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i³-온라인 바카라chatronics를 통한 유연한 셀 생산 실현
~IIFES 2024 출전 사례보다~

1. 소개

제조의 현장에서는、지금까지의 온라인 바카라성 향상 및 품질 개선 요구에 부응하는 것 외에도、근래 다변화하는 요구와 노동력 부족 문제를 해결하기 위해、변종 변량 온라인 바카라에 유연하게 대응할 수 있는 설비 및、지속 가능한 사회 실현을 위한 환경 성능도 필요했습니다。
이런 시장의 요구에 부응하기 위해、당사는、자동화에 디지털 데이터 활용을 추가한 솔루션 개념 'i³-온라인 바카라chatronics(아이큐브 메카트로닉스)'를 제창해、데이터 기반의 자율 분산형 제조를 제안합니다(그림 1)。
이 보고서에서는、IIFES 2024에 출전한 컨셉 데모를 사례로、i³-온라인 바카라chatronics에 의한 변종 변량 생산을 지원하는 유연한 셀 생산 시스템 소개。합쳐、기기 유지보수 및 에너지 절약을 지원하는 다양한 데이터 활용 사례를 소개합니다。

그림 1 데이터를 기축으로 한 자율 분산형 만들기

2. 핵심 기술

2.2 데이터 활용

셀 데이터를 통합하는 'YRM 컨트롤러'와 디지털 데이터 관리 기능을 갖춘 'YASKAWA Cockpit'을 결합하여、시각화 및 데이터 분석 가능。셀 내의 기기 상태 데이터(제품 ID, 검사 결과 등)와 공정 데이터(모터 토크, 장치 온도 등)를 공작물별로 시간이 맞는 데이터를 수집합니다、생산된 데이터를 분석하여、생산 효율성 향상 및 추적성 향상 가능。또、작동 중 파형 정보에서、모터 및 온라인 바카라、기구부의 열화 상황을 시각화할 수 있습니다、조조 보전도 가능합니다(그림 2)。

그림 2 멈추지 않는 공장 실현

3. 사례 소개

IIFES 2024의 컨셉 데모 기계(그림 3) 사용、i³-온라인 바카라chatronics에 의한 변종 변량 생산에 대응하는 셀 생산 시스템의 사례를 소개합니다。
이 데모 기계는 배전 장치、가공 장비、연마 장치、검사 장치의 4개의 장치와 장치 내의 3개의 온라인 바카라으로 구성된 가공 셀이 되어 있습니다、플라스틱 부품 가공을 가정합니다。
먼저 배상 장치의 스칼라 온라인 바카라이 공작물을 가공 장치에 배전합니다。공작물을 프레스 가공한 후 드릴링 가공。나중에 초소형 온라인 바카라이 공작물을 연마 장치로 이전합니다、공작물이 슬라이더 위로 움직이면서 핸들링 온라인 바카라의 손에 장착된 공구로 공작물의 가장자리를 연마합니다。마지막으로、검사장치에서 카메라와 측정장치 센서를 이용한 검사、합격한 물건을 초소형 온라인 바카라이 벨트 컨베이어에 옮겼습니다。

그림 3 IIFES 2024의 컨셉 데모 기계

3.1 YRM 컨트롤러를 이용한 자율 분산 제어로 온라인 바카라성 향상

3.1.1 변종 변량 온라인 바카라 대응

YRM 컨트롤러의 최신 기종 「YRM1010」은、셀 내의 데이터를 일원 관리하는 “게시판 기능(개발중)”을 새롭게 구현。순차적인 제어뿐만 아니라、게시판 기능에 의해 공유된 작업 정보를 바탕으로 기기나 온라인 바카라이 자율적으로 판단하여 움직임으로 바꾸는 제어를 실현합니다。

고객의 과제로 '사용자의 요구에 맞는 다양한 제품을 생산하고 싶지만、단계 교체 및 장비 조정、온라인 바카라을 다시 티칭해야 함、생각성이 올라가지 않는다'는 경우가 있습니다。이런 문제에 대해、자율 셀에서 YRM 컨트롤러에서 드릴링 좌표, 깊이 및 재료 윤곽과 같은 레시피 정보(작업 세부 정보)를 얻습니다、게시판 기능으로 셀의 상태 정보 외에、센서 및 카메라의 환경 정보를 바탕으로 기기와 온라인 바카라이 자율적으로 작동하기 때문에、사용자에게 의지한 기기 및 기기 변경 작업이 필요하지 않습니다、데이터 구동에 의한 변종 변량 생산을 실현할 수 있습니다(그림 4)。

그림 4 데이터 구동에 의한 변종 변량 온라인 바카라

3.1.2 수율 향상

YRM 컨트롤러는、장치·각 공정 단위로 「스테이터스 데이터」와 「프로세스 데이터」의 시간축을 맞추어 일원 수집 관리합니다。더、수집한 데이터를 YASKAWA Cockpit으로 분석、장치나 온라인 바카라에 "움직임(모션)"으로 피드백하여、안정적인 생산과 고품질 실현。

