품질 보증을 담당하는 LBR iisy Cobot

그램 단위의 정확한 커피 분쇄: 이전에는 고가의 전문 커피 머신에만 적용되었던 이 기능을 통해 새로운 브랜드 LIGRE는 이제 일반 소비자 영역을 장악하고 있습니다. 설정된 커피 중량의 유지 및 수명의 측면에서 이 새로운 그라인더의 엄격한 품질 보증을 위해 Gronbach의 개발 엔지니어는 테스트 구조에서 KUKA의 LBR iisy Cobot의 지원을 받았습니다.

하이엔드 장치 및 모듈의 프리미엄 공급자

Gronbach 그룹은 본래 1964년 경첩 제조사로 설립되었습니다. 동사는 사세를 매우 빠르게 확장하였습니다: 현재 이 회사는 유럽 내 총 5개의 생산 거점을 보유하고 있으며 미국에 영업 사무소를 두고 있고 약 1,200명의 직원들이 근무하고 있습니다. OEM 사로서 Gronbach는 개발 및 기술 반제품 또는 완제품의 제조를 전문으로 하고 있으며, 이런 제품은 주로 대기업에서 스타트업에 이르는 500개 이상의 다양한 글로벌 고객사에 판매됩니다. 제품으로는 커피 머신, 인덕션 호브, 찜기 등을 들 수 있으며 주로 가전산업에 공급됩니다. 이외에도 케이터링, 의료, 자동차, 소비재 부문의 다른 고객사도 보유하고 있습니다.

이런 산업에서는 품질이 매우 중요한 요소입니다. 약 200명의 직원을 보유한 티롤 소재 생산 및 R&D 거점 Niederndorf는 제품 솔루션의 전반적인 개발과 관련하여 Gronbach 그룹에 매우 중요한 의미를 가지며 주로 기계, 전기, 전자 및 소프트웨어 등의 분야를 핸들링합니다. 자체 전문가 팀에서는 장치 및 모듈의 고객맞춤식 개발 및 연구를 전담하고 있습니다. 모든 제품에는 첨단 기술, 지속가능성 및 에너지 효율성에 관련한 엄격한 품질 기준이 적용됩니다. 새로운 커피 그라인더의 집중적인 품질 관리를 위해 개발 엔지니어들은 KUKA의 LBR iisy Cobot 의 지원을 받아 테스트 셋업에서 프로세스를 개선하고 있습니다.

55,000회의 분쇄 및 무게 측정: KUKA의 LBR iisy Cobot은 Gronbach 개발 엔지니어의 새로운 커피 그라인더 품질 관리를 지원합니다.

프리미엄 OEM으로서 Gronbach는 R&D 분야에서 오랜 노하우와 포괄적인 제조 전문성을 보유하고 있습니다. 수백 건의 고객별 프로젝트와 성공적으로 완료된 프로젝트에서 축적된 풍부한 경험을 바탕으로 이제 자체 브랜드 LIGRE가 탄생하게 되었습니다: 동사는 현재 커피 추출용 하이엔드 머신의 선도적 제조사로 시장에 진입하고 있습니다. 에스프레소 머신 외에 현재 시장에 출시되는 첫 번째 제품 중 하나로 LIGRE siji 커피 그라인더를 들 수 있습니다.

품질에 대한 엄격한 기준: LIGRE 하이엔드 에스프레소 머신 및 LIGRE siji 커피 그라인더.

소비자 부문의 커피 그라인더에서는 완전히 새로운 방식이 적용되어, 분쇄할 커피의 양을 그램 단위로 사전에 설정할 수 있습니다. 소비자들이 퍼스트 클래스라는 약속을 신뢰할 수 있도록, Gronbach 사의 F&E 전문가들은 이 새로 개발된 제품에 높은 수준의 품질 테스트를 적용하기로 결정하였습니다. 커피 그라인더가 약 10년의 수명 동안 약 500kg의 커피를 분쇄하거나 처리한다는 것을 전제로 기본 컨셉이 설정되었습니다. 거의 반 톤에 달하는 엄청난 커피 분쇄량 및 다양한 사용 조건을 감안하여 장기적으로 정확한 계량 결과를 달성하기 위해서는 빠른 가속도뿐 아니라 엄청난 반복 정확도도 충족하는 새로운 방식을 적용해야 했습니다. 뿐만 아니라 결과에 대한 신뢰성이 담보되어야 하며 이 프로젝트에서 얻은 지식을 향후 개발 및 개선 프로세스에 통합할 수 있어야 했습니다.

