다음 레벨: 이동 로봇에 의한 공작 기계의 자동화

가격 인상에서부터 숙련된 노동력 부족에 이르기까지 산업 기업은 점점 더 많은 압박을 받고 있습니다. KUKA와 CNC 공작 기계 제조업체인 HELLER는 파일럿 프로젝트를 함께 진행하면서 이러한 과제를 해결하기 위한 지능형 애플리케이션을 개발했습니다. 이동 로봇은 공구를 사용하는 기계를 자동으로 로딩 및 언로딩하여 작업자의 부담을 덜어줍니다.

아직 초기 단계에 있는 기계 로딩의 자동화

적은 생산 개수, 높은 복잡성, 그리고 가능한 한 빨리. 개별적인 고객 요청은 숙련된 노동력 부족, 원자재 및 서비스 가격 상승과 함께 산업 기업의 도전 과제입니다. 이것은 자동화로 해결할 수 있습니다. 예를 들어 팔레타이징, 핸들링 또는 조립 작업과 공작물 가공의 자동화는 이미 상당히 진전되었습니다. 그러나 공구를 사용하는 기계의 유연하고 자동화된 로딩 및 언로딩은 아직 초기 단계에 있습니다. 세계적으로 활동하는 HELLER 그룹은 KUKA와 함께 이러한 격차를 좁힐 수 있는 파일럿 프로젝트를 시작하고 시행했습니다.

자동화 촉진을 위해 집중된 로봇 노하우

“이 분야에는 많은 잠재력이 있습니다. 기계 앞에서뿐만 아니라 기계 뒤에서도 자동화가 이루어져야 합니다.”라고 HELLER에서 팔레트 및 로봇 자동화를 담당하고 있는 Robert Eber는 말합니다. 이 그룹은 전 세계 5개 생산 현장에서 가공을 위한 최첨단 CNC 공작 기계 및 제조 시스템을 제조하고 있습니다. 일반 기계 공학, 에너지 기술, 유체 기술, 항공 우주 산업, 자동차 산업 및 그 공급업체는 물론 기타 여러 분야의 수많은 회사들이 1894년 뉘르팅엔에 설립된 이 회사의 고객입니다. HELLER는 이미 이전 작업에서도 KUKA의 로봇 기반 솔루션을 사용했습니다. 로봇에 의한 기계 로딩의 파일럿 프로젝트를 진행하면서 두 회사는 시장성 있는 애플리케이션의 개발을 위해 처음으로 협력했습니다.

HELLER는 고객별 솔루션과 그에 따른 자동화 기술에 집중하고 있습니다.

높은 유연성: 이동 로봇에 의한 기계 로딩

이 협업은 자동화할 수 있는 수동 프로세스와 한계의 위치를 파악하는 것을 목표로 시작되었습니다. “우리는 HELLER에 연락하여 이동 로봇이 필요하다고 생각하는지 물었고, 이에 대한 대답은 ‘예’였습니다. 그 후 첫 번째 아이디어와 개념, 그리고 마침내 우리의 파일럿 프로젝트가 탄생했습니다.”라고 KUKA의 글로벌 비즈니스 개발 매니저인 Steffen Günther가 말했습니다. 두 회사는 2021년 봄에 이 프로젝트를 시작했고 한두 번의 도전 끝에 1년 후 마침내 적절한 프로세스를 찾았습니다.

생산성 향상을 위한 이동 로봇

과정은 다음과 같이 진행됩니다. 직원이 제공하는 생산 주문 정보를 사용하여 CERTA의 마스터 컴퓨터가 기계에 필요한 공구를 결정합니다. 이 컴퓨터는 KMR CYBERTECH에게 창고에서 적절한 공구를 가져오도록 지시합니다. KR CYBERTECH가 설치된 전방향 기술로 구동되는 모바일 플랫폼이 시작되고 기계 로딩을 처리합니다. Steffen Günther는 “KMR CYBERTECH는 공구 홀더의 최대 중량이 20kg 이기 때문에 이 용도에 이상적인 제품이었습니다.”라고 말합니다. 로봇 암이 적절한 공구를 그리핑하고 플랫폼의 적절한 장치 위에 놓습니다. 그런 다음 이동이 계속됩니다.

