2차 가공 작업을 자동화하는 인간과 유사한 로봇

이 비디오는 Swiss Productions와 회사의 소등 가공을 가능하게 하는 로봇의 구현에 대한 개요입니다. (영상출처:Swiss Productions Inc.)

공장의 이상적인 생산 시나리오는 하나의 장비에서 부품을 완성하는 것입니다. 캘리포니아 벤츄라의 Swiss Production Inc.는 이를 수행할 수 있는 가공 기술을 보유하고 있습니다. 그러나 일부 작업의 경우 CNC 터닝 센터에서 처음 가공되는 부품은 밀링 머신에서 2차 가공 작업이 필요하며, 이에 따라 작업자가 2차 가공 기계를 관리해야 합니다. 일반적으로.

그러나 Swiss Productions는 최근 두 개의 소형 보조 CNC 밀을 관리하기 위해 두 대의 협동 로봇(코봇)을 추가했습니다. 새로운 자동화를 통해 기계는 낮에는 오랜 시간 동안 무인으로 작동하고 저녁에는 8시간 동안 소등할 수 있으므로 주 4일 근무하는 각 회사에서 야간 64시간 무인 기계 작업을 수행할 수 있습니다.

또한 협동로봇은 산업용 로봇에 일반적으로 필요한 울타리 없이 인간과 함께 안전하게 작업할 수 있고 프로그래밍이 직관적이며 필요에 따라 다른 장비에 쉽게 재배치할 수 있다는 이점이 있습니다.

즉, Swiss Productions Inc.가 통합한 로봇은 이러한 모든 이점에 하나를 더한 것입니다. 즉, 7축은 기존의 6축 로봇에 비해 공작기계 문과 같은 장애물 주위에 도달하고 협소한 공간에서 작업하기 위해 사람의 팔 움직임과 같은 추가적인 유연성을 제공합니다. 실제로 작업장에 있는 두 대의 로봇은 기계 문을 닫고 자동으로 히트 사이클을 시작하기도 합니다. 따라서 이전에 기계를 돌던 사람들이 단순히 기계를 싣고 내리는 것보다 더 가치 있는 작업을 수행할 수 있게 되었습니다.

OB7의 안전 센서를 사용하여 로봇은 다음을 수행할 수 있습니다. 바로 가까이에 사람이 없을 때는 고속으로 작업한 다음 사람이 안전한 속도로 감속하거나 사람이 근처에 있으면 정지합니다. (사진 제공:Swiss Production Inc.)

암 자동화

1982년 12개의 나사 기계로 시작한 Swiss Productions는 현재 50개 이상의 나사 기계, 30개 이상의 보조 작업 기계 및 10개의 비디오 검사 스테이션을 보유하고 있어 인상적인 성장을 이뤘습니다. 정밀 기계 공장의 기능에는 직경이 0.019인치에서 최대 2.5인치인 직경의 부품 가공이 포함됩니다. 대량 작업으로 의료, 전자, 항공 우주, 자동차 및 관개 산업과 정부를 위해 월 200만 개 이상의 부품을 생산합니다.

50개 이상의 나사 기계, 30개의 보조 작동 기계 및 10개의 비디오 검사 스테이션을 갖춘 정밀 기계 공장의 기능에는 직경이 0.019인치에서 최대 2.5인치인 직경의 부품 가공이 포함됩니다.

Swiss Productions는 두 번째 작업 밀링 머신을 수동으로 관리하는 것이 병목 현상이 되어 고객 요구 사항을 충족하지 못한다는 사실을 발견했습니다. 2018년, 부사장 겸 총책임자인 Timo Lunceford와 그의 삼촌인 Swiss Productions의 수석 부사장인 Richard Petrash는 회사의 두 번째 작업인 Haas VF2의 자동화 가능성을 연구하는 동안 몇 가지 다른 잠재적인 머신 텐딩 로봇 모델을 확인했습니다. 미니 밀스.

Lunceford는 "우리는 Productive Robotics가 현지에 있었기 때문에 정착했으며 빠른 설정이 가능한 사용자 친화적인 로봇을 제공했습니다."라고 말합니다. "우리는 4개의 로봇을 테스트했고 계속 OB7으로 돌아왔습니다."

