모터 플러그의 자동화 생산 라인을 구축하기 위해 IWM Automation社는 발루프의 자동화 비전 솔루션의 전문성을 사용했습니다. 다수의 조립 및 펀치 공정에서 10대의 카메라가 제품의 정확성, 완결성, 그리고 품질을 모니터링했습니다. 발루프는 안정적으로 제품의 오류를 발견하고 공정 초기단계에서 NOK (NOT-OKAY) 파트를 제거하는 효율적인 시스템을 만들었습니다. 발루프의 기술 컨설팅 및 엔지니어링 기술로 전체 개념 및 구현 단계를 지원했습니다.
Fig. 1 : IWM Automation 社의 모듈형 모터 플러그 생산 라인
몇일 내로 유명 자동차 공급업체의 조립 라인에서 다양한 구성의 모터 플러그를 생산할 것입니다. 24시간 가동을 하는 동안 0% 결함률입니다. 약 10M 길이의 시스템이 IWM Automation 社에서 Porta Westfalica 본사로의 배송을 대기 중입니다. Balluff의 센서 및 제조 전문가의 긴밀한 협력의 결과물입니다. IWM Automation은 조립 및 검사 시스템을 위한 개별 솔루션을 제공하는 특수 장비 제조업체입니다. IWM社의 주 고객은 자동차 회사와 공급 업체입니다.
100회 이상의 개별 검사에 주목
모터 플러그 조립 공장에게 주어진 특별한 도전 과제는 안정적으로 여러 조립, 스탬핑, 그리고 검사 공정을 안정적으로 모니터링하는 작업입니다. 총 100회의 이상의 개별 검사가 수행된 후에 그 결과는 중앙 컨트롤러에 제공됩니다. 기본 하우징은 첫번째 또는 두번째 컨베이어로 이동을 합니다. 여러 스테이션을 통과한 후에 총 5개의 다른 구성의 커넥터 타입이 시스템의 마지막 단계에 도착합니다.
여러 단계의 복잡한 생산 공정은 기본적으로 6개의 스테이션에 여러 단계로 진행됩니다. 플러그 부품은 전자동으로 조립되며 플러그 타입에 따라 최대 64pin까지 플러그 타입에 따라 구멍을 뚫습니다.그리고 마지막 단계에서 개별적으로 레이저로 라벨링 작업을 합니다. 개별 부품들은 컨베이어, 벌크 컨테이너 또는 진동 보울을 통해 공급됩니다. 그립핑 및 조립 applicator는 부품을 집어서 사전에 정의된 위치에 플러그 하우징을 내려 놓습니다. 이는 부품을 정확하게 인식하였고 결함이 없는 것으로 가정합니다. 모든 작업물 캐리어에는 RFID 태그가 부착이 되어 있고 개별 스테이션의 조립 라인을 따라 BIS M 읽기/쓰기 헤드가 RFID 태그를 판독합니다
효율적인 제조 공정을 실현한 발루프 비전 솔루션
Steering and Drivetrain System社의 프로젝트 관리 책임자 Torsten Meyer는 “가장 큰 챌린지는 여러 개의 플러그 조립 프로세스를 intelligently, coordinated way 설계하고 만드는 것입니다.”
"해당 작업을 관리하는데 발루프는 높은 수준의 전문성으로 확신에 차 있었습니다". 자동화 생산 라인을 관리하기 위해 처리해야 하는 업무가 많았습니다. 목표는 전체 공정에서 결함을 최소화하는 것이었으며 불량 부품은 개별 스테이션에서 인식을 하여 즉시 라인에서 없애야 했습니다.
조립 라인의 핵심 주제는 물체의 위치, 물체 사이의 간격, 부품의 완결성, 그리고 바로 전 공정을 모니터링하는 것입니다. 발루프의 BVS SC 스마트 카메라는 기계 코드뿐만 아니라 텍스트 또는 시리얼 번호는 판독합니다. 관련 소프트웨어는 로봇이 부품의 위치, 방향을 식별하고 세부 내용도 감지할 수 있도록 지원합니다. “우리는 초기 구상 단계에서 발루프의 비전 솔루션을 도입하기로 결정했습니다 : 발루프 시스템은 통합이 쉽고 다양한 기능을 보유하고 있으며, 품질 검사, 식별, 그리고 포지셔닝 작업에 높은 성능을 제공합니다. 공정 오류를 초기에 감지하여 불량 로트를 방지하고 비용도 절감합니다” 라고 Steering and Drivetrain System社 관계자가 답변했습니다.
Wit the Balluff solution the user receives a complete package: Software, library, manuals and online help are already integrated into the SmartCamera. The offering is aimed especially at users who do not deal with image processing on a daily basis. "Turn it on and go" is the slogan: Simple and intuitive operation, flexible adaptation to the respective automation environment as well as the use of industry standards help users of all levels of expertise.
