로봇 자동화의 예상치 못한 이점

Stabiltec이 로봇을 구입한 이유를 알아보기 위해 공장 내부를 걸어갈 필요조차 없습니다. 루이지애나 주 팍스에 있는 회사 생산 시설 밖에 있는 눈에 띄는 "지금 고용 중"이라는 표지판에는 공석 목록 맨 위에 "CNC 기계공"이 나열되어 있습니다. 그 신호는 Stabiltec이 서비스하는 시장인 석유 및 가스 산업에서 강력한 비즈니스가 계속되는 한 거의 확실하게 거기에 머물 것입니다. 회사는 제한된 노동력을 최대한 효율적으로 사용하면서 공작 기계를 계속 공급하는 방법으로 로봇을 설치했습니다. 고용주가 현재 비즈니스 활동으로 정당화될 수 있는 모든 숙련된 제조 직위를 채울 수 없기 때문입니다.

사실, 회사의 공동 소유주인 Keith Boutte는 공장이 다른 로봇을 구매할 것이 거의 확실하다고 말합니다. 자동화로 전환한 회사의 예상치 못한 이점으로 인해 두 사람이 예상한 것보다 훨씬 더 많은 수익을 올릴 수 있었습니다.

숙련된 직원에게는 너무 단순함

Stabiltec은 석유 및 가스 드릴링을 위한 다양한 다운홀 도구를 만듭니다. 그 범위 자체가 제조업체를 차별화하는 부분입니다. Stabiltec이 될 회사는 25년 전에 설립되었지만 불과 3년 만에 일련의 인수를 통해 구멍 드릴링용 부품뿐 아니라 측정 및 평가용 진단 하드웨어의 단일 소스 제조업체가 되었습니다. 구멍.

방향 드릴링은 전문 분야입니다. Stabiltec은 수직으로 지면에 들어가지만 드릴의 점진적인 아크를 통해 지하 매장지에 수평으로 도달하는 석유 및 가스 시추 시스템용 가공 부품을 제공합니다. Boutte 씨는 방향 드릴링 제품을 제공하는 다양한 OEM의 다양한 요구에 따라 방향 드릴링 시스템 구성요소를 엔지니어링합니다.

이러한 구성 요소를 제조할 때의 문제는 일부 부품에 숙련된 기계 가공이 필요하다는 것입니다. 3도까지 구부러지는 지하 하우징 섹션은 선반에서 비정상적인 설정이 필요한 선삭 작업을 통해 가공됩니다. 특히, 부품의 한쪽 끝을 직선으로 돌린 후 다른 쪽 끝은 중심선에서 오프셋된 설정을 통해 의도적으로 "비뚤어진" 방향으로 돌립니다. 따라서 대부분의 회전 부품에서 극단적인 오류로 간주되는 평행도에서 벗어나는 정도가 의도적으로 이러한 구성 요소로 가공됩니다. 숙련된 작업자가 이러한 부품을 실행해야 합니다.

Stabiltec의 문제는 이러한 숙련된 직원이 부족하고 다른 가공 작업에 너무 많은 시간이 소요된다는 것입니다. 변속기 부품이 대표적이다. 이러한 부품은 본질적으로 지하 드릴이 점진적으로 구부러지는 동안 계속 회전할 수 있도록 하는 유니버설 조인트의 구성 요소입니다. 변속기 부품은 하우징 섹션보다 덜 중요하지 않고 덜 중요하지만 변속기 부품 설정은 훨씬 더 간단합니다. Stabiltec은 오버헤드 크레인을 사용하여 이러한 부품을 공작 기계로 옮기는 상대적으로 미숙한 작업으로 인해 너무 많은 노동력을 잃고 있었습니다. 회사 관리자는 고용을 통해 숙련된 노동력 요구 사항을 채울 수 없다는 것을 인식하고 이와 같은 단계를 자동화하여 기존 노동력을 확보하기로 결정했습니다.

그러나 자동화하는 올바른 방법은 무엇입니까? 회사는 로봇 자동화가 첫 번째 고려 대상이 아니라고 말했습니다.

로봇 세포가 필요한 이유

변속기 부품은 고객마다 상당히 다르지만 모두 공통적인 것은 터닝, 밀링 및 드릴링의 조합입니다. 이러한 이유로 회사 리더들은 처음에 멀티태스킹이 보다 노동 효율적인 가공을 달성하는 올바른 방법이라고 생각했습니다. 이전에는 각 부품을 가공하려면 선반과 머시닝 센터 모두에서 작업이 필요했습니다. 한 사이클에서 선삭, 밀링 및 드릴링을 수행할 수 있는 기계로 전환하면 부품을 로드할 하나의 공작 기계만 남게 됩니다. 따라서 운영자의 역할이 줄어들 것입니다.

