수년간 로봇 연마는 주로 수천 개의 동일한 부품을 생산하는 대규모 공장과 관련이 있었습니다. 전통적인 생각은 간단했습니다. 제조업체가 안정적인 제품, 긴 생산 주기, 충분한 물량을 보유하고 있다면 로봇 연마 시스템에 투자하는 것이 합리적이었습니다. 제품 디자인이 자주 변경되거나 주문 수량이 적은 경우 수동 연마가 더 실용적으로 보였습니다.
이제 그 관점이 바뀌고 있습니다.
위생 도기, 자동차 부품, 금속 가구, 도어 하드웨어, 조리기구, 항공 우주, 의료 장비 및 일반 금속 가공과 같은 산업의 제조업체는 새로운 생산 환경에 직면해 있습니다. 고객은 더 많은 제품 선택, 더 짧은 배송 시간, 더 적은 주문 수량, 더 맞춤화된 디자인을 원합니다. 결과적으로 공장은 각 모델의 생산량을 줄이면서도 다양한 부품을 처리해야 합니다.
이를 고믹스 저볼륨 생산이라고 합니다.
이러한 환경에서 로봇 연마가 효과적으로 작동할 수 있을까요? 짧은 대답은 '예'입니다. 단, 시스템이 유연성을 위해 설계된 경우에만 해당됩니다.
현대의 로봇 연마 시스템은 더 이상 하나의 제품에 대해 하나의 고정된 움직임을 반복하는 데 국한되지 않습니다. 힘 제어, 빠른 공구 교체, 유연한 고정구, 디지털 공정 레시피, 3D 프로그래밍 및 지능형 센싱을 통해 로봇은 이전보다 훨씬 빠르게 다른 부품 간에 전환할 수 있습니다.
그러나 이러한 시스템의 성공은 단순히 로봇을 설치하는 것 이상에 달려 있습니다. 제조업체는 제품 믹스, 연마 요구 사항, 전환 빈도, 공구 요구 사항 및 생산 목표를 이해해야 합니다. 이러한 요소를 신중하게 고려하면 로봇 연마는 소량 배치 및 빈번하게 변경되는 제품에도 실용적인 솔루션이 될 수 있습니다.
고믹스 저볼륨 생산 이해
고믹스 저볼륨 생산은 공장에서 다양한 제품 모델을 제조하지만 각 제품의 수량은 상대적으로 적다는 것을 의미합니다.
예를 들어, 욕실 하드웨어 제조업체는 수십 개의 수도꼭지 본체, 손잡이, 밸브 및 액세서리를 생산할 수 있습니다. 한 주문에는 특정 수도꼭지 모델 200개가 필요할 수 있고, 다른 주문에는 특수 손잡이 50개만 필요할 수 있습니다. 재료, 크기, 모양 및 필요한 표면 마감은 주문마다 달라질 수 있습니다.
금속 가구 공급업체도 비슷한 상황에 직면할 수 있습니다. 오전에는 스테인리스 스틸 의자 다리를 연마하고, 오후에는 알루미늄 테이블 지지대를, 다음 날에는 소량의 맞춤형 장식 부품을 연마해야 할 수 있습니다.
이러한 생산 모델은 여러 가지 과제를 야기합니다:
- 제품 모양이 자주 변경됩니다.
- 배치 크기가 작습니다.
- 생산 일정을 예측하기 어렵습니다.
- 연마 경로를 다른 부품에 맞게 조정해야 합니다.
- 고정구와 공구를 자주 교체해야 할 수 있습니다.
- 표면 품질을 일관되게 유지해야 합니다.
- 다양한 공정에 숙련된 작업자가 필요합니다.
- 설정 시간이 전체 생산 시간의 상당 부분을 차지할 수 있습니다.
기존 자동화는 종종 단일 제품과 긴 생산 주기를 위해 설계되었습니다. 고정 로봇 셀은 높은 속도와 안정적인 품질을 제공할 수 있지만, 새로운 제품을 처리하기 위해 시스템을 변경하려면 광범위한 프로그래밍, 새로운 고정구 및 긴 테스트 기간이 필요할 수 있습니다.
