성공 사례

하나의 스마트 컨베이어, 무한 가능성

독립형카트기술(Independent Cart Technology)을 기반으로 하는 새로운 KUKA 시스템은 어셈블리 버퍼링 문제를 해결하고 유연성을 제공합니다

과제

현대의 어셈블리 플랜트를 위해 유지보수성과 성능뿐 아니라 미래 요구사항에 대한 적응성을 높이는 스마트한 오버헤드 버퍼링 리니어 이송 시스템 설계

솔루션

MagneMotion QuickStick 시스템

결과

다중 모델 어셈블리 방식을 효율적이게 합니다
사전 설계 솔루션으로 쉬운 구성이 가능합니다
구성 요소의 수를 최소화하고 유지보수를 간소화합니다.
모듈식 설계로 인해 유연성이 향상됩니다.

어느 차체 공장에서도 서브어셈블리를 A지점에서 B지점으로 정확하고 효율적으로 옮기는 것이 매우 중요합니다. 그러나 최적의 처리량을 달성하는 것은 단지 속도 문제만은 아닙니다. 다른 시스템의 생산을 지연시키지 않으면서 일부 시스템의 다운타임을 수용할 수 있는 이송 전략이 필요하기 때문입니다.

KUKA Systems의 첨단 기술 이사인 케빈 로렌스(Kevin Laurence)는 “제조는 완벽하지 않습니다.”라고 말합니다. 그는 “부품이 일정한 속도로 한 곳으로 들어왔다가 다른 곳으로 나가는 것은 불가능합니다. 도중에 생길 수 있는 문제가 너무 많습니다."라고 이야기합니다.

버퍼링 존은 이 문제를 해결하고 플랜트가 잠재적인 방해물에도 불구하고 처리량 목표를 달성할 수 있도록 합니다. 버퍼링 존은 누적되는 컨베이어에 따라 한 시스템이 다른 시스템에 일정한 속도로 공급하도록 하고 라인에서 소비가 둔화되거나 중단되면 생산 중인 시스템의 결과물을 보관합니다.

하지만 최근 몇 년간 차체 공장이 혼합 모델 어셈블리로 전환하고 더 많은 서브시스템용 생산을 맡기 시작하면서 기존 버퍼링의 한계가 드러나는 경우가 많았습니다.

“이러한 버퍼링 시스템은 원래 의도를 벗어날 정도로 커졌습니다."라고 로렌스는 설명합니다. “플랜트의 지속적인 가동을 유지해야 하는 시스템에 필요한 민첩성이 부족했기 때문에 다운타임 자체가 발생하기 쉬웠습니다.”

현대화 공장을 위한 더 나은 접근법

현대 어셈블리 플랜트의 현실을 해결하기 위해, KUKA Systems North America는 최근 KS BOLT 버퍼링 오버헤드 리니어 이송 시스템을 개발했습니다. KUKA Systems North America는 세계적인 자동차 생산 시스템 제공 업체이며 독일에 본사를 두고 있는 KUKA AG에 소속되어 있습니다.

KS BOLT 시스템은 기존의 "오버 언더" 컨베이어 구성과 뚜렷이 대조적입니다.

마찰식 컨베이어링을 사용하는 기존 버퍼링과 달리 KS BOLT는 로크웰 오토메이션 회사인 MagneMotion®의 독립형 카트 기술에 의존합니다. 이 시스템은 QuickStick® 지능형 컨베이어를 특징으로 합니다.

리니어 모터와 내장형 모터 컨트롤러로 구성된 QuickStick 시스템은 루프형 트랙에서 별도의 캐리어를 독립적으로 제어할 수 있도록 통합 위치 감지 기능을 사용합니다. 가속, 감속, 속도 및 위치는 프로그래밍이 가능합니다.

임베디드 인텔리전스(Embedded Intelligence)의 힘

로렌스는 “리니어 모터 기술이 있기 때문에 KS BOLT는 매우 스마트한 시스템입니다.”라며 “위치 센서가 모터에 포함되어 있기 때문에 각 캐리어와 각 부품이 어디에 있는지 언제든지 정확하게 파악할 수 있습니다.”라고 이야기합니다.

