KUKA 6축 다관절 로봇, 생산성 향상에 기여

  • 2018-06-12
  • 글 | 쿠카로보틱스코리아(www.kukakorea.com)



CASE STUDY ②
자동화, 정밀성 및 고속성: KUKA 로봇을 통한 픽앤플레이스



25대의 KUKA 로봇이 Possehl Electronics 사의 3대의 사출성형기에서 작업합니다. 여기에서 로봇은 자동차에 사용되는 전동 스티어링용 제어 하우징의 제조에 사용됩니다.

마이크로일렉트로닉:
로봇기반 자동화를 통한 최고의 정밀도


총 25대의 KUKA 로봇이 독일 니페른에 소재한 Possehl Electronics 사 공장에서 0.1밀리미터의 정밀도와 최고의 사이클 시간으로 펀칭 부품을 사출성형기에 적재합니다. 로봇기반 자동화 솔루션은 Possehl 사에서 KUKA의 오랜 시스템 파트너인 FPT 그룹과 함께 개발하였습니다.

이 공장의 3개의 생산 라인에서 25대의 KUKA 로봇이 높은 신뢰성 및 정밀도로 작업합니다. 생산 프로세스는 3개의 라인에서 거의 유사합니다. Possehl 사에서 펀칭, 사출 및 자동화 기술의 산업 엔지니어링 부문을 총괄하는 로버트 테시 부장은 “하나의 로봇 셀에서 리드 프레임이 적재된 트레이가 스택 형태로 컨베이어를 통해 공급된다”고 설명합니다.




복수의 로봇이 수행하는 핸들링 과제


KR 5 arc 타입의 KUKA 로봇은 최상단 트레이에서 픽업하여 하적소에 내려놓습니다. KR 6 R900 타입의 KUKA 로봇은 4개의 펀칭툴이 포함된 회전 인덱싱 테이블에 있는 펀칭 다이에 리드 프레임을 내려놓습니다. 로봇은 차량 커넥터핀을 리드 프레임에서 분리합니다. KR AGILUS 시리즈의 4대의 KUKA 소형 로봇은 각각 6개의 차량 커넥터, 5개의 센서 커넥터핀 및 2개의 배터리 커넥터핀을 펀칭툴에서 꺼내고 이것을 전달 슬라이드에 내려놓습니다. 사출성형기의 적재는 중간 가반하중 클래스의 KUKA 로봇을 통해 이루어집니다.

이 로봇은 특수한 그리퍼를 이용해 준비된 블랭크를 4중으로 전달 슬라이드에서 픽업하고 이것을 툴에 삽입합니다. 여기에서 플라스틱 부품이 생산됩니다. KUKA 소형 로봇은 전달 스테이션에서 완성된 제어 하우징을 픽업합니다.

ASM의 인더스트리 4.0

KUKA는 최초로 인간-로봇 협업이 가능한 로봇인 LBR iiwa의 개발로 새로운 고도생산 산업생산 공정의 길의 초석을 세웠습니다. ASM Assembly Systems에서 KUKA LBR iiwa의 활용은 네트워킹 생산 시스템이 SMT 생산 라인을 최적화시킨 예를 잘 보여줍니다.

이 혁신적인 전자기기 분야 생산 설비의 가동은 인더스트리 4.0의 한 획을 그었습니다. 전자기기 산업 제조 솔루션의 세계적 선두 업체 ASM Assembly Systems는 뮌헨 본사에서 두 가지 지능적 인간-로봇 협업 방식을 도입했습니다. 1차 조립 영역에서 고정 로봇으로 LBR iiwa가 사용되고, 모바일 방식으로 자동 작동하는 플랫폼에서 SIPLACE SMT 라인 제조 중 이동 플랫폼에서 KMR iiwa가 사용됩니다.

ASM을 위한 KUKA의 생산 솔루션

SMT 라인의 1차 조립 영역에서는 조립 부품 테이블에 조립 부품 롤러를 추가 장착해야 합니다. SIPLACE Material Setup Assistant의 도움으로 어떤 조립 부품 롤러를 장착할지 확인할 수 있습니다. SIPLACE Material Setup Assistant가 SIPLACE Material Manager에게 요청을 전송합니다. 그러면 재료 매니저가 SIPLACE Tower에서 롤러를 자동으로 가져옵니다.

이후 로봇이 SIPLACE 타워의 조립 부품 롤러를 집어 요청된 순서로 조립 부품 캐리어에 놓습니다. 인간과 로봇은 이렇게 직접 상호작용합니다. 보호 울타리 없이 말입니다. 바로 인더스트리 4.0의 근본적인 요구사항입니다. 이 설계는 두 가지 근본적인 목표를 달성합니다. 로봇 사용 덕분에 제품의 높은 품질이 지속적으로 유지되고, 생산성이 향상된 것입니다.



LBR iiwa와 KMR iiwa의 협업


맞춤형 집게가 장착되어 있어, 로봇은 SMT 라인의 1차 조립 단계에서 조립부품 롤러를 섬세하게 잡을 수 있습니다. 다양한 지름과 다양한 강도의 측면 벽에 맞추어 로봇 스스로 집게를 구부립니다. 작동 중인 생산 라인 내 배치 프로세스에서, SIPLACE Line Monitor는 사용자에게 다음에 어떤 작동 요소 롤러가 어떤 트랙에서 끝으로 이동할지 알 수 있습니다. SIPLACE Line Monitor는 이 요청을 SIPLACE Material Manager에게 전송하고, SIPLACE Material Manager는 자동적으로 SIPLACE Tower에서 롤러를 방출합니다.

이제 KMR iiwa가 SIPLACE Tower에 다가갑니다. KMR iiwa는 샤프트의 하위레벨 왼쪽과 샤프트의 깊이를 측정합니다. 그리고 벨트 롤러의 높이를 측정하여, 벨트 롤러를 잡고 다른 모바일 플랫폼에 놓습니다. 마지막으로 로봇은 모든 조립 부품 롤러를 SMT 라인으로 운반해 올바른 위치와 순서로 사용자에게 전달합니다.

KUKA KMR iiwa와 KUKA flexFELLOW가 ASM 생산공정을 최적화하였습니다.
→ 인더스트리 4.0은 인간과 로봇의 위험요소 없는 협업을 가능하게 했습니다.

SMT 라인에 대한 로봇 기술 기반 자동화는 인더스트리 4.0의 잠재력을 입증하였습니다. 이는 무엇보다 오류의 최소화, 직원 수의 경감 및 1차 조립 단계 업무의 간소화입니다. 모바일 로봇인 LBR iiwa와 KMR iiwa는 자유롭고 안전하게 인간의 작업분야에서 활동할 수 있습니다.
 

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