Home / 4차산업혁명 / 이미 다가온 4차산업혁명 – 코오로이의 Tool keeper, Tool doctor
3D SYSTEMS eBook 다운로드 하기

이미 다가온 4차산업혁명 – 코오로이의 Tool keeper, Tool doctor

우리는 4차산업혁명을 미래에서 찾으려는 경향이 있다. 지금 사용 가능한 기술을 활용해 지금 필요한 개선과 혁신을 만들어 나간다면, 그것이 바로 4차산업혁명이다. 코오로이의 두 가지 솔루션이 그 좋은 예가 될 것이다.

1908_4

 

 

요즘 같은 불경기에 일거리가 있어 24시간 동안 쉬지 않고 돌아가는 공장이 있다면 참 다행스러운 일이다. 문제는 여러 명의 작업자가 다양한 공구를 사용하며 수시로 입출고가 발생하는 제조 현장은 공구 관리 측면에서 다양한 문제들이 잠재해 있다는 것이다. 가장 흔한 공구 관리법인 공구 불출 일지 사용에서부터 문제가 시작된다. 공구 담당자가 퇴근한 이후 또는 부재 시 수기로 작성하는 공구 불출 일지를 통한 관리는 금방 한계를 노출한다. 공구 담당자가 아닌 경우 특히 경험이 부족한 인력에게는 공구를 구별하는 것 자체도 어려운 일이기 때문이다. 또한, 공구를 수작업으로 관리하다 보면 공구가 뒤섞여 있게 되고 만일 잘못 선택된 공구 사용은 가공 불량을 초래할 수도 있다. 게다가 이런 비 관리 상태가 지속된다는 것은 공구 재고 파악 또한 잘되지 않고 있다는 것인데, 안전 재고가 없을 경우 최악의 경우 설비를 멈춰야 하는 상황이 생길 수도 있고, 반대로 비 가동을 피하고자 과잉 재고를 보유하면 비용이 증가하는 상황에 놓이게 될 수도 있다.

Tool keeper 솔루션
코오로이는 이런 문제에 스마트하게 대처할 수 있도록 모든 공구와 그 외의 다양한 소모품의 입출고 현황을 24시간 관리하여 적정 재고를 유지할 수 있는 모듈러 타입의 제어 시스템 Tool keeper(툴 키퍼)를 제안한다. Tool keeper는 제조 현장의 공구를 ‘관리 상태’로 만들어주는 솔루션이다.
Tool keeper는 공정별로 사용 공구를 지정할 수 있고 사용자별로 권한을 부여해서 지문을 이용해 보안을 유지하며 공구를 꺼내 쓸 수 있다. 본인과 관련이 있는 공정의 공구만 사용할 수 있게 해서 오류의 가능성을 최소화한다. 필요한 공구를 선택하고 확인 후 불출을 실행하면 해당하는 서랍과 빈에 램프가 들어오면서 개방된다. 공구 검색은 바코드 스캐너를 이용해 작업 지시서의 바코드를 스캔하면 더 간편하게 가능하다. Tool Keeper 사용 고객이 코오로이가 제공하는 서버를 이용할 경우 제공되는 스마트 앱은, 작업자가 본인의 스마트폰에서 공구를 선택하고 간편하게 출고하는 기능을 제공한다.

shutterstock_1341939026
뒤섞여있는 공구들. 이렇게 관리 안되는 공구는 엄청난 비효율과 문제를 내포하고 있다. (사진_shutterstock)