우리의 목표는 그라인더에서 시뮬레이션된 사용을 검증하고 마모와 정밀도에 대한 데이터를 얻는 것이었습니다.

Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Alexander Fahringer, Gronbach 사 기술개발 및 테스트 엔지니어

경제적인 품질 관리

Gronbach 사 R&D 전문가들은 테스트 셋업을 통한 경제적인 품질 보증이 로봇을 사용한 자동화로만 달성할 수 있다는 데 동의했습니다. KUKA를 파트너로 선정하는데 그리 오랜 시간이 걸리지 않았는데, 동사의 Kufstein 지역에 소재한 Niederndorf 공장에서는 이미 다양한 산업용 로봇을 사용하고 있었기 때문입니다. KUKA가 이러한 공정에 적합한 LBR iisy Cobot 제품군을 보유하고 있다는 것 역시 이점으로 작용했습니다.

경제적인 품질 보증은 LBR iisy Cobot과 같은 로봇을 사용한 자동화를 통해서만 가능했습니다.

최대 3kg의 가반하중을 자랑하는 이 민첩한 협동로봇에 대해 Alexander Fahringer 엔지니어는 특정한 경우에만 활용되지만 “이 최대 가반하중은 다른 적용 사례를 위한 여유 용량으로 활용할 수 있다는 점이 이점으로 작용했다”고 설명합니다. 그는 이 초기 프로젝트가 특히 협동 로봇이 미래에 품질 관리와 같은 적용 분야에서 개발 부서의 업무를 지원할 것이라고 확신합니다. 하지만 더 큰 가반하중도 문제가 되지 않습니다: KUKA는 15kg의 최대 가반하중, 760~1,300mm의 작동반경을 구비한 LBR iisy Cobot도 공급하기 때문입니다.

로봇을 통한 품질 관리: 간단한 티치인 기능을 통한 인간-로봇 협업 덕분에 LBR iisy Cobot의 시운전과 프로그래밍은 빠르고 간편하게 진행됩니다.

품질 관리: 6단계 테스트

품질 관리에 관련된 본래의 테스트에는 2개월의 기간이 계획되었으며, 이 기간 동안 LBR iisy Cobot은 55,000회의 커피 그라인딩 및 무게 측정 과정을 완전히 자동화하는 과제를 완수해야 합니다. 각각의 과정은 6개의 동일한 단계로 진행되었습니다: 정밀 저울에 필터 홀더의 무게 측정, 필터 홀더의 그리핑 및 커피 그라인더로의 이동, 필터 홀더 분리 및 분쇄 과정 종료 시점까지 대기, 채워진 필터 홀더의 픽업 및 저울로 이동, 분리 및 데이터베이스에 저울 눈금값 저장, 필터 홀더의 픽업 및 다시 저울에 놓기.

신뢰성 있는 우수한 반복정밀도 보장: Cobot과 같은 협동 로봇은 품질 관리 등의 개발 및 테스트 실험실에서 그 사용이 확대되고 있습니다.

LBR iisy Cobot의 가장 큰 이점은 티칭 버튼의 적용으로 인간-로봇 협업을 더욱 쉽게 프로그래밍할 수 있다는 것입니다: KUKA 회계 관리자인 Michael Reindl은 “버튼 터치 하나로 협업 로봇의 수동 가이드뿐 아니라 모션, 대기 시간 등의 원하는 작업을 학습시킬 수 있다”고 설명하며 로봇의 높은 사용자 친화성을 강조했습니다. 직관적인 사용법 덕분에 LBR iisy Cobot은 유연한 사용 가능성을 제공하며 자동화 전문가와 로봇 공학 초보자 모두가 빠르고 안전하게 사용하고 조작할 수 있습니다. 물론 이 협업 로봇은 협업 작업에 필수적인 거의 모든 안전 요구 사항을 충족합니다.

