가구 제조업체 Voit에 투입된 KR QUANTEC PA

KUKA 로봇이 가구 제조업체에서 빠른 속도와 정밀성을 보장하다

가구 제조업체가 자동차 산업과 어떤 관련이 있는지 알고 계셨습니까? 이런 질문을 받는다면 대부분 연관성이 없다고 대답할 것입니다. 하지만 가구 제조업체 Voit의 주력 사업영역은 바로 이 자동차 산업입니다. 동사는 독일 글로벌 자동차 제조사의 영업소들이 그 기업 이미지 전략(Corporate Identity)을 일관적으로 펼칠 수 있도록 다양한 서비스를 제공하고 있습니다.

예를 들어 동사는 자동차 영업소의 내부 인테리어를 책임지고 있으며 업무 공간, 라운지 및 고객 리셉션 공간을 설계 및 시공합니다. KUKA KR QUANTEC 시리즈의 KUKA 다관절 로봇 KR 180 R3200 PA는 이 가구 제조 공장에 설치된 에지 밴딩 머신(edge banding machine)의 양측면 영역에서 다양한 목재 패널을 팔레타이징하는 작업을 수행하고 있습니다.

창립자 Stefan Voit에 의해 1919년에 가구 제조업체로 선립된 Au/Hallertau 소재 가족경영기업 Voit는 목재 및 가공 전문회사로 가구 및 인테리어 분야의 선도 기업으로 인정받고 있습니다.

창립자 Stefan Voit 이후 제3세대가 경영하는 동사는 50여 명의 직원이 근무하고 있으며 독일 자동차 산업의 공급업체로 선두적인 입지를 다지고 있습니다. 이 회사는 직원들의 책상부터 전시실과 라운지 공간에 이르기까지 자동차 영업소의 설계와 인테리어가 전문입니다.

진공 기술을 이용한 적재 

예를 들어 책상 및 사이드보드에 사용되는 다양한 패널을 적재하기 위해 Voit 사는 3,200mm의 작동 범위와 180kg의 가반하중을 자랑하는 KR QUANTEC 시리즈의 KR 180 R3200 PA를 도입하기로 결정하였습니다. 그전에 이 회사는 새로운 에지 밴딩 머신을 구매하였고 인건비 절감을 위해 이 장비를 단 한 명의 직원으로 운전하겠다는 목표를 세웠습니다. 즉, 한 명의 직원이 기계 입구에서 가구 패널의 장착, 조작 및 운반을 책임져야 했습니다. 
KUKA 로봇이 진공 기술을 사용하여 목재 패널을 빠르고 정확하게 적재합니다

기계의 끝 부분에서 패널의 적재 작업을 위해 로봇을 투입하기로 결정하였습니다. 이 과제는 Sasbach am Kaiserstuhl(자스바흐 암 카이저스슈툴)에 소재한 KUKA Roboter GmbH의 시스템 파트너 Fischertech에 주어졌습니다. 말이 떨어지기가 무섭게, KR QUANTEC PA는 기계 후단에서 목재 패널의 적재 작업을 수행합니다. 각각의 패널은 커팅 및 본딩 작업이 이루어지는 이 머신에서 구동식 롤러 테이블을 통해 밖으로 방출되며, 로봇은 방출된 패널을 진공 그리퍼로 흡입한 후에 적재합니다.

하지만 이런 작업이 항상 간단한 것은 아닙니다. 경우에 따라서는 좁은 형태의 가구 재료를 나란히 배치해야 하는 까다로운 상황도 발생합니다. 하지만 이런 섬세한 작업도 KUKA 로봇에게는 문제가 되지 않습니다. 로봇 프로그램은 여러 부품 크기에 맞게 그리퍼를 정밀하게 제어하므로 로봇은 이런 긴 제품도 규정된 적재 패턴에 따라 정확하게 적재합니다.

적재 팔레트가 가득 차면 팔레트는 구동식 스택 롤러 컨베이어를 통해 로봇 셀에서 자동으로 밖으로 이동됩니다. 아직 에지 가공이 끝나지 않은 경우 팔레트는 다시 기계의 입구 부분으로 이동합니다. 통합된 안전 기술은 적재 팔레트가 밖으로 이동하는지 또는 작업자가 로봇 셀에 출입하는지를 자동으로 인식합니다. 후자의 경우 로봇은 자동으로 정지하게 됩니다. Voit 사 직원은 로봇 트레이닝 과정을 이수하였지만 프로그래밍 작업을 할 필요는 없습니다.

