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밀링 머신의 자동 로딩을 위해 제조셀에 투입된 로봇

오스트리아 스크류 잭 제조사 ZIMM에서는 모듈라 셀에서 밀링 머신의 로딩에 KUKA 로봇이 사용됩니다. 이런 방식으로 공작물 자동 후처리 공정까지 완료된 30가지 종류의 부품이 생산됩니다.


고품질 스크류 잭 생산 라인을 자동화하는 KUKA 로딩 로봇

차량 정비소에 사용되는 자동차 리프트 아래에 장착되거나, 산업 컨베이어 시스템에서 높이 편차를 보상하기 위한 용도로 사용되는 제조사 ZIMM의 스크류 잭은 눈에 띄지는 않지만 중요한 주요 제품 중 하나입니다. 그러나 이 기업의 본사에 있는 기어 생산 라인은 눈길을 사로잡는 것으로 가득합니다. GROB 사의 5축 밀링머신에서는 다양한 크기의 알루미늄 및 주철 블록으로부터 고정밀 부품이 가공됩니다. 공작기계는 모듈라 제조셀의 일부입니다. 이 제조셀에서 KUKA 로딩 로봇이 밀링 머신에 자동으로 로딩하는 과제를 수행하고, KR AGILUS는 공작물의 자동 후처리 작업을 담당합니다.
이 셀에서 KUKA 로봇은 밀링 머신의 로딩 및 공작물의 자동 후처리 공정을 담당합니다.

밀링 머신의 로딩 및 공작물 자동 후처리를 담당하는 로봇

Vischer & Bolli GmbH 사 자동화 부서의 마르셀 할티너 팀장은 “지금까지는 공작물을 대부분 손으로 팔레트에 고정했다”라며. “하지만 많은 시간과 비용이 소요되었다”고 설명합니다. ZIMM 생산 라인을 효율적으로 설계하고 생산성을 높이기 위해 Vischer & Bolli 및 HBI Robotics는 1대의 KUKA KR QUANTEC 및 1대의 KR AGILUS로 구성된 모듈라 로봇셀을 공동으로 개발했습니다. 로봇은 5축 밀링머신에서 로딩 작업을 수행하고 공작물의 자동 후처리뿐 아니라 완성된 스크류 잭 구성품을 방출하는 공정을 처리합니다.
기계 보조작업자로 자동화 셀에서 로딩 로봇으로 사용되는 KR QUANTEC

생산성 및 효율성을 개선하는 로딩 로봇 및 제조셀

지금까지는 기계 팔레트의 로딩이 수동으로 진행되었지만 이제는 작업자가 트레이만 리프트 시스템에 로딩하는 것으로 모든 준비가 완료됩니다. 4미터 높이의 타워에는 미가공 재료, 가공된 완제품, 클램핑 장치 및 상황에 따라 툴이 보관됩니다. 이어서 연결된 로봇셀의 가동이 시작되면. KR 240 R2900 ultra 기종의 KR QUANTEC 로봇이 블랭크가 장착된 트레이를 리프트 시스템에서 꺼내고 이것을 프런트 테이블에 내려 놓습니다. 그 후에 로봇은 4개의 블랭크를 자동으로 클램핑 장치에 배치하고 이것을 밀링 머신에 투입합니다.
미가공 재료 투입 후 완성된 공작물 방출: ZIMM 사 작업자가 트레이를 리프트 시스템에 장착합니다.

1개의 로트 크기에서도 경제적 생산을 보장하는 모듈라 셀

마르셀 할티너 팀장은 “이 기계는 알루미늄 및 주철 재질의 약 30가지 종류의 부품을 1에서 200개사이의 로트 크기로로 생산할 수 있다”며 “기계 밖에서 클램핑 장치에 로딩하는 방식을 통해 우리는 불필요한 가동 정지 시간을 줄이고 있습니다. 로봇이 블랭크가 장착된 클램핑 장치를 로딩 및 언로딩하기 때문에 전체 공정의 효율성을 개선할 수 있다”고 부언합니다.

