유연한 제조를 가능하게 하는 DAIFUKU 솔루션: 새로운 도어 자동 장착 시스템

생산성 향상을 위해 노력하고 신차 모델에 대한 유연한 지원 제공

이제 시스템을 업데이트할 때가 되었다고 생각하게 된 이유는 무엇입니까?

우에키: 두 가지 이유가 있었습니다. 첫 번째는 장비 성능을 높이고 생산성을 향상시키려는 욕구였습니다. 자동차 산업은 혁명을 겪고 있으며, 우리는 시장 변화에 대응해야 합니다. 생산기지에서는 항상 효율성을 높일 수 있는 방법을 고민하고 있으니 이는 지극히 자연스러운 일이라고 생각합니다.

두 번째는 도어 개방 각도가 다른 새로운 모델을 수용하는 것이었습니다. 이전 모델의 도어는 장착 시 거의 90도 정도 열렸으며, 추가 부품을 부착한 후 배송 시에는 70도 정도 열렸습니다. 효율성을 높이고 부품 수를 줄이기 위해 도어 장착 시 도어 열림 각도가 70도인 차량 모델 개발에 착수하기로 결정했습니다. 우리가 사용하던 도어 자동 장착 시스템이 70도 장착 각도를 지원하지 않았기 때문에 시스템 업데이트를 고려하기 시작했습니다.

각 측면에 2개씩 총 4개의 로봇이 있습니다. 하나는 도어를 잡고, 다른 하나는 고정 위치를 결정한 후 고정 작업을 수행합니다.

90도랑 70도 차이가 많이 나나요?

우에키: 차이가 엄청나요. 도어 안쪽에 로봇팔을 삽입해 장착 시 볼트를 조이는데, 열림 각도를 70도로 줄이면 팔이 움직일 수 있는 범위가 줄어든다. 좁은 공간에서 작업하다 도어나 차체 등이 파손되면 차량을 출고할 수 없기 때문에 장착 작업을 안전하고 적절하게 수행할 수 있는 시스템이 필요했습니다.

우리는 또한 캐빈을 배치할 필요성을 없애고 싶었습니다. 이전 시스템에서는 도어 자동화 프로세스가 시작되는 지점에 캐빈과 컨베이어가 올바르게 배치되어야 했습니다. 그러나 이는 사이클 시간을 증가시켜 생산성을 저하시키며, 이는 우리가 개선하고자 했던 핵심 사항이었습니다.

문 열림 각도를 70도로 줄입니다.
20도 차이는 어려운 도전이었다

시스템 업그레이드를 위해 Daifuku를 선택하게 된 이유는 무엇입니까?

Ueki: 우리는 이러한 목표를 달성하는 방법에 대해 여러 제조업체와 협의했고, 그들은 다양한 기술과 아이디어를 제안했습니다. 제조업체 중에서 우리가 결정을 내리는 데 필요한 모든 정보를 명확하게 제공한 곳은 Daifuku였습니다.

정확한 캐빈 위치 지정에서 벗어나려는 계획으로 인해 각 도어 부착물은 볼트 위치가 미세하게 변경될 것이며 이를 수행할 수 있는 다목적 솔루션이 없기 때문에 카메라, 센서 및 기타 고성능 도구의 조합이 필요합니다. 과제는 혼자. 우리가 받은 각 제안은 고유한 장점과 단점이 있는 단일 시스템 세트로 제공되었습니다. 그러나 Daifuku는 각 제품의 특징, 제품 조합의 호환성, 그러한 조합을 제안하는 이유 및 비교 검토를 신속하게 수행할 수 있는 기타 정보를 자세히 설명하는 문서를 제공했습니다. 이 문서는 의사결정 과정에 도움이 되도록 내부적으로 쉽게 배포할 수 있어서 매우 유용했습니다.

또한, 우리는 이미 도어 자동 장착 시스템의 설치 위치를 변경하기로 결정했으며, 도어 서브라인 개선에 대해 이전에 Daifuku와 협의한 바 있습니다. 도어 자동 장착 시스템에 대해 컨설팅할 때 Daifuku로부터 받은 제안도 훌륭했기 때문에 Daifuku에 도어 트랜스퍼부터 자동 장착까지 전체 프로젝트를 맡도록 요청하면 운영 품질이 더욱 향상될 것으로 기대했습니다.