고믹스 생산의 경우 이러한 비유연적인 자동화로는 충분하지 않습니다. 시스템은 제품을 빠르고 경제적으로 변경할 수 있어야 합니다.
수동 연마가 여전히 일반적인 이유
수동 연마가 여전히 일반적인 이유는 인간 작업자가 본질적으로 유연하기 때문입니다. 숙련된 작업자는 새 부품을 보고 모양을 이해하고 연마재를 선택하며 손으로 연마 압력을 조정할 수 있습니다.
이러한 능력은 주문 수량이 적거나 제품 유형이 정기적으로 변경될 때 특히 유용합니다.
그러나 수동 연마는 심각한 문제를 야기하기도 합니다.
첫째, 품질은 작업자의 경험과 신체 상태에 크게 좌우됩니다. 두 명의 작업자가 동일한 부품을 다르게 연마할 수 있습니다. 같은 작업자라도 아침과 긴 근무 시간 종료 시 다른 결과를 낼 수 있습니다.
둘째, 연마는 신체적으로 힘든 작업입니다. 작업자는 진동, 소음, 먼지, 열 및 반복적인 팔 움직임에 노출됩니다. 무겁거나 불규칙한 부품은 부상 위험을 증가시킬 수도 있습니다.
셋째, 숙련된 연마 작업자를 많은 제조 지역에서 모집하고 유지하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다. 특히 복잡한 곡선이나 엄격한 외관 요구 사항이 있는 부품의 경우 새로운 작업자를 훈련하는 데 몇 달 또는 몇 년이 걸릴 수 있습니다.
마지막으로, 수동 생산은 측정하기 어렵습니다. 공장은 완료된 부품 수를 알 수 있지만, 연마 압력, 공구 마모, 사이클 시간 또는 공정 안정성에 대한 정보는 제한적인 경우가 많습니다.
로봇 연마는 이러한 문제 중 상당수를 해결할 수 있습니다. 과제는 로봇에게 변화하는 제품을 처리할 수 있는 충분한 유연성을 제공하는 것입니다.
주요 과제: 빠른 제품 전환
고볼륨 생산에서는 로봇 프로그램을 설정하는 데 몇 시간이 걸려도 시스템이 수천 개의 동일한 부품을 생산하기 때문에 허용될 수 있습니다.
저볼륨 생산에서는 상황이 다릅니다. 공장에서 50개만 연마해야 한다면 긴 설정 시간은 자동화의 경제적 가치를 없앨 수 있습니다.
이러한 이유로 전환 시간은 고믹스 로봇 연마 시스템의 가장 중요한 측정 기준 중 하나입니다.
완전한 전환에는 다음이 포함될 수 있습니다:
- 새 로봇 프로그램 로드
- 고정구 교체 또는 조정
- 올바른 연마 공구 선택
- 연마 속도 및 접촉 압력 설정
- 작업물 위치 확인
- 시험 부품 실행
- 표면 품질 검사
- 최종 공정 조정
유연한 시스템은 이러한 각 단계에 필요한 시간을 줄여야 합니다. 이상적으로는 작업자가 저장된 제품 레시피를 선택하고 올바른 고정구를 설치하고 공구를 확인한 후 최소한의 수동 조정으로 생산을 시작할 수 있어야 합니다.
전환 프로세스가 쉬워질수록 경제적으로 자동화할 수 있는 배치 크기가 작아집니다.
디지털 레시피로 소량 배치 생산 용이
현대 로봇 연마의 가장 유용한 기능 중 하나는 디지털 공정 레시피입니다.
레시피는 특정 부품의 생산 설정을 저장합니다. 여기에는 다음이 포함될 수 있습니다:
- 로봇 이동 경로
- 연마 각도
- 접촉 압력
- 공구 회전 속도
- 로봇 이동 속도
- 연마 패스 수
- 연마재 유형
- 보정 값
- 작업물 로딩 위치
- 검사 요구 사항
공정이 테스트되고 승인되면 레시피를 시스템에 저장할 수 있습니다. 몇 주 또는 몇 달 후에 동일한 제품이 다시 돌아오면 작업자는 프로세스를 다시 개발하는 대신 레시피를 다시 로드할 수 있습니다.
