이동식 컴포넌트로 완전히 자율화된 검사 및 생산

UniFix 연구 프로젝트는 보다 효율적이고 조절 가능한 생산 접근 방식을 빠르게 수립하고자 하는 항공 우주 산업의 요구에 따라 독창적인 흐름 라인 (flow line) 검사 및 생산 설정으로 더 높은 기준을 세우기 위해 항공 우주 부문의 산업 및 연구 분야의 혁신적인 파트너들을 모았습니다. 이 프로젝트는 헥사곤, Stäubli WFT, FFT Production Systems와 Fraunhofer IFAM 연구소의 협업으로 이루어졌습니다.

UniFix의 개념은 다양한 대형 컴포넌트를 여러 공정 스테이션을 통해 독립적으로 순환시키는 유연한 컴포넌트 운반 설비입니다. 이 공정에서는 관련 컴포넌트 및 공정 흐름이 모두 데이터화되어 이어지는 모든 스테이션에서 측정 데이터를 재사용할 수 있을 뿐 아니라 결함 추적도 개선됩니다. 시간이 많이 소요되는 측정 공정은 생산 스테이션에서 아웃소싱하여 빠른 참조 작업만 수행합니다. 이러한 시스템을 사용하면 스테이션 사이를 전환하는 동안 컴포넌트를 설치하거나 조립할 필요가 없으므로 공정의 효율성이 크게 향상됩니다.

UniFix 시스템은 여러 개의 컴포넌트 운반 장치인 자동 운반 차량(AGV)으로 시작됩니다. 이 AGV는 커플링 모드에서 가상으로 연결되어 하나의 차량처럼 이동할 수 있습니다. 전방향 구동 시스템 덕분에 매우 제한된 공간에서도 민첩하게 작동합니다. 

이 차량에는 다양한 유형의 대형 컴포넌트를 실을 수 있도록설계된 맞춤형 고정 장치가 장착되어 있습니다. 이 특수 설계는이동식 고정 장치를 변형하지 않고도 부품을 운반할 수 있게해줍니다.

생산 라인에서 각 타겟 공정을 선택하고 정의하는 작업은 맞춤형 태블릿 인터페이스를 통해 직관적으로 수행됩니다. 이 작업은 명령을 생성하거나 정의된 핵심 성과 지표를 모니터링하여 전체 흐름을 관리하는 중앙 프로세스 데이터 관리 시스템에 연결됩니다.

생산 현장에서 QR 테이프로 안내되는 이러한 모바일 시스템은 다양한 생산 단계에서 정확한 위치를 지정할 수 있습니다. 이 작업은 미디어 공급 장치의 자동 연결로 시작하여 자동으로 조정된 고정 장치에 조정 데이터를 공급합니다. 위치를 정한 후에는 정밀하게 수평을 맞춘 지지대가 그 형태를 유지합니다.

각 몰딩의 실제 위치는 헥사곤의 3DArena 다이내믹 다중 카메라 사진 측정 시스템으로 확인되며, 이 시스템은 대형 고정 장치의 모든 부분을 동시에 기록할 수 있습니다. CAD 도면과 비교한 실시간 조정 데이터를 제공하여 고정 요소의 정확한 위치를 보장하고, 조절 매개변수를 소프트웨어에 실시간으로 표시하여 CAD 모델에 오버레이합니다. 3DArena 시스템의 다이내믹 참조 기능으로 개별 고정 장치의 위치를 미세 조절하는 동시에 고정 장치의 위치를 쉽게 추적할 수 있습니다.

조정을 마친 후에는 작업할 컴포넌트를 고정 장치에 장착합니다. 컴포넌트가 배치 및 고정된 후에는 AGV가 다음 정의된 생산 단계인 지오메트리 참조 및 검사 공정으로 이동합니다.

