Gebrüder Schwarz GmbH에서 플라스틱 사출성형 공정의 효율성을 개선하는 KUKA 로봇

독일 로트바일 노이키르히에 소재한 본사에서 200명의 직원이 근무하는 Gebrüder Schwarz GmbH는 플라스틱 사출성형, 툴 개발 및 시스템 컴포넌트 분야의 기술 선도기업으로 인정받고 있습니다.

동사에서는 의료 기술, 자동차 산업, 측정기술, 전자기술, 장비기술 및 환경 에너지 기술 분야의 고객들에게 최적의 솔루션을 제공하기 위해, 현대적 사출성형기, 건조 시스템, 주변장치 및 로봇 시스템을 항상 최신 기술 수준으로 유지하고 있으며 이를 위해 높은 수준의 자격요건을 구비한 오랜 경험의 숙련된 전문가 팀을 운영하고 있습니다. 2015년 2월에는 이미 적용 중인 2개의 KUKA 자동화 솔루션에 추가로 KR AGILUS KR 16 타입의 6축 로봇 2대를 채용하였습니다.

팬 제조를 위한 자동화 솔루션

고객사에서는 공조기술 및 드라이브 엔지니어링 분야에 사용되는 팬 및 모터에 특화된 전문 제조업체 ebm papst 사를 위한 팬 제조용 자동화 솔루션을 찾고 있었습니다. 이 과제는 리니어 갠트리로 수행하기에 너무 복잡하다는 것을 이미 초기 결정 단계에서 인식하고 침머른(Zimmern)에 소재한 시스템 통합업체 Barth Mechanik GmbH와 이 자동화 솔루션의 적용 가능성을 고려하였습니다. 고객사의 경제적 측면에서뿐 아니라 높은 품질 요구도 만족시키기 위해서는 완전히 새로운 방식의 자동화 시스템이 필요했습니다. 복잡한 형태의 플라스틱 사출성형품을 제조하기 위해서는 최고의 정밀도, 재현성 및 사이클 타임이 동시에 요구되었습니다 . 이에 추가적으로 고객사에서 요구하는 사이클 타임 및 공정신뢰성이 보장되어야 했습니다. 

하나의 팀으로서 작동하는 2대의 KUKA 로봇

팬 생산을 위해 4개의 샤프트가 KR 16에 공급되고, 로봇은 이 샤프트를 툴에 로드합니다. 1.2 mm 직경 및 1.5 cm 길이의 매우 작은 부품을 삽입하는 과정에는 한치의 오차도 허용되지 않으므로, 삽입 전에 레이저를 이용한 위치 측정이 이루어집니다. 플라스틱 사출성형 공정 후에 로봇은 주조가 완료된 4개의 팬을 툴에서 꺼내 테스트 스테이션에 전달하면, 여기에서 카메라를 통한 부품 점검이 이루어집니다. 이후 KR AGILUS 시리즈의 KUKA 소형 로봇(KR 6 R900)이 테스트 스테이션에서 최종 제품을 개별적으로 꺼내 팔레타이징 트레이에 적재합니다. 
KUKA KR AGILUS가 테스트 스테이션에서 최종 제품을 개별적으로 꺼내 팔레타이징 트레이에 적재합니다.

이 공정 단계의 안정적인 구현은 로봇으로만 가능한데, 사람의 손이 닿을 경우 부품에서 부식이 발생하고 장갑을 착용하는 경우에는 매우 작은 이 샤프트를 파지할 수 없기 때문입니다. 

동기화된 로봇 시스템을 통한 유연성 및 정밀성

Gebrüder Schwarz GmbH의 KUKA 로봇은 결과물의 품질뿐만 아니라 99.995%의 놀라운 가용성 및 견고성으로 최고의 솔루션으로 인정받았습니다. 뿐만 아니라 작업반경, 중량, 속도 및 에너지 절감의 측면에서도 이상적으로 평가 받고 있습니다. 다양한 기능이 탑재된 이 로봇의 탁월한 유연성 덕분에, Gebrüdern Schwarz 사에서는 2대의 로봇 시스템을 하나의 생산 사이클로 간단하게 동기화시킬 수 있었습니다. KR 16-2의 유연성 및 정밀성은 사출기에서 제품을 꺼내는 과정에서 그 빛을 발하였고, KR AGILUS 6 R900은 최고 속도 조건에서 구현된 높은 정확도로 그 진가를 인정받았습니다.

높은 품질 조건에서 눈에 띄는 생산성 증가

동사는 로봇 기반 솔루션을 통해 높은 품질을 일정하게 유지하는 조건으로 생산성을 혁신적으로 개선할 수 있었습니다. 여기에 채용된 솔루션은 미래의 유사한 도전 과제에도 적용할 수 있는 파일럿 프로젝트로 사용할 수 있을 것입니다. 6축 로봇을 적용한 새로운 방식의 자동화 솔루션 및 여기에서 축적한 노하우를 기반으로 Gebrüder Schwarz GmbH는 중장기적으로 사세를 더욱 확장할 것으로 예상됩니다. 
KUKA AGILUS(왼쪽) 및 KR 16(오른쪽) 로봇이 하나의 완벽한 팀을 이루어 작업합니다.

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