배경 소개
당산 정풍강철(唐山正風鋼) 주식회사는 당산시 구조용 강재 생산 분야의 선도 기업입니다. 기존 강재 적재 구역은 수작업으로 이루어졌습니다. 하지만 인건비가 지속적으로 상승함에 따라 기업들은 로봇 팔레타이징 기계를 도입하여 작업 공간을 개선하고 혁신함으로써 인력 감축 및 인건비 절감을 실현했습니다.
프로젝트 목표:
- 1강철 단면은 수동 개입이 필요 없이 사전 설정된 적재 유형에 따라 자동으로 계산되고 그룹화됩니다.
- 2강철 형강의 자동 적재, 로봇이 사전 설정된 적재 유형에 따라 그룹화된 강철 형강을 자동으로 적재합니다.
- 3적재 후 완제품은 하류 압축기의 강철 수요 신호에 따라 자동으로 운반됩니다.
해결책
위의 목표를 달성하기 위해 회사는 Siemens S7-1500 자동화 시스템과 Sinamics DCM DC 속도 제어 시스템을 결합한 포괄적인 솔루션을 선택했습니다.
위의 목표를 달성하기 위해 당사는 800KG 강철 팔레타이징 로봇을 독자적으로 설계 및 제작하였으며, 베이푸사의 CX2030 컨트롤러와 TWINCAT2.0 모션 제어 플랫폼을 활용하여 로봇과 호환되는 로봇 모션 제어 시스템을 구축하였습니다.
시스템 구성
1. 메인 PLC인 CX2030은 16개의 서보 모터를 제어합니다. 미리 설정된 피킹 앤 플레이싱 좌표를 기반으로 궤적 계획 계산을 수행하고 역해 알고리즘을 사용하여 단일 서보 모터의 설정 위치를 생성합니다. 설정된 위치는 ETHERCAT 통신 프로토콜을 통해 1ms 주기의 고속으로 서보 드라이버로 전송됩니다.
2. 혜천 SV660N 서보 제어 시스템은 고정밀 23비트 절대값 인코더를 채택하여 위치 루프와 속도 루프의 최소 연산 주기가 125μs이고 모터의 최대 과부하 용량이 300%로 서보 모터의 위치 명령에 대한 고속 응답을 보장합니다.
3. 본 장비는 터치스크린과 상위 컴퓨터로 구성된 이중 인간-기계 인터페이스를 채택했습니다. 장비 옆에는 터치스크린과 조작 박스가 있어 장비를 조작할 수 있습니다. 동시에, 지멘스 WINCC 소프트웨어를 사용하는 상위 컴퓨터가 배경에 설치되어 전체 시스템에 대한 더욱 복잡한 제어 및 진단을 수행할 수 있습니다.
해결책
구현 단계
- 현장 조사 기존 생산라인의 공정 흐름, 장비 상태, 제어 요구사항 등을 종합적으로 이해합니다.
- 기계 계획 설계 사용자의 생산품종 사양을 토대로 로봇 설계 하중 목표를 800KG으로 설정하고, 작업영역의 크기와 결합하여 로봇의 1축과 2축 팔 확장은 각각 1250mm와 1394mm로 결정하였습니다.
- 모터 계획 설계 로봇 설계 사양에 따르면, 후이촨 브랜드의 고급형 SV660N 시리즈 서보 모터를 사용하기로 결정했습니다.
- 자동화 솔루션 설계 공급업체 솔루션을 지속적으로 비교한 결과, 결국 독일 Beifu사의 고급 컨트롤러 CX2030과 모션 제어 소프트웨어 플랫폼 TWINCAT2.0을 사용하기로 결정했습니다.
- 프로그램 개발 생산 공정 요구 사항에 따라 PLC 제어 프로그램과 HMI 운영 인터페이스를 개발합니다.
- 시스템 디버깅 장비 설치가 완료된 후 시스템 디버깅을 수행하여 제어 논리의 정확성과 시스템의 안정성을 보장합니다.
- 교육 및 제공 운영자들에게 시스템 운영 및 유지관리에 대한 교육을 실시하고, 개조된 생산 라인을 실제 사용에 투입합니다.
요약:
당산정풍철강(주) 형강 팔레타이징 구역 설비 업그레이드 및 리노베이션이 성공적으로 진행되어 생산 효율이 향상되었습니다.
근로자 수를 줄이고 노동 강도를 낮춤으로써 포장 품질도 과거에 비해 향상되었고, 제품의 경쟁력을 높이고 기업의 지속 가능한 발전을 위한 튼튼한 토대를 마련했습니다.
- 01.생산 라인은 완전 자동화 제어를 달성하여 근로자 수를 크게 줄이고 노동 강도를 대폭 낮췄습니다.
- 02.지속적인 개선을 통해 포장의 품질이 이전보다 더 균일해졌습니다.
- 03.등각강(No.3-12.5), 부등각강(No.40*25-140*90), 채널강(No.5-20), I-빔(No.10-20) 등 다양한 강재에 적응 가능합니다.