코봇으로 CNC 머신 텐딩 자동화: 효율성과 정밀도 향상

부품 로딩·언로딩 및 CNC 머신 가동 같은 머신 텐딩 작업이 어떻게 귀사의 작업장에서 코봇의 일상 업무가 될 수 있는지 확인해 보세요.

자동화는 제조업계의 큰 화두이며, 그만한 이유가 있습니다. 로봇, 코봇(협동 로봇), 기타 자동화 장비를 도입하는 것은 판도를 바꾸는 일입니다. 이들은 시간을 절약하고 생산량을 늘리며, 반복성과 정밀도 덕분에 부품과 어셈블리의 품질까지 개선할 수 있습니다.

생산 라인에서 수많은 로봇이 작동하는 모습을 본 적이 있다면, 머신 숍에 자동화를 도입하는 것이 보유한 자원으로는 감당하기 복잡해 보일 수 있습니다.

하지만 반드시 그렇지는 않습니다. 때로는 자동화에 진입하는 가장 좋은 방법이 '손쉬운 과제(Low hanging fruit)', 즉 가장 쉽고 단순한 작업부터 자동화하는 것입니다. 경험상 매우 반복적이거나 복잡하지 않거나, 생산 병목 현상을 일으키는 작업이 최적의 시작점입니다.

CNC 머신 텐딩이 바로 그 대표적인 예입니다. 코봇을 사용하면 CNC 머신의 로딩, 가동, 언로딩 작업을 빠르고 쉽게 자동화할 수 있습니다. 이는 로딩 오류 감소, 생산 속도 향상, 인력 공백 해소 등 다양한 이점을 제공합니다. 시작 방법을 계속 읽어보세요.

실전 CNC 머신 텐딩

대부분의 CNC 머신 작업은 블랭크나 부품에서 소재를 깎아내는 감산 제조 공정입니다. 기존 수동 공정에서는 작업자가 공작물을 머신에 장착하고 지그에 고정합니다. 지그는 공작물을 고정하거나 회전시키고, 절삭 공구가 소재를 제거합니다. CNC 머신의 모든 절삭과 움직임은 컴퓨터 프로그램으로 제어되어 매 사이클마다 극도로 정밀하고 반복 가능한 결과를 얻습니다. 이후 작업자가 완제품을 꺼내고 새로운 블랭크를 장착합니다.

이 작업을 머신 텐딩이라 하며, Productive Robotics의 OB7 같은 코봇으로도 수행할 수 있습니다. 일반적으로 자동화되는 예시는 다음과 같습니다.

밀링 머신. CNC 밀링에서는 고정된 공작물을 지그로 고정하고 회전하는 다중 절삭 공구로 형상을 가공합니다.

선반/터닝 머신. 선반은 공작물 양끝을 지그로 고정해 회전시키고, 절삭 공구는 정지 상태에서 가공합니다. 지그 두 개를 사용할 경우 보통 길이를 조절해 부품을 단단히 고정합니다.

EDM(방전 가공) 머신. 이 머신은 전극과 도체 공작물 사이에서 발생하는 스파크로 소재를 침식시켜 가공합니다. 가공 중 공작물은 탈염수 욕조에 담깁니다. 이 비접촉 절삭 방식은 기존 밀링이나 터닝으로는 가공하기 어려운 복잡한 부품에 사용됩니다.

CNC 레이저 커터. 고온 레이저로 소재를 녹여 절단합니다. 열이 극히 국소적으로만 머물러 열변형이 최소화되고, 절단면이 매끄러워 후가공이 거의 필요 없습니다.

CNC 머신 텐딩 자동화 시작하기

CNC 머신 텐딩 동작은 단순합니다(블랭크 픽업·장착, 머신 도어 닫기, 가동, 부품 언로드 등). 따라서 코봇을 조립하고 설정하는 것은 보통 간단합니다. 하지만 몇 가지 중요한 고려사항이 있습니다.

예측 가능하고 고정된 구조적 작업 공간 구축. 블랭크가 항상 같은 위치에 있어야 코봇이 매번 픽업할 수 있으므로, 트레이나 디스펜서 같은 위치 결정 장치로 정렬을 유지하는 것이 좋습니다. 작업대나 벤치가 CNC 머신으로부터 일정한 거리를 유지해 코봇의 도달 범위를 수용해야 합니다. 또한 작업 영역에 예기치 않은 장애물이나 변화(예: 팔 경로에 커피 잔을 두거나 블랭크 더미를 평소 위치에서 옮기는 일)가 없어야 합니다.

구조화된 워크스테이션은 필요시 재배치할 수 있으나, 코봇의 작업 지시와 동작을 그에 맞게 조정해야 합니다.

적절한 그리퍼 선택. 여러 그리퍼를 사용할 수 있지만, 교체에는 시간이 소요됩니다. 많은 그리퍼가 다양한 크기, 형태, 소재에 적응 가능합니다. 일반적으로 평행한 두 면이 있는 부품(직육면체, 원기둥 등)은 핀셋형 그리퍼로 픽업하기 가장 쉽습니다. 진공 흡착컵은 얇고 섬세하거나 평평한 품목에 적합합니다.

페이로드 계산. 팔이 들어 올릴 수 있는 무게로, 그리퍼 무게와 가공 전 부품 무게를 포함합니다. 용도에 따라 무게가 팔의 이동 속도와 완전 정지까지 걸리는 시간에 영향을 줄 수 있음을 유의하세요.

도달 거리와 축 계획. 도달 거리는 팔이 뻗을 수 있는 최대 길이로, 코봇을 CNC 머신에서 얼마나 떨어뜨려 놓을지 결정합니다. 운동 축은 사람 팔의 관절처럼 코봇이 장애물 위, 아래, 사이, 사이로 움직이게 합니다. 6축이 일반적이지만 OB7은 7축을 가져 다양한 워크스테이션 구성과 크기에서 로딩, 언로딩, 머신 해치 조작에 더 뛰어난 민첩성을 제공합니다.

교차 교육으로 생산 유연성 확보. 코봇은 콤팩트하고 빠르게 설정할 수 있어 여러 워크스테이션 간 전환이 가능합니다. 이는 생산 일정을 더 효율적으로 만들고 즉각적인 조정도 가능하게 합니다.

• 필요에 따라 양산량을 늘려 납기 단축 또는 선행 생산
• 신규 대량 주문 수주
• 결근이나 휴가 중인 작업자 대체로 다른 인력 전용 방지
• 인력 부족으로 비어 있는 일자리 채움

무인 야간 가동? 하나 이상의 CNC 머신에 코봇을 추가하면 작업자 없이도 야간이나 주말에 가동할 수 있습니다. 일부 숍은 이 기능을 활용해 안전 재고를 쌓거나, 더 큰 주문을 받거나, 새로운 부품군을 추가합니다.

Productive Robotics로 DIY 자동화 실현

무엇보다 OB7은 워크스테이션에 설치·설정이 쉽습니다. 사용자 친화적인 드래그앤드롭 인터페이스로 작업자가 팔과 그리퍼를 직접 움직여 각 단계를 '가르칠' 수 있습니다. 작업 지시를 업데이트하거나 새로 추가하는 것도 마찬가지로 쉬워, 코봇을 CNC 머신 간에 단 몇 시간 만에 이동 배치할 수 있습니다.

통합업체와 맞춤 장비에 막대한 자본을 투자하는 대신, OB7로 로봇의 힘을 직접 손에 넣을 수 있습니다. Productive Robotics 전문가의 도움을 받으면 곧바로 시작할 수 있습니다. 지금 문의하세요!