재고 관리가 가능해져
Tool keeper는 일평균 사용량과 제품 입고 소요 시간을 계산해 수많은 종류의 공구 및 소모품이 적정한 재고를 유지할 수 있도록 도와준다. 또한, 재 연마품을 먼저 출고할 수 있도록 유도하고 사용 완료품을 반납해주는 기능으로 안전한 재고관리를 할 수 있다. 관리자는 입출고, 반품, 재고 현황 등을 실시간으로 확인하거나 보고서의 형태로 받을 수 있는데 이때 현장 별로 원하는 양식을 직접 만들어서 편리하게 사용할 수 있다.
Tool keeper의 모든 정보는 LAN이나 와이파이를 이용한 사내망 PC로 실시간으로 모니터링할 수 있는데 ERP, MES, INFOMOLD 등 관리 시스템과 연동하여 사용 실적 데이터를 실시간으로 분석해 재고를 관리할 수 있다. 재고가 부족할 때마다 공구를 제공해주는 납품처에 알아서 이메일을 발송해주며 이는 공구를 관리하는 인원을 최소화하는 효과를 가져온다. 실시간 사용실적 데이터를 바탕으로 만들어진 통계를 이용해 공정별, 작업자별로 어떤 공구가 얼마큼 사용되는지 분석할 수 있다.

1908_2

명품 하드웨어의 강건함
스위스에서 제작되는 Tool keeper 하드웨어는 강판으로 만들어져 200kg까지 적재할 수 있다. 성인 남성 2명이 올라가도 끄떡없는 튼튼한 내구성을 갖추고 있다. 여러 대의 캐비넷을 연결할 수 있고 구성 가능한 단수도 다양한데 최대 33,480개의 인써트를 보관할 수 있다. 메탈 재질로 만들어 강력한 강성을 가지고 있는 서랍은 23가지의 사이즈가 있어 다양하게 구성할 수 있다. 빈 타입 보다 저렴한 가격에 제공되는 오픈 타입의 서랍도 구성할 수 있는데, 출고 신호 후 서랍이 열리고 미사용 시에는 서랍이 잠기는 기능으로 불출을 제어한다.

비주얼 데이터는 공구 때문에 발생하는 라인의 문제점을 파악하기 쉽다.
비주얼 데이터는 공구 때문에 발생하는 라인의 문제점을 파악하기 쉽다.

코오로이에서 Tool keeper 판매를 담당하는 김형권 차장은 “주 52시간 체제에 맞춰 무인 공구 불출 시스템이 필요하게 된 S전자 광주공장에서는 Tool keeper 3대를 도입해 1년여 사용한 결과 약 10%의 인당 업무효율이 증대되었다고 평가하고 있다. 또한, 대기업 H사와 자동차 부품 생산 기업인 S사는 기존 라인은 물론 신규 라인 증설 시 Tool keeper를 도입, 배치하고 있다.”라고 설명했다.

코오로이에서 Tool keeper 판매를 담당하는 김형권 차장
코오로이에서 Tool keeper 판매를 담당하는 김형권 차장

1908_5

 

 

가공 시 공구의 마모와 파손에 의한 가공 품질 및 생산성 저하를 예방하기 위해서는 적절한 시점에 공구를 교체해야 한다. 코오로이가 작년 하반기 출시한 Tool doctor(툴 닥터)는 공구 마모 및 파손, 가공 공정의 누락, 미가공, 재가공 등을 사전에 감지해 제품 불량을 예방하고 공구 교체 시점까지 연장할 수 있는 솔루션이다.

_FVS8795

가공 완료 후 측정을 통해 가공 오류를 검출하는 일반적인 접근과는 다르게, 인프로세싱, 다시 말해 가공 중에 오류를 검출하는 방식이다. 코오로이에서 Tool doctor 영업을 담당하는 신상호 부장은 “인프로세싱 방식은 ‘지금 발생한 불량을 다음 공정으로 미루지 말자’라는 것이다. 그래서, Tool doctor는 연속 생산 공정에 적용할 때 더 큰 효과를 거둘 수 있는데, 연속 공정은 공구 파손으로 인한 피해가 상대적으로 더 크기 때문이다.”라고 밝혔다.

