작업자의 생산성과 안전을 향상시키는 모바일 로봇

Universal Robots의 모바일 플릿은 이제 다량/소량 전자 제품 제조업체인 Scott Fetzer Electrical Group(SFEG, 테네시주 페어뷰)의 끊임없이 변화하는 작업을 해결하기 위해 매일 작업 지시를 받습니다. Universal Robots USA Inc.(뉴욕주 이스트 세토켓, 덴마크 오덴세)가 공급하는 협동 UR 로봇은 생산을 20% 최적화하여 직원들의 단조롭고 잠재적으로 위험한 작업을 이제 더 보람 있는 작업으로 재할당했습니다.

SFEG는 France Power Solutions, Northland Motor Technology 및 Kingston Products의 세 가지 Scott Fetzer Company 비즈니스의 기능을 통합하기 위해 2010년에 설립되었습니다. 내슈빌 외곽에 위치한 이 회사는 변압기, 전원 공급 장치, 동작 제어 장치 및 구동 시스템을 포함한 전력 제품을 설계 및 제조합니다.

최초의 UR5 로봇이 SFEG에 도착했을 때 사람들 사이에서 새로운 장소에 계속 등장하는 친근한 친구가 등장하는 인기 있는 Where's Waldo 책에서 영감을 받아 빠르게 "Waldo"라는 이름을 얻었습니다.

"언젠가 Waldo는 판금을 구부리고, 다음 날에는 픽 앤 플레이스 작업을 수행하고, 셋째 날에는 지역 고등학교의 Manufacturing Day에 그를 데려갈 것입니다."라고 Matthew Bush 운영 이사가 말했습니다. 광범위한 전기 모터 및 부품 제조업체인 SFEG.

UR 로봇은 인터랙티브 디자인으로 인해 협업 로봇으로 분류되는 새로운 유형의 로봇입니다. 협동 로봇은 새로운 작업을 위해 쉽게 설정할 수 있으며 경로에서 물체나 사람을 만나면 로봇 팔이 자동으로 작동을 멈출 수 있도록 하는 내장형 안전 시스템을 갖추고 있습니다.

Bush는 기존 기계를 더 많이 활용하면서 SFEG를 전 세계적으로 더 경쟁력 있게 만드는 방법을 찾던 중에 이 새로운 자동화 솔루션을 알게 되었습니다. “다량/소량 생산자로서 우리의 가장 큰 도전 중 하나는 대부분의 라인이 항상 가동되지 않는다는 것입니다. 전통적인 의미에서 로봇을 생산 라인에 배치하는 방법을 찾는 것은 매우 큰 도전이었습니다.”라고 Bush가 말했습니다.

“우리는 가동 가능한 유연한 로봇 부대를 만들고 싶었고 이를 달성할 수 있는 유일한 방법은 협동 로봇을 사용하는 것이었습니다. 우리는 몇 가지 제안만 보았고 UR 로봇은 우리가 그 일을 할 수 있다고 생각한 유일한 로봇이었습니다. 표준 산업용 로봇의 속도와 정밀도를 갖추고 있어 사람 옆을 돌아다니며 작업할 수 있습니다.”라고 Bush가 말했습니다.

SFEG는 바퀴가 있는 받침대에 UR 로봇을 배치했으며 현재 판금 부서 전체에 배포되는 모바일 UR 로봇을 구축하고 있습니다. 로봇은 블랭킹 프레스에서 초기 블랭크 절단부터 전기 부품의 성형, 접기 및 최종 조립에 이르기까지 전체 생산 주기에 통합됩니다. 터렛 프레스와 프레스 브레이크를 관리하는 데 도움이 되는 추가 로봇이 계획되어 있습니다.

제너럴 매니저인 Rob Goldiez는 “Universal Robots가 직원들과 손을 잡고 속도 조절 장치를 사용하면 약 20% 증가할 것으로 보고 있습니다.”라고 말했습니다. 모터 필드 라인에서 작업하는 UR 로봇은 UR5 및 UR10 로봇으로 킬로 단위의 페이로드 이름을 따서 명명되었습니다. 모든 로봇은 0.1mm 반복성과 19.7~51.2인치(500~1300mm) 범위의 범위를 특징으로 합니다.