이는 소량으로 반복 주문을 받는 제조업체에게 특히 가치가 있습니다.
예를 들어, 수도꼭지 제조업체는 이번 달에 한 모델을 300개 생산하고 세 달 후에 150개 주문을 받을 수 있습니다. 연마 레시피가 올바르게 저장되어 있다면 공장은 유사한 표면 품질을 유지하면서 신속하게 생산을 재개할 수 있습니다.
디지털 레시피는 공정 지식을 보호하기도 합니다. 숙련된 작업자의 기억에 전적으로 의존하는 대신 공장은 기계에 중요한 생산 매개변수를 저장할 수 있습니다.
작업자의 지식이 공정에서 제거되는 것은 아닙니다. 반복 가능하고 관리 가능한 생산 방법으로 전환됩니다.
힘 제어는 유연한 연마에 필수적입니다.
연마는 단순한 픽앤플레이스 자동화와 다릅니다. 로봇은 적절한 압력을 가하면서 작업물과 접촉을 유지해야 합니다.
압력이 너무 낮으면 공구가 충분한 재료를 제거하지 못할 수 있습니다. 압력이 너무 높으면 시스템이 표면을 손상시키거나, 연마 자국을 만들거나, 부품의 형상을 변경하거나, 연마재를 너무 빨리 마모시킬 수 있습니다.
이는 곡선, 모서리, 주조 변형, 용접 이음매 또는 작은 치수 차이가 있는 부품을 처리할 때 더 어려워집니다.
현대 로봇 연마 시스템은 종종 힘 제어 또는 컴플라이언스 장치를 사용하여 이 문제를 관리합니다.
힘 제어는 표면 위치가 약간 변경되어도 시스템이 더 안정적인 접촉력을 유지할 수 있도록 합니다. 컴플라이언스 연마 장치는 프로그래밍된 경로와 실제 작업물 간의 작은 차이를 흡수할 수 있습니다.
이는 고믹스 생산에서 중요합니다. 모든 부품군이 동일한 모양이나 치수 정확도를 갖는 것은 아니기 때문입니다.
예를 들어, 주조 부품은 조각마다 약간의 변형이 있을 수 있습니다. 완전히 강성이 있는 시스템은 일관된 접촉을 유지하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 힘 제어 시스템은 이러한 차이에 더 잘 적응할 수 있습니다.
힘 제어는 로봇이 임의의 알 수 없는 부품을 자동으로 처리할 수 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 프로그래밍 및 공정 개발은 여전히 필요합니다. 그러나 시스템을 더 허용적으로 만들고 완벽한 부품 위치 지정의 필요성을 줄입니다.
유연한 고정구로 설정 시간 단축
기업이 로봇 연마를 평가할 때 고정구는 종종 간과됩니다. 실제로 고정구 설계는 고믹스 자동화의 성공 또는 실패를 결정할 수 있습니다.
고정구는 연마 중에 부품을 안전하게 고정해야 합니다. 또한 작업물을 정확하게 배치하고 로봇이 필요한 표면에 도달할 수 있도록 해야 합니다.
많은 제품을 생산하는 공장의 경우 모든 부품에 대해 완전히 다른 고정구를 만드는 것은 비용이 많이 들고 불편할 수 있습니다. 또한 보관 및 전환 문제를 야기할 수 있습니다.
유연한 고정구 전략에는 다음이 포함될 수 있습니다:
- 조절 가능한 클램핑 포인트
- 모듈식 고정구 플레이트
- 교체 가능한 로케이팅 블록
- 공통 고정구 베이스
- 퀵 잠금 메커니즘
- 공압 또는 유압 클램프
- 제품군 고정구 설계
- 자동 고정구 식별
개별 제품마다 하나의 고정구를 만드는 대신 제조업체는 때때로 유사한 부품을 제품군으로 그룹화할 수 있습니다.
예를 들어, 여러 수도꼭지 본체는 외부 디자인은 다르지만 동일한 연결 위치 또는 내부 장착 지점을 공유할 수 있습니다. 공통 고정구 플랫폼은 작은 로케이팅 구성 요소만 변경하여 이 모든 것을 수용할 수 있습니다.
