e-모빌리티를 위한 선도자

현시대 자동차 산업의 새로운 비즈니스 분야로 강조되는 e-모빌리티는 그 첫 시작이 매우 중요합니다. 따라서 자동화 전문업체인 SAR은 11대의 KUKA 로봇을 사용하여 완전 자동으로 전기 자동차의 핵심을 제조하는 전자 어셈블리 전체 생산 라인을 개발했습니다.

e-모빌리티 제어 요소의 자동화된 생산

전자 어셈블리는 모든 전기 자동차의 핵심입니다. 상대적으로 눈에 띄지 않지만 이 장치는 차량의 중앙 제어 요소로 배터리의 직류를 교류로 변환하는 매우 중요한 요소 입니다. 크기는 일반적인 신발 상자 정도로 무게는 약 12kg에 불과하지만 이 장치를 통해 엔진을 무공해 에너지로 작동 시키고 이를 힘으로 변환할 수 있습니다. e-모빌리티가 급성장하는 와중, 다양한 자동차 모델의 생산 및 개발 경험이 전통적인 자동차 산업에서도 이 기술은 비교적 새로운 영역입니다.

따라서 전기 자동차의 지능적인 제조와 생산 공정으로의 통합을 위한 적절한 개념이 요구됩니다. 특히, 이를 위한 시스템 공급 업체가 매우 중요합니다. 시스템 공급 업체는 지금까지 그래왔던 것처럼 사전 조립되고 맞춤화된 개별 부품을 제공할 뿐만 아니라 개발 공정에도 적극적으로 참여해야 하기 때문입니다. 바이에른 딩골핑에 위치한 자동화 전문업체 SAR도 마찬가지입니다. 이 회사는 무엇보다도 전문화된 자동차 산업과 파트너를 위한 제조 솔루션을 개발하고 생산합니다.

정확한 조립: KR CYBERTECH는 전기 자동차 제어 장치의 하우징에 내부 전자 작동 부품을 삽입합니다.

차량의 핵심이 KUKA 로봇의 도움으로 만들어집니다.

예를 들어 1차 공급업체를 대신하는 전기 자동차의 전자 어셈블리를 위한 생산 라인도 있습니다. 그리고 이는 심장 수술과 마찬가지로 쉬운 일이 아닙니다. SAR의 영업 이사인 게오르크 둘링어(Georg Dullinger)는 “우리의 목표는 로봇을 도구로 사용하여 기존 접근 방식으로는 불가능한 지능형 솔루션 찾을 찾는 것입니다.”라고 설명합니다. 이는 자동화된 제조 시스템을 구축하는 것을 의미합니다. 즉, 전기 자동차용 조립 부품을 조립하는 것 뿐만 아니라 개별 부품의 라벨링부터 나사 조임 및 접착 작업, 중간 단계의 테스트 및 검사와 완성된 제품의 테스트 및 검사에 이르기까지 모든 공정 단계를 제어하고 모니터링 하는 것을 의미합니다.

거의 완료됨: 커버의 자동 조립이 끝나면 전기 자동차용 제어 장치가 완성됩니다.

자동화: 필수 전제조건인 유연성의 극대화

둘링어는 “로봇 셀을 연결하는 것으로 끝나는 것이 아닙니다. 이러한 공정에 대한 청사진도, 모범 사례도 없습니다.”라고 설명합니다. 대신 SAR은 제조사의 자동차 모델이 시리즈 생산을 위해 준비되기 훨씬 전에 자동화의 모든 개별 단계와 전체 개념에 대한 지능적 연결을 위한 솔루션을 개발했습니다. “문제는 높은 유연성입니다. 전체 개발 단계에서 최종 모델에는 항상 변경 사항이 있었습니다. 차량의 치수만 설정되어 있었습니다. 내부 작동 부품은 과감하게 모델링되었습니다.”

딩골핑 SAR 공장에서의 테스트 실행 시 다양한 로봇 셀을 사용한 자동화된 제조 및 조립.

생산 라인에서도 여전히 신속하게 대응해야 하는 자동차 부품 관련 변경 사항이 있습니다. 다시 말해, 개발 및 제조는 매우 높은 민첩성을 요구합니다. 그것은 아마도 자동차 회사 그룹의 기술 이사회가 자동화 상태에 대한 인상을 얻기 위해 기다리고 있는 이유일 것입니다. SAR의 프로젝트 관리자인 프란츠 슈타인바우어(Franz Steinbauer)는 미소를 지으며 “우리 회사와 같은 규모의 회사에서는 매우 이례적인 일입니다.”라고 말했습니다.

차량 조립 자동화: KR QUANTEC 로봇이 전기 자동차에 설치된 제어 장치의 기능과 견고성을 점검합니다.

산업용 로봇은 전기 자동차의 정확한 조립을 담당합니다.

그러나 긴 개발 작업의 결과를 확신하는 것은 궁극적으로 이사회만이 아닙니다. 현재 생산 라인 구성에서는 28대의 로봇이 사용 중이며 그 중 11대가 KUKA 로봇입니다. 이 로봇들은 47개의 개별 차량 부품의 나사 조임, 접착, 테스트 및 궁극적으로 차량과의 결합을 위해 모든 관련 자동화 작업을 수행하며 최고 수준의 자동화를 보여줍니다.

KUKA 로봇의 도움으로 우리는 전체 생산까지 모든 부분으로의 재정립된 확장 수준을 제시할 수 있습니다.

