YASKAWA의 자율성과 합리적 비용을 제공하는 자동화

독일의 한 공작기계 제조사가 제시한 머시닝 센터 자동 로딩 시스템의 중요한 요건은 신뢰성과 유연성 그리고 합리적인 가격이다. 조작은 간단해야 하고, 자율성도 요건 가운데 하나이다. Fintes GmbHs는 이러한 전제 조건 아래 EGS Automation을 선택하였다.

EGS Automation GmbH는 자동화 시스템을 턴키 방식으로 개발하고 구현한다. Fintes는 서보 프레스를 이용하는 조립 프로세스를 자동화하기 위해 2014년에 처음으로 EGS의 시스템을 도입하였다. 2019년에는 머시닝 센터를 위한 자동 로딩 시스템이 뒤를 이었고, 세 번째 시스템에도 EGS의 Sumo Multiplex를 선택하였다. 이 시스템은 순환 방식으로 작동하는 EGS 표준 시리즈의 팔레타이징 시스템이다. 이 3가지 시스템 모두 Yaskawa의 Motoman 로봇이 공작물 핸들링을 담당하고 있다.

Sumo Multiplex는 12단 팔레타이징 시스템으로, 600mm × 400mm 포맷의 팔레트용으로 설계되었다. EGS 기본 팔레트를 사용하며, 이 팔레트는 인레이를 이용하여 개별적으로 공작물에 맞추어 조정되며, 언제든지 완성품이 적재된 개별 팔레트를 픽업하거나 새로운 미가공 재료 팔레트를 삽입할 수 있으며, 자동화 프로세스가 크게 영향을 받지 않는다. Sumo Multiplex의 목적은 머시닝 센터 Müga S3030에 공작물을 자동으로 로딩 및 언로딩하는 것이다. 해당 공작물은 정밀 모터 부품으로, 정확하게 설명하면 럭셔리 대형차의 펌프 하우징이며, 머시닝 센터에서 3개 공정으로 동시에 가공된다. Müga S3030는 3가지 부품을 동시에 가공하는 동안 외부에 있는 교체 테이블에서는 가공과 병행하여 부품을 교체할 수 있다.

Yaskawa의 Motoman GP25는 공작물 별로 더블 파지 공구를 갖추고 있어 택트타임에 적합하게 부품을 취급할 수 있다.

택트 타임이 최적화된 핸들링

로봇은 Yaskawa의 Motoman GP25으로 하중은 25kg이며 도달 범위는 1.7m 이상이다. 공작물 별 더블 파지 장치를 장착하여 택트 타임에 최적화하여 부품을 취급할 수 있다. 이러한 성능으로 부품 2가지의 처리 시간이 60초이며, 부품 교체 외에 그다음 미가공 부품을 삽입하기 전에 각 클램핑 위치에서 칩을 제거하는 작업까지 유용하게 처리한다. 칩 제거는 압축공기로 칩을 제거하는 블로우 오프 장치가 담당한다.

팔레트 하나에는 부품 12개가 들어가며, 부품 세 개에 대한 처리 시간이 60초일 경우 팔레타이징 시스템에 대해 약 50분의 자율성이 생긴다. 이 시간은 Fintes에게 너무 짧아, 로봇 하나로 조작되는 팔레타이저 두 개가 있는 시스템을 선택하였다. 따라서 전체 시스템의 자율성이 약 2시간으로 늘어나 두 배가 넘었다. 이 시스템은 테스트 부품을 내보내는 QS 부품 방출 기능을 제공하며, 불량 부품 방출 기능도 가지고 있다. 또한 로봇은 기계 가공 시 오류가 발생하면 이 3개 부품을 완성품 팔레트를 통과하여 공작물 슈트를 통해 외부로 배출한다.

이 로봇은 도달 범위가 크기 때문에 기계와 적절한 거리를 두고 포지셔닝이 가능하며, 셋업을 위해 또는 셋업 부품 또는 소량 시리즈를 수동으로 조작하기 위해 안전 펜스의 대형 안전 도어로 들어갈 수 있어 문제없이 접근할 수 있다. 한편, Fintes에게는 안전 펜스 없이 바닥 스캐너를 적용한 형태는 적합하지 않았다. 로봇은 유연하게 작업할 수 있도록 그리퍼 교체 시스템을 구비하였다. 기계에서 다른 부품을 가공하는 경우, 맨손으로 두 번째 더블 파지 공구를 설치할 수 있어, 불과 몇 분 내로 그리퍼를 공구 없이 교체할 수 있다.

셋업 작업을 위해 또는 셋업 부품이나 소량 시리즈를 수동 조작하기 위해 안전 펜스의 대형 안전 도어를 통해 문제없이 출입할 수 있다.

간단한 로봇 제어

세 번째 시스템에도 Yaskawa 로봇을 사용한다. 공작기계 자동화를 위해 주변 조건에 맞게 설계하여 최적화된 이 로봇은 로봇 프로그래머 휴대용 디바이스로 간단하게 제어할 수 있다. 전체 자동화를 책임지는 이 로봇 컨트롤러는 팔레타이징 시스템 2개를 담당하고, 버튼과 센서를 조회하며, 프로피 넷 인터페이스를 기반으로 머시닝 센터에 대한 인터페이스를 형성한다. 조작자와 대화를 위해 프로그래머 휴대용 디바이스에는 터치스크린이 있다. 모든 위치가 순환하여 부품으로 채워지거나 비워지는 시동 루틴과 비우기 루틴도 중요한 특성이며, 새로 시동 후 첫 번째 사이클을 위한 자동 안전 속도도 빼놓을 수 없다.