Comprehensive Logistics - 품질 검사

01 개요

오하이오 소재의 계약 제조업체는 비전 카메라가 장착된 유니버설로봇의 UR10 협동로봇을 사용하여 자동차 엔진의 하위 부품 제조에 대하여 100% 품질을 달성했습니다.

02 도전 과제

오하이오 주 영스타운(Youngstown)에 있는 말발굽 모양의 조립 라인에서는 오차 없이 각 구간마다 60초의 택 타임(takt time)을 두고 엔진 부품이 컨베이어 위에서 시계처럼 움직입니다. 엔진 크래들 하위 부품이 생산라인의 끝에 도달하면, 조타 장치 와이어 벨트 커넥터 같은 중요한 것을 포함하는 각 하위부품이 완전히 장착되고 고정되어 있는지를 검사해야 합니다. 콤프리헨시브 로지스틱스(Comprehensive Logistics)사에서 부가 가치 부품 조립 감독인 마이크 오키프(Mike O'Keeefe)는 "가끔 연결이 느슨하거나, 연결은 되었어도 제자리에 고정되어 있지 않은 경우, 조타 장치가 손상될 수 있습니다. 이는 심각성 규모 레벨 8 수준입니다." 라고 말합니다. "인명이 위협 받을 수 있기 때문에 100% 확실하게 제자리에 잠겨 있는지 확인할 필요가 있습니다." 오키프는 또한 그 문제점에 대해 설명합니다. "산업 전반에서 수동 검사는 효율성이 80%에 불과하기 때문에 자동화 시스템을 통해 반복해도 일관적인 품질 검사를 찾고 있었습니다." 라고 그는 말합니다.

​이 프로세스는 오하이오 제조업체의 골칫거리였습니다. 회사가 도입한 고정 멀티 카메라 시스템은 카메라를 좁은 곳에 배치하지 못했고 제조업체가 필요로 하는 만큼 반복할 수도 없었습니다. "카메라 시스템에 의해 수집된 데이터는 완전하지 않았습니다." 라고 오키프는 덧붙입니다. 그는 또한 반복성 요구 사항을 충족하지 못하는 무인 방식의 로봇으로 실험을 했습니다.

​회사는 대안을 연구하기 시작했습니다. 이 솔루션은 콤프리헨시브 로지스틱스의 가동 시간에 대한 요구사항을 충족해야 하고, 사용이 간편해야 하며, 프로세스와 직원을 쉽게 통합할 수 있어야 했습니다. "우리는 잠재적인 안전 문제를 일으키지 않을 것을 찾아야 했습니다." 라고 오키프는 설명합니다. "우리는 유니버설로봇에 대해 알게 되었고, 이 로봇이 비전 카메라를 안전하고 반복적으로 올바른 위치에 옮길 수 있는, 비용 효율적이고 부담이 적은 로봇이라는 것을 재빨리 깨달았습니다. 유니버설로봇의 능력 덕에 임무 수행에 필수적인 검사를 반복적으로 해도 100% 일관된 결과를 얻는 것이 가능해졌습니다."​

03 솔루션

천장에 장착된 유니버설로봇의 UR10 협동로봇은 비전 카메라를 장착하고 검사 지점 사이를 빠르게 이동합니다. 이후 각 연결부의 사진을 찍은 후 정위치로 돌아가, 다음 부품 검사까지 기다립니다.

오키프는 UR10이 엔진 크래들 검사를 수행하게 된 이후 달성된 가동 시간을 강조합니다. "UR10은 현재 2년 동안 2교대 또는 3교대로 24시간 내내 가동되고 있습니다." 또한 이 애플리케이션은 새로운 엔진의 구조에 맞출 수 있어 미래에도 사용이 가능합니다. 고객이 새로운 요구 사항이나 다른 검사 기준을 제시하더라도 이런 품질 검사 포인트들을 프로세스에 쉽게 추가할 수 있습니다. 오키프는 "통합업체는 단지 멀리서 전화를 한 다음, 필요한 사항을 업데이트하고 그 프로세스를 우리에게 알려줍니다.” 라고 말합니다.​

턴키 애플리케이션은 오하이오에 기반을 둔 UR 로봇 인증 시스템 통합업체인 오토메이션 존(Automation Zone)이 개발하였습니다. 외부 리소스를 사용했음에도 불구하고, 전체 애플리케이션의 가격은 비용 측면에서 효율적입니다. 콤프리헨시브 로지스틱스의 부품 감독은 3교대로 가동되는 로봇이 어떻게 대략 7개월 동안 제 값을 했는지 자세히 설명합니다. 그는 "로봇의 하드웨어만 보더라도 투자에 대해 수익이 나는 데 4개월도 걸리지 않습니다. 이러한 계산은 품질 문제로 인해 생기는 고객에 대한 수수료 문제를 제하지 않은 것입니다.” 라고 말했습니다. "UR로봇을 통해 100% 완벽한 품질의 제품을 얻기 때문에, 패널티가 전혀 없다는 것을 고려하면 투자 회수 기간이 훨씬 더 짧을 것으로 보고 있습니다."​

유니버설로봇은 협동로봇으로 분류되는데, 로봇 팔이 경로 내에서 물체나 사람을 인지하면 자동으로 작동을 멈추는 안전 시스템이 내장되어 있기 때문입니다. 이는 콤프리헨시브 로지스틱스가 공정 내 UR10을 직원 바로 옆에 전개할 수 있다는 것을 의미합니다. 오키프는 "업계에서 일반적인 로봇 시스템 대부분이 필요로 하는 거추장스러운 조명 커튼이나 다른 유형의 안전 가드가 필요하지 않습니다." 라며 쉽게 시작하고 도중에 멈출 수 있는 로봇의 능력을 강조했습니다. "검사가 중단되면, 우리가 들어가서 사이클 내에서 중단되었던 부분만 다시 점검하면 됩니다. 독립적으로 운용되는 로봇의 경우, 일반적으로는 전체 프로세스를 다시 실행하므로 사이클 시간이 초과하게 됩니다." 각 스테이션에서 60초 택 타임을 사용하며, 조립 라인의 사이클 시간은 약 48초로 설정되어 있습니다. UR 협동로봇은 검사에 약 32초 정도의 시간을 소요합니다. 전체 라인이 정지되지 않고도 검사를 재실행할 수 있는 충분한 시간이 허용되는 것입니다.​

콤프리헨시브 로지스틱스의 직원들은 앞으로 더 많은 협동로봇 동료들을 보게 될 것입니다. 오키프는 "콤프리헨시브 로지스틱스에 더 많은 조립 공정이 생긴다면, 고객이 100% 확실한 품질이 보장되어야 하는 중요한 업무 부분에 대한 검사 요구가 있을 경우 잠재적으로 이 프로세스를 다른 라인에서 그대로 따라 할 수 있습니다." 라고 말합니다.

04 제품

Comprehensive Logistics는 ISO 및 IATF 인증 부가 가치 하위조립 기능을 포함하여 대량, 고속 창고 가동을 제공하는 선도적인 3rd-party 물류 제공업체입니다. 콤프리헨시브 로지스틱스는 턴키 솔루션을 포함하여, 특허 받은 IT 시스템 통합, 실내 및 야외 창고 관리 인공지능 시스템, 부품 시퀀싱, 하위 부품 제조, 키팅, 부품 재포장, 반환 가능한 컨테이너 관리, 크로스-도킹, 국제 인바운드/아웃바운드 자재 관리, 전용 운송 수단 등을 제공합니다.