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자동화 철학

글쓴이 : Riushop 날짜 : 2019-12-26 (목) 08:57

자동화의 철학

 

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산업적인 맥락에서, ‘자동화’ 라는 단어는 종종 ‘산업 로봇 공학’만을 의미했다. 하지만 실제로 ‘자동화’란 인버터 구동 컨베이어 시스템부터 첨단 제조 소프트웨어까지 모든 것을 가리킨다. ‘자동화’라는 단어를 가장 정확하게 설명하자면, 그것은 인간의 개입 없이 자동적으로 과정을 통제하는 것을 의미한다. 그렇다면 사무 자동화 솔루션 분야의 세계 선두주자 중 하나인 Ricoh의 기술이 회사 전체에 적용되는 것은 별로 놀랄 일이 아니다. 그 한 예로 영국 텔포드에 있는 리코 UK Products Ltd.라는 제조 계열사의 산업용 로보틱스에 대한 투자를 들 수 있는데, 이는 수익성을 개선하고 효율성을 높였다.
회사의 자동화 및 효율성에 대한 총체적 접근 방식은 사무실 기계 중 하나에 사용될 컬러 토너 카트리지의 새로운 생산 라인을 구축하기 시작했을 때 입증되었다. 리코는 산업용 로보틱스를 사용하여 토너 카트리지 셔터를 제조하는 방법을 연구하기 시작했다.


출처 : manufacturing tomorrow번역 : K-Smart Factory

 

리코, 도시바 로봇 솔루션 통한 생산공정 혁신
산업용 로봇 공학의 첫발 내딛다

 

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리코는 처음에 도시바 기계인 TH650 SCARA 로봇, 6개의 볼 피더와 로터리 인덱스 테이블을 조합하여 사용할 것을 제안했던 Evershed Robotics 에 접근했다. 이 회사의 디자인 엔지니어 중 한 명인 Matt Talbot에 따르면, 자동화된 공정을 통하여 카트리지의 캡을 열고 닫기 위한 셔터를 조립할 수 있다. 셔터 자체에는 조립해야 하는 다섯 개의 부품이 들어 있다.
생산요구를 맞추기 위하여 리코는 7.5초 안에 셔터를 조립해야 한다. 이 회사는 다양한 자동화 장비로 둘러싸인 회전식 테이블을 사용하여 부품을 조립한다. 부품을 꺼낸 후 트레이에 쌓아 다음 조립 라인으로 이동한다. 이 프로세스는 도시바 기계 SCARA와 쉽게 통신하는 Omron PLC에 의해 제어된다.
“약간 씰(seal)이 해체될 수 있기 때문에 우리는 꽤 정확한 시스템이 필요했다.”라고 탤벗이 말했다. “SCARA 로봇은 정확한 병렬 그립을 사용하여 용기처럼 생긴 피더에서 부품를 골라 테이블 위에 놓는다. 그런 다음, 테이블 주위로 시계방향으로 완료된 어셈블리를 집는다. 이 어셈블리는 90도로 회전하므로 포장 및 고정할 수 있는 정확한 위치에 있게 된다.”
포장 트레이는 CARTESIAN 로봇 팔 위에 위치에 오게되며 진공 부착 장치에 의해 고정되고, 72개의 유닛은 8개의 줄에 9개씩 배열되어 있다. 이 로봇 팔은 트레이를 공통의 위치에 놓고 완전히 채워질 때까지 그대로 있다. 그 다음, 트레이는 이어서 나타나는 매거진으로 대체된다. 그런 다음 CARTESIAN 로봇은 수직으로 내려가면서 다음 트레이를 선정한다.
새로운 매거진은 수동으로 놓아지며, 전체 트레이가 다음 프로세스로 이동된다. 직원의 안전을 확보하기 위하여, 작업자가 문을 여는 것을 막기 위한 경고등이 설치되어 있다. 문이 열릴 경우 경고등을 통해 접근을 통제한다.
시스템의 처리량이 매우 많기 때문에 Ricoh에서는 신뢰성을 매우 중요시 한다. 카트리지에 대한 수요는 지속적으로 존재하며 따라서 생산에 문제가 생기면 공급에 차질이 생길 수 있다. 이러한 문제에 대응하기 위해 Rico UK Products는 시스템 고장의 경우 완제품 재고로 대응하고 있다..
기계 설치는 반나절밖에 걸리지 않는 등 그 과정이 유난히 간단하다. Talbot에 의하면, 배선 및 테스트에 일주일 정도가 소요되었고, 사이클 시간을 단축하고 시스템 효율을 향상시키는 것과 관한 추가 개발은 단 이틀도 걸리지 않았다고 한다. 그 시스템은 이미 효율 개선으로 설치 소요 시간 이상의 몫을 해낸 것이다.
Talbot은 “자동화하지 않았다면 이 작업을 수동으로 하는 데 드는 비용이 매우 컷을 것이고 조립된 부품의 품질을 보장할 수 없었을 것이다”라고 설명했다. “또한, 이 업무는 매우 반복적이기 때문에 자동화가 필요했다. 우리가 처음 로봇공학에 투자할 때만 해도 큰 기대는 없었으나, 그 이후 우리는 로봇공학의 단순성, 신뢰성, 수익성의 열렬한 옹호자가 되었다. 로봇 공학의 라인 영역을 넓히고, 타 시스템의 중심에 다른 SCARA 로봇 3대를 추가했다.”고 덧붙였다.
Ricoh UK Products에 적용된 ‘자동화’의 정의는 매우 진보적이다. “나는 리코가 산업용 로봇의 설치를 성공적으로 해냈다고 믿는다. 왜냐하면 리코는 ‘자동화’라는 것이 제조가 더 이상 복잡하지 않고 더 쉽게 할 수 있도록 하기 위한 것이라는 것을 이해했기 때문이다.”라고 TM Robotics의 전무인 Nigel Smith가 말했다. 그는 “만일 이런 정신적 변화가 이뤄지면 어떤 제조업체든 리코에서 보는 것과 비슷한 혜택을 받을 수 있을 것이다. 리코의 사례는 산업용 로봇 공학의 첫발을 내디딘 사례일 뿐이다.”라고 덧붙였다.