SAR 영업 이사 게오르크 둘링어(Georg Dullinger)

조립의 개별 단계는 처음에는 그리 특별하지 않게 들립니다. 산업용 로봇은 전기 자동차용 제어 장치의 하우징에 다양한 전자 부품을 삽입합니다. 로봇은 클리닝 및 제어, 분류 또는 재처리를 수행합니다. 이것이 기본 개념입니다. 그러나 중심부는 완성된 전기 자동차 모델의 생존에 필수적인 만큼 개별 조립 단계를 신중하고 정확하게 수행해야 합니다..

로봇: e-모빌리티를 위한 클린룸 조건에서의 나사 장착

이는 예를 들어 접착 부위가 제조 공정에서 먼저 클리닝된다는 것을 의미합니다. 이를 위해 KUKA의 KR AGILUS가 플라즈마 랜스로 접착 부위를 추적하고 섭씨 30,000도에서 이온화된 가스를 사용하여 먼지 입자 및 기타 오염 물질을 제거합니다. 그런 다음 로봇은 실런트를 도포합니다. KR CYBERTECH는 다양한 부품을 하우징에 삽입합니다. 프란츠 슈타인바우어(Franz Steinbauer)는 “아주 작은 전류라도 민감한 부품을 파손시킬 수 있기 때문에 여기서는 전자기 호환성이 매우 중요합니다.”라고 말했습니다.

KR AGILUS는 플라즈마 랜스를 사용하여 접착 부위에서 먼지 입자를 제거합니다.

그런 다음 로봇이 구성 요소를 나사로 조입니다. “각기 다른총 8가지의 나사 158개를 사용합니다.”라고 프로젝트 관리자는 설명합니다. “시스템은 호스를 통해 4초마다 나사를 공급합니다.” 평범하게 들릴 수도 있지만 실제로는 매우 복잡합니다. 나사가 대량으로 공급되고 이러한 패키지는 개별 금속 부품 사이에서 자동으로 마모를 발생시키기 때문에 스위치가 압축 공기의 도움으로 나사와 먼지를 분리합니다. 조립은 실질적인 클린룸 조건에서 이루어집니다.

로봇을 사용한 조립 자동화: KUKA 로봇은 하우징 절반부에 실런트를 도포합니다.

조립 후 점검: KUKA의 KR QUANTEC 로봇이 전기 자동차의 제어 장치를 점검합니다.

물과 전기는 제조 과정에서 양립할 수 없을까요? 아니면 양립할 수 있을까요?

“우리는 전체 조립 공정에 걸쳐 각 부품에 대한 이른바 데이터 트리를 기록합니다. 즉, 전기 자동차의 가장 작은 나사부터 하우징 커버까지, 우리는 그것이 어디에서 오는지와 어떻게 처리되었는지를 정확히 파악할 수 있습니다. 이를 통해 나중에 전기 자동차 운전자에게 차량 고장 시 가능한 원인을 추론할 수 있도록 정보를 제공할 수 있습니다.”라고 판매 관리자 게오르크 둘링어(Georg Dullinger)는 설명합니다.

중간중간에 차량에 대한 누출 테스트 및 기능 테스트가 수행되어 높은 가공 품질이 보장됩니다. 마지막 단계는 특히 흥미진진합니다. KR CYBERTECH 로봇이 조립 라인에서 완성된 전기 자동차용 제어 장치를 가져와 물을 채웁니다. SAR 프로젝트 관리자인 프란츠 슈타인바우어(Franz Steinbauer)는 “사실 물, 전기 및 데이터 기술은 만나서는 안 됩니다. 그러나 이 경우 우리는 약 100초 이내에 모든 것을 처리하고 물은 다음 단계에서 냉각에 사용됩니다.”라고 말합니다.

어느 정도로 자동화가 된 것일까요?

KUKA 로봇은 제어 장치를 고전압 및 저전압 절연 테스터에 배치합니다. 마지막에는 여기에서 전기 자동차의 “와이어”를 통해 교류 전류가 흐릅니다. 그런 다음 전기 자동차의 심장부는 운영 체제가 설치되어 생명의 숨결을 들이마십니다. 모든 테스트가 정상이고 물이 다시 배수되면 제어 장치는 차량의 심박 조율기로 사용할 준비가 된 것입니다.

작지만 강합니다! KUKA 로봇의 도움으로 완성된 전기 자동차의 제어 장치.

현재 작업자들은 생산 라인에 부품을 올리고 마지막에 완성된 전기 자동차용 제어 장치를 내리는 작업을 하고 있습니다. 그러나 장기적으로 이 공정 단계를 자동화할 수도 있습니다. “무인 운송 시스템의 도움으로 우리는 이미 소위 슈퍼마켓에서 다양한 전자 부품을 픽업하여 스테이션으로 가져올 수 있습니다.”라고 게오르크 둘링어(Georg Dullinger)는 말합니다. “이 솔루션은 확장성이 뛰어나고 개별적으로 조정 가능합니다.”

예를 들어 생산 라인을 여러 단계로 설정하는 것이 가능하며 일부는 공급업체에서도 사용할 수 있습니다. 둘링어(Dullinger)는 “KUKA 로봇의 도움으로 우리는 전체 생산까지 모든 확장 수준을 제시할 수 있습니다.”라고 말합니다. “우리가 구현하는 자동화의 정도는 전적으로 고객에게 달려 있습니다.”