로봇 디버링 업그레이드로 품질과 효율성 향상

생산되는 부품 크기에 관계없이, 드릴링이나 절단으로 인한 거친 가장자리(버)를 제거하여 가공 부품을 '조립 준비(assembly ready)' 상태로 만드는 것은 필수적입니다. 대부분, 아니 모든 제조사가 표면 마감의 중요성을 이해하지만, 여전히 제품 품질과 처리량을 개선하기 위해 로봇 디버링 같은 최적화된 공정을 생산 라인에 구현하지 않은 기업들이 있습니다.

아직 수동 공정에서 자동화로의 전환을 '망설이는' 기업이나 로봇 디버링으로 변경을 고려하는 제조사를 위해 염두에 두어야 할 몇 가지 사항을 정리했습니다:

달성 가능한 수많은 이점

빠르고 유능하며 정밀한 로봇은 디버링 같은 단조롭고 위험한 작업에서 뛰어나며, 몇 가지 매력적인 이점을 제공합니다:

• 더 높은 품질 – 고정밀하고 반복 가능하여 더 높은 정확도로 제품 품질 향상. 이는 안전Critical 부품(예: 제트 엔진 부품)에서 극히 중요하며, 인치의 일부분에 불과한 버라도 비용이 큰 결과를 초래할 수 있습니다. 적절한 공정 개발로 로봇이 디버링한 부품은 부품 간, 일 간 일관됩니다. 로봇 프로그래밍 컴플라이언스는 타이트한 공차와 매우 일관된 마감을 가능하게 합니다.

• 처리량 증가 – 인간 작업자가 겪을 피로 없이 24/7 최대 속도로 수행 가능하여, 더 빠른 속도로 생산 런을 끝없이 완료할 수 있습니다.

• 최적화된 툴 관리 – 디버링에서 툴 마모는 이슈입니다. 공정 자동화로 로봇 컨트롤러가 툴 수명을 모니터링하고 비콘 시각/청각 신호로 오퍼레이터에게 툴 교체 시기를 알립니다.

• 더 나은 ROI – 일반적으로 로봇이 같은 시간에 인간보다 더 많은 부품을 만들 수 있어, 로봇 수명 주기 동안 더 짧은 회수 기간과 더 큰 투자 수익(ROI)으로 이어집니다.

• 안전성 개선 – 언급했듯 디버링은 작업자 안전에 타격을 주는 지루한 작업일 수 있습니다. 반복 동작으로 인한 업무상 부상이 흔합니다. 또한 시끄러운 기계로 인한 청력 손상이나 금속 비산으로 인한 눈 부상 가능성도 있습니다. 2차 마감 공정 자동화로 기업은 작업자를 보호하고 보험료 인하 가능성도 있습니다.

다양한 시스템 옵션

전통적으로 로봇 디버링은 두 가지 방식 중 하나로 수행됩니다: 1) 부품 투 공정(Part to Process) – 로봇이 부품을 그라인더, 라우터 툴, 샌더로 가져가거나, 2) 공정 투 부품(Process to Part) – 로봇이 공정 툴을 고정된 부품으로 조작합니다. 이를 염두에 두고 업무에 가장 적합한 시스템 선택을 위해 다른 고려사항들을 저울질해야 합니다:

작업물 특성

소재 유형(강철, 티타늄, 알루미늄 등)과 부품 크기(두께, 너비, 길이 등), 코팅 필요성(클래딩, 페인트 등)까지 고려해야 할 부품 속성과 공정 요건이 많으며, 이는 기계 구성과 연마재 유형을 결정하는 데 도움이 됩니다.

• 연마재 유형 – 각 공장은 설계, 제조, 검사 요건을 명시한 상세한 생산 계획을 가져야 합니다. 더 구체적으로, 부품 모서리의 원하는 상태와 외관이 지정되어야 합니다. 이는 시스템 유형과 연마 툴 결정에도 도움이 됩니다. 벨트, 브러시, 디스크 등 다양한 표준 툴이 사용 가능합니다. 벨트는 다양한 크기 부품의 수직 버 제거에 뛰어나고, 디스크와 브러시는 소형 공작물의 버 제거에 적합합니다. 맞춤형 그라인딩 툴도 제작 가능합니다.

• 다중 작업 – 가끔 시스템이 여러 작업(예: 절단과 디버링, 샌딩과 폴리싱 등)을 완료해야 할 수 있습니다. 따라서 다중 스핀들이나 툴 체인지 가능한 스핀들이 사용됩니다.

