스마트 메카트로닉스 애플리케이션의 5대 핵심 산업 적용 사례

최근 몇 년 동안 스마트 메카트로닉스 애플리케이션은 다양한 산업 분야에서 점점 일반화되고 있다. 스마트 메카트로닉스는 기계 공학, 전기 공학, 컴퓨터 과학을 결합하여 환경과 상호 작용하고 실시간 데이터를 기반으로 의사 결정을 내릴 수 있는 지능형 시스 템을 만드는 것을 말한다.

이 기술은 많은 산업 공정의 능률과 효율성을 향상시키는 데 효과적인 것으로 입증됐다. 스마트 메카트로닉스 기술은 효율성 향상, 정확도 향상, 생산성 향상 등의 장점으로 다양한 산업 분야에 적용되고 있다. 스마트 메카트로닉스가 적용되는 5가지 애플리케이션을 살펴보도록 하겠다.

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1. 배터리 및 전기차 제조
 

전기 자동차(EV)에 대한 수요가 증가함에 따라 배터리 및 EV 산업 에서 스마트 메카트로닉스에 대한 연구 개발이 급증했다. 스마트 메카트로닉스 기술은 EV의 광범위한 채택에 중요한 배터리 팩의 성능과 신뢰성을 향상시키는 데 사용되고 있다. 스마트 메카트로 닉스가 필요한 배터리 및 EV 제조에는 다양한 사용 사례가 있다.

EV 제조 공정에서 배터리 커버와 앞유리를 조립하려면 실런트와 방열재를 정확하게 도포해야 하며, 이는 스마트 디스펜싱 시스 템을 통해 효율적으로 수행된다. 제조업체는 정확한 디스펜싱 기술을 사용하여 데카르트 모션 프로파일과 함께 디스펜싱 헤드를 통해 유속을 제어하여 정확하고 반복 가능한 프로세스를 생성할수 있다.

스마트 핸들링 또는 프레싱 시스템은 배터리 셀 집기, 원통형 셀에 캡 압입, 팩 자체에 케이스 압착 등 생산의 정밀한 단계를 자동화하는 동시에 지속적인 피드백 루프를 제공함으로써 배터리 생산을 단순화할 수 있다. 분류 및 세포 테스트에서 스마트 메카 트로닉 처리 시스템은 프로세스를 자동화하고 실시간 피드백을 제공하므로 유용하다. 손쉬운 시운전과 직관적인 프로그래밍 명령을 통해 사용자는 복잡한 픽 앤 플레이스 사이클을 몇 분 안에 생성할 수 있다.

Bosch Rexroth Smart Flex Effector와 같은 최신 혁신 기술은 파우치, 원통형 및 각형 배터리 셀을 사용하는 배터리 자동화 공정에 향상된 정밀도를 제공할 수 있다. 스마트 플렉스 이펙터는 로봇 컨트롤러에 지속적인 위치 편차 명령을 제공하여 정확한 모션 경로를 유지함으로써 용접 또는 케이블링 응용 분야에서 협동 로봇을 안내하는 데에도 사용할 수 있다.

6자유도에서 공작물에 대한 그리핑 장치의 위치 편차를 측정함으로써 로봇은 위치를 조정하여 정확한 배치를 보장할 수 있다. 스마트 메카트로닉스 기술은 정밀도를 향상시키고 배터리 및 전기차 제조 공정의 전반적인 효율성을 높인다.

2. 소비재 포장재
 

소비재(CPG) 제조업체는 항상 유연성을 높이고, 공간 활용을 극대화하며, 새로운 생산 도구를 수정하거나 추가하는 데 필요한 시간과 노력을 최소화할 수 있는 방법을 찾고 있다. 플러그 앤 생산 스마트 메카트로닉스 시스템은 확립된 선형 모션 구성 요소를 스마트 제어 및 사용하기 쉬운 엔지니어링 도구와 결합하여 이러한 요구 사항을 충족하도록 설계됐다.

이러한 시스템을 사용함으로써 CPG 제조업체는 가속화된 엔지니어링, 커미셔닝 및 제품 출시 기간 단축의 이점을 누릴 수 있다. 또한 이러한 시스템은 보다 투명하고 효율적이며 안정적인 생산 프로세스를 제공한다.

스마트 메카트로닉스 시스템은 영구 업데이트를 통해 높은 작동 성능과 지속 가능성을 제공하므로 제조 업체는 항상 최신 기술과 기능에 액세스할 수 있다. 핸들링용 스마트 기능 키트와 같은 핸들링 시스템은 스마트 메카트로닉스 기술이 어떻게 포장의 정확성을 향상시키고, 반복 가능한 프로세스 를 생성하며, 팔레타이징 작업에서 생산 속도를 높일 수 있는지 보여주는 예이다.

또한 이러한 시스템은 제품 품질을 실시간으로 모니터링할 수있어 제조업체가 문제를 신속하게 식별하고 해결할 수 있다. 개방형 인터페이스를 통해 소프트웨어 엔지니어는 운영자 인터페이 스를 사용자 정의하고 시스템 데이터를 수집하여 작업 처리량과 효율성을 높일 수 있다.

