제조 자동화를 위한 스마트 소프트웨어

절삭분야에서 생산성의 척도는 기계에 대한 높은 가용률이다. 이는 공작기계의 로딩 및 언로딩에서 시작하는 높은 수준의 자동화로 달성할 수 있다.

하이키 할릴라(Heikki Hallila): Fastems Systems GmbH 이사

대부분의 공작기계는 수동 작업 또는 핸들링 시스템이라는 팔레트기반 또는 로봇기반 시스템으로 로딩하고 가공된 공작물을 다시 취출한다. 적합한 로딩 및 언로딩 유닛은 제조되는 공작물의 특성이나 제조되는 배치, 각종 부품 그리고 경우에 따라 원하는 기계연동에 따라 좌우된다. 핸들링 시스템을 구분 짓는 특징은 수평방향 또는 수직방향 공작기계의 문제이다.

팔레트 핸들링을 위한 툼스톤 예시

무인 제조를 위한 유연한 제조 시스템

가공되지 않은 공작물을 팔레트가 장착된 저장장치에 저장하거나, 공구를 중간 보관하기 위해, 핸들링 시스템에는 저장 시스템이 있다. 이러한 저장 시스템은 기계와 연결하여 자재물류와 연동하고 FFS(유연한 제조 시스템)를 만들어 다양한 단계로 적은 인력이나 무인으로 제조가 가능하게 한다. 예를 들어 1개월이나 1년 정도의 다소 장기간 생산 시리즈가 있고, 최적화를 위해 필요한 관련 매개변수가 기본적으로 알려져 있다면, 원칙적으로 생산 계획은 간단하다. 그러나 실질적으로 세상은 그렇게 이상적이지 않다.

자동화로 변화에 대응할 수 있다

생산은 각각 다른 라인과 새로운 주문 등으로 늘 변화를 겪고, 이 생산과정은 매일같이 이런 현실에 직면하게 된다. 이런 생산관리에는 무엇보다 발 빠른 대응이 필요하다. 해결해야 할 과제는 생산주문을 가장 적합하게 처리하는 것 외에 기계의 생산성, 스핀들의 긴 수명에도 관련이 있다. 여기에 생산 중에 급박하게 처리해야 하는 개별적인 공작물 제조 등과 같은 주문에도 영향을 받는다. 그렇게 되면 제공해야 할 여유 있는 기계 용량에서 필요한 공구 그리고 저장 시스템을 적절하게 재조직하기에 이르기까지 전체 제조계획을 바꾸어야 한다. 이 같은 경우 유연한 자동화가 결정적인 도움이 될 수 있다. 하드웨어 형태의 우수한 자동화는 효율성을 위한 필요조건이기는 하지만 충분 조건은 아니다. 유연성을 위해서는 일련의 전제조건을 충족하는 스마트한 소프트웨어가 도움이 된다. 이러한 솔루션은 가능한 실시간으로 유입되는 주문을 분석할 수 있어야 한다. 뿐만 아니라 스마트한 솔루션은 다양한 ERP(전사적 자원 관리) 시스템을 위한 개방형 플랫폼을 제공해야 한다. 분석뿐만 아니라 제조 계획, 제조 제어, 제조 컨트롤을 구현하는 것도 중요하다. 동일한 소프트웨어 솔루션으로 언제든지 모든 주문상황에서 하드웨어를 가장 적합하게 제어하고 조절할 수 있어야 한다. 이러한 솔루션은 공작기계 제어, 상태 모니터링을 포함하여 관련 공구 제어, 반제품, 팔레트 및 전체 FFS 내 물류제어 등을 위한 MES (Manufacturing Execution System, 제조 관리 시스템)의 과제를 담당한다. 높은 효율성과 동시에 뛰어난 유연성을 위해서는 제조계획 시스템 및 통제 시스템인 상위의 인텔리전스가 적합한 하드웨어 및 소프트웨어(예, NC 프로그램)와 연동해야 한다. 즉 다양한 ERP 시스템, 다양한 공작 기계, CAD/CAM 솔루션, 측정 기술 및 공구 데이터 관리 시스템에 연결하기 위해 인터페이스에 대해 열린 플랫폼이 필요하다.

팔레트 핸들링의 전형적인 요소: Fastems MLS(멀티 레벨 시스템)의 로딩 및 언로딩 유닛

개선의 여지를 제공하는 시각화와 투명성

실질적인 절삭과 자동화 외에 세척 또는 디버링 로봇과 같이, 많은 제조지원 솔루션이 전체 솔루션에 통합되어야 하는 경우가 많다. 이러한 솔루션도 유연한 제조 시스템의 시각으로 연결되어야 한다. 전체 생산 데이터를 통일되게 조망할 수 있어야 효과적인 컨트롤 면에서 완벽한 제조 투명성을 보장할 수 있다. 위에 설명한 요소들을 모두 동원하고, 이를 넘어서 매체 단절 없이 실시간으로 중요한 정보와 데이터를 생산현장에 제공하는 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 모바일 솔루션을 점차 많이 사용하는 것은 이상적인 조합이다. Fastems는 공작기계를 중심으로 하드웨어와 소프트웨어를 적합하게 조율된 솔루션들을 원스톱으로 제공한다. 이러한 솔루션들의 중심에는 MMS5이란 자동화된 전체 시스템을 보다 효율적으로 시각화하고 제어 및 조절하기 위한 여러 공작기계 타입에 상관없이 사용할 수 있는 인터페이스에 대해 개방된 뛰어난 소프트웨어 플랫폼이 있다.

높은 수준의 자동화를 통해서 공작기계를 최대치로 활용할 수 있다.

빅토리아 존넨베르크(Victoria Sonnenberg), 절삭 부문 에디터