그러나 자세히 분석한 결과 멀티태스킹은 이 애플리케이션에 이상적인 솔루션이 아니었습니다. 한 가지 단점은 비용이었습니다. 관통 구멍 드릴링 및 보링 작업으로 인해 기계는 긴 공구를 수용하기 위해 긴 이동 거리를 가져야 합니다. 작업을 수행하기에 충분히 큰 하나의 멀티태스킹 기계는 Stabiltec이 현재 이 작업을 수행하는 로봇, 선반 및 머시닝 센터에 대해 궁극적으로 지불한 합산 가격과 동일합니다.

또 다른 단점은 처리량이었습니다. 복합기는 공작물을 회전하거나 밀링할 수 있지만 두 가지 작업을 동시에 수행할 수는 없습니다. 선반과 머시닝 센터 간에 작업을 분할한 상태로 유지하면 기계가 다른 부품에서 이러한 작업을 동시에 수행할 수 있기 때문에 생산성이 더 높아집니다. 반복 가능한 로봇 로딩은 여러 기계와 관련된 프로세스에서 일반적으로 발생하는 처리 또는 설정 오류의 위험을 제거합니다.

로봇 셀을 지지하는 마지막 주장은 노동 능력에 관한 것이었습니다. 멀티태스킹 기계는 노동의 필요성을 줄여주지만 기계는 여전히 작업자가 작업을 수행해야 합니다. 대조적으로 로봇 셀을 사용하면 작업장에서 변속기 구성 요소를 가공하는 데 오랜 시간 동안 노동을 하지 않아도 됩니다.

이제 이러한 부품은 165kg 용량의 FANUC Robotics R-2000iB 로봇이 Mighty USA Viper VT36CL-2000 CNC 선반과 Haas VF-5XT 수직 머시닝 센터를 모두 로드 및 언로드하는 셀에서 실행됩니다. 회사는 낮에는 작업자를 자유롭게 하고 밤에는 생산을 계속한다는 근거로 전체 셀을 정당화했습니다. 그러나 일단 셀이 가동되고 실행되자 회사는 자동화된 생산에서 다른 매우 실질적인 수익원을 보기 시작했습니다.

예상치 못한 이점

이러한 추가 혜택에는 다음이 모두 포함됩니다.

1. 더 나은 계약 가격 . Stabiltec은 로봇을 고혼합, 저용량 모드로 사용하고 있습니다. 주문 수량은 종종 10개 정도로 작습니다. 그러나 상점이 일정한 수량을 운영할 수 있는 사치스러운 경우 로봇의 일관된 생산을 통해 상점은 시간과 비용을 안정적으로 예측할 수 있습니다. 그 예측 가능성은 더 엄격한 마진을 허용합니다. 결과적으로 단기 가공과 계약 생산 간의 가격 차이는 다른 생산 자원보다 로봇 셀에서 더 큽니다. 가격 절감을 기반으로 이전에는 연간 생산 계약을 체결한 적이 없는 일부 고객이 이제 Stabiltec과 계약을 체결했습니다.

2. 손쉬운 인소싱 . 로봇 셀은 트랜스미션 부품의 용량을 확장함으로써 회사가 자체적으로 공급업체에 공급했던 다양한 다른 부품을 다시 가져올 수 있게 되었습니다. 이전에 회사는 너무 많은 기계 가공을 아웃소싱했기 때문에 이 작업을 사내로 가져오려면 6대의 새 기계와 6명의 새 직원이 필요했을 것입니다. 로봇 셀이 이 그림을 바꿨습니다. 자동화된 셀은 본질적으로 하나의 소형 시스템에 집중된 많은 양의 잠재적 용량을 나타냅니다. 이 집중되고 단순화된 용량은 많은 작업을 흡수할 수 있으므로 많은 인소싱을 허용합니다.

3. 고객 IP 보호 . Stabiltec은 유전에 직접 판매하지 않습니다. OEM용 부품을 생산합니다. 즉, 나머지 시장보다 먼저 OEM의 디자인에 액세스할 수 있습니다. 아웃소싱을 제한하여 이러한 디자인을 가깝게 유지하면 상점이 고객의 신뢰를 얻는 데 도움이 됩니다. 따라서 로봇이 제공하는 인소싱 능력은 효율성의 이점일 뿐만 아니라 마케팅의 이점이기도 합니다.

