리니어 모션 기술

로봇과 서보 프레스로 신속한 프릿 프레싱

Web Editorial Team Editor

2024-10-08 8 분

스위스의 특수 기계 제조업체 Cerasus GmbH는 화학 산업용 프릿을 자동으로 조립하기 위한 유연한 로봇 셀을 개발했습니다. 셀에 통합된 Bosch Rexroth의 서보 프레스는 프릿 조립의 생산성, 공정 품질 및 유연성을 높여줍니다.

특수 기계 제작 분야에서는 기성품이라는 개념이 존재하지 않습니다. 그러나 표준화된 솔루션 패키지는 엔지니어링과 구현 과정에서 귀중한 시간을 절약하는 데 큰 도움이 됩니다. 스위스 슈타이넨에 본사를 둔 Cerasus사는 Bosch Rexroth의 메카트로닉 하위 시스템을 활용해 프레스 및 결합 응용 분야의 복잡한 조립 작업을 간소화합니다. 이 시스템은 설치가 완료된 상태로 제공되며 통합 힘 센서로 측정 기능을 매핑할 수도 있습니다.
Bosch Rexroth의 전체 메카트로닉 패키지는 프릿 조립용 셀에 사용되며 Cerasus를 대신하여 개발되었습니다. 이는 의료 및 화학 기술용 유량 제한기를 생산하기 위해 슬리브에 압입되는 금속으로 만든 작은 원통형의 조절 장치입니다.

6축 로봇 및 Smart Function Kit Pressing이 있는 유연한 로봇 셀

CERAFLEX 조립 셀은 Fruitcore Robotics의 6축 로봇과 Bosch Rexroth에서 제공하는 설치 즉시 사용 가능한 서보 프레스인 Smart Function Kit Pressing 으로 구성되어 다양한 결합 공정을 빠르고 쉽게 수행하고 측정 기능을 구현할 수 있습니다. Rexroth 솔루션의 특별한 특징인 메카트로닉 하위 시스템은 최적으로 조정되고 사전 구성된 개별 구성 요소로 구성되며 사전 설치된 운영 소프트웨어와 함께 제공됩니다.

또한 사용자는 지능형 e툴을 사용하여 온라인으로 프레스 및 결합 응용 분야를 위한 Smart Function Kit를 구성하고 설계 및 주문하거나 Cerasus처럼 Bosch Rexroth와 협력하여 특정 응용 분야에 맞게 맞춤화할 수 있는 옵션을 선택할 수 있습니다. 두 옵션 모두 엔지니어링 시간을 단축합니다. 그런 다음 온라인 컨피규레이터를 통해 CAD 데이터와 문서를 다운로드할 수 있습니다."고객 맞춤형 솔루션을 위해 우리는 Bosch Rexroth의 헌신적이고 유능한 엔지니어링 지원을 중요하게 생각하고 있습니다." 라고 Cerasus의 가브리엘 뵈쉬(Gabriel Bösch) 전무이사는 말합니다."이는 업계에서 흔하지 않은 일이며, 그것이 바로 우리의 차별점입니다."

우측의 Fruitcore Cobot인 "Horst", 좌측의 알루미늄 프레임에 있는 Rexroth ctrlX Core 제어 장치

정밀 작업: Bosch Rexroth의 Smart Function Kit을 기반으로 한 서보 프레스(왼쪽)가 프릿이라고 불리는 밀리미터 단위의 작은 스로틀 요소를 금속 슬리브에 압입하는 모습. (이미지: Cerasus GmbH)

Bosch Rexroth의 모듈식 서보 프레스가 장착된 컴팩트한 CERAFLEX 조립 셀은 최대 10시간 동안 자율적으로 작동 가능 (이미지 출처: Cerasus GmbH)

Smart Function Kit를 통한 시간 절약 및 유연성 보장

Cerasus는 위탁 생산한 CERAFLEX 조립 셀의 도움으로 고객을 위해 이전에는 수작업으로 단조롭게 진행되던 프릿 조립을 자동화했습니다. 그 결과 더 짧은 시간에 더 많은 양을 생산할 수 있게 되었습니다. 삽입, 프레싱, 측정 외에도 제조된 스로틀 요소의 분류도 이제 완전히 자동으로 이루어집니다. 유량 저항을 측정한 후 축 로봇이 제품을 탱크에 배치하여 불량품과 정상 부품을 분리하고 특정 측정값을 가진 스로틀 요소를 다른 응용 분야를 위해 임시 보관합니다.

