로봇으로 소량 수제 플라스틱 생산 자동화하기

수제 제품을 자동화할 수 있을까요?

수제 제품을 생각하면 각 제품이 필연적으로 고유한 맞춤형, 고도로 복잡한 아이템을 상상하곤 합니다. 그러나 많은 제품은 생산량이 완전 자동화를 보증할 만큼 높지 않아서 수제로 만들어집니다.

이 사례 연구에서 산업용 플라스틱 연구자 한 그룹이 로봇과 로보디케이를 사용하여 소량 배치 제조 공정을 자동화한 방법을 보여줍니다.

많은 자동화 형태의 문제는 일관된 공정을 높은 처리량으로 실행해야 한다는 것입니다. 이게 없으면 자동화에 투자해도 투자 수익을 확신할 수 없어 종종 말이 안 됩니다.

더 작은 배치 프로젝트가 있을 때 자동화하는 게 가능한지 의아할 수 있습니다.

이것이 산업용 플라스틱 연구자 한 그룹이 최신 로봇 프로젝트로 해결한 문제입니다. 그들은 플라스틱 훌라후프 장난감 조립을 자동화할 작고 비용 효율적인 방법을 찾고 있었습니다.

소개… ATS2i

"응용 열가소성 및 혁신적 산업 솔루션(Applications Thermoplastiques et Solutions Industrielles Innovantes)"(ATS2i)이라는 프랑스 회사 연구자들이 이 프로젝트를 수행했습니다. 15년 이상 산업용 플라스틱 분야에서 일해 온 엔지니어 알렉상드르 템포렐(Alexandre Temporel)이 주도했습니다.

이 회사는 혁신적인 산업 프로젝트 설계와 엔지니어링을 전문으로 하며, 플라스틱 산업에 특정 전문성을 가집니다. 3D 프린팅, 머시닝, CNC를 포함한 다양한 제조 기술을 통합합니다.

ATS2i는 연구 개발과 타당성 연구부터 설계와 프로토타이핑까지 산업 프로젝트 전체 수명 주기에 걸친 프로젝트를 다룹니다.

회사 범위의 일부는 첨단 자동화를 통해 타인의 기존 산업 기계를 현대화하는 것을 돕는 것입니다.

여기가 그들의 훌라후프 로봇 프로젝트가 들어오는 곳입니다.

프로젝트: 훌라후프 생산

문제의 프로젝트는 플라스틱 훌라후프 장난감 생산이었습니다. 소량 배치가 필요할 때 많은 상황에서 손으로 수행되는 작업의 좋은 예입니다.

ATS2i 팀은 로봇 공학으로 훌라후프 생산의 조립 단계를 쉽게 자동화할 수 있는지 테스트하기 위해 설정을 만들었습니다.

훌라후프란 무엇인가?

훌라후프 장난감에 익숙하지 않다면 입문서입니다…

훌라후프는 2,500년 넘게 장난감으로 사용되었습니다. 후프를 허리, 팔다리, 목 주위로 돌리며 사용합니다. 아이들은 게임으로, 어른들은 운동이나 오락으로 사용합니다. 훌라후프는 긴 역사를 가졌지만 1950년대에 크게 인기를 끌었습니다.

대부분 현대 훌라후프는 플라스틱 튜브로 만들어지지만, 전통적으로는 버드나무, 대나무, 뻣뻣한 풀로 만들어졌습니다.

훌라후프 제조의 복잡성

공학 작품으로서 훌라후프는 만들기 매우 간단합니다. 플라스틱 튜브를 원형으로 구부리고 양끝을 부착합니다, 보통 양끝이 있는 다월 플러그를 삽입하여.

만들기 간단하지만 훌라후프는 항상 대량으로 제조되는 건 아닙니다. 대량 생산 버전과 달리 소규모 장인들은 소량 배치로 생산합니다.

후프 양끝을 연결하는 작업은 자동화하기 좋은 후보입니다.

이는 플라스틱 제조의 다른 영역에서도 종종 필요한 작업의 좋은 예입니다.

로봇 애플리케이션: 훌라후프 조립

팀 프로젝트는 협동 로봇의 간단한 사용을 포함했습니다. 결과적으로 팀은 펜싱이나 안전 센서 같은 추가 안전 조치 없이 작업장에서 작업을 수행했습니다.

설정과 제조 공정은 꽤 간단했습니다.

로봇 설정

설정은 다음으로 구성되었습니다:

• 유니버설 로봇 UR5 협동 로봇.
• 온로봇(OnRobot) 그리퍼.
• 로봇 프로그래밍용 로보디케이.
• 플라스틱 튜브를 구부리기 위한 롤 벤더 지그.

팀은 이 구성 요소들을 테이블톱만큼의 공간만 차지하는 단일 로봇 셀로 통합했습니다.

제조 공정

훌라후프를 만드는 공정은 머신 텐딩(롤 텐딩)과 조립 측면을 포함했습니다.

단계는 다음과 같았습니다:

1. 튜브를 집어 롤 벤더에 넣어 1.5mm 돌출을 보장.
2. 양끝 정렬.
3. 플라스틱 튜브 양끝을 녹이는 데 유용한 가열 유리 삽입.
4. 튜브 양끝을 눌러 고정.
5. 플라스틱이 식을 때까지 기다렸다가 기계에서 제거.

로보디케이로 로봇 프로그래밍하기

알렉상드르 템포렐과 팀은 로봇을 프로그래밍하기 위해 로보디케이를 사용하기로 했습니다. 소프트웨어는 UR 로봇과 기본적으로 호환되며 이런 작업에 유용합니다.

그들은 먼저 소프트웨어 내에서 설정을 만들었습니다. 로보디케이의 3D 모델 쉽게 추가 기능을 통해 롤 벤더 모델도 추가할 수 있었습니다. 이는 로봇을 기계와 올바르게 정렬하는 것을 더 쉽게 만들었습니다.

플라스틱 튜브의 유연한 특성을 고려할 때, 소프트웨어에서 훌라후프를 시뮬레이션하지 않는 게 합리적이라고 결정했습니다. 시뮬레이션에 복잡성만 더해질 뿐 좋은 프로그램을 만드는 데 불필요했습니다.

이 비디오에서 그들의 작업 결과를 볼 수 있습니다:

자신 애플리케이션에 적용할 교훈 얻기

모든 걸 자동화하려고 전력투구하지 않고도 여러분의 공정에서 로봇 공학을 활용할 방법은 많습니다.

ATS2i의 이 사례 연구는 소량 배치 제조에서 반복 작업을 덜어주며 쉽게 배포할 수 있는 애플리케이션의 좋은 예입니다.

로봇이 같은 상황에서 인간이 할 일을 똑같이 하고 있다고 주장할 수도 있습니다 — 즉 롤 벤더를 텐딩하는 — 그래서 제품이 본질적으로 여전히 수제라고 할 수도 있습니다.

어떤 소량 배치 작업을 자동화하고 싶으신가요? 아래 댓글이나 링크드인, 트위터, 페이스북, 인스타그램 또는 로보디케이 포럼에서 토론에 참여해 알려주세요.