로봇 프로그램은 여러 부품 크기에 맞게 그리퍼를 정밀하게 제어합니다.

“길이, 폭 및 두께와 같은 특정 파라미터가 포함된 개별 프로그램을 모든 고객에게 제공합니다. 고객은 가공할 제품의 최소 치수와 최대 치수를 정확하게 정의합니다. Voit의 경우 이것은 적재할 가구 제품의 최소 치수와 최대 치수에 해당합니다. 조작자는 단지 이런 파라미터를 변경하는 것 이외에 다른 사전 지식은 필요하지 않습니다.” Fischertech 사의 소유주인 롤란트 피셔(Roland Fischer)는 말합니다. 

에지 밴딩 머신에 연결되는 데이터 인터페이스에서 단 하나 또는 두 개의 값만 새로 입력하는 것으로 모든 준비작업이 완료됩니다. 조작 장치도 맞춤식 솔루션으로 공급됩니다. 터치패드 형태의 KUKA SmartPad는 Fischertech에 최적화된 사용자 인터페이스를 제공합니다. 사용자 인터페이스에는 요구되는 제품 변수의 간단한 입력 및 시스템 전체의 다양한 파라미터 표시를 위한 명료한 사용자 조작 화면이 있습니다. 


사용이 간단한 인터페이스 덕분에 어디서든 클리 한 번만으로 원하는 작업을 할 수 있습니다

롤란트 피셔(Roland Fischer), Fischertech 사 소유주

빠른 속도와 높은 정밀도

KR QUANTEC PA를 구매하기 전에 Voit 사는 로봇을 도입할지 포털 솔루션을 도입할지 결정해야 했습니다. 후자는 가격 측면에서 유리했지만, KR QUANTEC PA와 비교하여 유연성과 정확성이 부족하였습니다. 몇 센티미터에 달하는 까다로운 적재 정확성이 요구되었습니다. 또한 포털 시스템은 제한된 작업반경으로 인해 로봇과 달리 다양한 작업에 사용할 수 없고, 작업 속도가 느리고 에너지 효율성이 낮을 뿐 아니라 부품이 조기에 마모되는 단점이 있었습니다. 
갠트리 솔루션과 비교하여 KUKA 로봇은 더 유연하고 정밀하게 팔레타이징합니다
반면 KR QUANTEC PA빠른 동작과 높은 정밀성, 짧아진 사이클 시간과 3,200mm의 작동 범위와 같은 비교할 수 없는 이점이 있습니다. 이 시리즈의 다른 하이라이트는 60mm 크기의 관통구를 구비한 Hollow Wrist 디자인입니다. 이러한 디자인으로 모든 Hollow Wrist 드레스 패키지를 팔에서 보호되도록 설치할 수 있습니다. 이를 통해 장애 컨투어가 감소하고, 오프라인 프로그래밍이 간소화되며, 드레스 패키지의 수명이 연장됩니다. 이러한 다수의 이점들은 Voit 사에서 쉽게 결정을 내릴 수 있게 한 결정적인 요인이었습니다.

우리는 오늘날 로봇으로 교대 작업당 2,400개의 제품을 적재할 수 있지만, 이전에는 처리량이 40% 적었습니다

슈테판 보이트(Stefan Voit)

"이외에도 로봇이 동일한 양을 기존 장비보다 훨씬 짧은 시간에 처리하므로 에너지 절약도 달성할 수 있었습니다." 보이트는 덧붙입니다. 

동사는 로봇의 도입을 매우 어렵게 생각했었습니다. "우리의 기대는 그 이상으로 충족되었습니다. 제조 프로세스에서 로봇의 통합은 매우 빠르게 진행되어, 3일만에 생산을 재개할 수 있었습니다. 로봇은 현재 3개월 동안 고장 없이 운영되었으며, 우리는 품질과 판매량을 늘렸습니다." 이러한 큰 만족도는 다른 로봇을 추가로 도입할 가능성을 높였습니다. 차기 로봇은 예를 들어 제품을 에지 밴딩 머신의 입구에 올려 놓는 작업에 투입될 예정입니다. 

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