이 로봇에 대한 Lunceford의 평가는 디자인과 사용 편의성에 뿌리를 두고 있습니다. 처음에 로봇을 설정하기 위해 로봇은 쉽게 기계로 굴러 들어가 내장형 캐스터와 수평 조절 다리로 제자리에 고정됩니다. 그런 다음 작업자는 코드로 프로그래밍하는 대신 로봇에게 필요한 동작을 "가르치며" 부품 복잡성에 따라 15~40분이 소요됩니다. 작업자는 로봇의 핸들(팔 끝에 있음)을 잡습니다. 로봇은 그 지점에서 떠 있고 느슨하므로 쉽게 이동할 수 있습니다. 예를 들어, 작업자가 로봇이 판에서 부품을 집어 올리기를 원하는 경우 로봇을 부품으로 잡아당긴 다음 부품의 그리퍼를 닫는 핸들의 버튼을 누릅니다. 이런 식으로 로봇은 그 부품을 집어들려는 의도를 알고 있습니다. 다음으로, 작업자는 로봇이 가고 싶은 곳으로 로봇을 이동합니다. 그것이 있어야 할 위치에 있으면 작업자는 그리퍼를 여는 또 다른 버튼을 눌러 부품을 놓습니다.

기존의 6축 로봇과 비교할 때 OB7의 7축은 장애물 주변에 도달하고 제한된 작업장에서 작업할 수 있는 추가적인 유연성을 제공합니다. Bogart에 따르면 일곱 번째 축은 로봇이 사람의 팔처럼 움직이게 하여 로봇 시장에 고유한 것으로 지정합니다.

이 로봇은 Swiss Productions의 작업자가 작업 중인 Mini Mills에 손을 대고 완성된 부품을 잡고 옆으로 이동하는 방법을 배웠습니다. 그런 다음 부품을 고정하는 데 사용되는 콜릿을 불어냅니다. 빠른 회전 반경을 통해 기계 도어를 닫고 도어가 단단히 닫혔는지 확인한 다음 회전하여 이전 위치에서 180도 떨어진 사이클 시작 버튼을 누를 수 있습니다.

Productive Robotics의 사장인 Zac Bogart는 그의 회사가 로봇 프로그래밍에 대해 전혀 모르는 작업자를 대상으로 하기를 원했다고 말했습니다. “우리는 OB7의 개발을 '사람이 다른 사람에게 작업 방법을 알려줄 수 있다면, 사람이 로봇에게 작업 방법을 최대한 같은 방식으로 말할 수 없어야 하는 것'으로 바라보았습니다. ?'” 보가트가 말합니다.

Productive Robotics는 또한 로봇이 가능한 한 인간의 두뇌처럼 작동하도록 시도합니다. Bogart는 "로봇을 만들 때 로봇의 7개 관절 각각이 스스로 학습하는 과정을 거칩니다. 그는 로봇이 기어, 베어링, 모터를 포함한 내부 특성을 학습하므로 정확하고 부드럽게 움직일 수 있다고 설명합니다. 이 과정은 각 관절에 대해 약 15~20분이 소요됩니다.

Productive Robotics와 Swiss Productions가 함께 일하면서 둘의 관계는 긴밀해졌습니다. Lunceford는 Productive Robotics가 OB7에 투자하려는 다른 회사와의 인터뷰를 수락하면서 자신의 상점을 런칭 패드로 사용할 수 있도록 허용했다고 말합니다. 회사는 Swiss Productions를 방문하여 로봇이 매장의 기능에 어떻게 통합되었는지 직접 확인합니다.

"정시 서비스와 결합된 Productive Robotics와의 비즈니스/업무 관계는 최고 수준이었습니다."라고 Lunceford는 설명합니다. "우리가 요청하거나 필요하거나 제안한 모든 것을 회사에서 구현했습니다."

중요한 작업을 위한 인력 확보

인간은 로봇이 개입하면 대부분 작업에서 제외되지만, 그 인간은 로봇이 소유하지 않은 지능이 필요한 작업을 수행할 수 있습니다.

