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자동차 제조 산업에 적용된 자동화 로봇 시스템

2020-04-14
 

소개

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자동화 로봇 시스템의 최대 수요를 보이는 곳은 자동차 산업입니다. 유효 탑재량이 높고 도달 거리가 긴 대형 로봇 팔은 차체 용접 패널을 감지해 앞 유리를 설치하거나 바퀴를 장착하는데 사용되며, 소형 로봇은 브래킷같은 작은 부품을 용접하고 장착하는데 사용됩니다. 세계적인 자동차 공장에서 이 같은 풍경은 이제 일상적입니다.

이로 인해 많은 노동자들은 로봇이 인간의 일자리를 대체할까 걱정했지만 실제로 로봇은 위험한 증기, 열 처리 및 기타 위험한 작업으로부터  노동자를 보호하고 교대 작업간 피로로인한 인적 오류를 제거했습니다. 로봇 기술의 발전으로 제조 속도와 정확성이 높아짐에 따라 제조업체는 최고 품질의 자동차를 생산해 경쟁력을 갖출 수 있게 되었습니다. 

생산 라인의 자동화 제조 관리에는 자동차를 구성하는 수천개의 부품이 필요하며 하루 자동차 생산량이 수천개에 달하는 것을 고려하면 매우 복잡한 작업입니다. 제조업체는 시장 수요에 맞게 몇 년마다 새로운 자동차 모델을 개발해야하고 새로운 모델은 곧 다른 재료를 의미하므로 그때마다 다른 프로세스를 구현해야합니다. 고품질, 높은 처리량, 유연한 생산 시스템 등 완벽하게 통합된 프로세스를 구축하려면 정밀한 컴퓨터 제어 프로세스를 갖춘 생산 계획 시스템이 필요했습니다.

이 사례에서 어드밴텍 ARK-2250 소형 팬리스 임베디드 컴퓨터는 세계적인 자동차 생산 업체의 최첨단 자동화 조립 시설에 사용되었습니다. ARK-2250은 설치해야 할 부품에 대한 자세한 정보를 제공하고 품질 관리를 위한 생산 세부 정보를 기록하는 네트워크 프로세스 제어 제조 시스템으로 구현되었습니다.

애플리케이션 요구 사항

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프로젝트에는 공정 제어 및 정보 표시 외에도 데이터 수집, 엣지 인텔리전스 및 원격 모니터링 제어 기능이 필요했습니다. 예를 들어, 컨트롤러가 센서 및 작동기에서 수집한 데이터를 기반으로 잠재적인 문제를 감지하면 프로세스를 자동으로 종료하고 경고 알림을 발송하며 관리에 사용되는 원격 컴퓨터, 스마트폰 또는 기타 모바일 장치로 메시지을 보냅니다. 따라서 이 경우에 사용된 PC컨트롤러에는 적절한 컴퓨팅 및 데이터 저장 기능이 갖추어져 있어야하며 IoT 기능을 통합하기 위한 소프트웨어 플랫폼이 필요했습니다.

또한 작업자가 볼 수 있도록 각 워크 스테이션 모니터 암에 장착되므로 시스템은 적절한 디스플레이 출력을 제공해야하며 전원, LAN 및 모든 전선과 케이블은 안정적으로 작동되어야합니다. 자동차 생산 공장 특유의 열악한 제조 환경을 고려해 넓은 전압 및 온도 범위에서 산업용 등급의 안정성이 필요했습니다.

 

솔루션

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조립 시설의 각 워크스테이션에 ARK-2250을 로봇 모니터 암에 장착하고 잠금 기능이 있는 전선으로 전원, 네트워크, 모니터링 센서 및 작동기에 연결했습니다. ARK-2250과 백엔드 서버는 데이터 수집, 데이터 디스플레이 및 원격 모니터링 제어 기능을 지원하기 위해 어드밴텍의 IoT Wise-PaaS 소프트웨어 플랫폼과 함께 배포됩니다.

어드밴텍의 하드웨어 및 소프트웨어와 함께 시스템은 조립 과정에서 다음 설치 품목에 대한 정보를 제공하고 현장 운영자가 볼 수 있도록 장착된 모니터에 정보를 표시하는데 사용됩니다. 또한 데이터를 수집해 SQL 서버 데이터 베이스로 보내 생산 기록을 보관하고 향후 프로세스 개선 및 시스템 유지 관리를 위한 빅 데이터를 집계합니다.

또한 ARK-2250 컨트롤러는 안전 센서에서 수집된 데이터를 기반으로 문제가 발생하면 즉시 프로세스를 중단합니다. HDMI, VGA 및 선택적 타사 디스플레이 인터페이스를 제공해 다양한 애플리케이션 시나리오에 대한 디스플레이 옵션을 제공합니다. 최신 인텔 6세대 Core™ U시리즈(i3 / i5 / i7) 프로세서가 장착되었으며 260 x 54 x 140.2 mm (10.24" x 2.13" x 5.52") 의 소형 설계로 고속 자동화 생산 라인과 잘 통합되며 높은 컴퓨팅 성능을 제공합니다.

ARK-plus 확장 모듈 및 i-Door I/O 모듈을 지원하는 ARK 시스템은 선택적으로 저장 장치 및 산업용 인터페이스를 확장할 수 있습니다. 자동차 제조업체 뿐 만 아니라 유사 산업 사용자도 생산 라인을 개조하여 새로운 모델 생산 시 유연하게 프로세스를 재구성 할 수있는 ARK 컴퓨터를 사용할 수 있습니다. 또한 ARK 컴퓨터는 모두 고객이 자체 산업 제어, IoT 또는 클라우드 애플리케이션을 개발하는 데 필요한 소프트웨어 리소스를 통합하는 WISE-PaaS 플랫폼 소프트웨어를 지원합니다.

WISE-PaaS 소프트웨어는 원격 모니터링 제어 및 IoT 애플리케이션을 개발하는데 사용됩니다. 시스템 통합자가 쉽게 자체 플랫폼 및 장치간 대시보드를 개발할 수 있도록 대시보드 빌더를 제공하며 관리자는 어디서나 브라우저 기반 컴퓨터, 스마트폰, 기타 모바일 장치를 통해 데이터와 생산 라인 상태를 빠르게 확인할 수 있습니다.

 

장점

 

  • 안정적인 팬리스 설계, 넓은 전압 및 온도 범위, 잠금 가능 케이블 설계로 산업 응용 제품 안정성 보장
  • 다양한 디스플레이를 위한 VGA / HDMI / 타사 옵션

  • 높은 컴퓨팅 성능과 다양한 I/O 지원으로 데이터 수집 및 분석 요구 사항 충족

  • 쉬운 연결 및 빠른 배포로 데이터 수집 및 원격 모니터링을 지원하는 사전 설치된 WISE-PaaS 소프트웨어

  • 어드밴텍 제품 및 서비스의 장기적인 지원

 
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