잘 설계된 고정구는 전환 시간을 줄이고, 위치 지정 정확도를 개선하며, 작업자의 작업을 훨씬 쉽게 만들 수 있습니다.
빠른 공구 교체로 유연성 향상
다른 연마 작업에는 다른 공구가 필요합니다.
한 부품에는 초기 연삭을 위한 거친 연마 벨트가 필요하고, 그 다음에는 더 고운 벨트와 버핑 휠이 필요할 수 있습니다. 다른 부품에는 가벼운 표면 마감만 필요할 수 있습니다. 복잡한 부품은 다른 영역에 도달하기 위해 여러 개의 휠 크기가 필요할 수 있습니다.
유연한 로봇 셀은 여러 연마 스테이션 또는 자동 공구 교체 시스템을 사용할 수 있습니다.
응용 분야에 따라 로봇은 작업물을 다른 공구 사이로 이동시킬 수 있습니다. 다른 시스템에서는 로봇이 연마 공구를 잡고 팔 끝 장비를 자동으로 교체합니다.
빠른 공구 교체 기술은 수동 개입을 줄이고 동일한 셀에서 다른 제품을 처리하는 것을 더 쉽게 만듭니다.
공구 관리도 마찬가지로 중요합니다. 시스템은 어떤 공구가 설치되었는지, 얼마나 오래 사용되었는지, 교체가 필요한지 알아야 합니다.
마모된 연마재는 새 연마재처럼 작동하지 않습니다. 공정 매개변수가 변경되지 않으면 표면 품질과 사이클 시간이 불안정해질 수 있습니다. 공구 마모 보상은 연마 휠이 작아지거나 연마 벨트의 절삭 성능이 저하될 때 로봇이 움직임을 조정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
고믹스 생산의 경우 이 정보는 가능한 한 제품 레시피에 포함되어야 합니다.
오프라인 프로그래밍으로 준비 시간 단축
기존 로봇 프로그래밍은 종종 엔지니어가 생산 셀 내에서 로봇을 포인트별로 이동시켜야 합니다. 이 방법은 효과적일 수 있지만 복잡한 부품의 경우 시간이 오래 걸릴 수 있습니다.
또한 새 제품을 프로그래밍하는 동안 기계를 중지해야 할 수도 있습니다.
오프라인 프로그래밍은 다른 접근 방식을 제공합니다.
부품, 고정구, 로봇 및 연마 장비의 3D 모델을 사용하여 엔지니어는 컴퓨터에서 로봇 경로를 생성하고 테스트할 수 있습니다. 실제 시스템으로 프로그램을 전송하기 전에 도달 가능성, 로봇 자세, 가능한 충돌 및 예상 사이클 시간을 확인할 수 있습니다.
이는 고믹스 생산에 여러 가지 이점을 제공합니다:
- 로봇이 계속 생산하는 동안 새 프로그램을 준비할 수 있습니다.
- 복잡한 경로를 더 효율적으로 개발할 수 있습니다.
- 충돌 위험을 더 일찍 식별할 수 있습니다.
- 물리적 테스트 전에 사이클 시간을 예상할 수 있습니다.
- 유사한 프로그램을 복사하여 관련 제품에 맞게 조정할 수 있습니다.
- 생산 계획이 더 쉬워집니다.
오프라인 프로그래밍이 실제 테스트의 필요성을 완전히 제거하는 것은 아닙니다. 실제 연마 결과는 압력, 연마재 상태, 재료 특성 및 부품 변형에 따라 달라집니다. 최종 조정은 일반적으로 기계에서 필요합니다.
그러나 기본 로봇 경로 개발에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
고객의 디지털 정보 품질도 중요합니다. 정확한 3D 모델, 2D 도면, 재료 세부 정보, 표면 요구 사항 및 명확한 제품 사진은 예비 연마 개념을 더 쉽게 준비할 수 있도록 합니다.
비전 시스템으로 부품 변형 지원
로봇 제조에서 비전 시스템이 점점 더 보편화되고 있습니다. 카메라와 3D 센서는 부품을 찾고, 제품 모델을 식별하고, 작업물 위치의 차이를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
일부 응용 분야에서는 비전 시스템이 구성 요소가 배치된 방식을 확인하고 로봇의 경로를 그에 따라 조정할 수 있습니다. 이를 통해 매우 정밀한 수동 로딩의 필요성을 줄일 수 있습니다.
