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제목 하이엔드급으로 진화하는 보급형 취출로봇
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2021/03/29 18:10

하이엔드급으로 진화하는 보급형 취출로봇

(주)유신코리아 이토 히데카즈 (伊 藤 秀 一) 대표이사

 

‘기능과 가격’ 두 마리 토끼 잡는 SD시리즈

사출성형기술이 상향 평준화되면서 제조업에서 생산성 향상을 향한 경쟁은 더욱 치열해지고 있다. 생산성 향상은 제조기술과 제반환경이 유기적으로 결합될 때 비로소 효과적으로 나타난다. 특히 사출속도와 궤를 같이하는 취출속도는 생산성 향상의 바로미터가 된다.

취출로봇(Take-out Robot)은 금형이 열린 후 로봇 암이 금형 안으로 진입해 암에 부착된 어태치먼트 헤드(attachment head)로 성형품을 흡착하여 금형 밖으로 꺼내는 전용로봇이다. 이 로봇은 취출시간 단축이 중요하다. 일례로 휴대전화 케이스의 경우, 성형 사이클이 4.0초인 성형시간을 취출로봇 고속화로 0.1초 단축해 3.9초가 되면 생산량은 2.5% 증가한다. 가공품 제조업체들이 취출속도에 관심을 갖는 이유다.

가장 빠른 취출속도로 취출로봇 세계시장 점유율 1위를 기록하고 있는 유신세이키가 최근 아시아 시장을 겨냥해 다양한 첨단기능과 함께 가격 경쟁력까지 두루 갖춘 새로운 취출로봇 시리즈를 선보여 주목 받고 있다. 유신세이키의 한국법인 유신코리아가 이번에 국내시장에 새롭게 공개하는 SD시리즈는 현재 주력기종인 SC시리즈의 풀 체인지 모델로, 특히 SD시리즈에 적용된 일부 특허기술은 유신의 전 시리즈를 통틀어 처음 적용되는 사례이기도 하다.

유신세이키의 한국지사인 유신코리아의 이토 히데카즈(伊藤秀一) 대표는 “이번에 새롭게 출시하는 아시아시장 모델인 SD시리즈는 유신의 라인업 중에서 보급형 계보를 잇고 있지만 다양한 하이엔드급 기술을 적용해 더욱 경쟁력을 키운 기종”이라고 밝히며 기대감을 나타냈다.

하이엔드급 기술 채용한 SD-H 모델

SD시리즈는 아시아 시장 판매용으로 기획됐던 전작 SA시리즈와 현 주력기종 SC시리즈 계열을 잇고 있지만 보급형 모델의 단순한 업그레이드가 아니라 기술적 측면에서 한 차원 높은 하이엔드급 기능 탑재와 가격 경쟁력까지 겸비한 유신의 야심작이다.

SD시리즈는 고급형인 SD-H와 표준형인 SD-G 등 두 가지 타입으로 라인업 됐다. 독자적인 새로운 소프트웨어 기능으로 최적화된 SD시리즈는 유신의 최고급 모델인 FRA시리즈와 상위모델인 YC시리즈의 기술과 기능을 그대로 계승하는 한편 디자인에서도 완전히 새롭게 탈바꿈한 취출로봇으로, 현장의 다양한 요구에 대응할 수 있는 풍부한 콘셉트와 기능이 강점이다.

가장 눈에 띄는 기술은 유신에서 특허출원한 멀티성형모드 기능이다. SD-H 모델에 최초 적용되는 멀티성형모드는 사출성형품의 특성에 따라 속도모드-정밀모드-가반모드 등 3가지 동작 전환으로 취출로봇의 속도나 가반질량을 변경할 수 있게 해준다. 예를 들어 하이 사이클 성형이 필요한 식품분야는 최고속도 모드를 선택해 어태치먼트 헤드의 질량이 줄어든 만큼 동작속도를 높여 빠른 생산이 가능하다.

또 어태치먼트 헤드가 무거워지는 인서트 성형에서는 고(高)가반모드를 선택함으로써 동작속도를 늦추고 통상의 최대 가반질량을 넘는 질량(통상의 약 1.3배에서 2.5배 정도)의 어태치먼트 헤드 사용이 가능해진다. 즉 취출로봇 1대로 3가지 동작 전환이 가능해 성형품 특성에 따른 유연한 대응이 가능하고, 상황에 맞는 최적화된 동작설정을 할 수 있다.