CPG 운영에서 가장 큰 과제 중 하나는 효율적인 제품 전환이 다. 대부분의 제조업체는 단일 제품의 다양한 크기를 제공하며 각제품에는 특정 크기에 맞게 설계된 자체 포장이 있다. 12인치 패키지에서 6인치 패키지로 생산을 전환하려면 일반적으로 제조업 체는 생산을 일시 중지하고 더 작은 패키지의 새로운 처리 요구 사항을 수용하기 위해 라인을 재설정해야 한다.

스마트 메카트로닉스의 발전은 가방의 크기를 감지하고 잡아야 하는 정확한 제품에 맞게 핸들링 시스템을 자동으로 조정할 수 있는 센서 기반 혁신을 통해 이러한 문제를 정면으로 해결하는 데 도움이 된다.

스마트 메카트로닉스는 또한 공장 운영의 사용 편의성을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 예를 들어 간단한 Galaxy Note 터치패드나 iPad로 스마트 메카트로닉스를 프로그래밍할 수 있다.

이러한 플러그 앤 플레이 방식으로 인해 운영자가 전문 교육을 받을 필요가 없으므로 제조업체는 라인을 운영하기 위해 로봇 프로 그래밍 배경을 가진 사람을 고용할 필요가 없다. 추가적인 이점으 로, 플러그 앤 플레이 방식은 생산 라인의 공간을 절약해 준다. 로봇을 관리하는데 더 이상 대형 전기 제어 캐비닛이 필요하지 않기 때문이다.

전반적으로 스마트 메카트로닉스 시스템은 CPG 제조업체에게 최소한의 노력과 최대의 결과로 생산 능력을 향상시킬 수 있는 최적의 솔루션을 제공한다.

3. 반도체 산업의 정확성 유지
 

스마트 메카트로닉스는 반도체 산업에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있다. 반도체 제조에서는 웨이퍼가 움직일 때 가장 작은 진동이라도 칩 품질을 저하시킬 수 있으므로 정밀하고 정확한 자동화 제조 공정이 필요하다. 스마트 메카트로닉스 기술은 이를 달성 하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 스마트 시스템은 반도체 제조 장비의 정확도와 정밀도를 향상하고, 불량을 줄이고, 제품 품질을 향상시키는 데 활용되고 있다. 

특히 Smart Flex Effector와 같은 센서 기반 보상 장치는 고해 상도 센서가 있는 선형 모션 장치의 정확성을 보장한 다음 이를 활성 교정 동작으로 변환한다.

이 촉각 센서는 웨이퍼 처리 및 처리에 사용되는 자동화 시스템의 정확성을 향상시키는 동시에 프로세스 전반에 걸쳐 디지털 트윈을 제공할 수 있다. 이 스마트 장치는 공정 내 계측을 로봇 애플리케이션에 통합하여 현재 업계 전반에서 사용되는 기존 장비를 향상시킬 수 있다.

스마트메카트로 닉스 시스템을 통합하는 것은 반도체 산업에서 점점 증가하는 정밀도에 대한 요구를 충족하고 생산성과 품질 관리를 향상시키는데 매우 중요하다.

4. 스마트물류
 

내부물류는 창고나 유통 센터에서 상품의 내부 흐름을 관리하고 최적화하는 프로세스이다. 스마트 메카트로닉스 기술은 이러한 프로세스의 효율성을 향상시키기 위해 내부물류에 사용되고 있다. 스마트 메카트로닉스 시스템은 자재 취급, 분류, 운송 프로세 스를 자동화하여 수작업의 필요성을 줄이고 작업 속도를 높일 수있다.

Smart Flex Effector와 같은 특정 스마트 기술을 협업 로봇과 함께 사용하여 선형 모션 장치 및 픽 앤 플레이스 작업의 정확성을 높일 수 있다. 스마트 핸들링 시스템은 쉽게 시운전하고 모니터링할 수 있으며 팔레타이징 작업의 효율성을 높일 수 있다. 이러한 시스템은 또한 소프트웨어 기반 커미셔닝 및 모니터링을 통해 가치 흐름을 디지털화하고, 간소화된 프로세스를 위한 디지털 트윈을 생성하여 공급망을 더 잘 관리할 수 있도록 도와준다.

5. 의료 실험실
 

스마트 메카트로닉스는 의료기기 산업, 특히 직교 위치 선택 작업및 분류 작업과 같은 분야에서 점점 더 많은 역할을 담당해 왔다. 이 산업에서 주목할만한 스마트 메카트로닉스 응용 분야 중 하나는 테스트 튜브를 분류하기 위한 픽 앤 플레이스 로봇과 데카르트 시스템을 사용하는 것이다.

의료 실험실에서는 카메라와 센서가 장착된 픽 앤 플레이스 로봇을 사용하여 샘플 유형, 환자 ID 또는 필요한 테스트와 같은 특정 기준에 따라 테스트 튜브를 분류한다. 이 로봇은 대량의 테스트 튜브를 빠르고 정확하게 분류하여 오류를 줄이고 오염 위험을 최소화할 수 있다. 전반적으로 스마트 메카트로닉스는 의료 기기 설계 및 제조에 접근하는 방식에 혁명을 일으키고 빠르게 발전하는 분야이다.     

자료제공: Bosch Rexroth(www.boschrexroth-us.com)