비전은 로봇 셀에 어떤 제품이 들어왔는지 식별하는 데도 도움이 될 수 있습니다. 그러면 시스템이 올바른 연마 레시피를 자동으로 로드할 수 있습니다.
더 발전된 검사 시스템은 연마 전후에 표면을 검사할 수 있습니다. 그러나 연마된 금속 표면을 검사하는 것은 쉽지 않습니다. 반사, 다른 조명 조건, 미세한 긁힘 및 변화하는 표면 각도는 자동 검사를 어렵게 만들 수 있습니다.
많은 공장의 경우 비전은 단계적으로 도입되어야 합니다. 기본적인 부품 식별 및 위치 보정은 품질 검사의 모든 측면을 한 번에 자동화하려고 시도하는 것보다 더 즉각적인 가치를 제공할 수 있습니다.
제품을 가족 단위로 그룹화
모든 제품을 완전히 별도의 자동화 프로젝트로 취급하는 것은 흔한 실수입니다.
많은 공장에서 제품은 재료, 모양, 크기, 고정 방법, 표면 마감 또는 연마 공정을 기준으로 가족 단위로 그룹화될 수 있습니다.
예를 들어, 위생 도기 공장은 다음과 같은 그룹을 만들 수 있습니다:
- 황동 수도꼭지 본체
- 수도꼭지 손잡이
- 밸브 본체
- 욕실 액세서리
- 스테인리스 스틸 피팅
동일한 제품군 내의 제품은 유사한 고정구, 연마재, 연마 압력 및 로봇 움직임을 사용할 수 있습니다. 새 모델은 종종 기존 프로그램을 복사하고 특정 경로 지점을 수정하여 만들 수 있습니다.
이는 엔지니어링 시간을 줄이고 시스템을 더 쉽게 관리할 수 있도록 합니다.
로봇 연마 시스템을 구매하기 전에 제조업체는 과거 주문을 연구하고 제품 매트릭스를 만들어야 합니다. 매트릭스는 다음을 보여줄 수 있습니다:
- 제품 이름 및 모델
- 재료
- 치수 및 무게
- 연간 또는 월간 수량
- 배치 크기
- 현재 수동 연마 시간
- 필요한 표면 품질
- 현재 결함 또는 재작업률
- 필요한 공구 및 연마재
- 유사한 제품군
- 예상 미래 수요
이 분석은 어떤 제품을 먼저 자동화해야 하는지 결정하는 데 도움이 됩니다.
최고의 시작 제품이 항상 최고 볼륨의 제품은 아닙니다. 좋은 후보는 어렵거나, 위험하거나, 반복적이거나, 숙련된 노동력에 크게 의존하는 부품일 수도 있습니다.
로봇 하나로 모든 제품을 처리할 수 있을까요?
기술적으로 로봇은 다양한 부품에 대해 프로그래밍될 수 있습니다. 실제로는 공장의 모든 제품을 처리하는 단일 시스템을 기대하는 것이 불필요한 복잡성을 야기할 수 있습니다.
매우 넓은 제품 범위에는 다른 재료, 크기, 연마 표준 및 공정 순서가 포함될 수 있습니다. 일부 부품은 벨트 연삭이 필요할 수 있고, 다른 부품은 버핑, 디버링, 새틴 마감 또는 미러 폴리싱이 필요할 수 있습니다.
이러한 모든 공정을 하나의 셀에 결합하려고 하면 장비 비용이 증가하고 프로그래밍, 공구, 집진 및 유지 관리가 더 어려워질 수 있습니다.
더 나은 전략은 종종 현실적인 작동 범위를 정의하는 것입니다.
예를 들어, 로봇 셀은 0.5kg에서 15kg 사이의 무게를 갖는 부품을 특정 크기 범위 내에서 처리하고 세 가지 관련 제품군에 속하도록 설계될 수 있습니다. 시스템은 두 단계의 연삭과 한 단계의 연마를 수행할 수 있습니다.
