중국 후이산의 한 엔진공장은 중대형 디젤 엔진을 생산하는 세계 최고의 생산 시설 중 하나로 여기서 사용하는 기계류 중 써머오토매틱에서 제조한 특수 그리퍼는 어떤 하중에도 견고함과 안정성을 자랑한다.

중국의 FAW그룹은 중국에서 가장 큰 자동차 제조회사 중 하나로 자회사인 FAW Jiefang Automotive는  Wuxi Diesel Engine Works와 함께 연간 약 12만5,000대의 중대형 디젤엔진을 생산해 중국시장에 내놓고 있다. 첨단 자동화 제조과정에는 써머오토매틱에서 제조한 특수 그리퍼로 파지하거나 이송하는 작업을 수행하는 중대형 복합 로봇이 사용된다.  

최대 중량이 700kg까지 되는 무거운 부품에 이 그리퍼를 사용한다. 예를 들어, 엔진 블록을 회전시키고, 크랭크축을 삽입하고 캐스트 플라이휠 하우징과 같은 부품을 놓거나 조이기도 한다. 총 5개의 특수 그리퍼 개발 및 제조로 독일의 에틀링겐 출신 기술자들은 복잡한 대형 그리퍼를 가장 작은 디테일까지 놓치지 않는다는 점과 취급 및 설치 기능을 결합한 단일 적용 구현 능력을 다시 한 번 보여준다.

그리퍼 하나로 엔진블록, 크랭크룩까지 실현

서로 다른 그리퍼 유형 3가지 중 첫째 유형은 엔진블록을 설치하는 반자동 라인에 사용되는데, 이는 크랭크축 하우징이 상부에 위치하도록 삽입하기 위한 260kg의 거대 엔진블록을 회전하기 위함이다. 이러한 회전 작업을 수행한 후, 로봇은 동일 그리퍼를 사용해 기단면 상 약 120kg에 달하는 크랭크축 중 하나를 집어 올린 다음 엔진블록의 크랭크축 베어링에 삽입해 크랭크축이 아래 설치 단계에 따라 수동으로 설치되도록 한다.

그리퍼는 최소 중량으로 최대의 기계적 안정을 얻도록 최적화돼 있는 용접 시공을 바탕으로 해 로봇의 부하용량이 초과되지 않도록 한다. 견고한 기본 틀에 있는 것이 바로 고정된 그리퍼 조이며 회전을 하는 동안 안전한 지지대 역할을 하며 엔진블록의 하중을 받는다. 움직이는 그리퍼 조는 단단한 선형 가이드에서 작동하며 복동 공압실린더에 의해 움직인다.

써머오토매틱의 Markus Bohmer 인터내셔설 시스템 솔루션 프로젝트 매니저는 “우리는 다양한 그리퍼 조의 핀을 위치시켜 로봇이 엔진블록뿐만 아니라 크랭크축도 별도의 수정 없이 잡을 수 있도록 했다”며, “당사 고객이 원하는 바에 따라 우리는 모든 그리퍼에 대해 그리퍼 위치를 이중으로 안전하게 만들었다”며, “첫째, 공압식 안전장치로 그리핑을 안전하게 유지시켜 주면, 공기압이 손실되더라도 엔진블록이 그리퍼에서 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 둘째, 짐머(Zimmer)그룹의 공압용 안전 클램핑 장치를 설치했다. 이것은 특허 받은 웨지형 기어를 사용해 높은 스프링 힘으로 단면 레일 가이드의 자유 표면을 압축시켜 추가로 그리핑 상태를 안전하게 유지시켜 준다. 이 클램핑 장치는 압축공기로 열리며, 압력 손실이 있더라도 작업물은 지속적으로 안전하게 파지상태를 유지한다”고 설명했다.  

플라이휠 하우징 장착하기

다음 설치 단계에는 이미 크랭크축이 장착된 엔진블록에 플라이휠 하우징을 설치하는 것이다. 이렇게 하려면 먼저 엔진블록 전체가 플라이휠 하우징이 설치될 수 있도록 써머오토매틱의 두 번째 특수 그리퍼의 도움을 받아 다른 로봇 스테이션에 위치해 있어야 한다. 이 두 번째 육중한 그리퍼도 마찬가지로 중량에 맞춰 최적화로 용접 시공됐다.

엔진블록이 플라이휠 하우징을 설치한 후 치수가 더 커지기 때문에 그리퍼는 다양한 위치에서 대상물을 파지하도록 설계됐다. 이러한 위치는 두 개의 잠금 실린더와 여분의 안전 클램핑 장치를 사용해 고정된다.

플라이휠 하우징은 크기가 더 작은 로봇에 의해 설치되는데 이것은 써머오토매틱의 세 번째 특수 그리퍼를 장착하고 있다. 설계자들은 이 그리퍼에 두 개의 공압식 나사 드라이버를 통합시켜 플라이휠 하우징을 장착할 때 엔진블록의 8개 하우징 나사 중 2개를 조이게 되고 나머지 설치 중에도 하우징을 제자리에 고정시킨다.

마지막으로, 네 번째 그리퍼를 사용해 엔진블록을 다시 뒤집은 후(크랭크축, 플라이휠 하우징, 커버가 장착돼 있기 때문에), 그것을 다른 생산라인으로 운반하며 여기서 써머오토매틱의 다섯 번째 특수 그리퍼를 사용해 실린더 헤드를 엔진블록에 설치한다.

Bohmer 매니저는 “당사의 믿을 수 있고 정밀한 그리핑 기술과 취급 및 설치 기능의 단일 작업 단계의 결합으로, 최대의 시스템 효율을 보장하고 고객사들이 최적의 비용 효과로 생산할 수 있는 능력을 제공하고 있다”며, “대형 부품을 취급해 온 당사의 축적된 경험과 이를 위해 필요한 그리핑 기술이 합해져 후이산 공장의 생산라인 가동을 원활하게 하는 데 큰 기여를 하고 있다. 오늘날 이 공장은 세계 최고의 중대형 디젤 엔진 생산시설 중 하나로 부상했으며, 원래 계획했던 10만대 목표를 넘어 연간 12만5,000대의 엔진을 생산할 수 있을 만큼 효율적”이라고 덧붙였다.

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