[공정 개요]

최대 70kg의 주철 연속주조품을 CNC 가공설비에 자동으로 로딩·언로딩하고, 가공 후 정밀 치수검사부터 완제품 배출까지 연속으로 수행하는 로봇 자동화 공정입니다.

가반하중 220kg급 산업용 로봇과 2Head 공압 그리퍼를 활용하여 기존 호이스트 기반의 중량물 취급 작업을 자동화하고, 버퍼 JIG를 연계하여 안정적인 제품 이송과 가공설비 투입이 가능하도록 구현하였습니다.

또한 접촉식 정밀 치수 측정기와 SOLlink 통합관제 시스템을 연동하여 가공 후 제품의 치수를 실시간으로 측정·분석하고, 이상 징후 발생 시 설비를 자동 정지하도록 구성하였습니다. 이를 통해 공정 간 병목을 해소하고 생산성과 품질 안정성을 동시에 확보하고자 하였습니다.

[프로젝트 배경 및 목적]

기존 공정의 문제점

기존에는 최대 70kg에 달하는 주철 연속주조품을 CNC 가공설비에 투입하고 취출하는 과정에서 작업자가 수동 호이스트 크레인을 이용해 제품을 정렬하고 안착시켰습니다.

반복적인 중량물 취급과 수작업 정렬로 인해 공정 간 병목현상이 발생하였으며, 작업자는 근골격계 부담과 중량물 충돌·낙하 등의 안전사고 위험에 노출되어 있었습니다.

또한 가공 후 치수 측정과 외관검사를 작업자의 수작업에 의존함에 따라 검사 결과에 편차가 발생하고, 가공 공구의 마모에 따른 치수 변화를 즉각적으로 감지하기 어려워 연속적인 불량 발생의 위험이 있었습니다.

이에 중량물 로딩·언로딩부터 정밀 치수검사 및 설비 관제까지 자동화하여 작업자의 부담을 줄이고, 생산성과 품질 안정성을 동시에 확보하고자 하였습니다.

1. 로딩·언로딩 자동화로 생산성 향상

기존 호이스트 기반의 수작업 공정을 가반하중 220kg급 산업용 로봇으로 대체하여 CNC 1·2호기의 로딩·언로딩 공정을 자동화하였습니다. 이를 통해 공정 간 대기시간을 줄이고, 시간당 생산량(UPMH)을 기존 1.67개에서 3.34개로 2배 향상시켰습니다.

2. 정밀 치수검사 및 통합관제로 품질 안정성 확보

가공이 완료된 제품을 접촉식 정밀 치수 측정기로 자동 이송하여 전수검사 체계를 구축하였습니다. 측정 데이터는 통합관제 시스템(SOLlink)과 연동하여 실시간으로 분석하고, 치수 이상 징후 발생 시 설비를 자동 정지하도록 구성하였습니다. 이를 통해 작업자별 측정 편차를 줄이고, 불량률을 기존 2.22%에서 1.17% 이하로 개선하는 것을 목표로 하였습니다.

3. 고하중 반복작업 자동화를 통한 작업환경 개선

최대 70kg의 중량물을 반복적으로 취급하던 고부하 수작업을 산업용 로봇으로 대체하였습니다. 이를 통해 작업자의 근골격계 부담과 안전사고 위험을 줄이고, 작업 기피도가 높았던 공정을 개선하여 근로자의 직무만족도 향상을 도모하였습니다.

1. 고가반하중 로봇 기반 CNC 머신텐딩 자동화

기존 호이스트에 의존하던 로딩·언로딩 작업을 가반하중 220kg급 산업로봇과 고강성 공압 그리퍼를 활용하여 중량물 핸들링을 최적화하고, CNC 1·2호기와 연계하여 공정 간 대기시간을 최소화하고 설비 운영 효율을 높였습니다.

2. 접촉식 측정기 연동을 통한 품질관리 고도화

가공이 완료된 제품을 접촉식 정밀 치수 측정기에 자동 투입하여 주요 치수를 측정합니다. 작업자의 수작업 측정에 따른 편차를 줄이고, 가공 공구의 마모로 발생할 수 있는 치수 변화를 조기에 감지하여 품질의 일관성을 확보할 수 있도록 구성하였습니다.

3. SOLlink AI 통합관제 시스템 기반 스마트팩토리 체계 완성

전체 설비의 24시간 가동현황, 생산실적, 알람 이력을 통합 모니터링하는 스마트팩토리 체계를 구축하였습니다. 가공 및 치수 검사 데이터를 연동하여 품질과 불량 상태를 집계하고 분석하여 안정적인 생산환경을 구축합니다.