몇 초만의 결과
Fig. 2: 64-, 32- or 24-pin 커넥터? 발루프의 스마트 카메라는 플러그 타입의 유무를 감지한다.
처음 2개의 조립 라인 스테이션에서 스마트 카메라 3대는 플러그 하우징의 유무와 위치를 감지합니다. 두 개의 트랙과 윤곽 검사로 64-, 32-, 또는 24 pin 커넥터가 시야에 있는지 확인합니다. 발루프의 spot and flood 조명 시스템으로 측면에 흰색 또는 검은색 insert 유무를 확인합니다. CMOS 센서 칩은 200 에서 300 ms의 처리 시간으로 이미지를 안정적으로 처리합니다. 또한 사용자는 저장된 다른 이미지에도 접근할 수 있습니다. 스마트 카메라는 최대 100개의 검사 프로그램을 저장할 수 있으며 트레이닝 이미지 내보내기 (export) 또는 가져오기 (import) 과 같은 유용한 기능을 제공합니다.
스마트 카메라 3대는 세번째 스테이션에서 커넥터 인서트에 핀을 점검하는 작업을 담당합니다 : Flood light는 플러그를 비추고 소프트웨어의 밝기 툴로 핀의 뾰족한 끝부분을 개별적으로 감지합니다. 모든 핀이 올바르게 장착된 경우에만 플러그는 생산 공정에 잔류합니다.
Fig. 3: Balluff 스마트 카메라는 최종 래칭 검사를 실시하면 커넥터 본체와 디텐트 사이의 거리를 검사한다.
다음 스마트 카메라는 커넥터 인서트의 펀치 패턴을 확인합니다. 공정이 끝나면 두 대의 스마트 카메라가 플러그의 최종 래칭 검사를 처리하고 플러그 하우징에서 detent의 간격을 확인합니다. 만약 요구 사항이 맞지 않으면 이미지 처리 시스템은 컴포넌트를 즉시 라인에서 내보냅니다. 오직 ok 를 받은 부품들만 플랜트를 떠날 수 있습니다.
Fig. 4: 커넥터의 타입에 따라 최대 64핀까지 펀칭을 한다. 발루프의 스마트 카메라로 펀칭 작업 결과를 확인할 수 있다.
쉬운 작동, 맞춤형 구성
스마트 카메라는 일반 웹 브라우저와 발루프 비전 솔루션 인터페이스로 쉽고 직관적으로 사용할 수 있습니다. 원하는 검사 프로그램을 간단하게 생성하고 검사 결과를 컨트롤러 또는 파일 서버로 전송할 수 있습니다. 스마트 카메라는 디지털 입/출력, 표준 LAN 또는 Ethernet/IP를 사용하는 모든 시스템 환경에 통합됩니다. IO-Link 마스터 인터페이스로 추가 센서를 간단하게 통합할 수 있습니다
컨트롤러에 필요한 데이터만 프로세스 네트워크를 통과하도록 스마트 카메라를 구성할 수 있습니다. 이로 인해 데이터 로드를 최소화하고 프로세스 네트워크를 보호할 수 있습니다. 주요 기능 외에도 모니터링, 구성, 그리고 통계 모드 화면도 깔끔하게 잘 구성되어 있습니다. 모니터링 모드에서는 검사 프로그램를 계속 실행하여 선택된 출력값으로 PLC 또는 호스트 컴퓨터로 전송됩니다. 통계 모드에서는 사용자는 개별 결과 파라미터에 대한 global yield rate 또는 통계값을 나타낼 수 있습니다. 모든 도구에 대해 설정 관련된 파라미터만 표시되며 각 스마트카메라는 개별 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.
유익한 파트너쉽
발루프 비전 솔루션으로 IWM Automation 社는 전체 생산 공정을 안정화를 이끌어 내었습니다. 지능형 분석 알고리즘은 인터페이스로 결과값을 원하는 형식으로 출력합니다. 이미지 처리 시스템의 유연성 덕분에 언제든지 데이터로부터 관련 정보를 획득할 수 있습니다. 특별한 소프트웨어 없이 일반 웹 브라우저로 시스템을 운영할 수 있어 원격으로 유지 보수 및 서비스를 특별한 전문 지식 없이 쉽게 구현할 수 있습니다. “ 우리의 오랜 파트너십은 다시 한 번 입증되었습니다 : Balluff는 이 프로젝트에서 그들의 자동화 전문 지식을 입증하고 엔지니어링 단계에서 마지막 스타트 업까지 대단히 협조적으로 지원 했습니다”