밀링 머신이 4개의 공작물을 가공하는 동안 KR QUANTEC은 그 다음 클램핑 장치의 로딩 작업을 수행합니다. 부품이 양측면에서 완성되면 마찬가지로 자동으로 뒤집기 공정이 진행되고 이후 로봇은 셀 내 후처리 스테이션에 이것을 내려 놓습니다. 여기에서 KR 10 R900-2 기종의 KR AGILUS는 부품의 디버링 및 클리닝 작업을 수행합니다.
KUKA 로딩 로봇은 밀링 머신의 자동 로딩을 위해 4개의 공작물을 장치에 고정합니다.

경쟁력을 높이는 무인 교대 시스템

부품에서 모든 공정이 완료되면 KUKA 로봇은 이것을 종류별로 트레이에 내려놓고 트레이는 리프트 시스템에 보관됩니다. 작업자가 다른 반대편에서 완성된 제품을 꺼냅니다. ZIMM에 있어 로봇셀은 생산 프로세스의 혁신적 발전을 의미합니다. ZIMM 사 생산부 하디 포너딕 팀장은 “무엇보다도 자동화를 통해 우리는 야간 및 주말에 무인 교대로 작업을 계속할 수 있고 회사의 생산성 및 경쟁력을 높일 수 있었다”고 설명합니다.
공작물의 자동 후처리는 KUKA의 KR AGILUS가 담당합니다.

밀링 머신의 로딩 작업은 로봇이, 직원은 부가가치 창출 업무에 시간 사용

과거에 많은 인력 및 시간이 소요되던 수동 작업이 이제 셀에서 로봇을 통해 수행됩니다. 심화하는 전문 인력의 부족 현상으로 인해 ZIMM 사에서도 전문 자격 요건을 갖춘 직원을 찾는데 점점 어려움을 겪고 있습니다. 이제 자동화를 통해 지금까지는 주로 밀링머신 매거진의 로딩을 담당하던 직원이 더 높은 부가가치를 창출하는 곳에 집중할 수 있는 다른 부서에서 일하게 되었습니다. 마르셀 할티너 팀장은 “우리 솔루션은 거의 무인으로 작동하고 이제 직원들은 공작물의 클램핑이나 언클램핑 작업과 같은 비교적 단조로운 작업의 부담을 덜게 되었다”고 설명합니다.
자동화된 후처리 공정이 완료되면 KUKA 로딩 로봇, KR QUANTEC은 공작물을 다시 재료 리프트로 운반합니다.

중앙 호스트 컴퓨터 시스템, 무한한 가능성

셀 내에서 이 모든 프로세스는 ERP 시스템에 통합될 수 있는 호스트 컴퓨터를 통해 제어됩니다. 이 컴퓨터는 작업 관리 및 공작물의 조절 과제를 수행하고 주변장치를 제어하며 진행 중이거나 대기 중인 프로세스에 대한 정보를 제공합니다. 할티너 팀장은 모듈라 셀 구조에 거의 무한한 가능성이 잠재되어 있다고 생각합니다. 그는 “원칙적으로 우리는 기계 및 주형 제조, 의료 기술, 자동차 산업의 거의 모든 절삭가공 기업에 자동화 솔루션을 제공할 수 있다”고 설명합니다.
자동화 셀의 컨트롤은 호스트 컴퓨터를 통해 이루어집니다(그림 좌측: 마르셀 할티너, Vischer & Bolli GmbH 자동화 팀장, 우측: 하디 포너딕, ZIMM 사 생산 팀장).

자동화는 우리에게 야간 및 주말에도 무인 교대로 작업을 계속할 수 있고, 회사의 생산성 및 경쟁력을 높일 수 있는 가능성을 제공해 줍니다.

하디 포너딕, ZIMM 사 생산 팀장

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