시스템이 해당 스테이션에 도착하면 제일 먼저 헥사곤의 플래그십 레이저 트래커 시스템 중 하나인 Leica Absolute Tracker AT960이 이동식 고정 장치의 지오메트리를 참조합니다. 트래커는 고정 장치에 장착된 반사구를 통한 측정으로 검사 스테이션 내에서 고정밀 참조를 할 수 있습니다.

이러한 초기 참조가 완료되면 측정 공정이 시작됩니다. 측정 공정 또한 AT960 레이저 트래커를 사용하여 컴포넌트의 모든 관련 영역을 3D 포인트 클라우드로 캡처합니다. 이 단계에서 트래커와 로봇 암에 장착된 Leica T-Scan 5 3D 레이저 스캐너는 페어링되어, 스캐너는 별도의 AGV 플랫폼에서 부품 주위를 이동하며 측정할 수 있습니다.

이 검사 데이터를 통해 생산 공정에서 주요 기능을 식별하거나정의할 수 있습니다. 예를 들어, 비행기 꼬리 날개면의 외부가장자리를 다듬기 위한 가공 궤적의 위치 또는 풍력 터빈블레이드의 드릴 위치 등을 정의할 수 있는 것입니다.

 
검사 후에는 이동식 고정 장치가 가공 스테이션으로 이동합니다. 이 단계는 UniFix 흐름 라인의 마지막으로, AGV는 기존 명령에서해제되고 가공 공정 동안 다음 운반 명령을 기다립니다.

이 UniFix만의 접근 방식 덕분에 가공 시스템은 참조 작업 시 측정포인트 수가 크게 줄어들어 가공 공정의 생산성에 상당한 이점을선사합니다. 이러한 방식으로 UniFix 흐름 라인에 필요한 각단계별 보정 컨셉이 완전히 적용됩니다.

독일 슈타데에 위치한 Fraunhofer IFAM의 UniFix 프로젝트 리더 Christoph Brillinger는 다음과 같이 설명합니다. “고정 장치를 이동하는 데 AGV를 사용하면 처리 작업의 수가 크게 줄어든다는 결론을 내릴 수 있습니다.” UniFix 개념 덕분에 가공 시스템은 고품질 가공 작업이라는 원래 목적에 집중할 수 있습니다. 

“이 공정 컨셉의 유연성은 사이클 타임을 조정하고 리드 타임을 줄이는 데에도 사용할 수 있습니다. 중앙 처리 데이터 관리 시스템의 일관된 데이터 캡처 기능을 통해 제조 결함을 조기에 파악할 수 있으므로 폐부품이 줄어듭니다.”라고 Christoph Brillinger는 설명을 덧붙였습니다.

이 혁신적인 연구 프로젝트는 가공 시스템의 생산성에 새로운 기준을 세웠습니다.

UniFix 프로젝트는 제조업 연구개발 분야의 선도적인 기업 간에 이루어진 협업입니다. Stäubli는 글로벌 메커트로닉스 솔루션 제공업체로, Stäubli WFT 암은 기동성을 저하시키지 않으면서 가장 무거운 하중을 견디도록 설계된 자동 운반 차량(AGV)을 제작합니다. FFT Production Systems는 혁신적이고 유연하며 복잡한 제조 시스템을 제공하는 선도적인 글로벌 공급업체로, 전 세계의 다양한 자동차, 항공 우주 및 기타 부문의 고객들과 함께 프로젝트 개발, 설계 및 구현을 전문으로 합니다. Fraunhofer IFAM은 유럽 내   “ 접착 결합 및 표면 처리 기술” 및 “소재 성형 및 기능화” 분야에서 가장 영향력 있는 독립 연구 기관 중 하나입니다. 독일 슈타데 현장에서는 고객에게 신뢰할 수 있는 맞춤형 애플리케이션 중심의 자동화, 디지털화 및 생산 기술 솔루션을 제공하기 위해 R&D에 초점을 맞추고 있습니다. 헥사곤은 여기에 세부 사항을 캡처, 처리 및 분석하는 데 이상적인 다양한 고급 측정 하드웨어 및 소프트웨어를 제공합니다.