자동화된 서모스탯 하우징 생산 라인을 위한 스마트 세이프티
디드 오토메이션과 리어 세이프티의 성공적인 협업
디디 오토메이션 소개
DeD Automation은 산업 자동화를 위한 특수 기계의 설계 및 제조를 전문으로 하는 이탈리아의 시스템 통합업체입니다. 특히 자동차를 비롯한 가장 까다로운 분야에서 강력한 경험을 쌓은 이 회사는 중소형 부품의 테스트, 조립, 포장 및 테스트를 위한 시스템이 필요한 고객을 위한 전략적 파트너로 자리 잡았습니다. DeD의 접근 방식은 자동화 대상에 대한 경청과 사전 분석부터 시작하여 고객의 구체적인 요구 사항에 주의를 기울인다는 점에서 차별화됩니다. 3D 기계 설계부터 전기 개발, 하드웨어, 소프트웨어, 그리고 핵심 요소인 기능 안전에 이르기까지 각 프로젝트는 자체적으로 개발됩니다. DeD의 설계 철학은 안전은 최종적으로 추가되는 것이 아니라 시스템 초기 개념의 필수적인 부분이라는 것입니다.
DeD의 접근 방식은 자동화 대상에 대한 경청과 사전 분석부터 시작하여 고객의 구체적인 요구 사항에 주의를 기울인다는 점에서 차별화됩니다. 3D 기계 설계부터 전기 개발, 하드웨어, 소프트웨어, 그리고 핵심 요소인 기능 안전에 이르기까지 각 프로젝트는 자체적으로 개발됩니다. DeD의 설계 철학은 안전은 최종적으로 추가되는 것이 아니라 시스템 초기 컨셉의 필수적인 부분이라는 것입니다.
고객과 도전 과제
자동차 부문에서 20년 이상 협력해 왔으며 서모스탯 하우징 제조를 전문으로 하는 한 주요 제조 기업을 위해 DeD는 2022년에 새로운 첨단 자동화 라인을 설계하고 시운전했습니다. 고객의 목표는 높은 품질 표준을 유지하면서 생산 효율성을 높이고 국지적인 개입이 발생하는 경우에도 운영 연속성을 보장할 수 있는 안전 시스템을 통합하는 것이었습니다.
주요 과제는 생산성 저하 없이 공정의 복잡성을 처리할 수 있는 모듈식 지능형 안전 시스템을 갖춘 현대적인 고성능 라인을 구축하는 것이었습니다.
생산 라인: 구조 및 운영
DeD가 개발한 이 라인은 약 14미터 길이에 5개의 기능적 매크로 구역으로 나뉜 16개의 운영 스테이션으로 구성되어 있습니다. 생산 사이클은 완전 자동화되어 있지만, 제품의 초기 로딩과 최종 언로딩이라는 두 가지 전략 단계에서 작업자의 존재가 필요합니다. 각 부품의 평균 사이클 시간은 약 35초입니다.
구역 1 – 초기 로딩 및 사전 조립: 작업자가 로토마찰 용접기 내부에 부품을 수동으로 로딩합니다. 개스킷이 추가되면 부품이 팔레트 위에 놓여 라인 아래로 이동하기 시작합니다. 이 영역은 무형 장벽과 연동되는 이동식 가드로 보호되며, 필요한 경우 안전하게 개입할 수 있습니다;
구역 2 – 자동 조립: 이곳에서는 진동기를 통해 공급되는 스프링, 침목, 전구, 씰, 센서, 포크 등 다양한 부품의 자동 조립이 이루어집니다. 이 공정에는 품질 관리가 통합되어 있습니다. 부품이 걸리더라도 전체 라인이 중단되는 것이 아니라 영향을 받는 부분만 중단되므로 생산 주기의 연속성이 보장됩니다;
영역 3 – 테스트 및 마킹: 이 단계에서는 공압 기밀성, 전기 기밀성, 연속성 검사 및 누출 검사를 수행합니다. 규정을 준수하는 구성품에는 추적성을 보장하기 위해 레이저 마킹을 합니다;
구역 4 – 분류: 시스템은 적합 부품과 불합격 부품을 자동으로 분류하고, 불합격 사유(전기적 결함, 잘못된 조립, 테스트 오류 등)를 분류할 수 있습니다;
구역 5 – 최종 검사 및 포장: 작업자는 최종 점검을 수행하고, 데이터 매트릭스를 읽고, 예상되는 모든 구성품의 존재 여부를 확인하고, 보호 캡을 적용합니다. 그러면 제품을 배송할 준비가 완료됩니다.
