어느 차체 공장에서든 서브어셈블리를 A지점에서 B지점으로 정확하고 효율적으로 옮기는 것은 매우 중요하다. 이때 고객들이 고민을 하게 되는 것은 속도이다. 옮기는 속도. 그러나 최적의 처리량을 달성하는 것은 단지 속도 문제만은 아니다. 다른 시스템의 생산을 지연시키지 않으면서 일부 시스템의 다운타임을 수용할 수 있는 이송 전략이 필요한 건 그 때문이다.
쿠카 시스템의 기술 이사인 케빈 로렌스(Kevin Laurence)는 “제조는 완벽하지 않다. 따라서 부품이 일정한 속도로 한 곳으로 들어왔다가 다른 곳으로 나가는 것은 불가능하다. 도중에 생길 수 있는 문제가 너무 많다”라고 말한다.
버퍼링 존은 이 문제를 해결하고 플랜트가 잠재적인 방해물에도 불구하고 처리량 목표를 달성할 수 있도록 한다. 버퍼링 존은 누적되는 컨베이어에 따라 한 시스템이 다른 시스템에 일정한 속도로 공급하도록 하고 라인에서 소비가 둔화되거나 중단되면 생산 중인 시스템의 결과물을 보관한다.
하지만 최근 몇 년간 차체 공장이 혼합 모델 어셈블리로 전환하고 더 많은 서브시스템용 생산을 맡기 시작하면서 기존 버퍼링의 한계가 드러나는 경우가 많아졌다.
현대화 공장을 위한 더 나은 접근법
이러한 어셈블리 플랜트의 현실을 해결하기 위해 KUKA Systems North America는 최근 KS BOLT 버퍼링 오버헤드 리니어 이송 시스템을 개발했다. KUKA Systems North America는 세계적인 자동차 생산 시스템 제공 업체이며 독일에 본사를 두고 있는 KUKA AG에 소속되어 있다.
KS BOLT 시스템은 기존의 ‘오버 언더’ 컨베이어 구성과 상당히 대조적이라는 게 특징이다.
마찰식 컨베이어링을 사용하는 기존 버퍼링과 달리 KS BOLT는 로크웰 오토메이션이 개발한 MagneMotion의 독립형 카트 기술에 기반하고 있다. MagneMotion 시스템은 QuickStick 지능형 컨베이어를 특징으로 한다.
리니어 모터와 내장형 모터 컨트롤러로 구성된 QuickStick 시스템은 루프형 트랙에서 별도의 캐리어를 독립적으로 제어할 수 있도록 통합 위치 감지 기능을 사용한다. 가속, 감속, 속도 및 위치는 프로그래밍이 가능하다.
임베디드 인텔리전스의 힘
로렌스는 “리니어 모터 기술이 있기 때문에 KS BOLT는 매우 스마트한 시스템이 되었다”라며, “위치 센서가 모터에 모두 포함되어 있어 각 캐리어와 각 부품이 어디에 있는지 언제든지 정확하게 파악할 수 있다”라고 했다.
기존 컨베이어는 벨트 상의 팔레트 움직임을 모니터링하기 위해 외부 근접 센서에 의존했다. 그래서 개별 페이로드를 제어하거나 추적할 수 없었다. 또한 기존 컨베이어는 한 방향으로만 작동하는 반면 KS BOLT는 양방향으로 움직인다.
로렌스는 “양방향 기능은 생산 시스템과 소비 시스템이 비동기화되었을 때 특히 유용하다. 지능형 시스템이 모든 부품의 소재를 항상 파악하고 있기 때문에 적합한 모델을 필요에 따라 자동으로 독립적으로 이송할 수 있다”라고 했다.
KS BOLT는 다중 모델 플랜트에서 적절한 시퀀싱을 용이하게 하는 효율적인 솔루션이기도 하다. 많은 플랜트는 각 차량의 올바른 부품 시퀀싱을 위해 별도의 컨베이어 시스템이 포함된 선택 뱅크를 통해 각 모델에 맞는 부품들을 이송한다.
어셈블리 플랜트는 선택 뱅크와 별도의 컨베이어를 하나의 KS BOLT 시스템으로 대체할 수 있는데, 그 이유는 이 시스템에는 우수한 추적 기능이 있기 때문이다.
손쉬운 유지보수
모듈형 디자인이 특징인 KS BOLT 시스템은 유지보수도 수월하다. 그 이유는 KS BOLT 시스템에는 구성 요소가 매우 적어 잘못될 수 있는 요소가 거의 없기 때문이다. KS BOLT는 압출 알루미늄 트랙, 고체 상태 QuickStick 리니어 모터 기술, 제로 유지 보수 캐리어 및 롤러 클러스터 휠 어셈블리 등으로 구성되어 있다.
로렌스는 “리니어 모터의 상태는 예방적 유지보수를 위해 전력 변화에 대해 독립적으로 모니터링된다”라며 “가끔 모터를 반드시 교환해야 하는 경우가 발생하는데, 이런 경우 KS BOLT는 제어 시스템을 통해 알람을 제공한다”라고 설명했다.
그리고 롤러 클러스터나 휠을 수리해야 하는 경우 시스템은 문제가 있는 캐리어를 정확하게 안내한다. 이 시스템은 마찰식 시스템과 달리 트랙 밖에서 수리 가능한 구성 요소에 쉽게 접근할 수 있다.
미래를 위한 준비
로렌스에 따르면, KS BOLT의 진짜 장점은 다양한 산업 애플리케이션과 미래의 제조 요구사항에 맞게 적용할 수 있다는 점이다.
로렌스는 “이 시스템의 사용처는 자동차 어셈블리 플랜트에 국한되지 않는다”며, “그 어떤 산업 분야이든 다양한 시나리오에 맞는 이상적인 선택이 될 수 있다”라고 강조했다. 그 이유는 산업의 종류와 관계없이, 엔지니어링한 모듈식 설계를 통해 쉽게 더 많은 트랙 섹션을 추가하거나 다른 애플리케이션에 맞게 트랙 구성을 변경할 수 있기 때문이다.
로렌스는 “역사적으로 버퍼링 컨베이어는 소모품이이서 새로운 플랜트나 애플리케이션에는 새 시스템이 필요했다. 그러나 우리는 이번에 이러한 사고 방식을 바꿨다. KS BOLT만 있으면 새로운 애플리케이션에서도 적용할 수 있다고 생각한다”라고 말했다.