반면에 기존 컨베이어는 벨트 상의 팔레트 움직임을 모니터링하기 위해 외부 근접 센서에 의존하지만 개별 페이로드를 제어하거나 추적할 수 없습니다. 또한 기존 컨베이어는 한 방향으로만 작동하는 반면 KS BOLT는 양방향으로 움직입니다.

로렌스는 “양방향 기능은 생산 시스템과 소비 시스템이 비동기화되었을 때 특히 유용합니다. 지능형 시스템이 모든 부품의 소재를 항상 파악하고 있기 때문에 적합한 모델을 필요에 따라 자동으로 독립적으로 이송할 수 있습니다.”라고 설명합니다.

KS BOLT는 다중 모델 플랜트에서 적절한 시퀀싱을 용이하게 하는 효율적인 솔루션이기도 합니다. 많은 플랜트는 각 차량의 올바른 부품 시퀀싱을 위해 별도의 컨베이어 시스템이 포함된 선택 뱅크를 통해 각 모델에 맞는 부품들을 이송합니다.

“어셈블리 플랜트는 선택 뱅크와 별도의 컨베이어를 하나의 KS BOLT 시스템으로 대체할 수 있습니다. 이 시스템에는 우수한 추적 기능이 있기 때문에 가능한 것입니다.”라고 로렌스는 말합니다.

보다 적은 구성요소로, 손쉬운 유지보수

모듈형 디자인이 특징인 KS BOLT 시스템은 유지보수도 수월합니다.

“본질적으로 KS BOLT 시스템에는 구성 요소가 매우 적기 때문에 잘못될 수 있는 요소가 거의 없습니다."라고 로렌스는 이야기합니다.

KS BOLT는 압출 알루미늄 트랙, 고체 상태 QuickStick 리니어 모터 기술, 제로 유지 보수 캐리어 및 롤러 클러스터 휠 어셈블리를 포함합니다.

로렌스는 “리니어 모터의 상태는 예방적 유지보수를 위해 전력 변화에 대해 독립적으로 모니터링됩니다.”라며 “가끔 모터를 반드시 교환해야 하는 경우가 발생하는데, 이런 경우 KS BOLT는 제어 시스템을 통해 알람을 제공합니다.”라고 말합니다.

그리고 롤러 클러스터나 휠을 수리해야 하는 경우 시스템은 문제가 있는 캐리어를 정확하게 안내합니다. 이 시스템은 마찰식 시스템과 달리 트랙 밖에서 수리 가능한 구성 요소에 쉽게 접근할 수 있습니다.

미래를 위한 준비

아마 KS BOLT의 진짜 장점은 다양한 산업 애플리케이션과 미래의 제조 요구사항에 맞게 적용할 수 있다는 점입니다.

로렌스는 “이 시스템은 자동차 어셈블리 플랜트에 국한되지 않는다는 점을 기억하십시오. 다양한 시나리오에 맞는 이상적인 선택입니다."라고 말합니다.

산업과 관계 없이, 미리 엔지니어링한 모듈식 설계를 통해 고객은 쉽게 더 많은 트랙 섹션을 추가하거나 다른 애플리케이션에 맞게 트랙 구성을 변경할 수 있습니다.

로렌스는 “역사적으로 버퍼링 컨베이어는 소모품이었습니다. 새로운 플랜트나 애플리케이션에는 새 시스템이 필요했습니다. 우리는 이러한 사고 방식을 바꿨습니다. 우리는 KS BOLT가 고객이 필요로 하는 마지막 컨베이어라고 생각합니다.”라고 설명합니다

로크웰 오토메이션이 장비제조업체의 성과 개선을 어떻게 지원하는지 자세히 알아보십시오

Published 2019년 8월 8일

로크웰 오토메이션을 구독하고 최신 뉴스와 정보를 받아보십시오.