UR5는 로봇에게 모터 필드 부품을 건네주는 직원 바로 옆 라인 끝에 배치됩니다. UR5는 부품을 픽업하여 홀더에 넣고 와이어 커터를 들어 와이어를 다듬은 다음 UR10 로봇이 부품을 픽업하여 최종 조립을 위해 컨베이어에 놓을 수 있도록 배치합니다.

“여러 로봇을 함께 연동하고 Modbus TCP 연결 및 로봇 상태를 읽을 수 있습니다. 또한 다른 소프트웨어 패키지에 정보를 전달하고 데이터를 수집할 수 있습니다. 이것은 우리가 이제 막 보기 시작한 많은 일을 할 수 있는 많은 기회를 열어줍니다.”라고 수석 엔지니어 Jamie Cook이 말했습니다.

UR 로봇에는 모든 프로그래밍이 완료되는 터치 스크린 펜던트가 함께 제공됩니다. 로봇 팔을 지시하는 것은 화면의 화살표 키를 통해 수행하거나 단순히 로봇 팔을 잡고 웨이포인트 사이에서 원하는 움직임을 "가르침"으로써 수행할 수 있습니다. 이는 Cook이 기존 로봇으로 작업할 때 일반적으로 코딩해야 했던 구조화된 텍스트 프로그래밍을 제거했습니다.

“배우기 정말 쉬웠고 생각했던 것보다 훨씬 순조로웠습니다. 이전 경험에 비추어 볼 때 구현 시간의 3분의 1에서 절반이 소요되었다고 말할 수 있습니다.”라고 Cook이 말했습니다.

SFEG가 자동화할 작업을 찾았을 때 단조롭고 잠재적으로 위험한 작업을 제거하는 것이 최우선 과제였습니다. 현재 모바일 UR 로봇이 처리하는 또 다른 작업은 회로 기판에 에폭시를 채우는 것입니다.

과거에는 직원들이 회로 기판의 큰 배치를 구성하고 거기 서서 수동으로 2액형 에폭시로 채우고 경화 라인으로 보냈습니다. 오늘날 로봇은 우리가 원피스 흐름으로 갈 수 있도록 하루 종일 그 일을 합니다. 이제 UR 로봇이 와이어 절단을 처리하도록 하여 모터 필드 라인에서 안전 위험을 피할 수 있습니다.

“손으로 하루에 약 16,000개의 와이어를 절단하는 잠재적인 손목 터널 증후군 응용 프로그램입니다. 그래서 우리는 그곳이 로봇을 배치하기에 좋은 장소라고 생각했습니다. 로봇이 손목 터널을 만들 수 있게 해주세요!”

“사람을 비즈니스의 다른 영역으로 이동할 수 있는 로봇을 넣은 곳에서 약 1:1로 사람이 이동하는 것을 보고 있습니다. 우리는 현재 Universal Robots의 로봇 14대를 보유하고 있으며 모든 로봇이 구현되었으므로 14명의 직원을 재배치할 수 있을 것으로 기대합니다.”라고 Goldiez가 말했습니다.

현재 SFEG에서 개발 중인 다음 로봇 작업 중 하나는 뼈대에 c-클립을 장착하는 것입니다. 바니시 오븐에서 두 대의 UR10이 모터가 있는 바구니를 싣고 내리게 됩니다. 하나의 UR10이 이미 바니시 컨베이어의 끝에 배치되어 라인 사이에서 바구니를 이동하는 간단한 이송 스테이션으로 작동합니다.

“우리는 로봇으로 조립할 수 있는지 확인하기 위해 지금 새로 설계하고 있는 모든 것을 살펴보고 있습니다. 그걸 로봇으로 조립할 수 없다면, 처음으로 돌아가서 다시 시도해야 합니다.”

Universal Robots USA Inc.에 대한 자세한 내용은 www.universal-robots.com을 방문하거나 631-610-9664로 전화하십시오.

이 기사는 제조 엔지니어링 2016년 3월호에 처음 게시되었습니다. 잡지. "이동 로봇은 작업자 생산성, 안전을 향상시킵니다"를 PDF로 읽으십시오.