파라손 코퍼레이션 주목받는 응용사례: 로봇 팔 케이블 관리

파라손 코퍼레이션(Farason Corporation)은 30년 이상 맞춤형 자동화와 로봇 시스템을 설계하고 제조사에 공급해 왔으며 북미, 아시아, 남미, 유럽에 900대 이상의 장비를 납품했습니다. 파라손 팀은 고객이 당면한 구체적인 과제에 밀착하여 맞춤화된 유일무이한 솔루션을 제공한다는 파라손의 약속에 따라 설계와 생산 능력을 강화하기 위해 Markforged 3D 프린터를 도입했습니다. 파라손 팀은 로봇 팔을 따라 항공기를 안내하는 3D 프린팅 호스 클램프를 설계했습니다.

파라손 팀은 공장에서 제품을 개봉하여 작은 패키징 제품을 유통 및 소매용 패키징 라인으로 옮기는 라인의 박스 플랩 리프터 장비를 설계할 때 복잡한 문제에 봉착했습니다. 새 장비를 테스트하던 중, 이후 단계에서 덤핑 공정 중에 열린 상자가 걸리는 문제를 발견했습니다. 이 문제에 대한 해결책은 무엇일까요? 상자 플랩 리프터 장비의 회전 각도를 더 일찍 높여서 상자를 뒤집었을 때 안쪽 덮개가 걸리지 않도록 골판지 접힘을 더 아래로 구부려야 합니다. 이 문제를 해결하려면 박스 날개를 들어올리는 로봇을 약간 조정하고 다시 프로그래밍해야 했지만, 팀은 로봇 팔의 케이블 관리도 다시 해야 한다는 것을 알게 되었습니다.

케이블 관리는 패키징 장비 제작업체에게 새로운 문제가 아닙니다. 타사 작동 시스템과 센서를 자동화 장비에 통합하는 데는 다양한 와이어와 호스를 핀, 테이프, 스트랩, 가이드 등 여러 방식으로 관리하려고 위치와 각도를 잡아 해결하는 일은 공장 현장에서는 항상 일어나는 일입니다. 그러나 복잡한 다축 로봇 팔의 움직임, 특히 큰 회전각을 통해 움직이는 단계를 추가하면 이러한 관리 장애물은 더 이상 깔끔함과 매장 관행의 문제가 아니며 특히 고객이 직접 여러 변경 설치로 경로를 유지 및 수리해야 하게 되면, 중요한 문제로 대두되기 시작합니다.

과거에는 이와 같은 애플리케이션을 사용하려면 기존 테이핑과 집타잉을 반복할 수밖에 없었을 것입니다. 크리스티안이 설명했습니다: "제대로 될 때까지 여러 번 수정하고 또 수정했을 것입니다." 하지만 장비의 이야기는 납품으로 끝나는 것이 아니라 시간이 지나면 공장 기술자가 직접 장비의 서비스와 유지보수 책임도 맡게 됩니다. "공장의 기술자가 장비를 분해하여 청소한 후 재설치할 때 일부 파트를 잘못 끼우면 장비에 큰 문제가 됩니다."

파눅 암에 맞게 프로그래밍된 조정된 동작과 박스 플랩 리프터 바의 큰 회전을 한다는 것은 호스 관리를 위한 설계가 장비 장기 배치 계획에서 아주 중요한 역할을 한다는 것을 의미했습니다. Markforged는 전문가가 완성한 솔루션, 즉 처음부터 향후 서비스 및 유지보수 액세스를 염두에 두고 설계한 솔루션을 바꾸지 않고도 파라손 팀이 이러한 요구 사항을 해결하는 데 도움을 주었습니다.

파라손 팀은 로봇에 장착된 진공 발생기에서 나오는 두 개의 공기 라인을 진공 그리퍼 바가 있는 바의 양쪽으로 배치하여 상자의 플랩을 들어올리게 하는 일련의 3D 프린팅 호스 클램프를 설계했습니다. 이 케이블 관리 솔루션을 통해 호스가 꼬이거나 걸림 없이 각 단계의 회전 축을 통과하는 동안 꼬임, 변형 또는 압력 강하를 방지할 수 있도록 충분한 여유를 주었습니다.

파라손 R&D 지원 엔지니어인 리처드 쿡은 장비를 설계하고 크리스티안과 협력하여 3D 프린팅 케이블 관리 전략으로 해결할 수 있는 문제라는 것을 보여주었습니다. "단순한 호스 관리처럼 보일 수 있지만, 여기서는 중요한 기능적 역할을 합니다."라고 리처드는 설명합니다. "로봇이 위아래로 관절을 움직일 때 호스와 피팅을 바에 단단히 고정하여 상자 뚜껑을 전혀 방해하지 않도록 하려면 클램프와 엔드 커넥터가 필요합니다."

이 장비는 폭과 길이가 다른 다섯 가지 상자 크기를 열 수 있도록 설계되었습니다. 리처드는 "한 위치에 케이블을 연결하는 대신 이 문제에 접근하는 독특한 방법을 찾는 것이 얼마나 중요한지 보여주었습니다. 왜냐하면 이 방법은 각 옵션마다 플랩이 만들어 내는 반경이 다른데 이를 수용할 수 있었기 때문입니다."라고 설명했습니다.

팀은 생산 장비에 들어갈 파트를 Markforged 프린터와 Onyx 재료를 써서 제작했습니다.

이 애플리케이션 때문에 개발된 Markforged 솔루션은 팀에 새로운 개념을 알려주었습니다. "우리는 프린트된 파트를 사용하여 [케이블 관리를 위한] '설계 의도'를 물리적으로 영구히 포착했습니다."라고 크리스티안은 말합니다. "이렇게 하면 장비가 항상 처음 도착했을 때와 같은 방식으로 다시 조립할 수 있습니다."

Markforged의 장점

• 필요에 따라 맞춤형 로봇 통합 솔루션을 만들 수 있습니다.
• 바로 쓸 수 있는 파트 생산 리드 타임을 몇 시간으로 단축합니다.
• 파라손 팀은 유사한 파트를 외주로 생산할 때보다 최대 90%까지 파트 비용을 절감했다고 보고했습니다.
• 전체 장비 효율성(OEE)을 높이고, 복잡한 셀에서 발생할 수 있는 문제를 방지하며, 라인 가동 시간을 유지합니다.
• 필요할 때 프린팅하므로 재고 비용이 감소합니다.