로켓 부품 생산을 궤도에 올려놓는 자동화

민간 우주선 개발 회사의 출현은 로켓 및 위성 부품의 제조 환경을 변화시켰습니다. 이전에는 NASA와 미 국방부를 비롯한 정부 기관이 우주 관련 제조의 대부분을 후원했습니다. 이제 Blue Origin, SpaceX 및 Virgin Galactic 뒤에 있는 돈 많은 기업가들이 차세대 우주 기술 발전을 주도하고 있습니다.

성장하는 개인 공간 사업은 제조업체를 위한 새로운 관계, 새로운 요구 사항 및 새로운 기회를 제공하는 새로운 산업을 구성합니다.

Gray Manufacturing Technologies는 혜택을 받는 공급업체 중 하나입니다. 노스캐롤라이나주 덴버에 위치한 공장은 첨단 기계 가공과 가장 중요한 자동화 기술을 적용하여 우주 비행 산업의 증가하는 요구 사항을 충족함으로써 이러한 기회를 활용했습니다.

Gray의 제품 믹스는 높고 개별 부품 볼륨은 낮습니다. Gray의 모회사인 Compass Precision의 사장 겸 CEO인 Gary Holcomb은 “우리 사업의 대부분은 항공우주[항공기] 또는 우주 및 위성 부품입니다. “대부분의 작업이 5~10개이고, 대부분이 이전 작업과 다릅니다. 그것들은 정확히 프로토타입은 아니지만 매우 적은 양의 복잡한 부품으로, 우리는 한 달에 100개 이상의 작업을 배송합니다.”

우주선 회사는 지속적으로 기술을 수정하고 개선하기 때문에 엔지니어링 변경이 빈번합니다. Holcomb은 "고객을 위해 5개의 부품을 만든 다음 5개의 부품을 더 주문할 수 있지만 치수는 다를 수 있습니다."라고 설명했습니다. “변경 공지가 잦고 제작 일정이 들락날락합니다. 지금부터 3개월 이내에 6개의 주문이 마감될 수 있지만 일주일 후에는 주문 중 2개가 더 빨리 필요하고 나머지 2개는 생산 일정에서 제외됩니다."

자동화는 우주 및 위성 제품 가공 서비스에 대한 Gray의 접근 방식의 핵심 구성 요소임이 입증되었습니다. Gray Manufacturing Operations Manager Evan Grose는 "처음 자동화에 대해 이야기할 때 우리는 용량 문제에서 자동화를 고려했습니다. "같은 팔레트에 같은 부품을 계속해서 로드할 공간이 없었습니다."

스핀들 가동 시간과 생산 유연성을 높이기 위해 이 공장은 일리노이주 링컨셔에 있는 GF Machining Solutions LLC에서 12-축 MILL E 700 U 머시닝 센터 2개를 인수했습니다. 팔레트 로딩 스테이션. 로봇은 레일을 타고 기계 안팎으로 팔레트를 전환하고 로딩 스테이션에서 오프라인으로 팔레트를 로드 및 언로드합니다. 이러한 결합된 기능은 Gray에서 확장된 소등 작업을 제공합니다.

GF 머시닝 솔루션 자동화를 통해 Gray는 소량/다량 워크로드를 효율적으로 처리할 수 있습니다. Holcomb은 “장비의 유연성이 매우 중요합니다. “낮에는 우주 고객을 위한 1개, 2개 또는 5개의 작업을 만드는 데 자원을 집중합니다. 그런 다음 집에 가기 전에 비우주 작업(기본적으로 이미 프로그래밍된 대용량 항공 우주 작업)을 밤에 실행합니다. 우리는 낮 동안 복잡하고 매우 작은 로트에 대해 프로그래밍 가능성 측면에서 MILL E 700이 제공하는 것을 활용한 다음 소진되는 다소 높은 볼륨의 비공간 작업에 자동화 기능을 사용합니다."

조명이 꺼지기 전에 팔레트에 적재된 모든 것으로 무인 생산의 양을 제한할 수 있는 일반적인 다중 팔레트 시스템과 달리 Transformer 로봇 시스템은 기계에서 완료된 작업이 있는 팔레트를 제거하고 적재된 팔레트로 교체합니다. 그런 다음 중단 없이 가공이 계속되는 동안 유휴 팔레트에서 부품을 언로드 및 다시 로드합니다. "우리는 이것을 자동화를 위한 자동화라고 부릅니다."라고 Holcomb은 말했습니다.

무인 작업의 경우 가공 프로그램에서 공구 파손 감지가 설정됩니다. 공구가 파손되면 기계가 정지하고 공구를 교체합니다. MILL E 700 U 기계에는 필요한 경우 프로그램에서 호출되는 중복 도구의 교체 및 도구 마모 보정과 함께 Gray의 확장된 무인 작업을 지원하기에 충분한 도구 저장 공간이 있습니다.