이 범위를 벗어나는 제품은 계속 수동으로 처리하거나 다른 기계에 할당할 수 있습니다.
집중된 시스템은 모든 가능한 상황을 처리하도록 설계된 시스템보다 종종 더 생산적이고 작동하기 쉽습니다.
로봇 연마에 적합한 배치 크기는 얼마입니까?
모든 공장에 적용되는 단일 최소 배치 크기는 없습니다.
적합한 수량은 여러 요인에 따라 달라집니다:
- 제품 프로그래밍 시간
- 고정구 전환 시간
- 공구 전환 시간
- 수동 연마 사이클 시간
- 로봇 연마 사이클 시간
- 인건비
- 표면 품질 요구 사항
- 재작업 및 불량률
- 반복 주문 빈도
- 개선된 안전의 가치
- 하루 근무 교대 횟수
새 부품에 8시간의 프로그래밍이 필요하고 다시는 생산되지 않는다면 로봇 연마는 경제적이지 않을 수 있습니다.
배치에 50개만 포함되어 있지만 동일한 주문이 매달 돌아온다면 승인된 프로그램을 재사용할 수 있으므로 자동화가 여전히 의미가 있을 수 있습니다.
마찬가지로, 각 부품에 30분의 어려운 수동 연삭이 필요하다면 비교적 작은 배치라도 많은 노동 시간을 차지할 수 있습니다. 프로세스를 자동화하면 유용한 수익을 얻을 수 있습니다.
따라서 공장은 단일 주문 수량뿐만 아니라 총 연간 수요와 반복 빈도를 평가해야 합니다.
인간 작업자의 역할 변화
로봇 연마는 사람의 필요성을 없애지 않습니다. 사람들이 수행하는 작업의 유형을 변경합니다.
작업자는 전체 근무 시간 동안 무거운 부품을 연마 휠에 대고 있는 대신 고정구를 로드 및 언로드하고, 레시피를 선택하고, 완성된 부품을 검사하고, 연마재를 교체하고, 생산을 모니터링할 수 있습니다.
숙련된 연마 작업자는 공정 개발 중에 특히 가치가 있습니다. 그들은 어떤 영역에 더 많은 압력이 필요한지, 어떤 표면이 민감한지, 그리고 다른 재료가 연마재에 어떻게 반응하는지 이해합니다.
그들의 경험은 엔지니어가 더 나은 로봇 경로와 공정 설정을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.
성공적인 자동화 프로젝트에서는 생산 지식과 로봇 기술이 함께 작동합니다. 목표는 인간의 공정 경험을 포착하여 반복 가능한 생산 레시피로 전환하는 것입니다.
기본 작업자 교육에는 다음이 포함되어야 합니다:
- 안전한 기계 작동
- 제품 레시피 선택
- 고정구 전환
- 공구 및 연마재 교체
- 품질 검사
- 일반적인 경보 처리
- 기본 매개변수 조정
- 일일 유지 보수 및 청소
사용자 인터페이스는 생산 직원이 고급 로봇 프로그래밍 지식 없이도 작동할 수 있을 만큼 간단해야 합니다.
고믹스 생산의 품질 관리
다양한 제품에 걸쳐 일관된 품질을 유지하는 것은 로봇 연마를 고려하는 가장 강력한 이유 중 하나입니다.
공정이 제대로 개발되면 로봇은 동일한 경로, 속도, 각도, 압력 및 패스 수를 반복할 수 있습니다. 이는 피로 또는 작업자 간의 차이로 인한 변동을 줄입니다.
그러나 로봇 반복만으로는 좋은 품질을 보장하지 않습니다. 들어오는 부품이 크게 다르거나 연마재가 마모된 경우 로봇은 잘못된 공정을 매우 일관되게 반복할 수 있습니다.
완전한 품질 전략에는 다음이 포함되어야 합니다:
- 입고 부품 검사
- 고정구 위치 확인
- 공구 상태 모니터링
- 전환 후 첫 번째 부품 검사
- 명확한 표면 품질 표준
- 정기 샘플 검사
- 레시피 버전 관리
- 유지 보수 기록
- 추적 가능한 생산 데이터
첫 번째 부품 검사는 특히 중요합니다. 새 레시피를 로드하거나 고정구를 변경한 후 작업자는 배치 전체 생산을 시작하기 전에 완료된 첫 번째 부품을 검사해야 합니다.