"사람들은 로봇을 인간을 대체하는 것으로 보는 경향이 있습니다."라고 Lunceford는 말합니다. “하지만 그들은 그렇지 않습니다. 그들은 로봇이 대신 수행할 수 있는 일상적인 지루하고 수동 작업을 제거하고 그 사람은 로봇이 할 수 없는 일을 할 수 있습니다. 로봇은 생각하거나 디자인할 수 없습니다. 인앤아웃 동작을 하고 버튼을 누르기만 하면 됩니다.”

Swiss Productions의 Lunceford와 그의 팀은

Swiss Productions Inc.는 실행되는 두 개의 OB7을 소유하고 있습니다. Haas VF2 미니 밀에서. 한 Mini Mill은 6,000개 주문을 실행하고 다른 하나는 2,400개 주문을 실행합니다. 공장에서는 일반적으로 로봇용 그리퍼를 자체적으로 가공합니다. 생산 가공 Absolute Machine Tools의 오픈 하우스에서 OB7에 대해 배웠습니다. 이 회사는 로봇을 배포하고 서비스를 제공하며 현재 CNC 머시닝 센터용으로 승인된 유일한 OB7 통합업체 중 하나입니다.

OB7 로봇을 구현한 후 자동화는 사람을 고용하거나 내보내지 않고도 작업장에서 기계 용량을 늘리는 데 도움이 되었습니다. 첫 번째 로봇을 구입했을 때 회사의 툴링 부서에는 4대의 기계만 있었습니다. 이제 10개가 있고 그 중 2개가 로봇과 함께 실행되고 있습니다.

이 작업자는 이제 선반을 운영하면서 OB7 스테이션을 유지 관리하고 부품을 검사합니다. 한 명의 작업자가 두 로봇 각각에 할당되며 로봇이 로딩 작업을 계속 수행하는 동안 로봇 테이블에서 완성된 부품을 몇 시간마다 제거하고 검사하는 책임이 있습니다. 이 로봇을 사용하면 작업자는 하나의 작업 대신 세 가지 작업을 수행할 수 있으므로 훨씬 더 효율적입니다.

로봇이 울타리 안에 있지는 않지만 인간이 로봇 근처에 있는 것은 안전합니다. 따라서 로봇이 생산을 중단할 이유가 없습니다. Bogart는 "사람들 사이에서 안전하게 작동하는 데 필요한 힘 감지 기능이 없는 산업용 로봇과 달리 협동 로봇에는 로봇이 물체나 사람과 부딪힐 때 멈출 수 있도록 하는 힘 감지 기능이 있습니다."라고 말합니다. “OB7은 예상치 못한 것에 부딪혀도 감지할 수 있기 때문에 안전합니다. 무언가에 부딪히면 자동으로 멈춥니다."

기타 자동화 자산

Swiss Productions는 2차 작업 기계에 소등 가공을 통합하여 자동화에 대한 투자를 잘 활용하여 작업장 리드 타임을 크게 늘렸습니다. 로봇이 사용하는 작업장 미니 밀의 일반적인 배치 크기는 기계 중 하나에서 6,000개 주문과 다른 기계에서 2,400개 주문으로 구성됩니다. "2,400개 부품 주문을 실행하는 사람이 있다면 해당 작업을 완료하는 데 8주가 소요될 것입니다."라고 Lunceford는 설명합니다. "이제 로봇으로 기계 조명을 끌 수 있기 때문에 그 시간을 반으로 줄였습니다."

로봇을 프로그래밍하지 않아도 되므로 시간을 절약할 수 있습니다. Lunceford에 따르면 OB7은 간단한 부품을 설정하는 데 15분에서 20분 밖에 걸리지 않기 때문에 모든 설정이 그만큼의 시간을 절약할 수 있다고 합니다. "따라서 1년에 30~40개의 설정을 수행한다고 가정해 보겠습니다. 이는 엄청난 시간을 절약할 수 있다는 것입니다."라고 그는 말합니다.

그는 또한 로봇이 제공하는 간단한 플러그 앤 플레이 시스템에 대해 언급하며 기계의 CNC에 숫자를 입력할 필요가 없어 추가 시간을 절약할 수 있다고 말합니다.

