 잘 수용할 수 있었던 것은, 인트라로지스틱스 공급자인 UBH Software & Engineering의 자회사로서 소프트웨어에 친숙했기 때문이다. “Weiss 어플리케이션 소프트웨어를 통해 제공되는 HP Pick & Place 모듈의 프로그래밍은 간단한 버튼 조작으로 새로운 제품 바리에이션에 아무런 문제없이 대응할 수 있습니다.“(토비아스 될르너)