사이클 모니터, 예지보전으로 다운타임 저감

멀티성형모드와 함께 또 이번에 처음 공개되는 특허출원 기술은 사이클 모니터 기능이다. 목표 사이클 타임을 설정하고 사이클 타임을 실시간 모니터링 함으로써 생산성 저하 여부를 체크할 수 있다. 목표 사이클 타임에 3회 연속 시간이 초과하거나 못 미쳤을 경우, 경고음이 울리고 사이클 타임이 에러 이력에 표시된다.

기존과 차이점은 기존에는 운전 중 문제발생으로 인한 로봇의 동작 멈춤을 감지하는 기능이었던 반면, 사이클 타임 3회 연속 검출을 통한 사이클 감시 기능은 취출로봇 시스템에서 처음 도입되는 기능이다. 또 에러 이력 표시 또한 최대 1,000건의 에러 이력을 거슬러 올라 상세하게 표시해 에러정지 원인을 특정함으로써 문제해결의 단서를 제공하고 생산성 향상 대책수립에 기여하게 된다.

생산성을 높이기 위해서는 생산속도 향상과 함께 다운타임을 줄여야 한다. 다운타임을 효과적으로 줄이는 방법으로 최근 예지보전(Predictive Maintainance)이 주목받고 있다. 제조업계에 스마트팩토리 구축 붐이 일면서 제조설비의 예지보전에 대한 관심도 커졌다. 유신 또한 특허기술을 통해 예방보전에서 예지보전으로 진화를 이룩했다. 유신의 예지보전 특허기술은 취출로봇 운전 중 기기상태의 상시 감시를 통해 고장으로 이어질 수 있는 징후를 사전에 검출해 메시지로 표시한다. 예지보전 대상항목에는 모터 과부하와 회생 과부하, 배터리 전압 저하, 모터 온도상승 등이 포함된다.

이 외에도 유신의 취출로봇 프로그램은 조작 이력을 50,000건까지 표시함으로써 하자 발생 시, 조기 복구에 도움을 주고, 다운타임 저감과 재발 방지에도 유효성을 부여한다.

3D 최적설계와 제진제어가 결합한 기술

새로운 특허기술의 채택으로 더욱 진화해가는 모습이지만 유신 기술력의 본질적인 명성은 취출로봇의 고속성이다. 취출로봇의 고속성은 무엇보다도 플라스틱성형품의 생산성에 직결되는 매우 중요한 요소다. 하지만 고속성 구현에는 경량화, 제진성 등 많은 기술적 난제들이 따른다.

유신은 비행기나 자동차를 경량이면서 신뢰성 높은 구조로 만드는 데 사용되는 ‘3D 최적설계’라는 기법을 채용해 로봇 기체의 강성을 확보하면서 경량화하는 데 성공했다. 원래 유신의 최상급 모델인 FRA 시리즈 제품에 적용하던 ‘3D 최적설계’를 SD시리즈의 취출로봇 각 부품에 채용해 경량화와 고강성 바디가 완성됨으로써 한층 빠른 고속 동작이 가능해졌다.

이 고강성·경량화에 유신의 제진기술(진동억제기술)이 합쳐져 고속이면서도 취출 미스 없는 성형 실현이 가능하다. 특히 이번 SD시리즈에는 전축 최적 제진제어기술이 적용된다. 지금까지 인발 축에만 채용해온 제진제어를, FRA 시리즈와 마찬가지로 횡행 축·상하 축에도 채용해 제진제어 기능을 강화했다.

취출동작뿐 아니라 개발동작과 워크수취 등 여러 공정에서 대기시간을 절감해 사이클 단축에 기여하게 된다. 또 자동튜닝 기능을 내장해 이젝터 밀어내기 및 성형품 취출 후의 인발 시작 타이밍을 최적값으로 자동 설정한다.