게다가 우리 문의에 대한 답변도 인상적이었습니다. 각 회사의 응답 속도에는 큰 차이가 없었지만 Daifuku의 응답은 정확하고 신속했기 때문에 엔지니어링 부서와 영업 부서 간의 강력한 협업과 원활한 커뮤니케이션 환경이 있음을 느꼈습니다.

신형 도어 자동 장착 시스템의 설치 위치를 변경한 이유는 무엇입니까?

Ueki: 생산을 동시에 계속할 수 있도록 하는 것입니다. 단지 장비가 업데이트된다는 이유만으로 운영 중인 공장의 생산을 중단하는 것은 불가능합니다. 새 장비를 설치하는 동안 원래 장비는 작동 상태를 유지해야 합니다. 공장이 문을 닫는 토요일과 일요일에만 작업이 제한돼 일정과 공정 관리가 극도로 어려웠다. 또한 월요일부터 생산에 영향이 없는지 확인하기 위해 장비 작동을 테스트하기 위해 매주 일요일 일찍 작업을 완료해야 했습니다.

도어 서브 라인에서 자동 장착 시스템까지 도어를 공급하는 드롭 리프터에 대한 설치 작업이 먼저 수행되었습니다. 정확한 설치 치수를 얻고 새로운 도어 자동 장착 시스템을 설계하는 작업은 드롭 리프터 설치 작업과 동시에 진행되었습니다. 우리는 거의 매주 Daifuku와 미팅을 가졌고 두 달 간의 계획 끝에 설치 다이어그램과 3D 모델을 받았습니다. 남은 세부 사항을 다듬은 후 최종 청사진이 완성되었습니다.

디자인 과정에서 특히 어려운 점은 무엇이었나요?

Ueki: Daifuku와 논의한 대부분은 너트런너와 자재 취급에 관한 것이었습니다. 도어 자동 장착 시스템에는 볼트를 자동으로 조이기 위한 너트러너라고 하는 공압식 토크 렌치가 있습니다. 너트러너는 로봇 팔 끝에 부착됩니다. 새 모델의 로봇 팔은 이동 범위가 줄어들기 때문에 Daifuku에 팔이 객실이나 문에 부딪히지 않도록 시스템을 설계해 달라고 요청했습니다.

Hayashi: 좁은 공간에서 작동할 수 있는 너트런너가 있는지 여러 제조업체에 문의했지만 필요한 기능을 갖춘 기존 제품이 없었습니다. 그래서 우리는 3D 모델링을 사용하여 너트러너의 헤드를 더 얇게 만들고 새로운 브래킷 모양을 테스트했습니다. 우리는 많은 고민 끝에 독특한 형상을 개발하고 이 새로운 너트런너에 대한 제안서를 제조업체에 제출했습니다. 당사의 새로운 너트러너 설계를 채택하여 제한된 2~3mm 여유 공간 내에서 도어 부착 작업을 안전하게 수행할 수 있는 시스템을 구축할 수 있었습니다.

생산 목표를 성공적으로 실현
새로운 차량 모델에 적응하기

이렇게 엄격한 조건으로 인해 전체 시스템을 설계하는 데 어려움을 겪으셨나요?

Ueki: 너트러너가 각 작업마다 정렬을 유연하게 미세 조정하는 메커니즘을 만들려는 우리의 요구를 충족시키기가 어려웠을 것이라고 생각합니다. 너트러너가 조립용 볼트를 삽입할 때 정렬이 어긋나면 볼트가 비스듬하게 삽입됩니다. 그런 일이 발생하면 작업자가 가서 문제를 해결해야 하며 어떤 경우에는 문을 교체해야 할 수도 있습니다. 기존 장비는 어느 정도 움직임이 허용됐지만, 새 장비는 볼트를 삽입할 때 좀 더 유연하게 움직이기를 원했습니다. 그러나 너트런너가 암에 너무 느슨하면 흔들리고 볼트를 제대로 들어 올릴 수 없기 때문에 볼트를 구멍에 체결할 때만 너트러너가 조정되도록 설계에 대해 많은 논의를 했습니다.