Holcomb은 "작업의 복잡성이 증가하고 적절한 기술을 갖춘 직원을 찾기가 더 어렵기 때문에 자동화의 길을 택했습니다."라고 설명했습니다. "우리는 다관절 로봇 대신 강력한 트랜스포머 로봇을 선택했습니다. 머시닝 센터가 복잡한 움직임을 만들 수 있기 때문에 완전히 다관절 로봇을 사용할 필요가 없기 때문입니다."라고 그는 덧붙였습니다.

로봇 자동화 시스템의 대안은 더 많은 기계가 될 것이라고 Holcomb은 말했습니다. 현재 주문 수준을 기준으로 로봇이 없으면 총 5명과 2명을 위해 최소 3대의 기계가 더 필요합니다. 그리고 현재 우리 비즈니스에서는 기계를 구입하는 것보다 사람을 찾는 것이 더 어렵습니다.”

현재 부품 물량은 적지만, Mikron MILL 5축 기계와 로봇 팔레트 시스템의 기능을 최대한 활용할 수 있도록 더 많은 물량이 나올 것으로 예상됩니다. Holcomb은 "이 경우 볼륨이 많다고 해서 수백만 개의 부품이 필요한 것은 아닙니다. 5~10개가 아닌 수십 개의 부품이 필요합니다."라고 말했습니다.

상업용 우주선 사업이 성장하고 성숙해짐에 따라 자동화는 더욱 중요해질 것입니다. Holcomb에 따르면 이 공장은 이미 프로그래밍된 더 많은 양의 부품으로 마이그레이션하는 중입니다. 이는 GF Machining Solutions 자동화 셀이 제공하는 프로그래밍에 대한 수요가 줄어들고 기계 시간 연장에 대한 수요가 증가함을 의미합니다.

Holcomb은 자동화와 함께 가공 속도가 성공적인 항공우주 및 우주선 부품 생산에 매우 중요하며, 이 중 대부분은 복잡한 알루미늄 부품을 높은 rpm으로 처리해야 한다고 말했습니다.

자동화된 셀에 있는 두 대의 기계 외에도 Gray는 7개의 팔레트 캐러셀이 특징인 Mikron MILL E 500 U와 MILL S 600을 보유하고 있습니다. 한 기계에는 36,000rpm 스핀들이 있고 다른 기계에는 20,000rpm이 있습니다.

전 그레이 매뉴팩처링 본부장이자 사장이자 현재 컨설턴트인 Jerry Soots에 따르면, 작업장의 반응성과 효율성에 기여하기 위해 Gray는 가공에 대한 "단일 설정" 접근 방식에 전념하고 있습니다. 5축 밀링 머신에서 이러한 생산 목표를 달성하기 위해 Gray는 가공되지 않은 공작물에 0.005"~0.010" 두께의 탭을 전략적으로 배치하고 모든 부품 형상의 가공을 허용하는 더브테일 고정 장치에 작업을 고정합니다.

고정 장치는 부품 바닥과 기계 사이에 충분한 거리를 제공합니다. 이 때문에 공장은 모든 각도에서 아래에 있는 피처와 기계에 접근할 수 있습니다. 부품이 완성되면 CMM에서 측정됩니다. 규정을 준수하면 탭을 제거합니다.

급성장하는 민간 우주 제조 산업은 우주선 회사와 공급업체 사이에 새로운 관계를 형성하고 있습니다. 30년 전만 해도 공급업체는 일반적으로 공급업체를 적극적으로 찾지 않는 항공우주 회사에 자신의 역량을 홍보해야 했습니다. 구성 요소가 새로운 항공기 프로그램의 일부가 아닌 한 부품 설계 변경은 거의 없었습니다.

Holcomb은 "오늘날 상업용 우주 회사는 모든 것을 즉석에서 수행하고 있습니다. 완전히 다른 사고 방식입니다. 그들은 끊임없이 쏟아지는 신제품과 지속적인 디자인 변경에 대응할 수 있는 자격을 갖춘 공급업체를 적극적으로 찾고 있습니다.

“최신 ISO 인증과 AS 9100D는 최소 자격입니다. 기술적으로 매우 유능해야 합니다. 이러한 까다로운 부품을 상대적으로 적은 양으로, 때로는 알루미늄으로, 때로는 더 어려운 재료로 만들 수 있어야 합니다. 생산 일정에 필요한 유동성을 수용할 수 있을 만큼 민첩해야 합니다. GF 머시닝 솔루션의 5축 밀링과 자동화는 이러한 모든 요구 사항을 달성하는 데 핵심적인 역할을 합니다.”

그레이 제조 기술에 대한 정보는 gray-mfg.com을 방문하거나 704-489-2206으로 전화하십시오. GF 머시닝 솔루션에 대한 정보는 www.gfms.com을 방문하거나 800-282-1336으로 전화하십시오.