작은 조정이 필요한 경우 다음번에 최신 승인 레시피가 사용되도록 올바르게 저장해야 합니다.
투자 수익률 계산
로봇 연마의 가치는 로봇의 사이클 시간과 작업자의 사이클 시간을 비교하는 것만으로 측정해서는 안 됩니다.
계산에는 다음도 고려해야 합니다:
- 인건비 절감
- 재작업 및 불량 비용 감소
- 작업장 부상 감소
- 생산 일관성 향상
- 운영 시간 연장
- 배송 신뢰성 향상
- 희소한 숙련 노동력에 대한 의존도 감소
- 교육 요구 사항 감소
- 생산 데이터 개선
- 공장 공간 활용도 향상
- 반복 주문 설정 시간 단축
고믹스 생산의 경우 엔지니어링 및 전환 비용도 포함해야 합니다.
시스템은 각 부품을 빠르게 연마할 수 있지만, 작업자가 각 배치 준비에 너무 많은 시간을 소비하면 실제 활용률은 낮게 유지됩니다.
제조업체는 로봇이 승인된 부품을 생산하는 데 소비하는 시간과 프로그래밍, 테스트, 고정구 교체, 공구 교체 및 자재 대기에 소비하는 시간을 비교해야 합니다.
목표는 반드시 100% 로봇 활용률을 달성하는 것이 아닙니다. 유연한 생산 환경에서는 어느 정도의 준비 시간이 예상됩니다. 목표는 전체 시스템이 현재 방법보다 더 나은 비용, 품질, 안전 및 배송 성능을 제공하도록 보장하는 것입니다.
시작하는 실용적인 방법
공장은 즉시 전체 제품 범위를 자동화할 필요는 없습니다.
위험이 낮은 접근 방식은 대표적인 제품 그룹을 선택하여 시작하는 것입니다. 이러한 부품은 시스템의 유연성을 테스트할 만큼 충분한 다양성을 제공하면서도 일부 공통 기능을 공유해야 합니다.
실용적인 구현 프로세스에는 다음 단계가 포함될 수 있습니다:
1. 제품 정보 수집
2D 도면, 3D 모델, 사진, 재료, 치수, 무게, 생산 수량, 수동 처리 시간 및 표면 품질 요구 사항을 준비합니다.
2. 제품 분류
모양, 재료, 공정, 고정 방법 및 필요한 마감에 따라 부품을 그룹화합니다.
3. 시험 부품 선택
간단한 부품, 일반적인 부품 및 더 어려운 부품을 포함하여 여러 대표적인 제품을 선택합니다.
4. 예비 개념 개발
로봇 크기, 연마 스테이션, 고정구 전략, 로딩 방법, 힘 제어 방법, 안전 시스템 및 집진 요구 사항을 정의합니다.
5. 공정 테스트 수행
최종 공정이 승인되기 전에 물리적 샘플 테스트가 일반적으로 필요합니다. 연마재 선택, 사이클 시간, 달성 가능한 품질, 공구 수명 및 고정구 설계를 확인합니다.
6. 레시피 구축 및 저장
각 제품에 대해 승인된 디지털 레시피를 생성하고 명확한 명명 및 버전 관리 규칙을 설정합니다.
7. 작업자 교육
직원에게 제품 변경 방법, 레시피 선택 방법, 품질 검사 방법 및 일상적인 유지 보수 처리 방법을 교육합니다.
8. 점진적 확장
첫 번째 제품군이 안정화된 후 실제 생산 요구 사항에 따라 더 많은 제품을 추가합니다.
이러한 단계적 접근 방식은 공장이 초기 프로젝트를 불필요하게 복잡하게 만들지 않고 실제 생산에서 배울 수 있도록 합니다.
로봇 연마가 최선의 선택이 아닐 때
로봇 연마가 점점 더 유연해지고 있지만, 모든 고믹스 저볼륨 응용 분야에 적합한 것은 아닙니다.
수동 연마는 다음과 같은 경우에 더 실용적일 수 있습니다:
- 모든 부품이 고유합니다.