에코기능 강화로 에너지 절감

현장의 니즈는 주로 생산성 향상과 함께 에너지 절감으로 수렴된다. ‘3D 최적설계’의 경량화 기술을 통한 에너지 절감과 함께 유신의 특허기술인 ECO흡착TM 기술을 통해 에어콤프레셔의 전기료를 크게 절약할 수 있다. ECO흡착TM은 유신이 독자적으로 개발한 흡착에어 소비량 절감 기술로서, 성형품 개방에 이르기까지 지속적인 에어 소비가 진행되는 기존방식과 달리 흡착력을 유지하는 동안 압축공기 회로를 차단해 에어 흡입동작을 정지시킴으로써 압축공기 소비량을 35~50% 절감할 수 있다.

압축공기 절감은 타이밍과 회로구성, 제어에 따라 달라지지만 최대 75%까지 가능하며, 에어콤프레셔 구동시간도 그만큼 줄어들어 전반적인 에너지 절감과 함께 소음시간 단축에도 도움을 준다. 현장의 에너지 절감 상태는 전력과 에어 소비상태를 실시간으로 알려주는 ECO 모니터TM를 통해 즉시 확인할 수 있다. 

이 외에도 에코모드(Long Life Mode)에서는 취출로봇의 횡행속도를 다음 성형기 사이클 시작 타이밍을 놓치지 않고 자동으로 저속 조절함으로써 가이드 축과 타이밍 벨트의 장수명화 효과를 얻을 수 있고 소비전력도 5%가량 절감된다.

최근 환경대책은 세계적 과제이며 우리정부도 그린뉴딜정책을 통해 산업계의 에너지 절감을 유도하고 있다. 에너지절약 설비로 인정받는 유신의 취출로봇은 클린사업장 조성사업이나 고위험성 개선사업 등을 통한 보조금지원 대상제품으로 등록되어 있다.

안전성과 편의성의 사용자 중심 디자인

좋은 제품은 기본에 충실하다. 유신의 취출로봇은 고속성과 정확성이라는 취출로봇의 기본성능에 충실하면서도 안전성과 조작성에서 철저하게 사용자 중심으로 디자인된 제품이다. 

특허출원 기술인 ‘수동 조작 시 토크 감시’는 작업자의 조작오류로 인한 파손을 방지하는 기능이다. 즉 로봇의 수동 조작 시 금형에 부딪힐 위험이 있을 때 이를 감지하고 금형보호를 위해 자동으로 동작을 중지하는 기능으로 SD시리즈에 최초 적용된다. 지금까지 자동모드에서 보호기능은 있었지만 수동모드에서의 보호기능 적용은 처음이다.

안전을 위한 흡착검지 설정 모니터는 흡착검지 압력을 컨트롤러로 설정하는 기능이다. 이 기능은 취출로봇 본체에 장착된 압력센서를 조절할 필요가 없어 성형기 위에서 작업자가 낙하하는 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

에러 경고음 또한 긴급도에 따라 경(輕)고장, 중(中)고장, 중도(重度)고장 등 3가지 다른 버저 경고음이 울리게 함으로써 에러 복구의 중요도를 즉시 판단해 에러정지 시간을 단축할 수 있다.

성형품 보호를 위한 개방측 슬로우 다운 기능은 개방 동작 시의 속도를 약·중·강으로 설정해 취출로봇의 하강 동작을 순조롭게 만든다. 이를 통해 제품개방 시의 진동이 저감되어 성형품의 흠 발생이나 변형을 방지해 불량을 저감시키는 동시에 기기와 간섭 시 파손을 방지하는 데 도움을 준다.

Industry 4.0에 대응하는 IoT 서비스

유신의 취출로봇 시스템은 Industry 4.0에 대응해 생산 모니터에 표시되는 생산정보나 이상 상태를 이더넷 통신을 통해 외부 출력이 가능하다. 여기에는 매 성형 사이클마다 생산 예상수, 배출수, 양품 개방수, 취출 불량수, 취출시간 등 생산정보가 포함되며, 에러 발생 시의 에러 발생 일시와 에러번호, 에러 내용도 출력된다.