자동화된 솔루션은 작업자가 기계로 가서 공구를 삽입할 필요가 없도록 해줍니다. 이를 통해 우리는 수동 작업의 초점을 전환할 수 있습니다.

Robert Eber, HELLER의 팔레트 및 로봇 자동화 산업 그룹 책임자

이동 로봇의 장점

KMR CYBERTECH는 부품을 적절한 기계로 가져와 필요한 곳에 배치합니다. “자동 기계 로딩을 위한 자동화된 솔루션은 작업자가 기계로 가서 공구를 삽입할 필요가 없도록 해줍니다. 이를 통해 우리는 수동 작업의 초점을 전환할 수 있습니다.”라고 Robert Eber는 설명합니다. 이 솔루션에서 KMR CYBERTECH는 로딩 및 언로딩 뿐만 아니라 교환도 담당합니다. 예를 들어 마스터 컴퓨터가 마모된 공구에 대한 정보를 수신하면 플랫폼이 해당 기계로 이동합니다. 언로딩하고, 운반하고, 새 공구를 가져오고, 기계에 삽입하면 완료됩니다.

설비에서의 자율 이동 로봇

자동 기계 로딩을 위한 이 솔루션을 개발할 때 특히 어려웠던 점은 관련된 모든 시스템 간의 통신이었습니다. “어떤 데이터가 언제 어디서 제공되어야 할까요? 데이터 교환을 위한 인터페이스는 우리에게 가장 큰 도전 과제였습니다.”라고 Robert Eber는 말합니다. KUKA와 HELLER의 집중적인 자동화 전문성 덕분에 몇 번의 테스트 끝에 모바일 플랫폼이 A에서 B로 단순히 이동되지 않는 적절한 방법을 찾을 수 있었습니다. 이제 필요한 정보를 즉시 제공받고 이 정보를 통해 항상 무엇을 해야 하는지 정확히 알 수 있습니다.

이동 로봇은 이러한 작업을 끊임없이 수행할 수 있으며 숙련된 작업자는 자신의 역량과 부가가치를 창출하는 활동에 집중할 수 있습니다.

Steffen Günther, KUKA 글로벌 비즈니스 개발 매니저

사용자를 위한 유연성

두 번째 요구 사항도 파일럿 프로젝트에서 구현되어야 했습니다. “우리는 수동 작동에서 가능한 한 변경을 최소화하고 싶었습니다.”라고 Eber는 말합니다. “즉, 직원은 필요한 경우 계속해서 공구를 투입하고 데이터를 관리할 수 있어야 합니다.”

유연성 및 자동화: 이동 로봇은 공작물을 운반할 수 있을 뿐만 아니라 기계에 공구를 로딩할 수도 있습니다.

공작 기계의 로봇에 대한 고객 요청

프로젝트가 완료되었고 실현 가능성이 확인되었습니다. 통신이 원활하게 작동하고 이제 사람과 로봇이 모두 기계에 공구를 로딩할 수 있습니다. Eber는 “이제 시장을 관찰하고 다음 단계로 진입하여 고객 요청에 응할 준비가 되었습니다.”라고 강조합니다. KUKA에게도 이 프로젝트는 공작 기계 자동화 분야에서 이동 로봇과 관련된 첫 번째 대규모 프로젝트였습니다. Steffen Günther는 이것이 숙련된 노동력의 부족을 해결하고 산업 기업을 강화시킬 것이라고 확신합니다. “이동 로봇은 이러한 작업을 끊임없이 수행할 수 있으며 숙련된 작업자는 자신의 역량과 부가가치를 창출하는 활동에 집중할 수 있습니다.” 초석이 놓였고, HELLER와의 협력을 통해 이미 첫 번째 고객 프로젝트와 제안 사항을 생성할 수 있었습니다. 이제 이 미래 지향적인 프로젝트를 다른 공구 제조업체의 생산 시설에 통합할 때입니다.