4. 추가 사업 진출 용이 . 변속기 구성 요소의 가공 요구 사항으로 인해 자동화의 논리적 대상이되었지만 Stabiltec은 곧 시장에서의 위치가 로봇 셀의 생산에도 이상적임을 발견했습니다. Stabiltec은 방향성 드릴링으로 유명하며 새로운 디자인에 대한 방향성 드릴링 전송 시스템을 생산하고자 하는 OEM이 자주 찾는 회사입니다. 이 핵심 제품을 효과적으로 생산하면 회사가 관계를 구축하는 데 도움이 되며 관계는 종종 추가 비즈니스 기회로 이어집니다. 즉, 자동화를 사용하여 문에 발을 들여놓을 부분에서 가능한 한 최고의 작업을 수행하십시오.

5. 유연성 향상 . 반직관적으로 보일 수 있지만 회사는 로봇이 탑재된 기계가 직원이 감독하는 기계보다 더 유연하다고 말합니다. 이는 로봇이 새로운 프로세스를 즉시 "학습"할 수 있기 때문입니다. 인간은 이것을 하지 않습니다. 인간 직원은 교육을 받고 점진적으로 변경된 절차 세트로 전환해야 하지만 로봇은 구식 습관으로 되돌아가지 않고 하루 만에 재배포 및 재프로그래밍할 수 있습니다.

그는 그러한 변화가 곧 일어날 것이라고 말합니다. 현재 너무 많은 변속기 부품 가공이 선반에서 이루어지고 있습니다. 머시닝 센터는 종종 대기 상태로 남아 있습니다. 따라서 Stabiltec은 이 셀에서 선삭 작업을 분할하기 위해 추가 선반을 추가할 것입니다. 로봇은 현재 두 기계 대신 이 세 기계 간에 작업을 전송하도록 다시 프로그래밍됩니다. 이 새로운 선반은 모든 긴 공구 드릴링 및 보링이 이 첫 번째 기계에 남아 있기 때문에 현재 선반만큼 클 필요가 없습니다. 따라서 상대적으로 저렴한 공작 기계의 가격으로 공장은 자동화 셀의 잠재적인 생산성을 훨씬 더 많이 실현할 수 있습니다.

더 많은 용량 제공

용접은 로봇 자동화의 다음 후보가 될 가능성이 높다고 Boutte씨는 말합니다. 기계가공과 유사하게 특정 용접 작업에는 단순하고 반복적인 작업이 수반되어 직원이 고급 작업에서 멀어지게 됩니다. 가공 영역에서 로봇은 이러한 간단한 작업을 자동화하는 가치를 입증했습니다. 실제로 로봇이 인간 직원과 같은 곳은 바로 매장의 Global Shop Solutions ERP 시스템입니다. 상점은 이 소프트웨어 내에서 로봇에게 직원 코드를 제공하여 수동 로딩 및 언로딩 대신 로봇의 성능을 추적할 수 있습니다. 이 추적을 기반으로 회사는 로봇이 변속기 부품 가공과 관련된 인건비를 76% 절감하고 변속기 부품 가공 능력을 49% 증가시켰다고 말할 수 있습니다.

아직 이길 수 있는 여지가 더 있습니다. 두 번째 선반이 추가된 후 Mr. Boutte는 가장 중요한 남아 있는 제한이 바닥 공간이 될 것이라고 말합니다. 그렇게 단순한 요소가 그렇게 중요할 수 있다는 것이 놀랍게 보일 수 있지만 Stabiltec의 경우 이러한 제한이 실제로 제한적임이 입증되었습니다. 간단히 말해서 로봇이 도달할 수 있는 범위 내에서 재고를 배치할 공간이 너무 많습니다. 결과적으로 이 공간은 세포가 전달할 수 있는 생산량을 결정합니다. 사실, 이 제한 때문에 셀이 아직 전체 24시간 동안 실행되지 않았습니다. 일반적으로 대신 하루에 16~20시간을 실행합니다. 이 단순한 장애물을 극복하기 위해 회사는 간단한 솔루션을 모색하고 있습니다. 바로 셀의 출력을 극적으로 증가시킬 수직 랙 시스템입니다.