생산정보출력기능 이외에 IoT 서비스 기능 ‘INTU LINE’은 클라우드 시스템을 사용하므로 따로 서버나 소프트웨어가 필요 없다. 스마트폰을 사용해 언제 어디서든 접속해 생산정보 모니터링이 가능하다. ‘INTU LINE’은 IoT 허브로서 제조사 간의 각 기기의 정보도 공유할 수 있는 플랫폼으로 활용도 가능하다.

이 밖에도 의료 및 식품용기 생산에 적합한 클린 사양(종 한정 옵션)도 라인업 되어 있다. 클린 사양을 장착함으로써 취출로봇에서 발생하는 분진을 최소화하여 ISO Class6 수준의 청정도를 실현한다. (ISO 14644-1에 준한 유신세이키 본사의 측정 결과)

고객신뢰를 최우선으로 하는 유신

회사 사명은 한자어 유신(有信)에서 왔다. 즉 ‘신용 있는 회사’, ‘신뢰가 있는 회사’라는 뜻이다. 고객의 신뢰를 얻는 방법은 고객의 입장에서 사물을 생각하는 것이다. “‘할 수 없다’, ‘무리다’라는 말은 곧 우리에게 출발점”이라는 회사의 슬로건은 유신의 가치관을 잘 대변한다. 남들이 모두 할 수 없다고 포기하는 바로 그 지점에서 유신은 출발한다는 것이다. 이것은 유신이 업계에서 언제나 새로운 로봇기술을 제시하고 선도해 올 수 있었던 원동력이기도 하다. 

유신은 1989년 업계 최초로 서보모터 구동 취출로봇인 ‘서보라이너’를 출시했다. 당시에는 산업용 로봇을 사용하려면 전문지식이 필요했으며 따라서 일반 성형공장에서 산업용 로봇인 취출로봇을 사용하는 것은 거의 불가능한 때였다.

유신은 산업현장에서 누구라도 간단히 바로 사용할 수 있는 취출로봇이 필요하다는 판단으로 제품취출이나 제품개방, 게이트 커팅과 같은 기본동작을 컨트롤러에 내장하는 방식을 채택함으로써 이를 통해 생산현장의 부담을 덜고 제품가공업체들이 취출로봇을 도입할 수 있는 길을 열었다. 

1996년에는 업계 최초로 터치패널식 컨트롤러를 채용한 취출로봇을 출시해, 간편한 조작만으로 취출로봇의 제어가 가능해졌다. 지금은 터치패널식 컨트롤러가 일반적이지만 당시에는 매우 혁신적인 변화였다. 특히 유신의 취출로봇 컨트롤러는 직관적으로 구성돼 조작이 간편하고, 조작기술의 습득을 위한 교육시간이 짧다는 평가를 받고 있다.

지난 2000년 설립된 유신코리아는 현재는 경기도 시흥시에서 플라스틱 제품 취출로봇을 중심으로 플라스틱 사출성형공장의 합리화와 공장자동화(FA)를 추진하는 주변기기의 국내공급 및 사후관리를 책임지고 있으며, 해외거점과 제휴하여 한국기업 해외공장의 고객에게도 신속한 판매 및 사후관리 서비스를 제공하고 있다.

2019년 11월 유신코리아의 대표이사로 부임한 이토 히데카즈(伊藤秀一) 대표는 1988년 유신세이키에 입사한 이후 오랜 기간 취출로봇의 컨트롤러 개발에 종사했던 엔지니어 출신이다. 한국 부임 전 수년간은 사내 및 고객의 기술지도 업무를 담당했다.

유신의 최첨단 기술을 바탕으로 한국시장에서 꾸준하게 영향력을 키워가고 있는 이토 대표는 “4차 산업혁명과 인더스트리 4.0의 흐름 속에서 취출로봇 기술도 빠르게 발전하고 있다”면서 “속도와 정밀성뿐만 아니라 IoT나 AI 기술을 잘 활용해, 작업자의 조작을 최소화하는 스마트한 취출로봇으로 진화해 나갈 수 있도록 더욱 노력하겠다”고 말했다. 국내시장과 관련해서는 “2025년까지 한국시장 점유율을 30%까지 늘려가는 게 목표”라고 전했다. 

www.yushinkorea.com

Tel. 031-433-9655~6

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20219   (주)한창이지엠 이오범 사장 플라스틱코리아