KUKA KR AGILUS WP로 SAACKE에서 빠르고 정확한 공구 공급을 실현

독일 포르츠하임(Pforzheim)에 기반을 둔 Gebr. SAACKE GmbH & Co. KG는 정밀 공구 및 공구 연삭 기계의 제조가 전문입니다.

1892년에 설립된 이 가족 기업의 고객은 공구 제조업체와 기계 제조사는 물론 자동차 및 항공우주 산업 분야의 회사입니다.

SAACKE는 200여 명의 직원과 함께 자사 고객에게 정밀 공구와 공구 연삭 기계의 개발과 제조, 교육 및 기술 컨설팅, 소프트웨어 적응을 포괄하는 광범위한 서비스를 제공합니다. 이 중형 기업은 북미, 중국, 인도에 3개의 자회사를 두고 유럽 이외의 지역에서 활동하고 있습니다. 

로봇 기반 자동화 시스템으로 연삭 공정에서 준비 교체 시간을 상당히 단축할 수 있습니다.
SAACKE는 UW I F 유형의 연삭 센터에 다양한 공작물을 원활하게 로딩할 수 있도록 장착 시간을 크게 줄이고자 했습니다. 그래서 연삭 공정의 로봇 기반 자동화 시스템을 도입하기로 결정했습니다. 오늘날 방수 버전의 KR AGILUS 소형 로봇 시리즈 KUKA 로봇은 공작물의 빠르고 정밀한 이송과 언로딩뿐만 아니라 이에 따른 공구 연삭기의 최적 활용을 보장합니다.

정밀성과 속도에 초점을 맞추다

“UW I F 유형의 공구 연삭 센터를 위해 우리는 빠르고 정밀하게 작동하는 자동화 솔루션을 찾고 있었습니다. 가능한 한 높은 유연성을 보장하기 위해, 다양한 작업을 처리할 수 있는 로봇을 시스템에 통합해야 했습니다.” SAACKE 기계 사업부의 설계 책임자인 게르하르트 콥(Gerhard Kopp)이 설명합니다. 적합한 파트너를 찾는 중에 SAACKE는 바로 KUKA를 선택했습니다. 

 

KUKA KR AGILUS 로봇은 공작물의 빠르고 정밀한 이송과 언로딩을 보장합니다.

가격 대비 성능 비율과 로봇의 유연한 프로그래밍 가능성이 우리에게 확신을 주었습니다.

게르하르트 콥(Gerhard Kopp), SAACKE 기계 사업부 설계 책임자

설계, 고객 서비스, IT 부서가 완전히 자동화된 이 시스템을 설계하는 데 관여했습니다. 이에 따라 작업 공정이 고객의 요구사항에 완벽하게 일치하면서도 다른 한편으로 시스템을 쉽게 조작할 수 있습니다.

시스템을 설계할 때 개발자는 여러 가지 특수한 측면에 주의해야 했습니다. 규정된 사이클 내에서 다양한 작업을 안정적으로 처리할 수 있도록 로봇에는 이중 그리퍼가 장착되었습니다. 이를 위해 특별히 한 프로그램을 개발하였습니다. 이 프로그램을 사용하면 하나의 작업 단계에서 공작물 캐리어를 비우고 다시 채울 수 있습니다. 효율성을 높이기 위해 중요한 요소입니다.

로봇 셀은 또한 다른 공작물에 맞도록 문제없이 구성을 변경할 수 있도록 설계되었습니다. “로봇을 기계 시퀀스에 통합하려면 기계 인클로저를 조정할 뿐만 아니라 로봇과 기계 제어 시스템 사이의 적합한 인터페이스도 개발해야 했습니다.” 콥(Kopp)은 성공적으로 이룬 또 다른 도전 과제에 관해 이야기합니다.

두 개의 그리퍼를 이용한 공작물 공급 및 언로딩 

6축 로봇인 KUKA KR 6 R900 sixx WP는 가공할 공작물(예: 인덱서블 인서트 또는 섕크 툴)을 로봇 셀에 있는 팔레트에서 집어냅니다. 인덱서블 인서트는 핀 위에 배치됩니다. 이어서 로봇은 공작물을 셀 도어 앞에 내려놓습니다. 그러면 이 도어가 자동으로 열립니다.

