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Dupont Cheese에서 자동 치즈 껍질 제거를 통해 생산 완전 자동화

Bruges의 Dupont Cheese는 네덜란드 머신 건설 회사인 Groba의 완전 자동화된 치즈 껍질 제거 머신에 투자했습니다. 더 인체공학적인 작업이 주된 이유였지만 자동화를 통해 새로운 기회도 열렸습니다.


Dupont Cheese는 벨기에 최대 유제품 회사인 Milcobel의 소비자 제품 및 서비스 부서의 일부입니다. 벨기에와 유럽에서 생산된 2,000가지 치즈를 전 세계에 유통하는 외에도 Dupont Cheese는 Moorslede 소재의 Milcobel 공장에서 생산된 치즈의 절단 및 포장을 담당합니다. 약 230명의 직원이 근무하는 이 치즈 회사에서는 16개 생산 라인에서 연 10,000여 톤의 치즈를 처리하며, 생산 라인 중에는 투명한 플라스틱 트레이에 사각 치즈 조각을 잘라 포장하는 라인도 있습니다.

2개의 산업용 로봇 암으로 연중무휴 24시간 생산

치즈 껍질 제거 머신과 인피드 및 아웃피드 롤러 컨베이어로 구성된 전체 설비는 KUKA의 산업용 로봇 암 2개가 포함되어 있습니다. 첫 번째 로봇 암이 치즈를 집어 저울에 올리면 치즈는 자동 껍질 제거 머신으로 투입됩니다. 그러면 두 번째 로봇은 특수한 밀링 툴로 치즈의 껍질을 제거합니다. 그동안 첫 번째 로봇은 저울에 다른 치즈를 올려 머신의 효율을 극대화합니다. 치즈 껍질 제거는 작은 날이 있는 고속 회전 원형 밀링 헤드가 설치된 KUKA AGILUS HM 로봇을 통해 수행됩니다. 로봇의 설계와 재료는 위생을 완전히 준수하기 때문에 AGILUS HM 로봇은 치즈와 같이 음식과 직접 접촉해야 하는 응용 분야에 매우 적합합니다.
KUKA AGILUS HM 로봇에는 치즈의 껍질을 제거하는 고속 회전 원형 밀링 헤드가 설치되어 있습니다.
완전히 자동화되고, 위생적으로 설계된 독립형 치즈 껍질 제거 머신에 대한 투자는 기본적으로 직원의 작업 조건을 개선하기 위해 이루어졌지만 Dupont Cheese는 몇 가지 기회를 더 발견했습니다. 프로젝트 매니저 Kurt De Guffroy는 다음과 같이 설명했습니다. “코팅된 치즈의 껍질을 수동으로 제거하는 것은 중노동일 뿐 아니라 직원에게 매우 부담스러운 작업이었습니다. 그래서 이 작업을 하려는 사람을 찾기가 힘들었죠.” 이 투자의 이면에는 더 나은 작업 안전과 작업 효율 향상의 목적도 있었습니다. 작업자 한 명이 전체 설비를 조작할 수 있으며 작은 표면적에 대한 모든 필수적인 작업을 할 수 있습니다. 동시에 작업자는 치즈의 인피드부터 아웃피드까지 전체 공정을 감독할 수 있습니다. 껍질 제거가 진행되는 동안 3교대로 근무하는 작업자가 휴식을 취할 수 있습니다.
KUKA와 머신 제조업체 Groba는 협력을 통해 고객에게 가장 효율적인 솔루션을 제공합니다. 
현재 생산량은 치즈의 형태에 따라 시간당 20개에서 30개입니다. 설비 조작은 매우 쉽게 이루어집니다. 작업자는 본인의 교대 근무 시간에 작업 스케줄이 있으며, 다양한 치즈, 형태, 형식에 따라 사전 프로그래밍된 20개의 프로그램 중 하나를 선택하기만 하면 됩니다. 이렇게 하면 머신은 완전히 자동으로 조정됩니다. 작업이 그 어느 때보다 더 쉬워졌습니다.

 

KUKA가 Groba를 위해 맞춤형 소프트웨어 개발 

그러나 머신 제조업체인 Groba에게는 Dupont Cheese의 자동화가 쉬운 작업이 아니었습니다. 한정된 공간설비를 연중무휴 24시간 가동할 수 있는 운영 관리에 대해 고려해야 했습니다. 신경 써야 할 또 다른 중요한 점으로는 치즈가 천연 제품이기 때문에 모든 치즈가 동일하지 않다는 점이 있었습니다. 로봇 공급업체 KUKA에는 자체적인 엔지니어링 부서가 있으며 그렇기 때문에 이러한 문제에 대한 해결책을 찾을 수 있는 지식도 갖추고 있습니다. KUKA는 이 구체적인 응용 분야에 맞춰 KUKA.DeCrust 소프트웨어를 개발했습니다. 모든 치즈는 여러 개의 레이저 스캐너를 통해 3D로 스캔됩니다. 이 스캔을 통해 소프트웨어 KUKA.DeCrust에서 읽어 들이는 포인트 클라우드가 생성되며 소프트웨어에서는 치즈 껍질을 최대한 효율적으로 제거하기 위해 로봇 암이 따라야 하는 다양한 경로를 결정합니다. 이 소프트웨어는 Dupont Cheese에서 손쉽게 자체적인 조리법을 설정할 수 있도록 개발되었습니다. 이러한 자동화로 인해 Dupont Cheese는 추가적인 외부 하드웨어가 필요하지 않게 되었습니다. 전체 응용 분야가 KUKA 로봇 컨트롤러에서 실행됩니다.
Dupont Cheese의 설비에는 2대의 KUKA 산업용 로봇이 있어 끊임없이 생산할 수 있습니다.
자체적인 엔지니어링 부서 덕분에 KUKA에서 얻은 지식은 머신 제조업체 Groba가 이 자동화 프로젝트에서 KUKA를 신뢰할 수 있는 파트너로 만들었습니다. 그렇기 때문에 두 회사 간의 협력전체 공정에서 매우 성공적으로 이루어졌습니다. 예를 들어 어떤 밀링 헤드가 이상적인 결과를 제공하는지 미리 확인하기 위해 수행해야 하는 몇 가지 테스트가 있었습니다. 치즈 스캔, 이미지 처리, 껍질 제거 툴의 제어를 개발하는 데에도 많은 시간이 소요되었습니다. 이후 껍질 제거 머신은 독립 유닛으로도 사용할 수 있지만 Dupont Cheese의 사례와 같이 연결된 유닛의 라인에서도 사용할 수 있도록 추가적으로 개발되었습니다. 이 과정에서 추가적인 기능이 생겼습니다.
Dupont Cheese는 최근에 공정과 설비에 대한 더 많은 인사이트를 얻고 필요에 따라 조정하기 위해 공정 데이터를 수집하기 시작했습니다. De Guffroy는 처리된 치즈 개수, 밀링 전후의 치즈 무게, 치즈의 손실과 같은 껍질 제거 머신의 몇 가지 KPI를 나열했습니다. “예를 들어, 머신은 더 일관되고 정확하기 때문에 수동 껍질 제거보다 치즈 손실이 2~3% 감소했음을 한눈에 알 수 있습니다. 이러한 점은 이번 자동화로 인한 추가적인 이점이기도 합니다.”
KUKA 로봇을 활용한 자동화된 치즈 껍질 제거

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