각 구역은 독립적으로 작동하도록 설계되어 특정 지점에서 오작동이 발생하거나 유지보수가 필요한 경우 전체 공정에 영향을 주지 않고 해당 구역만 중지할 수 있습니다. 각 구역에는 워크스테이션에 공압 전원을 공급하는 AHU(공기 처리 장치)가 설치되어 있습니다. 모든 로컬 AHU는 메인 배전반에 위치한 중앙 AHU에서 관리하며, 6bar로 공기를 지속적으로 필터링하고 분배합니다.
고객이 명시하고 다음 섹션에 설명된 요구 사항에 따라 각 스테이션은 다음과 같은 안전 장치로 보호된다는 점에 유의해야 합니다:
- 비상 정지: 기계 정지(카테고리 0의 정지) 및 공압 전원 차단을 결정하기 위한 목적이 있습니다. 재설정하려면 작업자의 개입이 필요합니다;
- 고정 가드: 정상 작동 중 움직이는 요소에 대한 접근을 방지하고 유지보수 작업을 위해서만 가끔 접근하는 요소에 대한 접근을 방지합니다. 나사로 기계 구조에 부착되며 분해 시 공구를 사용해야 합니다;
- 연동식 이동식 가드: 경첩으로 부착되고 쉽게 열 수 있도록 손잡이가 제공됩니다. 기계가 작동 중일 때 열리지 않도록 전자기 마이크로 스위치와 연결되어 있습니다;
- 안전 라이트 커튼: 가공 사이클이 시작될 때 활성화되는 무형의 장벽을 만들어 위험한 영역을 보호하고, 작업자가 이를 가로채면 즉시 기계의 움직이는 요소를 멈춥니다.
이 아키텍처를 통해 다운타임 및 복구 작업을 선택적으로 안전하게 관리할 수 있습니다.
안전 요구 사항
라인의 복잡성과 모듈성으로 인해 DeD는 안전 요구 사항을 정확하게 정의했습니다:
- 국지적 개입 시 전체 중단 없이 5개의 구역을 독립적으로 관리합니다;
- 비상 푸시버튼, 마이크로 스위치, 인터록, 안전 라이트 커튼을 포함한 모든 안전 장치를 적시에 제어합니다;
- 전기 축 제어를 포함한 각 구역에 대한 지능형 공압 및 전기 구역 설정;
- 새로운 위치를 위해 이미 준비된 안전 I/O를 통한 향후 확장성;
- 중앙 집중식 안전 플랫폼을 통한 배선 최적화 및 프로그래밍 간소화.
각 구역마다 최소 필요:
- 4개의 전용 안전 입력
- STO, 배리어 및 가드를 관리하기 위한 출력
- 로컬 신호 수집 및 진단을 위한 모듈
- 구역 1과 구역 2의 로봇 관리 전용 출력
ReeR 솔루션: MOSAIC 모듈형 안전 시스템
ReeR Safety의 MOSAIC 모듈형 플랫폼은 프로젝트의 안전 요구 사항을 충족하는 이상적인 솔루션임이 입증되었습니다. 안전 아키텍처의 핵심은 MOSAIC M1S COM 모듈로, 다음과 같은 기능을 갖추고 있습니다:
- 8개의 디지털 입력
- OSSD 출력(2쌍)
- 4개의 테스트 출력
- 주요 필드버스(EtherCAT, PROFINET, Modbus TCP, 이더넷 IP)와의 통신을 위한 RJ45 포트 2개
분산 제어를 위한 추가 모듈
MI16 – MI8: 안전 신호(비상 버튼, 배리어, 인터록) 수집용;
MO4: 액추에이터, 밸브 또는 차단 스위치에 대한 OSSD 출력 관리용s;
MCT1 – MCT2: MSC 버스를 통한 로컬 박스와의 원격 통신용.