로봇 팔은 열리는 도어를 지나 정규 가동 중 이미 가공을 마친 공작물이 있는 로봇 셀 밖에 있는 연삭기로 이동합니다. 로봇이 두 번째 그리퍼를 이용하여 이 공작물을 추출하고 이어서 그리퍼 암을 신속하게 회전하여 새 공작물을 이송합니다.

UW I F 공구 연삭기로 새 공작물의 가공이 시작됩니다. 그 사이 로봇 암은 로봇 셀로 복귀합니다. 그곳에서, 가공된 공작물은 블로오프 스테이션에서 세척되고 다음 연삭해야 하는 공작물을 로봇이 잡기 전에 팔레트에 다시 적재되며, 작업 과정이 처음부터 다시 시작됩니다. 

완벽한 생산 공정을 위한 까다로운 도전 과제 구현

KUKA KR 6 R900 sixx WP가 장착된 셀은 2015년 6월부터 SAACKE 고객을 대상으로 가동되고 있습니다. KR AGILUS 시리즈의 로봇은 가반 하중이 6kg이며, 몇 그램에 지나지 않는 매우 가벼운 인덱서블 인서트와 최대 2.5kg의 섕크 툴로 매우 정밀하게 작동합니다.

900mm의 작동 범위로 로봇은 전체 작업 영역을 이상적으로 포괄합니다. 셀에서는 매우 견고한 방수 기종의 소형 로봇이 사용됩니다. 안정된 스테인리스 스틸 커버, 내구성이 있는 표면 처리뿐만 아니라 내부에는 추가 씰을 갖추고 있어서 공작 기계에서도 사용할 수 있습니다.

KUKA KR AGILUS는 방수 기종으로 설계되어 있어 공작 기계에서 사용할 수 있습니다.
냉각 윤활제와 연삭 오일이 로봇 안으로 침투하지 못하게 방지하며 이것은 SAACKE가 IP 67의 높은 보호 등급을 충족하는 KR AGILUS WP를 선택하게 된 중요한 이유입니다. “로봇이 냉각 윤활제 분사에 직접 노출되지는 않지만, 공작물을 교환하는 동안 작업 공간에는 냉각 윤활제와 오일 미스트가 발생합니다.” 콥(Kopp)이 설명합니다. 따라서 특수한 보호 기능이 없으면, 실링, 라인 또는 측정 시스템에 손상이 발생할 수 있습니다.

다른 SAACKE 연삭 센터에도 적용되는 로봇 기반 솔루션

이미 SAACKE는 밀라노에서 열린 EMO 2015 공작기계 박람회에서 로봇 기반 자동화 시스템의 파일럿 버전을 선보였습니다. “우리 고객들의 긍정적인 반응은 이 제안이 우리 포트폴리오의 중요한 추가 요소임을 확인해주었습니다.” 콥(Kopp)은 설명합니다. 로봇은 속도와 유연성 측면에서 SAACKE의 기대를 완전히 충족합니다.

KUKA 로봇과의 협력을 통해 기계 가동률이 눈에 띄게 개선되었습니다.

칩투칩 시간(VDI 지침 2852에 따라 정의된 시간으로, 공구 빼내기 동작과 후속 공구를 동일한 가공 위치로 도입하는 동작 사이의 시간)이 단축되어 기계 가동률이 눈에 띄게 개선되었습니다. 더욱이 신뢰할 수 있는 공정으로 기계에서 작동 소모성이 확실히 줄어들었습니다.

“이 솔루션을 사용하면 규모가 큰 공작물 시리즈 생산을 문제없이 실현할 수 있습니다.” 콥(Kopp)은 평가합니다. 이에 따라 SAACKE은 장래에 로봇 기반의 자동화 시스템을 다른 기계 유형에도 적용할 계획을 세우고 있습니다. 예를 들어 공작물의 레이저 마킹과 같은 추가 기능을 통합할 수 있습니다.

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