품질 관리의 새로운 방법: KUKA의 LBR iisy Cobot은 저속 장기 테스트를 통한 품질 관리의 일환으로 Gronbach에서 새로운 커피 그라인더를 55,000회 분쇄하고 무게를 측정하는 데 든든한 지원군의 역할을 수행했습니다.

수백만 번의 사이클

Michael Reindl 회계 관리사는 협업 로봇의 전형적인 적용 영역에 관련하여 “최대 가반하중이 3 kg인 특히 작은 사이즈의 LBR iisy Cobot이나 그 이상의 가반하중을 갖는 협업 로봇은 간단하고 단순하며 자주 반복되는 처리 작업을 다른 작업자들과 최고 수준의 안정성으로 수행한다”고 설명합니다. 11kg 및 15kg 버전에는 방진 및 방수 기능이 적용됩니다(보호등급 IP 54). 간단한 조작성 및 탁월한 유연성은 기존 산업용 로봇과 차별화된 Cobot의 특성입니다.

KUKA의 LBR iisy 시리즈 협동 로봇은 최대 3, 11, 15kg의 가반하중을 자랑합니다.

이런 방식으로 사람들이 기피하는 작업 또는 건강에 유해한 작업에서 작업자들을 지원하고 정밀도, 반복정확도 및 간편한 사용성으로 진정한 부가가치가 창출됩니다. 이 내용은 품질 관리라는 구체적인 적용 사례에도 동일하게 적용됩니다. 분쇄 및 무게 측정 과정을 포함한 각각의 개별 프로세스는 연속 작업에서 절대적인 신뢰성으로 수행되고 그 내용이 기록되므로 편차를 신속하게 식별하고 품질을 보장할 수 있었습니다. Reindl 회계사는 “로봇 컨트롤러는 이 어플리케이션의 다른 모든 구성요소에 대한 최종 조정자 역할을 수행한다”고 설명합니다. 다양한 시스템에 대한 개방적 구조가 이런 역할을 가능하게 합니다. 만족스러운 테스트 결과: “그라인더는 10년의 시뮬레이션 기간 동안 마모 흔적이 거의 나타나지 않을 정도로 우수한 작동성능을 보여 주었으며, 그 결과 본래 수명보다 오랫동안 사용할 수 있을 것으로 예상된다”라고 Fahringer는 말합니다. 이외에도 당연하게도 55,000회의 분쇄 테스트는 Cobot에 어떤 성능 변화를 발생시키지 않았습니다. Reindl은 KUKA 로봇에게 수백만 번의 사이클은 기본적인 내구성에 불과하다며 “이런 부하는 잘 길들여진 상태”일 뿐이라고 강조합니다.

좌측 기준: Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Alexander Fahringer, Gronbach 기술 개발 및 테스트 엔지니어, Peter Koppensteiner, Gronbach 연구 개발, 가전 부문 및 Michael Reindl MBA, KUKA 회계 관리자.

손쉬운 도입

동사의 R&D 팀은 Gronbach에서 LBR iisy Cobot의 채용은 이번이 마지막이 아닐 것이라고 확신합니다. Fahringer는 “자동화 엔지니어로서 우리는 이미 이 협동로봇으로 추가적인 품질 관리 및 프로세스를 어떻게 지원할 것인지를 고민하고 있다”고 말합니다. KUKA와의 탁월한 협력도 이런 미래지향적 관계를 설정하는데 기여했습니다. 동사의 로봇 전문가들은 관심자들이 매우 쉽게 로봇을 채용할 수 있도록 지원을 아끼지 않습니다: Reindl은 “우리는 LBR iisy Cobot과 같은 편리한 협업 로봇을 회사 고객이 전향적 방식으로 시험 및 테스트할 수 있게 된 것을 기쁘게 생각한다”고 말합니다. 또한 로봇의 크기는 문제가 되지 않습니다: 콤팩트 디자인의 이런 로봇은 트렁크에 넣을 정도로 작기 때문입니다.