다음은 Swiss Productions에서 운영 중인 두 개의 OB7을 살펴보겠습니다. (영상출처:Swiss Productions Inc.)

이전 후 로봇

Swiss Productions는 2대의 OB7 로봇을 구현하여 큰 성공을 거두었기 때문에 2022년 가을 워싱턴주 리버티 레이크에 있는 더 큰 시설로 이전한 후 더 많은 것을 구매할 계획입니다.

Lunceford는 회사의 37명의 직원이 모두 회사로 이전하는 것은 아니라고 설명합니다. 실제로 14개만이 함께 이동할 계획입니다. 그는 회사가 10명을 고용할 것이라고 말하지만, 이 공장은 혁신적이고 더 많은 로봇을 통합해야 합니다. 그는 Haas Mini Mills가 새로운 위치에서 서로 마주하게 될 것이므로 두 대의 기계를 동시에 작동할 수 있는 로봇을 구입할 계획이라고 말했습니다.

한편, 프로듀스티브 로보틱스는 사용자가 더 스마트하게 구현하여 보다 쉽고 빠르게 구현할 수 있는 로봇을 개발하기 위해 지속적으로 기술을 발전시켜 나갈 것입니다. Bogart는 업계가 로봇뿐만 아니라 전반적으로 더 스마트한 기술을 요구하고 있다고 말합니다.

그는 또한 일반 로봇에서 용접이나 검사와 같은 특정 작업을 위한 액세서리를 만드는 제3자의 아이디어를 수용하는 추세에 대해서도 암시합니다.

생산적인 로봇 | 805-244-9300 | Productionrobotics.com

스위스 프로덕션 Inc. | 805-654-8525 | swissproductions.com

OB7의 7축과 디지털 프린터

대부분의 작업에 가장 적합하도록 로봇을 설계하는 데 중점을 두고 Productive Robotics는 7번째 축 또는 7번째 관절이 있는 OB7을 만들었습니다. 이 일곱 번째 축은 로봇이 사람의 팔처럼 장애물 주위에 도달할 수 있도록 하는 특성입니다. Productive Robotics의 사장인 Zac Bogart에 따르면 일곱 번째 축이 없으면 이 동작이 불가능합니다.

"7번째 축은 팔씨름을 할 때 사용하는 동작입니다. 상완의 동작을 사용합니다."라고 Bogart는 설명합니다. "이는 기계 작업장에서 로봇을 작업 영역 한가운데에 다른 위치에 놓을 수 있는 유연성을 제공하므로 훨씬 더 사용자 친화적입니다."

Productive Robotics의 OB7은 시장에 비교적 새롭지만 Bogart가 영화 특수 효과 사업에서 로봇을 개발한 1980년대 이후로 이 기술은 발전해 왔습니다. 이 작업을 통해 그는 카메라 오퍼레이터가 스스로 프로그래밍할 수 있는 로봇 제어 카메라 시스템을 설계할 수 있었습니다. 이는 그에게 프로그래밍이 필요 없는 시스템을 만들어야 한다는 것을 의미했습니다.

“당시에는 모형 비행기처럼 조이스틱으로 이리저리 날아다녔습니다.”라고 그는 설명합니다. "그러면 컴퓨터가 이 모든 움직임을 학습한 다음 영화에서 움직임을 재현할 수 있을 것입니다."

약 8년 전 Bogart는 로봇에만 집중하는 새로운 회사를 시작했습니다. 따라서 Productive Robotics가 탄생했고 2017년에 현재의 OB7이라고 불리는 것이 탄생했습니다. 하지만 이번에 Bogart는 컴퓨터가 더 정교해져서 덜 도전적이고 보람 있는 로봇을 만들 수 있다는 것을 깨달았습니다.

로봇 기술에 대한 Bogart의 이해는 그가 소유한 다른 회사에서 고급 디지털 인쇄 시스템을 만드는 유사한 기술을 배운 데서 비롯됩니다. 그에 따르면 비슷해 보이지는 않지만 디지털 프린터는 로봇처럼 컴퓨터로 많은 요소를 제어하도록 설계되었습니다.

"기술은 계속해서 발전해 왔으며 이것이 공통된 내용입니다."라고 그는 설명합니다.