Tool doctor는 절삭 신호를 받아 신호 처리를 통해 신호의 특성을 추출하고, 공구 마모에 따른 공구 특성과 공구 마모량과의 상관 관계를 이용해 공구 상태를 감시, 진단하는 원리로 작동된다. 이 때문에 정밀하고 빠른 신호처리가 핵심이다. Tool doctor는 공작기계의 스핀들 드라이버에 정밀한 홀 센서(Hole sensor)를 설치해 공구의 부하(전압, 전류)를 실시간으로 검출한다. 이 홀 센서에서 감지한 저전류 신호를 증폭하는 증폭기(Amplifier)와 증폭기를 이용해 획득한 신호를 수집하여 PC로 전송하는 장치인 신호수집 장치(Signal Terminal)로 구성된다. 스핀들 부하만으로는 센싱하기 어려운 상황이나 작은 드릴(Ø 0.5~1.0) 같은 경우 가공 부에 음향 방출 센서(Acoustic Emission Sensor)를 설치해 사용할 수도 있다. 공구 이상이 감지된 후 설비 정지 조건은 ‘즉시’, ‘공정 후’, ‘가공 후’ 중에서 선택할 수 있다.

1908_3

공구 수명을 부하로 관리하는 공구 트렌드 진단 기능을 갖춰 단순히 공구 마모나 파손 만을 측정하는 것과는 달리 공구 수명을 예측할 수 있다는 장점이 있다. 수명 진단을 위해서는 공구 마모에 따른 신호 특성과 공구 마모량을 감시하여 한계 수명까지 공구 부하를 평가할 수 있기 때문에 사용자에게 주는 경제적인 이점이 크다. 또한 공구 트렌드 진단기능은 가공 조건을 최적화하는 데도 기여한다.

한 대의 Tool doctor로 최대 12대의 공작기계까지 모니터링이 가능하고 검출된 데이터는 30일까지 저장된다. 국내 최초로 Ø3.5 알루미늄 탭 파손의 감지가 가능하다. 한글, 영어, 중국어, 일본어가 기본으로 제공되나 사용자의 별도 요청이 있는 경우 해당 언어가 제공된다. Tool doctor를 공구 관리 시스템인 Tool keeper와 연계하여 사용하면 보다 스마트한 공구 관리가 가능해진다.

소_FVS5421_01

홀센서(Hole sensor)는 스핀들 드라이버에 부착된 로드 미터에서 나오는 전류 값을 정밀하게 포집한다.
홀센서(Hole sensor)는 스핀들 드라이버에 부착된 로드 미터에서 나오는 전류 값을 정밀하게 포집한다.
작은 드릴로 가공하는 경우처럼 스핀들 부하로 센싱하기 어려운 상황에는 음향 방출 센서를 사용한다.
작은 드릴로 가공하는 경우처럼 스핀들 부하로 센싱하기 어려운 상황에는 음향 방출 센서를 사용한다.
센서에서 감지한 저전류 신호를 증폭하는 증폭기(Amplifier)가 포함된 센서 모듈.
센서에서 감지한 저전류 신호를 증폭하는 증폭기(Amplifier)가 포함된 센서 모듈.
신호수집 장치(Signal Terminal)는 증폭기를 이용해 획득한 신호를 수집하여 PC로 전송한다.
신호수집 장치(Signal Terminal)는 증폭기를 이용해 획득한 신호를 수집하여 PC로 전송한다.
코오로이에서 Tool doctor 영업을 담당하는 신상호 부장
코오로이에서 Tool doctor 영업을 담당하는 신상호 부장
한 대의 Tool doctor로 최대 12대의 공작기계까지 모니터링이 가능하다. 사진은 한 대의 Tool doctor로 4대의 설비를 모니터링하는 실제 적용 현장이다.
한 대의 Tool doctor로 최대 12대의 공작기계까지 모니터링이 가능하다. 사진은 한 대의 Tool doctor로 4대의 설비를 모니터링하는 실제 적용 현장이다.

 

About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.