로봇 장착 스캐너와 PolyWorks|Inspector™를 사용하여 드래그 링크 검사 자동화로 작업 시간 95% 단축
Saitama Kiki Co., Ltd.는 1956년부터 일본에서 제조 부문에 종사해 왔습니다. 1차 공급업체로서 이 회사의 업무는 연구 개발부터 생산 및 판매까지 다양합니다. 주요 제품은 대형차량용 브레이크, 조향 부품, 서스펜션 등 안전과 유압에 반드시 필요한 부품입니다.
Saitama Kiki에는 사이타마에 3개의 생산 기지와 야마가타에 1개의 공장을 두고 있습니다. 1970년대 일본에서 조향 부품 생산을 시작했으며, 2014년 태국에 공장을 설립해 고객의 다양한 요구에 부응하는 제품을 만들고 있습니다.
과제
Saitama Kiki에서는 하루에 다양한 유형의 차량에 사용되는 800개의 드래그 링크를 생산합니다. 드래그 링크는 구부러진 금속 막대로서 스티어링 휠의 움직임을 휠에 전달하는 어셈블리 내의 부품입니다.
부품 품질을 관리하기 위해 당일 생산품 중에서 일부 표본을 검사합니다. 예전에는 Mitutoyo CNC CMM CRYSTA-Apex를 사용하여 부품을 수동으로 측정하고 결과를 Mitutoyo MCOSMOS 소프트웨어에 입력하여 편차를 계산했습니다. 가상의 포인트와 치수는 다른 요소를 사용하여 수동으로 계산해야 했습니다.
드래그 링크는 굽은 금속 막대로서 스티어링 휠의 움직임을 휠에 전달하는 어셈블리내 중요 부품입니다.
부품 측정에 20분, 편차 값 계산에 40분이 걸렸습니다. 또한 부품마다 서로 다른 측정과 고유한 절차 매뉴얼이 필요하여 인적 오류의 위험도 증가했습니다. 게다가 측정을 수행하고 검사를 완료할 자격을 갖춘 인력이 항상 부족하여 품질 관리 프로세스 상 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉬웠습니다.
생산 기술 부서는 이러한 문제가 대부분 수동으로 측정하고 계산할 때 발생한다는 사실을 확인했으며 현장 직원으로부터 드래그 링크 검사를 자동화해 달라는 요청을 받았습니다. 보다 구체적으로 현장 직원들은 다른 요소로부터 가상의 포인트와 치수가 자동으로 계산될 것을 요청했습니다. Saitama Kiki에서 판매 대리점인 Toyota Systems Corporation에 해결책을 찾기 위해 연락했습니다.
솔루션
자동화 시스템 개발에서는 Toyota Systems Corporation이 주도하여 다양한 소프트웨어들을 비교했습니다. 이 결과에 따라 생산 기술 부서는 평면, 축, 중심 포인트 형상 기반 정렬, 합격/불합격 공차 테스트, CAD-측정 편차 계산, 월별 버그 수정 및 개선, 기타 흥미로운 기능이 포함된 PolyWorks|Inspector™ 소프트웨어 솔루션을 채택하기로 결정했습니다. 더 중요한 것은 Saitama Kiki의 경우 Mitutoyo CNC CMM으로 측정한 후 여러 단계의 수동 작업을 거쳐 Mitutoyo MCOSMOS 소프트웨어로 측정을 계속할 수 있었던 반면, PolyWorks|Inspector에서만 매크로 기능을 개발하여 일련의 전체 작업을 자동화할 수 있었습니다. Saitama Kiki에서는 PolyWorks® Metrology Suite 개발업체인 InnovMetric Software의 자회사인 PolyWorks Japan으로부터 PolyWorks 솔루션을 구입했습니다.
Toyota Systems Corporation은 시스템 통합업체와 협력하여 드래그 링크 측정을 자동화했습니다. 다양한 가능성을 평가한 후 Creaform MetraSCAN 3D-R 스캐너와 산업용 로봇을 사용하여 작업자의 개입 없이 측정을 수행하기로 결정했습니다. 관리 소프트웨어는 PolyWorks 매크로를 사용하며 측정부터 검사까지 일련의 작업을 이제 자동으로 수행할 수 있습니다.
