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스토브리 HE 로봇, 미세한 오염까지 세척해 고품질 자동차 엔진 제작
아주 미세한 오염에도 심각한 손상 입는 자동차 엔진 생산 환경, 세척 로봇 성능이 중요

[스토브리 제공] 100% 습도, 43°C 주변 온도 및 pH9과 조건에서 자동화를 위한 로봇 선정은 난관에 부딪히게 한다. 그러나 이러한 조건의 중국 닛산둥펑(Nissan Dongfeng) 엔진 공장의 부품 세척 라인에 스토브리 TX200 HE 로봇은 신뢰할 수 있는 서비스를 제공했다. 닛산은 2018년에 중국에서 120만대 이상의 차량을 판매했다. 이중 상당 부분은 2003년부터 둥펑 자동차와 합작 투자를 시작한 이래 중국 내에서 생산된 차량들이다.

광저우 화두 지역 닛산 둥펑의 부품 세척 공장 [사진=스토브리]

현재 닛산둥펑은 중국에서 4개의 자동차 공장을 가동하고 있다. 광저우에 있는 공장은 써니(Sunny), 무라노(Murano), 엑스트레일(X-Trail) 및 알티마(Altima)를 포함한 다양한 닛산 모델을 생산하며, 엔진은 광저우 화두 지역에서 생산된다.

부품의 청결, 엔진 생산에 필수 요소

부품의 청결도는 엔진 생산에서 매우 중요한 부분이다. 아주 미세한 오염일지라도 심각한 손상을 가져올 수 있기 때문이다. 자동차 업계에서는 확실하게 정의된 잔류 오염 기준이 적용되며 이는 신뢰할 수 있는 공정이 마련될 때만 지속적으로 준수할 수 있다.

이를 바탕으로 효율적이고 고도로 자동화 된 부품 세척 라인이 화두 공장에 설치됐다. 스토브리 로봇은 부품을 안정적이고 문제없이 수년 동안 취급해 왔다. 공장 자체는 다른 회사의 로봇으로 시작되었지만 문제가 많아 과도한 가동 중지 시간과 높은 유지 관리 비용이 발생했다. 사용자에게는 모든 로봇을 고성능 스토브리 HE 다관절 로봇으로 완전히 대체해야만 해결이 가능한 번거로운 상황이었다.

재설계는 스토브리 파트너 시스템 회사인 하얼빈 시미다빅버드인더스트리얼(Harbin Shimada Big Bird Industrial)에 의해 진행됐다. "재설계를 위해 많은 어려움을 겪었다"고 말한 이 회사의 전문가는 "실린더 블록과 헤드는 4라인으로 제작되며, 이 라인의 끝 부분에는 세척 공정이 있다. 이 세척 공정에는 사전 세척을 위한 하나의 셀과 최종 세척을 위한 하나의 셀이 있고 스테이션당 사이클 시간은 65초를 초과할 수 없었다"고 말했다.

탱크에서 로봇이 부품을 앞뒤로 움직이면 모든 부품을 완벽하게 청소할 수 있다. [사진=스토브리]

혹독한 환경 조건에 특히 적합한 로봇

하얼빈 시미다빅버드인더스트리얼의 엔지니어는 스토브리 TX200 HE 6축 로봇을 선택했다. 이 로봇은 열악한 환경에서 사용하기 위해 개발되었으므로 의도된 작업에 매우 이상적일 것이라고 판단했다. HE는 Humid Environment의 약자로, 이 로봇은 특히 이러한 혹독한 환경의 작업에 적합하다. 기어 박스, 실린더 헤드 및 블록, 터보 차저 하우징, 크랭크 케이스, 크랭크 샤프트 및 캠 샤프트와 같은 자동차 부품 세척에 로봇을 사용할 때 필요하다.

HE 로봇 팔은 예외적으로 저항성 표면 처리가 되어 있고 효과적으로 밀폐되었다. 표준 버전에서도 IP65 규격을 준수하는 로봇 팔 내부는 과압을 받을 수 있다. 이것은 습기가 로봇에 들어가는 것과 기능의 손상을 방지한다. 손목은 IP67 등급이며 액체에 노출돼도 문제없다. 또한 모든 연결부는 습기로부터 보호되는 로봇 베이스 아래에 있으며, 이러한 설계 기능은 자동화 된 부품 세척 라인에서 부품을 취급할 때 고압 워터 제트가 포함된 세척 작업이나 화두의 닛산 둥펑과 같은 세척 작업에 로봇이 사용되는 경우에도 효과적이다.

HE 로봇이 해답

TX200HE는 컨베이어에서 그리퍼로 최대 30kg의 실린더 블록(실린더 헤드의 무게는 18kg)을 픽업하고, 탱크에 잠길 때까지 적재한다. 문제없이 처리되도록 6축 로봇은 세밀하게 프로그래밍 된 모션 프로파일을 따른다. 하우징을 들고 있는 로봇 팔을 세척액에 완전히 담궈 탱크 깊숙이 들어갈 수 있다. 이는 최적의 세척 결과를 보장할 수 있는 유일한 방법이다.

청소할 부품은 로봇 컨베이어를 통해 스테이션에서 4줄로 이동해 롤러 컨베이어에서 로봇에 의해 픽업된다. [사진=스토브리]

이러한 철저하게 세척된 부품은 건조 장치를 통과한다. 또한 둥펑의 파트너인 닛산뿐만 아니라  화두 공장에 부품 세척 로봇을 설치한 시스템 통합 업체도 있다. 하얼빈 시미다빅버드는 일본 로봇 시스템 전문 업체인 시미다카세이(Shimada Kasei)의 자회사이다. 시미다카세이는 자동화 된 디버링 및 클리닝 시스템을 계획하고 설계하는데 있어 높은 전문 지식을 갖추고 있다.

까다로운 환경에 대한 광범위한 경험

화두의 닛산둥펑 경영진은 인라인 부품 세척 라인에 대한 스토브리 로봇에 매우 만족하고 있다. 이 대형 다관절 로봇은 극한의 환경 조건에도 불구하고 몇 년 동안 안정적으로 작동했다. 왕 멍(Wang Meng), 기술 부문 책임자는 “로봇은 매우 정확하고 신뢰할 수 있다”고 말했다.

이러한 긍정적인 영향이 다른 공장으로도 확산됐다. 16대의 RX160 HE 로봇은 둥펑 공장에서 부품 세척에 사용된다. 정주 공장에서는 둥펑이 자체 브랜드로 차량을 제조한다. 화두 자체에서 스토브리의 다관절 로봇 대형 TX200소형 TX90을 비롯해 다양한 TX시리즈 로봇이 여러 분야에서 작동하고 있다.

[정형우 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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