카메라 시스템을 통해 값비싼 수리와 다운타임 회피하기

프레스 금형 모니터링을 위한 카메라 기반 시스템이 이물질을 감지하거나 다른 위험원을 실시간으로 감지하여, 손상이 발생하기 전에 시스템을 정지시킨다. 여기서 더욱 발전하여 이제 정확한 오류 분석도 가능하다.

시모 쉐렌바허(Simon Scherrenbacher): Schuler AG 홍보 대리

핵심 내용

  • 모니터링 시스템이 성형 기술에서 값비싼 금형 수리와 다운타임 심지어 생산 중지를 방지할 수 있다.
  • 카메라로 이물질만 찾아내는 것이 아니라, 금형이 올바르게 연결되어 있는지, 기판이 올바르게 삽입되고 성형되고 회수되었는지 시스템이 점검한다.
  • 이 분야의 최신 기술이 지금 소개할 VDP 애널라이저이다. 시각화에서 시간 곡선의 편향을 이용하여 어느 시점에 정상 상태에서 벗어났는지 확인할 수 있다.

금형 작업에서 작은 부품을 하나라도 잊어버리는 것은 프레스 작업자들에게 큰 악몽이 될 수 있다. 기계가 돌아가기 시작하면 금형과 부품의 손상은 불을 보듯 뻔한 것이다. 이처럼 이 짧은 순간의 부주의가 전체 시스템에 큰 영향을 줄 수 있다. 이에 Schule의 모니터링 시스템인 VDP(Visual Die Protection)가 값비싼 금형 수리와 다운타임 또는 생산 중단을 예방할 수 있다.

인공지능이 실제와 목표를 비교한다

카메라가 렌치나 펀칭 부스러기와 같은 이물질을 찾아낸다. 그뿐만 아니라 금형이 올바르게 연결되어 있는지, 기판이 올바르게 삽입되었는지, 성형 및 회수가 잘 되었는지를 시스템이 점검한다. 금형의 균열은 센터링 핀과 이젝터 핀의 손상처럼 보일 수 있다. 이와 같은 오류가 발생하면 악화되는 것을 막기 위해 프레스가 정지해야 한다.

이를 감지하기 위해, 카메라가 생산이 시작 전에 먼저 각 금형의 기준 이미지를 만들어야 한다. 여기에 작업자는 정확한 모니터링이 필요한 센터링 핀과 이젝터 핀과 같은 민감한 영역을 표시한다. 인공 지능이 생산 프로세스 중에 현재 사진을 실시간으로 금형의 원상태 사진과 비교하고 대응 조치를 즉각 시작할 수 있다.

Schuler는 시스템을 처음으로 도입하면 셋업을 지원한다. 이동식 머신 비전 시스템으로 실현 가능성을 분석하고, 카메라를 확장하여 스크랩 통로와 기계의 다른 영역도 모니터링할 수 있다.

2019년 말, 가전 제조사인 Neff는 ‘Visual Die Protection’을 도입했다. 이 시스템을 설치하고 금형의 한 부품이 잘못된 위치에 있음을 감지하고, 프레스를 즉시 멈추어 큰 손상을 방지할 수 있었다. “우리는 이런 솔루션을 기다렸습니다. ‘Visual Die Protection’의 시연 과정을 직접 보고 가능한 한 빨리 도입하고 싶었습니다. 금형과 기계 손상을 방지할 수 있다면 어느 정도의 비용을 절감할 수 있는지 금세 명확해집니다.”(레오나르도 세로시, Neff 가전 생산 지원)

Schuler는 이 시스템을 2019년 말 독일 북서부 노르트라인 베스트팔렌에 위치한 Heru Werkzeugbau의 ‘Protec 테크놀로지의 날’ 행사에서 처음으로 공개하였다. 이후 바로 며칠 만에 Neff에서 테스트를 진행하였고 결과는 성공적이었다. ‘Visual Die Protection’은 부품의 오정렬을 식별했고, 금형이 안착되기 전에 프레스가 정지했다.

직관적으로 조작 가능한 이 시스템은 12개의 중요한 금형 세트에서 실행되며, 설정은 빠르게 불러올 수 있다. Schuler는 현재 Neff와 긴밀히 협력하여 이를 더욱 개발하고 있다. 전문가들은 생산 프로세스 기록과 오류 제거를 위해 또 다른 인더스트리 4.0 기능을 보완한다. 인공 지능과 머신 러닝에 대한 기술도 확장하고 있다.

 

애널라이저가 오차를 지적한다

이 분야의 최신 발전 기술이 지금 소개할 VDP 애널라이저이다. “시각화에서 시간 곡선의 편향을 이용하여 정확하게 어느 시점에서 벗어났는지 바로 확인할 수 있습니다.”(수석 디지털 오피서 로히타시와 판트)

이 분야의 최신 발전 기술이 지금 소개할 VDP 애널라이저이다. “시각화에서 시간 곡선의 편향을 이용하여 정확하게 어느 시점에 정상에서 벗어났는지 바로 알 수 있습니다. 이 시점에 해당하는 이미지를 불러와, 부품이 센터링 핀에 있으나 잘 끼워지지 않았는지 또는 반복적으로 펀칭 폐기물이 특정 스크랩 통로에 쌓였는지를 식별할 수 있습니다.”(수석 디지털 오피서 로히타시와 판트)

따라서 향후 생산 중지를 방지하고 프로세스 안정성과 수율을 높이기 위해 적절히 변경할 수 있다. 또한 이 시스템으로 기록하고, 이후 비교를 위해 시계열과 영상 데이터를 내보낼 수 있다.

“당사 고객들은 VDP로 이전 상태를 돌아보고 오류를 기록하여 원인을 식별할 수 있기를 원했습니다. 프레스 운영자들은 기존 카메라로 금형 챔버를 모니터링할 수는 있으나, 영상은 나중에 힘들게 직접 평가해야 합니다. VDP 애널라이저는 이 작업의 부담을 작업자에게서 덜어줍니다.”(미하엘 베르프스, Director of Edge Solutions)

VDP는 성형 기술 네트워킹을 위해 Schuler가 이미 수많은 솔루션을 연결한 디지털 제품군의 일부이다. 이제 사용자는 가상 제품 플랫폼에서 올 초부터 기존 및 새로운 디지털 솔루션 전부를 테스트, 구성 및 주문할 수 있다.

 

디지털 솔루션이 생산 단가를 낮춘다

이 디지털 제품군을 통해 관심이 있는 업체는 Schuler의 제품 전문가들과 접촉하여, 구체적인 적용 사례를 상담하고 상세한 정보도 요청할 수 있다. “우리는 디지털 제품군의 각 제품이 고객의 생산 단가를 낮추고 기계 및 시스템의 효율성을 높이는데 기여할 수 있다고 생각합니다. 당사 제품은 열린 인터페이스와 표준 기술을 사용하여 고객의 IT 네트워크에 쉽게 통합할 수 있습니다. 당사는 네트워크로 연결된 솔루션을 묶어서 가상 플랫폼에 제공합니다. 이는 성형 기술에서 디지털화의 의미가 갈수록 커지고, Schuler가 이 부분에서 선도적 역할을 한다는 것을 보여줍니다.”(로히타시와 판트)

이 디지털 제품군에는 특히 Schuler Connect와 현장에 기술자가 없어도 오류를 제거하기 위한 가상 서비스 시스템과 프레스 내 구성품의 퍼포먼스를 연속적으로 관찰하기 위한 트랙 & 트레이스 솔루션이 포함된다.