하야시: 이 문제는 포지셔닝 문제와 관련이 있습니다. 오래된 장비는 먼저 캐빈을 들어 올려 정확한 위치를 정한 다음 도어 장착 과정을 시작했습니다. 그러나 새로운 시스템은 객실이 컨베이어에 있는 동안 도어 장착 작업을 수행하므로 객실 위치의 변화가 불가피합니다. 따라서 설치 유연성을 향상시키기 위해 새로운 도어 자동 장착 시스템을 설치했습니다.

볼트 구멍의 위치를 파악하기 위해 카메라를 사용하지만 기존 장비에 사용된 카메라는 설정된 위치만 포착할 수 있어 객실 위치가 달라지면 정확한 정보를 얻을 수 없었다. 우리는 하나의 로봇이 카메라를 잡고 다른 두 로봇의 위치가 그 정보를 기반으로 결정되는 제어 시스템을 상상했습니다. 조건에 맞는 카메라 시스템을 찾기 위해 여러 제조업체에 연락했지만 기존 제품은 없었습니다. 결국 우리는 제조업체 중 한 곳과 협력하여 새로운 시스템을 개발했습니다.

카메라로 위치를 파악한 후(왼쪽) 도어를 장착한 모습(오른쪽)

새로운 장비에는 수많은 새로운 실험적 아이디어가 통합되었습니다. 걱정은 없었나요?

Ueki: 장비를 업데이트할 때 Isuzu는 항상 장비 작동을 철저히 테스트할 것을 요청합니다. 3D 시뮬레이션에서는 문제가 없더라도 실제 작동 중에 일부 문제점이나 개선해야 할 점이 발견될 수 있습니다. 완전 통합 이후 문제가 발견될 경우 수정 작업 시간과 방법에 제약이 따른다. 따라서 우리는 사전에 테스트를 수행할 것을 요청하고 시스템의 데모 실행은 전체 통합에 앞서 몇 달 전에 수행되었습니다. 작동 중인 시스템을 검사했을 때 우리가 찾던 시스템이 바로 그것이었기 때문에 매우 깊은 인상을 받았습니다. 아직은 약간의 조정이 필요했지만, 완성도는 유난히 높았습니다.

시스템이 가동된 지 거의 1년이 지났습니다. 만족하시나요?

우에키: 기획 단계에서 구상했던 결과는 충분히 실현되었습니다. 사이클 타임 단축이라는 목표는 달성되었으며, 시스템도 새로운 차량 모델에 적응하는 데 문제가 없습니다. 자동차 산업에 변화가 일어나는 가운데, 이스즈는 앞으로도 다양한 차종 개발에 도전할 것입니다. 생산에서는 이러한 변화를 처리할 수 있어야 하므로 이번 업데이트에서 객실 위치를 제거하는 것이 우리에게 매우 중요했습니다. 전체 공장 측면에서 우리는 유연하게 대응할 수 있는 시스템을 구축하고자 하며, 이는 Daifuku와 협의하고 싶은 추가 측면이 아직 남아 있음을 의미합니다.

하야시: 최근 몇 년 동안 Daifuku는 기존 운송 시스템뿐만 아니라 로봇화에 대한 지원을 강화해 왔습니다. 한편, 이 새로운 시스템을 배포하는 데 많은 어려움이 있었지만 새로운 아이디어를 쉽게 제안할 수 있는 환경을 조성해준 Isuzu Motors에 깊은 감사를 드립니다. 우리는 다양화되는 자동차 산업에서 미래의 자동화 요구를 충족시키기 위해 계속 노력할 것입니다.

우에키 유스케
자동차 엔지니어링부 운전실 조립 그룹
이스즈 자동차 제한

Yusuke Ueki는 2014년에 Isuzu Motors Limited에 입사하여 제조부에 배속되었습니다. 유지 관리 부문을 포함한 여러 부서에서 경험을 쌓은 후 2016년에 운전실 조립 그룹으로 이동했습니다. 현재 가나가와현 후지사와 공장에서 조립 작업을 하고 있습니다. 소형, 중형 및 대형 트럭.

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