- 디지털 제품 정보를 사용할 수 없습니다.
- 필요한 연마 영역이 예측할 수 없이 변경됩니다.
- 생산 수량이 극히 적습니다.
- 부품을 안전하거나 일관되게 고정할 수 없습니다.
- 표면 요구 사항이 주로 주관적인 예술적 판단에 의존합니다.
- 프로그램을 재사용하기 전에 제품 디자인이 변경됩니다.
- 고정구 및 프로그래밍 비용이 잠재적 이익보다 높습니다.
어떤 경우에는 반자동 솔루션이 더 나은 첫 번째 단계가 될 수 있습니다. 공장은 컴플라이언스 연삭기, 프로그래밍 가능한 연마기 또는 가장 반복적인 공정 단계에만 로봇을 사용할 수 있습니다.
자동화가 전체 공정을 다 다루지 않아도 가치를 창출할 수 있습니다.
예를 들어, 로봇은 초기 중량 연삭을 수행하고 숙련된 작업자는 최종 외관 연마를 완료할 수 있습니다. 이는 신체적 노동을 줄이는 동시에 인간의 유연성이 가장 유용한 곳에 보존합니다.
유연한 로봇 연마의 미래
로봇 연마 기술은 프로그래밍이 더 쉬워지고 적응성이 높아질 것입니다.
3D 비전, 자동 경로 생성, 힘 감지, 표면 검사, 시뮬레이션 및 인공 지능의 개선으로 설정 시간이 더욱 단축될 것으로 예상됩니다.
미래 시스템은 3D 모델을 가져와 연마가 필요한 표면을 식별하고, 공구 유형을 추천하고, 초기 로봇 경로를 생성하고, 센서 피드백을 기반으로 공정 매개변수를 조정할 수 있을 것입니다.
인간 엔지니어는 여전히 품질 목표를 정의하고 공정을 승인하겠지만, 반복적인 프로그래밍 작업의 상당 부분은 더 빨라질 수 있습니다.
제조업이 더 많은 제품 다양성을 향해 나아가고 있기 때문에 이러한 개발은 중요합니다. 기업은 제품이 수년간 변경되지 않을 때만 작동하는 자동화가 아니라 고객 수요 변화에 대응할 수 있는 자동화가 필요합니다.
따라서 가장 성공적인 로봇 연마 시스템은 유연한 생산 플랫폼으로 설계된 시스템이 될 것입니다.
결론
로봇 연마는 고믹스 저볼륨 생산을 처리할 수 있지만, 유연성은 전체 시스템에 구축되어야 합니다.
로봇 자체는 솔루션의 일부일 뿐입니다. 빠른 제품 전환, 디지털 레시피, 힘 제어, 모듈식 고정구, 적합한 공구, 오프라인 프로그래밍, 숙련된 작업자 및 명확한 제품 분류가 모두 중요합니다.
제조업체는 모든 제품을 자동화할 수 있는지 여부를 묻는 것으로 시작해서는 안 됩니다. 더 유용한 질문은 다음과 같습니다. 어떤 제품군이 공통 로봇 공정을 공유할 수 있으며, 시스템은 서로 얼마나 빨리 전환할 수 있습니까?
제품군을 신중하게 선택하고 연마 공정을 표준화하면 비교적 작은 배치도 자동화에 적합해질 수 있습니다. 반복 주문은 신속하게 재개될 수 있고, 표면 품질은 더 일관될 수 있으며, 공장은 어려운 수동 작업에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
로봇 연마는 더 이상 단일 모델을 대량으로 생산하는 공장에 국한되지 않습니다. 더 많은 다양성을 생산하고, 고객 주문에 더 빨리 대응하며, 변화하는 시장에서 안정적인 품질을 유지해야 하는 기업을 위한 유연한 제조 도구가 되고 있습니다.
고믹스 저볼륨 제조업체의 경우 더 이상 로봇 연마가 가능한지 여부를 묻는 것이 아닙니다. 실제 질문은 유연성이 일상적인 공장 운영의 일부가 되도록 시스템, 고정구, 공구 및 생산 데이터를 어떻게 설계할 것인가입니다.