 

자율 로봇으로 효율성 창출 및 안전 혜택 제공
제조공정에 자동화 시스템 도입할 필요성

 

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혁신적인 제조업체는 생산 공정에 산업용 로봇, 자율 로봇(autonomous robot) 및 코봇(co-bot)의 세 가지 종류의 자동화 시스템 배치를 전략적으로 생각해야 한다. 이러한 정밀 도구를 사용하면 공정을 보다 효과적으로 제어 할 수 있어 제품 품질이 향상된다. Greene Tweed의 Industry 4.0 이니셔티브인 The Right FITT ™ (Factory Innovation and Technology Transformation)은 로봇의 세 가지 유형을 모두 사용하여 제품 반복성과 생산 능력을 향상시키고 있다. 산업용 로봇은 가장 잘 알려진 Industry 4.0 기술 중 하나이며 이는 능력(capability)을 크게 향상시킬 수 있다. 특정 제조 작업을 정확하게 반복하도록 설계된 산업용 로봇은 고속 및 대량으로 실행이 가능하다.

예를 들어 Greene Tweed의 Industry 4.0 이니셔티브인 The Right FITT ™, 또는 Factory Innovation and Technology Transformation은 로봇을 사용을 적극 권장한다. 왜냐하면 로봇은 거친 환경을 견뎌내고 물리적으로 어려운 작업을 신속하게 수행할 수 있기 때문이다. 이를 통해 엔지니어가, 직원들에게 안전 위험을 초래하지 않게끔 제조 공정을 설계할 수 있도록 더 많은 옵션을 제공한다. 자율 로봇은 여러 영역에서 효율성을 창출한다.

센서를 갖추고 주변 환경에 반응하도록 프로그래밍 된 이 장치는, 제조 공정에서 예측하기 어려운 부분을 탐색하는 데 널리 사용되는 옵션이다. 예를 들어, Right FITT ™는 부품과 제품을 창고와 직원 간에 왕복 이동시키고, 사람과 기타 장애물을 피하고, 직원의 작업 시간을 더 많은 부가가치 작업에 사용하도록 자율 로봇을 권장한다. 이 장치는 작업자의 미끄러짐, 헛디딤 및 낙상뿐만 아니라 크고 무거운 짐을 운반하여 발생하는 크고 작은 사고와 근육 긴장을 사전에 제한하는 역할도 한다. 코봇이 부가가치가 낮은 반복 작업 수행. 노동력 저감효과
자동화 기술은 디지털 기술의 이점을 나타내다
코봇은 직원이 작업을 완료하는 데 도움을 주는 기계로, 직원들이 가치가 낮고 반복적인 작업을 수행할 필요성을 크게 줄여준다. 이것은 효율성을 높이고 직원들의 건강과 안전을 보장하며, 직원의 부가 가치 시간을(uptime, 가동시간)을 늘려준다. 이 흥미로운 기술은 The Right FITT ™의 핵심 요소이다. 가장 인터액티브한 새로운 하드웨어로 코봇의 통합은 새로운 기술을 문화적으로 수용하는 회사의 인력에 달려 있다. 코봇은 철저한(ground-up) 혁신을 위한 최고의 기회 또한 제공한다. 예를 들어, 코봇과 일하며 효율성 또는 품질 향상 전략을 개발하는 직원이 있다면 회사 전체에 코봇을 프로그래밍하여 이러한 개선 사항을 적용할 수 있다.

자동화 기술(automated technologies)은 디지털 기술의 협업 결실을 실제로 관찰할 수 있는 가장 좋은 방법 중 하나이다. 데이터 지원(data-enabled) 혁신 및 자동화를 통해 제조업체는 품질을 유지하면서도, 총경비(overhead)를 늘리지 않고도 throughput을 늘릴 수 있다. 한 가지 예로 자동 비쥬얼 검사(automated visual inspection)이다. 카메라와 이미지 분석 기술은 이제 여러 측면에서 사람의 눈을 능가했으며 자동 비쥬얼 검사 시스템은 품질 비(非)일관성을 줄일 수 있다. 규제가 엄격한 산업의 고성능 폴리머 씰(polymer seals), 개스킷(gaskets) 및 부품 제조 업체 Greene Tweed와 같은 회사에서 이 새로운 기술은 혁신을 위한 훌륭한 방법으로 사용되고 있다.


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