내 로봇 동료가 모든 것을 제어합니다.

높은 시장 역학, 세계화로 인한 경쟁 증가, 인구 통계학적 발전 및 숙련 노동자 부족 증가로 인해 독일 생산 회사는 큰 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 변화는 특히 가치 사슬의 마지막 고리인 조립 프로세스에 영향을 미칩니다.

이러한 변화에 대응하는 한 가지 접근 방식은 소위 인간-로봇 협업(HRC)을 사용하는 것입니다. 그러나 HRC 시스템은 계획의 복잡성으로 인해 여전히 비용과 인력 면에서 높은 비용과 관련이 있습니다. 다양한 애플리케이션 경계 조건(제품 복잡성, 편차, 수량 등)을 가진 여러 산업의 기업이 협업 어셈블리 워크스테이션을 설정하고 도입할 수 있도록 하는 간단하고 유연한 방법이 필요합니다.

SafeMate 연구 프로젝트

독일 연방 교육 연구부(BMBF)가 "내일의 생산, 서비스 및 작업을 위한 혁신" 프로그램에서 자금을 지원한 SafeMate 연구 프로젝트에서 협력 조립 작업장의 도입 및 설계를 위한 전략과 개념이 개발되었습니다. 직원들이 높은 혜택을 인정하는 안전하고 수용 가능한 작업장에 초점을 맞췄습니다. Lenze, Lufthansa Sky Chefs, Miele 및 Sennheiser와 같은 유명한 독일 회사 외에도 Detmold에 본사를 둔 Weidmüller도 이 연구 프로젝트에 참여했습니다.

바이드뮬러 그룹은 전기 연결 기술 및 전자 분야를 전문으로 하는 글로벌 기업입니다. 고객과 함께 Smart Industrial Connectivity 및 산업용 사물 인터넷을 위한 제품, 솔루션 및 서비스를 통해 디지털 혁신을 주도하고 있습니다.

바이드뮬러는 제품을 통해 주로 기계 공학, 공정 산업, 발전 및 재생 에너지, 운송 기술, 건물 기반 시설 및 장치 제조 분야에서 활발히 활동하고 있습니다. 이 회사는 오랫동안 Industry 4.0이라는 주제에 관여해 왔습니다. SafeMate 외에 다른 연구 협력에도 참여하고 있습니다.

모든 것이 수작업으로 이루어졌을 때

최근까지 Weidmüller의 전기기계 부품 조립 프로세스는 조립 워크스테이션의 직원들이 완전히 수동으로 수행했습니다.

Safe-Mate의 일환으로 Weidmüller 프로세스 엔지니어 Tobias Stuke가 이끄는 팀이 수행한 잠재적 분석은 사람과 기계가 수행하는 개별 작업을 결정하여 작업에 최적화된 분업을 만드는 것이었습니다. 무엇보다도 로봇은 단조롭고 반복적이며 전력 집약적인 배치 프로세스의 작업을 피로 없이 수행하는 데 매우 능숙하다는 것이 밝혀졌습니다. 그리고 그들은 일관된 정확성으로 그렇게 할 수 있습니다.

그러나 인간 없이는 불가능합니다. 인간은 특별한 기술을 가지고 있습니다. 예를 들어 더미나 상자에서 크기가 다른 작은 부품을 잡고 제거하는 것과 같습니다. 그들은 더 잘 인식하고 분류할 수 있습니다. 올바른 먹이와 후속 검사 프로세스에 있어서도 인간은 로봇 동료보다 우수합니다.

이러한 발견을 기반으로 이전에 수동 조립 프로세스는 HRC(인간-로봇 협업)를 사용하여 초기 SafeMate 파일럿 애플리케이션에서 부분적으로 자동화되었습니다. 그 결과 인간과 로봇이 동시에 작업하는 하이브리드 조립 작업장이 탄생했습니다. 단조롭고 힘이 많이 드는 작업은 로봇이 수행하는 반면, 인지적으로 까다로운 작업은 인간이 수행합니다.

인간-로봇 협업

협동로봇에서는 사람과 로봇이 한 작업장에서 함께 일할 수 있습니다. 민감한 제어 기술로 인해 로봇은 보호 울타리 없이 인간과 긴밀하게 작업할 수 있습니다. 응용 프로그램은 위험이 충분히 최소화되었는지 확인하기 위해 검증이 필요합니다. 이는 TÜV, 전문 협회, 외부 서비스 제공업체 또는 통합업체가 독립적으로 수행하는 힘 및 압력 측정의 일부로 수행할 수 있습니다. 그리퍼와 같은 End-of-arm 도구도 이러한 방식으로 검증할 수 있습니다.

