정밀한 용접, 유연한 자동화 - 미래 의료 기술의 모습

도전과제

정밀함 – 이 표현이야말로 Karl Storz에서 제조하는 내시경에 장착되는 얇은 스레인레스 부품을 가장 잘 설명하는 표현일 것입니다. 따라서 16배로 확대된 상태에서의 수동 용접과 같은 수동 작업은 일상적입니다. 왜냐하면 정밀한 작업은 종종 인간이 가장 정확하게 처리할 수 있기 때문입니다. 또한 형태와 사양이 매우 다양하기에 기계를 이용한 처리 또는 자동화 제조 자체가 매우 어렵기도 합니다. 하지만 동시에 전문 작업자가 부족하기도 합니다. Storz는 자체 교육 과정을 통해 이를 대비하며, 자신의 고급 인력과 그 역량을 기계 적재 및 하적과 같은 지루한 일에 투입하는 것을 원하지 않습니다. Wolfgang Karl은 Tuttlingen에 위치한 본사에서 이루어지는 모든 레이저 용접, 레이저 절단 및 레이저 마킹 작업 담당 전문가입니다. 그는 말하기를: 우리는 기존과 마찬가지로 다양한 수동 작업을 처리해야 합니다만, 동시에 기계 처리 및 자동화가 어떤 부분에 적합할지 확인하고 있습니다.

해결책

스위스 Widnau 공장에서의 광학 기계 용접을 위해 지점장인 Sarah Mühleck는 효율적인 솔루션을 찾고 있습니다. 이 제조 공정이 자동화되어야 한다는 사실은 이미 자명했습니다. 우선 새로운 TruLaser Station 7000의 도입이 확정되었습니다. 이때 요구조건이 매우 까다로왔다고 Mühleck은 말합니다: "용접 심은 누출을 전혀 허용하지 않아야 했습니다. 내시경 안으로 수분이 들어가면 절대 안 되거든요." 이때 스테인레스 스틸 소재 부품의 두께는 1 밀리미터보다 얇아야 했습니다. 용입 깊이와 용접 심 넓이 역시 이에 따라 얕거나 좁아야 했습니다. Karl Storz 프로젝트 팀은 이를 위해 파이버 레이저 기반의 고제 레이저인 TruFiber 500(출력: 500 Kw)을 레이저 발진기로 선택했습니다. 이 장치는 민감한 부품울 용접하기에 충분한 정밀성을 갖추고 있었습니다. 적절한 자동화 솔루션은 wbt automation에서 제공했습니다: 유연한 그리퍼 시스템이 포함된 모바일 로봇 셀은 빠르게 도킹 및 도킹 해제가 가능하도록 했습니다.

이행

생산성이 높은 레이저 용접기와 유연한 로봇 셀의 이러한 결합은 작동한지 얼마 되지 않아 그 진가를 드러냈습니다. Kuka 로봇의 더블 그리퍼가 두 개의 용접된 부품을 동시에 들어낸 후 두 개의 미가공 부품을 다시 넣습니다. 셀에는 네 개의 서랍이 있는 서랍 시스템이 장착되어 있습니다. 그 안에는 960개의 부품을 수용할 수 있습니다. "용접 프로세스가 진행되는 동안 우리는 서랍을 다른 쪽에서 열어서 용접 완료된 광학 장치를 꺼낸 후 다음 장치를 넣을 수 있습니다"라고 Mühleck은 귀뜸합니다. "이를 통해 당사 직원들의 업무 부담이 줄어들고 빠른 일처리가 가능해지죠. TruLaser Station 7000만으로도 부품 용접 프로세스에 소요되는 시간을 10초에서 1.5초로 줄일 수 있습니다. 또한 에너지 소비량도 크게 줄일 수 있었습니다."

전망

Sarah Mühleck와 Wolfgang Karl은 같은 생각입니다: Widnau에서 진행 중인 프로젝트는 의료 기술 자동화가 나아갈 방향성을 제시하고 있습니다. "저희는 앞으로도 많은 부분을 수동으로 가공해야 할 겁니다. 하지만 필수적으로 자동화되어야 할 작업 과정은 계속 자동화될 것입니다. 플렉시블한 로봇 셀을 이용하면 둘다 가능합니다"라고 Karl은 말합니다. 더 높은 수준의 자동화로 나아가는 길에서 처리해야 할 앞으로의 프로젝트를 위한 신뢰할 수 있고 유연한 파트너로서 그는 wbt automation과 TRUMPF를 선택했습니다.