공장에 설치된 절삭기계에서 KUKA 로봇은 제조에 사용되는 3000㎡의 부품을 생산한다. 쿠카 로보틱스 코리아는 2013년부터 Sprint 65-3 타입(이하 Sprint) 및 CTX beta 1250 TC-4A 타입(이하 CTX)으로 이루어진 두 대의 DMG MORI 공작기계를 이용해 주조품과 절단품으로 14가지 부품을 생산하고, 이 부품을 인접한 로봇 조립장에서 조립한다.
자료 | 쿠카 로보틱스 코리아(www.kuka-robotics.com/south_korea)

이 자동화 솔루션의 특징 중 하나는 협소한 공간에서의 높은 유연성이다. KUKA Systems의 부품 공급 시스템인 KS CycleMove를 통해 셀을 추가로 적용할 수 있다. 또한 부품의 버퍼링 기능은 무인 운전시간을 최대 8시간까지 보장한다.

자동 선반에 해당하는 Sprint 시스템이 수 초 내에 절단품을 이용해 로봇 부품을 가공하는 동안, 근처에 설치된 자동 밀링 머신 CTX에서는 약 30분의 사이클 타임으로 주조품과 절단품을 가공한다. Sprint에서는 현재 55㎜ 직경의 KR QUANTEC 시리즈를 위한 볼트에서부터 KR FORTEC 시리즈의 헤비듀티 로봇을 위한 120㎜ 직경의 플랜지 등 7종류의 부품을 가공하고 있다.

CTX에서도 7가지 부품이 만들어진다. CTX에서는 95㎜~246㎜ 직경의 KR AGILUS 및 KR QUANTEC용 스퍼 기어 하우징이 만들어진다. 복수의 피드 및 리턴 컨베이어를 통해 머시닝 센터(MC)를 3교대에 걸쳐 자율적으로 가동할 수 있다.

시스템 구성요소
공작기계의 로딩 및 언로딩은 KR QUANTEC 시리즈의 KR 150 R2700 extra가 담당한다. 셀 내부에서 로봇은 보다 다양한 과제를 수행한다. 센서를 통한 점검을 마치면 각각의 부품에 맞게 설계된 전기 기계식 그리퍼를 이용하여, KS CycleMove의 컨베이어를 통해 셀로 공급되는 캐리지에서 미 가공품을 꺼낸다.

좌우 양쪽에 배치된 메인 스핀들과 카운터 스핀들의 콜릿 척에 조여진 상태에서 부품의 양 측면을 가공한다. 양측 스핀들이 장착되면 2개의 부품을 동시에 가공할 수 있다. 가공이 완료되는 즉시 로봇은 카운터 스핀들에서 완성품을 꺼내고, 운반을 위해 셀에 있는 팔레트에 적재한다.

결과
머시닝 센터의 자동화를 바탕으로 제조 현장에서의 유연성을 확보할 수 있다. 소량·다품종의 생산 가능성뿐 아니라 로봇 조립에 필요한 수량에 맞게 배치 크기(Batch Size)를 유연하게 조절할 수 있다. 이는 로봇 기반 솔루션의 기본적 특징이다. 양측 기계는 필요에 따라 다른 부품을 생산할 수 있도록 언제든지 확장·변경할 수 있다. 조립 현장의 필요에 맞게 조화된 생산 계획으로, 예를 들어 로봇에서 그리퍼 조의 교환과 같은 리 툴링(Retooling) 비용을 최소화할 수 있다.