모듈식 서보 프레스를 통한 정밀하고 재현 가능한 공정

Bosch Rexroth의 모듈식 서보 프레스는 수동 프릿 조립에 비해 훨씬 더 높은 정확도와 공정 안정성으로 작동합니다."때문에 프레싱 공정에서는 움직임과 힘에 대한 정확한 값이 필요합니다." 라고 뵈쉬 전무이사는 설명합니다. 힘-변위 측정과 품질 모니터링을 위한 통합 기능 덕분에 Cerasus는 공정을 분석하고 지속적으로 개선할 수 있습니다. 이미 과도하게 큰 공차는 적용되는 초기 힘을 통해 감지할 수 있습니다. 따라서 결함이 있는 부품을 조기에 발견하고 툴 손상을 방지할 수 있습니다.

자동화를 통해 연간 생산량을 3개월 만에 달성 가능

CERAFLEX 셀은 최대 10시간 동안 자율적으로 작동할 수 있으며, 2교대 체제로 24시간 운영이 가능합니다. 약 1분의 사이클 타임으로, 로봇과 서보 프레스는 이제 기존에 1년이 걸리던 생산량을 매우 짧은 시간 내에 처리할 수 있게 되었습니다. 이러한 획기적인 시간 절약 효과를 활용하기 위해, 제조사는 CERAFLEX 셀에 두 번째 작업 과정을 추가하였습니다. 이를 위해 Cerasus는 12kN의 공칭 힘과 그에 상응하는 더 큰 전자기계 실린더를 갖춘 또 다른 Smart Function Kit를 사용합니다. 나머지 장비는 변경되지 않아, 셀을 반나절 만에 전환할 수 있습니다. 두 번째 프레스 응용 장치에는 통합된 길이 제어 기능이 있습니다. 필요한 거리 측정은 프레스 높이를 포함한 힘-변위 기록을 통해 수행됩니다.

전경 우측에는 Fruitcore Cobot인 "Horst"가 있고, 전경 좌측의 알루미늄 프레임에 있는 Rexroth ctrlX Core 제어 장치가 있음

사용 중: Bosch Rexroth의 Smart Function Kit에 기반한 서보 프레스(좌측)가 프레스로 밀리미터 크기의 스로틀 요소, 이른바 소형 압입 부품을 금속 슬리브에 누르는 모습. (이미지: Cerasus GmbH)

개방형 제어 플랫폼 ctrlX CORE를 통한 높은 유연성 보장

로봇 셀의 높은 자동화 수준과 생산성은 Cerasus가 개발한 제어 소프트웨어와 유연한 서보 프레스와 Bosch Rexroth의 개방형 제어 플랫폼 ctrlX CORE 의 조합 덕분입니다."우리는 높은 비용 효율성뿐만 아니라 프레싱 공정의 간단하고 빠른 조정 때문에 Smart Function Kit Pressing을 선택했습니다." 라고 뵈쉬 전무이사는 설명합니다."제어 플랫폼 ctrlX CORE는 매우 짧은 인도 시간과 앱을 통한 광범위한 개방형 인터페이스, 그리고 유연한 확장 옵션으로 다양한 프로젝트를 위한 지속 가능한 기반을 제공한다는 점이 인상적이었습니다."

좌측: Smart Function Kit Pressing, 중간: ctrlX 제어 센터, 우측: 우측 두 팔이 디스플레이를 잡은 모습 디스플레이에는 그래픽이 표시됨

효율적인 프레싱, 성형, 테스트: Smart Function Kit Pressing은 최대 70kN의 공칭 힘(최대 힘의 경우 72kN)을 위한 완벽한 메카트로닉 패키지. 사전 설치된 운영 소프트웨어를 통해 빠르고 쉽게 시운전, 설정, 공정 모니터링을 수행 가능 (이미지 출처: Bosch Rexroth AG)

웹 HMI의 간편한 설정

Cerasus는 HMI 인터페이스를 포함한 로봇 셀용 모듈식 소프트웨어를 프로그래밍했습니다."투 인 원 솔루션은 별도의 기계를 위한 공간을 절약하고 생산 유연성을 높여주기 때문에 고객들로부터 좋은 반응이 이어지고 있습니다." 라고 뵈쉬 전무이사는 말합니다. 두 경우 모두 전체 시스템은 ctrlX CORE 제어 플랫폼과 일치하는 ctrlX I/O 모듈을 통해 제어됩니다. CODESYS에서 프로그래밍된 CERAFLEX 소프트웨어는 개별 구성 요소의 상호 작용을 대신합니다. 또한 WebIQ HMI는 Smart Function Kit의 플랫폼에 의존하지 않는 운영 소프트웨어를 통해 기계 개요에 통합합니다. WebIQ를 사용하면 광범위한 프로그래밍 지식 없이도 디스플레이가 거의 없는 간단한 공정 제어를 포함하여 ctrlX AUTOMATION용 웹 HMI를 만들 수 있습니다. ctrlX World Partner Smart HMI의 WebIQ 앱은 ctrlX CORE에서 직접 실행됩니다. 파트너 네트워크 ctrlX World는 하드웨어 및 새로운 앱으로 자동화 툴킷 ctrlX AUTOMATION을 확정하여 최대의 유연성을 제공합니다.