이 구성을 통해 각 구역을 안전하고 독립적으로 관리할 수 있습니다. 각 로컬 장치는 중앙 모듈과 통신하여 개별 구역을 선택적으로 종료하고 적시에 진단할 수 있습니다. 개입이 발생하는 경우 운영자는 전체 라인의 손상 없이 안전하게 작업할 수 있습니다.
ReeR 솔루션
안전 컨트롤러 및 인터페이스
모자이크는 기계의 모든 안전 기능을 관리할 수 있는 안전 허브입니다. 구성 및 확장이 가능하며 비용을 절감하고 배선을 최소화할 수 있습니다.
MOSAIC M1S COM
다른 확장 유닛을 제어할 수 있는 마스터 유닛은 독립형으로도 사용할 수 있습니다.
- 8개의 디지털 입력
- 시작/재시작 인터록 및 EDM용 입력 4개
- 단일 OSSD 안전 출력 4개 또는 2쌍
(PNP 400mA) - 상태 출력 4개(PNP 100mA)
- 테스트 출력 4개(단락 모니터링용)
- 통합 필드 버스 인티페이스. 프로토콜: 이더넷 IP, 이더캣, 프로피넷, 모드버스 TCP
MOSAIC MCT1 – MCT2
MSC 버스를 통해 원격 확장을 연결할 수 있는 인터페이스 유닛
- MCT1: 연결 인터페이스 1개(I/O 1개)
- MCT2: 연결 인터페이스 2개(I/O 2개)
달성한 이점
MOSAIC 플랫폼의 도입은 구체적이고 측정 가능한 이점을 가져왔습니다:
- 모듈성 및 확장성: 새로운 스테이션이나 센서로 쉽게 라인을 확장할 수 있습니다;
- 배선 및 설치 시간 단축: 분산형 구조 덕분에 가능합니다;
- 분산형 보안 관리: 각 구역이 자율적으로 작동합니다;
- 시뮬레이션 및 설계 검증이 가능한 무료 MSD 소프트웨어를 통한 고급 진단 및 간소화된 유지보수;
- 높은 플랜트 가용성: 다운타임이 현지화되고 최소화됩니다;
- 표준화 및 간소화: 구성 요소의 균일성 및 예비 부품 재고 관리의 효율성 향상.
안전한 자동화를 위한 견고한 파트너십
이 프로젝트는 디디오토메이션과 같은 숙련된 통합업체와 리알과 같은 선도적인 안전 솔루션 제공업체 간의 시너지가 어떻게 안전하고 효율적이며 미래의 도전에 대비할 수 있는 설비를 만들어내는지 보여주는 좋은 예입니다.
두 회사를 묶는 신뢰는 수년간의 협업과 공동 성공의 결과입니다. MOSAIC 시스템은 이미 독립형 솔루션으로 선택된 간단한 카운터부터 방금 설명한 온도 조절기 하우징 제작과 같은 보다 복잡한 자동화 라인에 이르기까지 다양한 애플리케이션에 사용되고 있습니다. 유연성과 신뢰성이 뛰어나 타협하지 않는 안전성이 요구되는 모든 생산 환경에서 자연스러운 선택이 될 수 있습니다.
자동화 라인을 설계 중이고 스마트하고 유연하며 확장 가능한 안전 솔루션을 통합하고 싶다면 ReeR 전문가에게 문의하세요.
안전한 자동화의 새로운 시대로 여러분과 함께할 준비가 되어 있습니다.
ReeR, your future’s safe!
