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프런트 및 리어 액슬 그리고 자동차 도어의 핸들링

 
초기 상황 / 과제 설정
 

BMW의 레겐스부르크 공장에서는 1시리즈 및 3시리즈의 프런트 및 리어 액슬의 핸들링 및 이 차종의 도어 핸들링을 위한 자동화 솔루션을 찾고 있었습니다.
 
 
구현 / 솔루션
 
프런트 및 리어 액슬 그리고 자동차 도어의 핸들링
프런트 및 리어 액슬 그리고 자동차 도어의 핸들링

프런트 및 리어 액슬의 핸들링을 위하여 BMW는 3대의 KUKA 로봇, 즉 1대의 KR 500과 2대의 KR 360을 채용하였습니다. KR 500은 조립된 프런트 액슬을 조립 시스템에서 픽업하여 파워트레인이 완성되는 조립 유닛 캐리어(MAT)에 올려놓는 작업을 수행합니다. KR 500의 콤비네이션 그리퍼는 1시리즈 및 3시리즈의 각 모델별 액슬에 맞춤식으로 설계되어 있습니다. 이 복잡한 구조의 그리퍼는 핸들링 작업 중에 액슬의 움직이는 부품을 특정 위치에서 고정 상태로 유지해야 하는 BMW 측의 요구를 만족시킵니다. 이로써 로봇은 볼트 체결이 요구되는 모든 컴포넌트를 MAT에 정확하게 포지셔닝할 수 있습니다.

2대의 헤비듀티 로봇 KR 360은 리어 액슬을 핸들링합니다. 첫 번째 KR 360은 조립 시스템에서 액슬을 픽업하여 가공물 캐리어의 매거진에 내려놓습니다. 다른 KR 360은 매거진을 제거하며 액슬을 MAT에 내려놓는 작업을 수행합니다. 이에 필요한 정밀한 하적 위치는 프런트 액슬에서와 마찬가지로 퍼셉트론(perceptron) 측정 시스템에 의해 측정됩니다. KR 360이 그에 할당된 작업에 관련하여 최적의 위치를 확보할 수 있도록, 1.5미터 높이의 베이스에 설치되어 있습니다. 로봇은 그 특수 그리퍼로 인해 레겐스부르크 공장에서 제조되는 모든 차축을 핸들링할 수 있습니다. 로봇 트롤러가 7차 로봇축으로서 그리퍼의 동작을 컨트롤하므로 KR 360은 트랙 폭에 상관 없이 휠 허브에서 승용차 차축을 파지하고 이 상태를 유지할 수 있습니다.

자동차 도어의 핸들링에는 쌍 단위로 작업하는 4대의 KR 150이 사용되며 각 로봇에는 400밀리미터 길이의 암 익스텐션이 탑재되어 있어 4개의 리프트 스테이션 및 그에 포함되는 전달 장치가 필요치 않습니다. 2대의 로봇 쌍에서 각각의 KR 150은 프런트 및 리어 도어를 책임집니다. 빈 행거가 포함된 전동 오버헤드 컨베이어 차량이 스테이션에서 정지하면 로봇의 작업 절차가 시작됩니다. 해당 KR 150은 선회하면서 그리퍼를 하중 지지 유닛으로 움직여 전동 오버헤드 컨베이어 차량에서 도어를 픽업하고 부착이 가능하도록 한 단계 도어를 아래로 내립니다. 여기에서 작업하는 2명의 작업자는 행거의 양측면에서 어를 각 차체에 부착합니다. 그 후에 로봇은 하중 지지 유닛을 다시 한 단계 위로 움직이고 다시 전동 오버헤드 컨베이어에 전달합니다. 로봇의 우수한 반복 정밀도로 인해 도어 및 전동 오버헤드 컨베이어에서 손상이 방지됩니다. 또한 로봇은 자유롭게 프로그래밍이 가능하므로 시스템의 유연성이 더욱 개선됩니다. 이외에도 KUKA는 안정적으로 작동하는 간단한 구조의 그리퍼에 대한 BMW의 요구를 만족시켰습니다.

 
 
시스템 구성 요소 / 공급 범위
 

  • 500 kg 가반하중의 KUKA 헤비듀티 로봇 KR 500
  • 각각 360 kg 가반하중의 2대의 KUKA 헤비듀티 로봇 KR 360
  • 각각 150 kg 가반하중의 4대의 KUKA 로봇 KR 150
  • 친숙한 Windows 유저 인터페이스가 탑재된 Control Panel을 구비한 PC 기반 KUKA 로봇 컨트롤러
  • 그리퍼
  • 로봇 프로그래밍
  • 시운전
 
 
결과/성공
 

탁월한 유연성

3대의 헤비듀티 로봇은 액슬 핸들링에 있어 변화하는 다양한 제품에 상관 없이 탁월한 유연성을 제공합니다. 또한 BMW는 KUKA 로봇의 넓은 운전 영역으로 인해 로봇의 설치 장소를 자유롭게 선택할 수 있습니다.

개선된 가용성

더 이상 최신 기술에 부합하지 않는 기존 리프트 스테이션을 KR 150로 대체함으로써 가용성이 더욱 개선되었습니다. 이외에도 강력한 성능의 표준 로봇을 통해 공정 절차를 최적화할 수 있었습니다.

통합된 비상 전략

BMW는 통합된 비상 전략에서도 이익을 누립니다. KR 150에서 장애가 발생하는 경우, 제2의 로봇 쌍이 해당 로봇의 작업을 수행할 수 있습니다. 이러한 상황이 발생하면, 단기간에 사용자는 임시로 투입할 로봇 쌍의 작업 성능을 100퍼센트로 증가시키고 전동 오버헤드 컨베이어의 사이클에 맞게 조절합니다.

짧은 운전 시간

로봇의 다른 이점은 그 짧은 시운전 시간에 있습니다. 이는 상위 컨트롤러와 로봇 컨트롤러 사이에 사용된 표준화된 인터페이스 및 현장에서 검증된 소프트웨어 모듈의 사용에서 그 이유를 찾을 수 있습니다.

 
 
 
 
 
리포트 번호
 
R 251
 
산업분야
 
자동차 제조사
 
어플리케이션
 
핸들링,로딩,언로딩
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제품
 
고 가반하중
초고 가반하중
 
고객
 
BMW, 레겐스부르크, 독일
 

 
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