시간과 비용을 효과적으로 절감하는 그리퍼죠 온라인 제조

Technical Report

그리퍼죠 온라인 매장

시간과 비용을 효과적으로 절감하는 그리퍼죠 온라인 제조

적층생산. SCHUNK 그리핑 부품의 적층생산(Additive Manufacturing)은 핸들링 공정에 새로운 가능성을 제공한다.

사용 중인 애플리케이션에 맞는 그리퍼 핑거를 설계하고, 생산하는 비용은 사실 일반적으로 지나치게 과소평가되는 경향이 있다. 모양이 어떠냐에 따라 달라지긴 하지만, 노련한 엔지니어조차 한 쌍의 죠를 설계하는 데 걸리는 시간은 수 십 시간이 되기도 한다. 생산공정 자체는 보통 늘 복잡하고, 비용도 상당하다. SCHUNK의 새로운 웹 툴이 이러한 공정과정을 단편적이나마 줄여주고, 과거의 작업시간보다 훨씬 단축될 수 있도록 한다. SCHUNK의 eGrip은 최적 3D 컨투어와 가격, 납기를 자동으로 계산하면서 최소정보만을 필요로 한다. 주문이 접수되면, 1-2일 정도 후 죠가 배송된다. 이전보다 더욱 빨라지고 저렴해진 것이다.

사실 SCHUNK는 2005년부터 적층생산(Additive Manufacturing)되는 그리핑 컴포넌트의 무한한 수용에 대해 고민해왔다. 전반적인 실험을 통해 여러 생산수단이 핸들링 및 조립공정에서 어떻게 이용되고 있는 지 파악하고자 했다.

형상에 굴곡이 있다거나, 마운팅 방향에 따른 결과, 리커버리를 분석하기 위해서 다양한 테스트들이 이뤄졌다. 독일의 프라운호퍼 IPA와 협업하며, SCHUNK는 생산된 로봇 그리퍼를 테스트하고, 생성처리를 최적화했다. 결과는 놀라웠다. 경량이며, 방수도 가능하고, 호환이 잘 되는 부품들로 이루어져 있다. 표준모델과 맞춤형 모델의 동시개발을 위해서 요구되는 창의성과, 특정 솔루션의 어플리케이션을 위한 새로운 방법을 고안해냈다.

복잡한 형상도 손쉽게

의심할 여지도 없이, 웹 툴을 이용한 적층생산(Additive Manufacturing)의 큰 장점은 제품형상에 별 다른 제약을 받지 않는다는 점이다.

설계 엔지니어는 대략적인 앵글이나, 언더컷을 신경 쓸 필요가 없다. 예를 들어 전원공급, 시그널, 압축에어를 위한 채널이 바로 그리퍼에 통합될 수 있다. 기존수단과 함께 사용되기 위해서 복잡한 형상 때문에 엄청난 비용과 노력을 요하는 컴포넌트들이 상대적으로 쉬워진다. 심지어 경첩과 같은 무빙파트는 하나의 피스로도 제작될 수 있다.

또한 CAD 시스템으로 즉각적으로 컴포넌트를 생성하는 것은 눈에 띄게 시간을 줄여 준다. 특히 소량의 맞춤형 생산에서 확연히 적층생산의 장점이 두드러진다.

그리퍼열림. SCHUNK eGrip은 설계시간을 줄여주고, 각각 그리퍼 핑거 모양을 잡는데 단 15분이 소요된다. 심지어 더욱 복잡한 형상 또한 매우 짧은 시간 내에 제작이 가능하다.

경량의 폴리아 마이드 모듈로 여러 긍정적인 효과를 볼 수 있다. 가벼워진 부품이 사이클타임과 에너지 소비를 줄이는 최적 상태를 제공하고, 작은 로봇의 사용과 핸들링 시스템 에서도 문제없다.

수년간 SCHUNK는 레이저 신터링 시스템(Sintering System) 이라는 최신 시스템을 이용하여 경량에 방수가 되는 폴리아마이드 12 논-커팅 (NON-cutting)에 이르는 다양한 모듈을 생산해왔다.

제품 스펙트럼은 위생에 철저한 분야까지, 특히 형상유지 혹은 요청에 의한 유연한 핑거, 직접적으로 그리퍼나 그리퍼 핑거로 통합되어야 하는 시스템의 퀵체인지 시스템 등에 이용 가능하다. 훨씬 복잡한 컨투어나, 개별적인 라벨링 또한 추가금액 없이 가능하다. 폴리아마이드는 화학약품에 강하며, 식품 핸들링에 적합하고, 또한 특수 분야와 식품산업에서도 안심하고 이용될 수 있다.