Saitama Kiki에서는 검사를 수행하는 매크로를 개발하기 위해 PolyWorks Japan에 도움을 요청하기로 결정했습니다. PolyWorks Japan 팀은 요구 사항을 이해하고 스캔한 드래그 링크의 STL 파일과 해당 CAD 파일을 사용하여 매크로를 개발했습니다. 그런 다음 공장으로 가서 스캐너와 로봇을 이용해 현장에서 매크로를 테스트했습니다. 새 자동화 시스템은 완전 무인화되었으며 매우 효율적이었습니다!
Saitama Kiki에서는 매일 약 800개의 대형 차량용 드래그 링크를 생산하고 있습니다. 약 100개의 드래그 링크를 PolyWorks 매크로, Creaform MetraSCAN 3D-R 및 산업용 로봇을 사용하여 자동으로 측정하고 검사합니다.
장점
드래그 링크 검사의 완전 자동화 덕분에 더 이상 측정 검사를 위한 사람의 개입이 필요한 작업과 고급 기술이 필요하지 않으며 새 작업을 빠르고 쉽게 구현할 수 있습니다. Saitama Kiki에서는 PolyWorks|Inspector 매크로를 사용하여 자동 부품 측정 및 합격/불합격 공차 테스트를 매일 수행합니다.
생산 기술 부서의 차장인 Akira Harada는 다음과 같이 말했습니다. "이전에는 전담 작업자가 Mitutoyo CNC CMM을 사용하여 수동으로 항목을 측정하는 데 20분, MCOSMOS 소프트웨어로 편차 값을 계산하는 데 40분이 걸렸습니다. 이제 로봇 장착 스캐너, PolyWorks 매크로 및 PolyWorks|Inspector 덕분에 완전 자동화된 무인 작업을 통해 약 3분 만에 측정과 검사를 모두 구현할 수 있습니다. 그 결과, 일일 검사 품목 수가 약 20배 증가했으며, 반면에 작업 시간과 인건비는 크게 절감되었습니다."
로봇에 장착된 스캐너를 사용하여 드래그 링크를 측정하면 PolyWorks|Inspector™ 매크로가 치수 분석 수행 및 결함 보고에 사용되는 데이터를 자동으로 가져옵니다.
그는 이어서 말했습니다. "결과적으로 전담 측정 기술자가 다른 생산 작업을 처리할 수 있게 되었습니다. 또한 이 자동 프로세스를 통해 다양한 버전의 절차 매뉴얼이 필요하지 않으며 측정 상의 오류 및 편차도 생기지 않았습니다. 이제 측정 결과가 일관되고 더 정확해졌습니다.”
생산 기술 부서의 생산 기술 부문 전문가인 Shinya Ueno 씨는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 여러 작업 프로세스 중 하나로 생산 라인의 품질을 측정하고 검사합니다. 이제 PolyWorks|Inspector를 사용하면 컴퓨터를 만지지 않고도 측정할 수 있습니다. 검사 결과가 인쇄되고 결함 관련 피드백이 자동으로 구현되어 제조 공정을 개선할 수 있습니다.”
PolyWorks|Inspector를 통한 구현 계획
Saitama Kiki에서는 다음을 고려하고 있습니다.
- PolyWorks|Inspector 매크로의 수정된 버전을 활용하여 유사한 제품을 자동으로 측정하고 검사.
- PolyWorks|Inspector 소프트웨어를 Mitutoyo CNC CMM에 연결하고 측정 시퀀스를 생성하여 자동으로 측정.
- PolyWorks|Inspector 매크로를 사용하여 검사를 자동화하기 위해 태국 공장에서 사용할 프로그램 재정비.
미래 사업 개발
Saitama Kiki는 자동차 및 기타 산업용 장비 제조업체로 성장해 왔으며 일본 제조 산업에 크게 공헌을 한 것을 자랑스럽게 생각합니다. 그들은 전동화와 자율 주행 자동차가 곧 대세가 될 때 자신들의 설계 능력을 활용하여 가치를 높이는 제품을 만들기 위해 노력하면 회사가 더 발전할 것으로 믿고 있습니다.
Saitama Kiki에서는 PolyWorks 소프트웨어를 사용하고 매크로를 개발하여 생산성과 작업 효율성을 향상시키고 작업 시간을 대폭 단축했습니다. 부품 측정에 걸리는 시간을 줄임으로써 모든 부품 검사 프로세스를 최적화하는 것을 목표로 하고 있습니다. 또한 측정 결과를 가공 설비로 직접 전송하는 자동화를 고려하고 있습니다. Saitama Kiki에서는 앞으로도 앞선 생산 기술과 품질 보증 시스템을 바탕으로 고객이 만족하는 최고의 제품을 공급할 것입니다.