온라인 바카라 품질 안정화

예를 들어 페인트 현장에서、온도 및 습도와 같은 환경 정보 및、점도, 밀도, 경도와 같은 재료 정보로부터、최적의 배합과 칠 방법을 장인의 기술로 조정하고 있습니다。이를 자동화하려면、각종 데이터 수집、분석하여 최적의 파라미터 값을 계산、장치나 온라인 바카라에 피드백을 걸어 움직임으로 바꿔야 합니다。
시위 기계에서는、YASKAWA Cockpit에서 온라인 바카라품 두께 검사 결과 분석、그 경향에서 프레스 압력의 지령값을 보정하여 온라인 바카라 품질을 안정화、수율 향상에 기여할 수 있음을 보여주었습니다(그림 5)。

図5　프레스 압력의 지령치 보정으로 온라인 바카라 품질을 안정화, 수율 향상

재가공으로 온라인 바카라 목표 달성

'검사 결과、불합격 제품을 재가공하여 합격 조건 충족'、정상적으로 생각하면 인간이 재가공의 판단을 해、이를 위한 설정、장치、로봇을 움직여 작업합니다。이에 대해、이 자율 셀에서、YRM 컨트롤러와 YASKAWA Cockpit、작업에 끈 데이터를 기반으로、스스로 재가공의 판단、전용 조리법을 발행하여、자동으로 재가공을 수행할 수 있습니다(그림 6)。이 데모의 경우、검사 과정에서 공작물별 카메라로 이미지 검사、측장 센서에 의한 측정 결과 및、가공 공정 실적 데이터에서、이를 판단하고 실행합니다。이것으로、사용하지 않고 재가공、온라인 바카라S에서 생산 계획을 완료할 수 있습니다(그림 7)。

그림 6 자율적인 재가공 작업

그림 7 온라인 바카라 계획 완료

3.2 YASKAWA Cockpit에 의한 데이터 활용 사례

유지 보수 최적화

일반、온라인 바카라이나 볼 나사 같은 메커니즘은、정기적으로 유지보수가 필요합니다。그러나、자주 유지보수를 하면 낭비가 많습니다、간격이 너무 길면 중간에 고장날 위험이 있습니다。이상은 장치와 온라인 바카라이 자기 진단을 통해 유지 보수의 최적 타이밍을 알려줍니다。
온라인 바카라의 관절이나 기구를 움직이는 서보 모터는、그 자체가 센서 역할을 할 수 있습니다。소정의 동작을 위한 토크값이나 외력 추정값 등의 데이터를 활용함으로써、장치 및 온라인 바카라의 열화 상황을 알 수 있습니다(그림 8)。정확히、장치와 온라인 바카라이 매일 건강 관찰을 수행、유지 보수의 최적 타이밍을 알려주세요、과 같은 시스템을 구축할 수 있습니다。
시위 기계의 연마 장치에서、공작물을 연마하여 출하 전의 마무리 가공을 실시하고 있습니다。이 연마 도구는 사용 중 마모되기 때문에、정기적인 유지보수(교환)가 필요합니다。YRM 컨트롤러와 YASKAWA Cockpit 활용、정상시의 동작 파형과 일상적인 동작 파형을 MT법(Maharanobis-Taguchi System)이라는 수법을 이용하여 해석을 실시함으로써、얼마나 저하되는지 판단할 수 있습니다、유지 보수 타이밍 최적화 및 예조 보전에 기여합니다。
이 기능은、서보 모터 「Σ-X(텐) 시리즈」에 표준 기능으로서 탑재、YASKAWA Cockpit에서도 추가 기능을 준비、설치하기 쉽습니다。

그림 8 데이터의 시각화

제품 단위 전력량 측정

CO₂감소 등 환경 대책을 위해、우선 소비 전력의 시각화가 필요합니다。그러나、기존과 같은 '공장 단위'나 '온라인 바카라 라인 단위'에서는 구체적인 방안이 어려워、보다 세밀한 단위로 시각화가 필요합니다。예를 들어 제품 단위로 온라인 바카라 시 소비 전력을 알면、다양한 분석에 사용할 수 있습니다。
본 전시에서는、각 장치에 전력계를 설치、제품 온라인 바카라 시 각 공정에서 사용한 소비 전력량을 YRM 컨트롤러에서 수집하고 있습니다。이 데이터를 YASKAWA Cockpit에서 제품 ID를 기준으로 정렬하여、온라인 바카라 시 사용한 전력 소비량을 시각화할 수 있습니다(그림 9)、동작 패턴의 재검토 등에 의한 효율화나 전력 사용량의 피크 컷 등의 검토에 활용할 수 있습니다。
또한 전력 소비량은 CO₂양도로 변환할 수도 있으므로、카본 중립 및 SDG에 대응하는 환경 저부하 제조 및 수요 사정에 맞춘 온라인 바카라에 도움이 됩니다。
우리의 온라인 바카라、서보、인버터 제품은 모두 전력 소비 모니터링 기능을 갖추고 있습니다。또、전원 회생 컨버터 등의 기기도 갖추고 있습니다、다양한 방법으로 에너지 절약을 지원합니다。

그림 9 전력량 모니터링

4. 결론

i³-온라인 바카라chatronics를 통한 스마트한 제조를 실현하는 솔루션으로、IIFES 2024에서 전시된 컨셉 데모 기계、YASKAWA Cockpit의 데이터 활용 사례를 소개했습니다。
앞으로도 i³-온라인 바카라chatronics 개념의 제품 진화 및 적용 확대로、다양화하는 제조에 대한 대응과 생산 효율화·품질 향상을 추진함과 동시에、사회 과제 해결과 지속 가능한 사회 실현에 기여하겠습니다。