맞춤형 제품도 자동화로

고객맞춤형 SCHUNK 그리퍼 컴포넌트는 적층생산 공정으로 제작되는데 이는 웹브라저 기반인 SCHUNK eGip 3D 웹툴을 이용하여 설계에서 최종핑거까지 전 공정이 자동화로 이루어

진다.

온라인 포토서비스와 비슷하게, 사용자는 원하는 그리퍼 핑거를 STEP이나 STL 형태의 파일을 업로드한 뒤, 그리퍼 위치를 시작하고 핑거길이를 확인할 수 있다. 주문을 마무리 짓기 전에, 툴은 정확한 금액과 납기일을 보여주면서 최대한 투명성 있는 발주과정을 보여준다. 작업자는 탑죠를 바로 즉시 주문할 수도 있고, 또는 그 오퍼를 저장했다가, 추후 주문할 때 다시 불러오거나 다시 주문을 새로 낼 수 있다.

뿐만 아니라, 생성된 어셈블리의 바깥 컨투어, 즉 그리퍼, 탑죠, 워크피스 등으로 이루어져 새롭게 생성된 어셈블리의 바깥부분은 시스템 디자인에서 바로 사용하기 위해서 STL 포맷으로 다운로드될 수 있다. 디자인 툴의 첫 번째 버전은 2016년 중에 나올 예정이며, SCHUNK PGN plus 40에서 125의 탑죠와 유니버셜 그리퍼, 소형 그리퍼 MPG 20-64, 소형 전기 그리퍼 EGP 25-40이 포함된다.

경쟁력 있는 가격의 탑죠는 경량이며, 방수가 되는 폴리아마이드 12로 흰색과 검정 가운데 선택할 수 있다. 제약 및 의학분야 사용에서는 탑죠는 또한 FDA 승인을 받은 폴리아마이드 12로 이용할 수 있다. 폴리아마이드가 화학약품에 강하고, 식품사용에도 적합하기 때문에 전혀 다른 분야로 안정감 있게 이용할 수 있다.

“형상과 개별적인 요구사항에 따라 12개의 스테이션과 12 쌍의 핑거가 있는 회전테이블의 경우, 약 2,400-9,600 유로를 절감할 수 있었습니다”

랄프스테인만, 그리핑시스템영업유닛매니저

그밖에도 뛰어난 이점들

“저희는 수많은 프로젝트들을 해내오면서 제품설계 및 생산시간이 상당히 필요하다는 것을 잘 알고 있습니다. 특히 그리퍼 핑거가 매우 복잡하다면 그 사실은 더욱 명백해지죠.”  SCHUNK 경영책임자 랄프 스테인만 씨가 설명한다. “부품모양에 따라 다르지만, 대략적으로숙련된 엔지니어들이 1쌍의 그리퍼를 만들어 내는데 필요한 시간은 2-8시간입니다.”

SCHUNK eGrip에서는 소요시간을 약 15분 정도로 단축해야만 했다. 그리퍼 핑거 설계 소프트웨어와 노하우는 SCHUNK에서 나온다.

특허받은 절차가 여기에 접목되어 있다. 실제 부가적인 생산은 3D printing 회사의 선두주자로 SCHUNK와 독점계약을 맺은 Materialise GmbH에서 진행했다. 두 회사는 약 1년을 개발에 투자했으며, 툴에 6가지의 디지털 모양을 부여했다. 결과는 놀라웠다. 핑거의 개발 시간은 97% 단축됐다. 생산과 배송시간은 88 %까지 단축되었고, 더욱이 핑거 가격은 50 %까지 절감할 수 있었다. 특히 SCHUNK eGrip은 서로 다른 형상의 그리퍼가 필요한 조립 시스템에 매우 효과적이다.

“형상과 개별적인 요구사항에 따라 12개의 스테이션과 12 쌍의 핑거가 있는 회전테이블의 경우, 약 2,400-9,600 유로를 절감할 수 있었습니다”라고 랄프 스테인만 씨가 설명한다.

숙련된 SCHUNK 기술자들이 투입된 기간 동안, 시스템은 전반적인 점검에 들어갔다. 작업자들의 피드백을 기반으로 작업자 인터페이스와 기계작동 및 프로그램의 회로를 최적화하는 것이 가능해졌다. 프로그램의 흐름은 작업자가 모든 요구되는 작동법을 순서대로 가이드하면서 구성된다.

추가 구성되면서 새로이 도입되는 것은 소프트웨어에 있다. SCHUNK의 eGrip은 여러 다른 언어를 지원하며, 다른 그리퍼 시리즈를 추가하는 것도 검토 중에 있다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 시간과 비용을 효과적으로 절감하는 그리퍼죠 온라인 제조