• 윤활제 – 사용 중인 금속 유형에 따라 습식 또는 건식 그라인딩 공정이 구현됩니다. 탄소강에 이상적인 건식 그라인딩 시스템은 일반적으로 더 저렴하고 유지보수가 적게 듭니다. 알루미늄과 기타 이종 금속에 자주 사용되는 습식 그라인딩 시스템은 절삭유(젤, 페이스트, 에어로졸 형태의 냉각제)를 분사하여 마찰, 열, 인화성 먼지 입자를 줄입니다.

• 공장 워크플로 – 공장 워크플로를 잘 파악하면 업무에 가장 적합한 로봇이나 시스템을 결정하는 데 도움이 됩니다. 언제나처럼 새 장비가 기존 자동화와 어떻게 맞물릴지 전략적으로 매핑하고, 현재 운영을 개선하며 쇼플로어 교통 체증을 피하는 방식으로 구현하는 것이 중요합니다.

기술 혁신이 문 열다

로봇 디버링 시스템 구현은 과거 높은 초기 자본 비용과 시스템 유연성 제한으로 중~대량 생산, 저혼합 부품에 국한되었습니다. 그러나 로봇 제조사와 소프트웨어 개발자가 최신 기술을 반영해 플랫폼을 지속적으로 업그레이드함에 따라 스마트하고 적응형 로봇 기술이 등장하고 있습니다.

더 저렴한 로봇과 직관적인 프로그래밍 옵션이 수동 디버링만 수행하던 소규모 제조사들이 트리밍, 디버링, 레이저 절단 같은 다지점 애플리케이션에 로봇 자동화를 다시 고려하게 만들고 있습니다.

강력한 기술이 생산 니즈 해결

공정 투 부품 솔루션(Process to Part Solutions)

사진: ACT Robots

스트레이트 디버링이든 하이브리드 디버링/폴리싱 공정이든, ACT Robots(코네티컷주 브리스톨) 같은 기업은 소형 및 대형 부품 디버링을 전문으로 하며 다양한 니즈를 해결하는 여러 옵션을 제공합니다. 더 구체적으로 ACT는 개방 및 폐쇄 루프 디버링 또는 표면 마감 공정 솔루션을 제공합니다.

"고객 부품에 표면 마감 공정을 성공적으로 적용하려면 로봇 시스템 통합 지식뿐만 아니라 표면 마감에 대한 광범위한 경험, 다중 공정 파라미터의 정밀 제어, 개방 또는 폐쇄 루프 공정에서의 부품 계측 또는 스캐닝 기술이 필요합니다."라고 ACT Robots의 엔지니어링 부사장 마크 자마리아는 말합니다. "고객 부품의 테스트와 공정 개발 역량도 매우 중요합니다."

개방 루프 공정에서 로봇의 반복성(공정 파라미터 제어 및 연마 매체 마모 관리와 결합)은 동일한 입고 조건의 부품에 대해 일관된 출력을 제공합니다. 폐쇄 루프 공정은 에지 프로파일 스캐너, 레이저 센서, 프로필로미터, 에디 커런트 프로브 같은 부품 스캐닝 또는 측정 시스템을 통합하여 결과를 확인하고 공정 파라미터를 재계산하여 불규칙한 부품 조건을 보상합니다.

부품 투 공정 솔루션(Part to Process Solutions)

Ellison Technologies(캘리포니아주 로스앤젤레스)는 기계 공장이 '단 하나의 버도 남기지 않고(leave no burr behind)' 제거하도록 돕는 데 전념하며, 버를 제거하면서 숙련된 작업자를 최대한 활용할 수 있는 유연성을 제공하는 린(Lean) 턴키 로봇 솔루션인 RoboBurr을 만들었습니다. 게다가 "RoboBurr은 고객의 공정, 처리량, 안전, OEE 개선을 돕는 마인드셋으로 설계되었습니다."라고 Ellison Technologies의 제프 라지 사장은 말합니다. "반복 동작과 눈 부상은 여전히 기계 가공에서 연간 가장 많은 부상 유형 중 하나이며, RoboBurr은 이러한 과제를 제거하면서 생산성을 향상시킵니다."

전문가들이 여러분을 돕습니다

모든 자본 구매와 마찬가지로 디버링에는 고려할 많은 측면이 있습니다. 경험 많은 전문가와 엔지니어 팀이 귀사의 특정 생산 및 재정 목표를 충족하는 가장 비용 효율적이고 민첩한 솔루션 선택을 도와드릴 수 있습니다.