센서 생산 혁신: 센사타(Sensata), 스마트 메카트로닉스 활용

메카트로닉스 시스템은 오늘날 스마트하고 연결된 제조 환경에서 필수적이다. 더 높은 지능, 더 효율적인 작동, 완전한 시스템을 제공하는 모듈러 '키트' 접근 방식을 제공하는 '스마트 메카트로닉스'라는 차세대 시스템이 등장했다.

이 더 진보한 시스템은 사양 지정, 주문, 배포도 더 쉽다. 선형 부품, 전자 모터, 제어기, 센서를 스마트하고 잘 설계된 방식으로 통합함으로써 메카트로닉스는 복잡한 제조 시스템 구현을 용이하게 하는 완전한 솔루션을 제공한다.

이런 생산 도구는 센서 및 센서 기반 솔루션 글로벌 공급업체 센사타 테크놀로지스(Sensata Technologies, 매사추세츠주 애틀보로)가 정확히 찾던 것이었다. 이 회사는 정확한 프레싱 및 조립 공정으로 소량 배치를 생산하는 새 생산 라인을 구축 중이었다.

센사타의 핵심 생산 단계 중 하나는 작은 뚜껑을 센서 하우징에 정밀하게 프레싱하는 것이다. 센사타는 항상 공정을 단순화하고 표준 부품으로 가능한 한 직접 처리하려 한다. 이상적으로는 프로그래밍 노력 없이. 이번엔 센서 시스템 1,000개 또는 1만 개 버전을 소량 배치로 비용 효율적으로 생산하는 라인을 원했다.

이 목표 달성을 위해 센사타는 새로운 스마트 메카트로닉스 프레싱 솔루션 '스마트 펑션 키트(Smart Function Kit)'를 선택했다. 이는 보쉬 렉스로스(Bosch Rexroth) 스마트 메카트로닉스(Smart MechatroniX) 제품군의 일부다. 이 솔루션은 전동 실린더, 힘 센서, 모터, 레귤레이터, 제어 시스템, 소프트웨어 패키지를 단일 '플러그 앤 프로듀스(plug-and-produce)' 키트에 담았다.

이 키트 접근법은 선형 부품과 이를 구동하는 액세서리의 주문과 구성을 단순화하는 사용하기 쉬운 온라인 도구로 가능하다.

사이징과 컨피규레이터 프롬프트를 따라가면, 완전한 메카트로닉 솔루션(데카르트 로봇 또는 프레싱/조립 도구)용 모든 부품을 단일 프로세스로 지정할 수 있다. 제조사는 단일 공급사로부터 메카트로닉스 솔루션을 구성해, 사전 프로그래밍된 모션 시퀀스와 함께 배송받아 즉시 플러그 앤 프로듀스로 구현할 수 있다.

스마트 메카트로닉스는 제조 효율성과 공정 제어를 향상시키는 기능을 포함하며, 실시간 상태 모니터링과 예지보전을 가능케 한다. 이 공정 프로그래밍은 이제 전문 기술 없이 조작자가 할 수 있다. 소프트웨어 블록을 드래그앤드롭으로 선택·조합하고 공정 파라미터를 입력하면 워크플로가 완성된다.

센사타는 라인별 코딩 대신 이 기능을 십분 활용했다. 회사는 이로 인해 엔지니어링 시간이 95% 단축됐다고 추정했다.

또한 공정 데이터를 실시간으로 표시하고, 뚜껑 프레싱마다 힘-변위 곡선을 기록해 품질 보증과 분석에 활용한다. 메카트로닉 시스템은 이미 센사타의 시간 절약과 소량 배치 조립 작업 구현 능력 향상에 기여했다.

핸들링 및 이송 애플리케이션용 스마트 메카트로닉스 솔루션도 출시되고 있다. 선형 모션, 제어, 드라이브, 소프트웨어를 결합한 데카르트 단일/다축 시스템이 완전한 패키지를 제공하며, 동일한 구성 및 시스템 프로그래밍 도구를 활용한다.

혁신적 시스템 설계와 고급 구성·프로그래밍 도구를 활용함으로써 스마트 메카트로닉스는 인더스트리 4.0 제조 목표를 발전시키는 다재다능하고 강력한 플랫폼을 제공한다.