새로운 하이브리드 작업장의 경우 전기 기계 구성 요소의 조립을 위해 덴마크 로봇 제조업체인 Universal Robots(UR)의 협동로봇이 이제 직원 옆에 배치되어 함께 일하게 되었습니다. 먼저 동료가 커넥터 요소를 조립합니다. 그런 다음 협동로봇은 전기 접점 요소를 누르고 커넥터 하우징을 결합하고 연결 접점을 나사로 조입니다. 전체 하이브리드 워크스테이션의 생산성은 협동 로봇을 사용하여 증가하고 결과적으로 조립 프로세스에서 중간 단계 또는 대기 시간을 줄입니다. 이 부분 자동화의 초점은 기계 작업자의 시간 소모적이고 단조로운 중간 단계를 덜어주고 인간과 로봇 간의 균형 잡힌 노동 분업을 달성하는 것입니다.

Zimmer HRC 그리퍼가 있는 협동로봇

적합한 로봇을 선택하는 것 외에도 적절한 그리퍼가 워크스테이션 설계의 일부로 필요했습니다. 그리핑 기술은 모든 로봇 애플리케이션의 기본 구성요소이기 때문입니다. 독일 라이나우에 소재한 그리퍼 전문업체인 Zimmer Group의 HRC-02 그리퍼는 비교적 빨리 발견되었습니다. Zimmer Group은 현재 세계에서 가장 큰 HRC 그리퍼 포트폴리오를 보유하고 있습니다. 선택한 그리퍼는 안전하며 선택한 UR 로봇과 완벽하게 조화를 이룹니다.

MRK용으로 특별히 설계된 HRC-02 전자동 서보 그리퍼는 날카로운 모서리가 없으며 모든 면이 둥근 모양으로 되어 있어 우발적인 걸림 현상이 거의 불가능합니다. 또한 HRC-02는 유연하게 조정 가능한 스트로크와 파지력을 가지고 있어 기존 그리퍼보다 훨씬 더 민감하게 파지할 수 있습니다.

업계에서 입증된 설계와 결합된 이러한 기능은 이 프로젝트에 최대한의 안전성을 제공합니다. Zimmer Group의 모든 HRC 그리퍼는 ISO/TS 15066(HRC 표준)에 따른 보호 원칙의 높은 요구 사항을 충족하고 BG/DGUV 인증을 받았습니다.

간편한 프로그래밍

Weidmüller의 SafeMate 프로젝트에서 또 다른 초점은 새로운 하이브리드 작업장에서 UR 협동로봇을 효율적이고 유연하게 사용할 수 있도록 하는 것이었습니다. 따라서 로봇의 손쉬운 조작에도 신경을 썼습니다.

협동로봇의 조작 용이성은 특히 HRC-02 그리퍼와 결합하여 설득력이 있었습니다. 결국 모든 Zimmer Group 그리퍼가 UR 경량 로봇과 완벽하게 작동할 수 있다는 것은 우연이 아닙니다. Zimmer Group은 UR+ 파트너로서 현재 UR+ 웹사이트에서 가장 큰 UR 호환 그리퍼 포트폴리오를 표시하고 있습니다.

이전에는 정교한 프로그래밍 작업과 복잡한 프로그래밍 기술이 필요했지만 Universal Robots의 협동로봇과 Zimmer 그리퍼는 작동하기가 매우 쉽습니다. 스마트폰 앱에 견줄 만큼 직관적으로 설계된 로봇 제어판을 통해 직접 제어하거나 프로그래밍할 수 있습니다.

생산성 및 만족도 향상

Weidmüller의 기계 엔지니어링 부서에서 협동로봇을 시범적으로 사용함으로써 효율성과 유연성의 새로운 가능성을 열었습니다.

이 새로운 하이브리드 분업과 지능형 로봇 및 그리퍼의 간편한 조작성 및 손쉬운 설치 덕분에 전자 제조업체는 이제 증가하는 숙련 노동자 부족과 글로벌 경쟁을 조금 더 충족할 수 있습니다. 생산성 향상 외에도 인체공학적 작업장 최적화 및 직원을 위한 일반적인 업무 완화와 같은 중요한 비금전적 성공도 있었습니다.

예를 들어, 접촉 요소를 누르는 것과 같은 힘 집약적인 작업("래칭") 및 단조로운 작업을 로봇에 넘길 수 있습니다. 이러한 높은 수준의 직원 수용도 참여 구현 프로세스를 통해 달성되었습니다. 이는 직원들이 처음부터 직장 주변의 변화 과정에 참여했음을 의미합니다.

"Zimmer Group의 그리퍼에 대한 특정 선택 기준은 기술적 기능 외에도 그리퍼가 이미 HRC 시스템에 대한 테스트 및 인증된 안전성을 가지고 있다는 것입니다. 단어의 의미 - 우리의 그립 기술 프로젝트에 대한 것입니다."라고 Stuke가 말했습니다.

직원들이 협업을 통해 이익을 얻는 것은 회사에 특히 중요합니다. 그리퍼가 있는 협동로봇은 안도감을 주기 위한 것입니다.