Schneider Electric Lexium 코봇을 통해 더욱 스마트하고 안전한 자동화 실현

효율성, 높은 생산량, 엄격한 품질 표준을 우선시하는 인더스트리 4.0 제조 시설에서 협동 로봇(Cobot, 코봇)의 역할은 점점 더 중요해지고 있습니다. 코봇은 보다 안전하고 적응 가능한 작동을 실현하는 동시에 숙련된 인력 부족 및 생산 가변성을 해결하는 데 도움을 줍니다. 제조업체는 인공 지능(AI), 머신 러닝(ML), 디지털 엔지니어링 툴을 활용하여 배포를 간소화하고 성능을 개선함으로써 코봇 도입을 가속화합니다. 확대된 제품 가용성과 감소된 구현 비용은 진입 장벽을 계속적으로 낮추고 있습니다.

이 기사에서는 Schneider Electric의 Lexium 코봇이 포장, 자동차, 생명 과학, 물류, 전자 부품을 비롯한 다양한 산업에 걸쳐 확장 가능한, 인간 중심 자동화를 실현하는 방법을 살펴보겠습니다. 3kg ~ 18kg 범위의 하중 용량을 가진, Schneider의 6축 협동 Lexium 로봇의 전체 라인업을 중점적으로 살펴봅니다. 또한 독립형 사용과 커넥티드 머신 아키텍처와의 통합을 위해 설계된 컨트롤러 옵션을 다룹니다.

추가적으로 이 기사에서는 경량 구조, 내장형 안전 기능, 직관적 프로그래밍 가능 기능을 통해 시설 운영자가 드래그 앤 드롭 인터페이스를 통해 또는 로봇 암을 물리적으로 유도하여 Lexium 코봇을 신속하게 배포하는 방법을 설명합니다. Schneider의 EcoStruxure™ Machine Expert 소프트웨어와 EcoStruxure™ Machine Expert Twin과의 통합은 구성을 간소화하고, 커미션 시간을 감소하며, 커넥티드 IoT 지원 생산 환경을 지원합니다.

마지막으로, 에너지 소비 감소, 자재 낭비 감소, 투자 수익률(ROI) 증가를 포괄하는 주요 지속 가능성 및 성능상의 이점을 검토합니다. DigiKey는 이러한 Schneider Electric 엔지니어링 솔루션을 공급하여 더 스마트하고 안전하며 민첩한 자동화를 위한 실용적 경로를 제공합니다.

까다로운 워크플로를 위한 협업 성능

Lexium 코봇은 정밀도, 유연성, 통합된 안전 기능을 필요로 하는 광범위한 인더스트리 4.0 응용 분야를 지원합니다. 일반적인 사용 사례는 포장, 물류, 자동차 생산뿐만 아니라 전자 제품 조립, 반도체 제조 및 생명 과학 전반에 이릅니다.

Lexium 코봇은 토크 센서 및 ISO/TS 15066 준수 안전 기능을 활용하여 인력 및 다른 로봇과 함께 안전하게 작동하므로 물리적 보호 인프라를 필요로 하지 않습니다. 높은 경로 정확도와 일관적인 모션 제어를 통해 정밀한 취급과 정교한 조립이 가능합니다. 콤팩트한 실장 면적과 기계적 유연성으로 작업 공간에 걸쳐 신속하게 재배치할 수 있어 가동 중단 시간을 줄이고 적시 공급(JIT) 및 혼합 모델 생산을 지원합니다.

하중 범위 및 정밀도

Lexium 코봇 라인업에는 3kg, 5kg 7kg, 12kg, 18kg의 하중 용량을 가진 6축 모델이 포함되어 있습니다. 각 모델은 고처리량 워크플로와 미세 움직임 정확도를 지원하며, 하중 등급에 따라 ±0.0mm ~ ±0.03mm의 반복 정밀도를 가집니다.

Lexium 코봇 3KG(LXMRL03S0000)(그림 1)는 소형 부품 조립, 샘플 처리, 검사와 같은 정밀 작업을 위해 설계되었습니다. 626mm의 도달 범위와 12kg 프레임을 제공하는 이 장치는 벤치탑 스테이션, 모바일 카트, 콤팩트한 셀에 손쉽게 통합됩니다.

그림 1: Schneider Electric Lexium 코봇 3KG는 경량 구조, 6축 모션, 통합된 토크 감지를 제공하여 공간 제약적인 협업 환경에서 안전하고 정확한 작동을 지원합니다(이미지 출처: Schneider Electric).

Lexium 코봇 5KG(LXMRL05S0000)는 모션 감도와 하중 용량 사이의 균형을 유지하여, 전자 제품 조립, 경량 기계적 체결, 중간 부하의 픽 앤 플레이스 작업에 적합하도록 합니다. 954mm의 도달 범위와 23kg의 기본 무게는 회로 기판 조립, 커넥터 설치, 테스트를 비롯하여 일관적인 모션 제어를 요구하는 응용 분야에서 즉각적으로 반응하는 안정적인 성능을 제공합니다.

까다로운 응용 분야를 위한 도달 범위 및 하중

Lexium 코봇 7KG(LXMRL07S0000)는 819mm의 도달 범위와 빠르고 즉시 반응하는 모션 제어를 제공하여 동적인 픽 앤 플레이스 작업에 적합합니다. 이 장치는 일반적으로 레이블링, 팔레트화, 자재 전환, 상자 제작을 위한 포장 및 물류 라인에 배포됩니다.

Lexium 코봇 12KG(LXMRL12S0000) 및 Lexium 코봇 18KG(LXMRL18S0000)는 자동차 응용 분야의 대형 부품 취급 및 조립을 위해 설계되었습니다. 각각 1327mm와 1073mm의 도달 범위를 가진 이 시스템은 정밀도를 훼손하지 않으면서 고하중 워크플로를 수용합니다.

아래 표에는 각 Lexium 코봇 모델의 주요 사양이 요약되어 있습니다.

표 1: Schneider Electric Lexium 코봇에 대한 기계적 사양 및 대표적인 사용 사례.

모듈식 하드웨어 및 컨트롤러 옵션

Lexium 코봇은 특정 하중 클래스 및 배포 요구 사항에 부합하도록 설계된 모듈식 컨트롤러 아키텍처를 지원합니다. 예를 들어, 콤팩트 컨트롤러(LXMRL00C2000)(그림 2)는 공간에 제약이 있거나 저하중 응용 분야에서 손쉽게 설정 및 구성할 수 있습니다.

그림 2. Schneider Electric Lexium 콤팩트 컨트롤러(LXMRL00C2000)는 I/O 및 네트워크 인터페이스가 내장된 콤팩트한 하우징을 제공하여 단일 암 또는 벤치탑 코봇 배포에서 간소화된 제어에 이상적입니다(이미지 출처: Schneider Electric).

3kg 및 5/7kg 코봇과 같은 저용량 모델은 또한 전용 컨트롤러(각각 LXMRL03C1000 및 LXMRL07C1000)와 함께 사용하여 각각의 부하 등급에 맞게 모션 제어 및 안전 기능을 최적화할 수 있습니다.

모든 Lexium 코봇 컨트롤러는 제3자 인더스트리 4.0 시스템과의 통합을 위해 유연한 I/O 구성 및 필드버스 호환성을 지원합니다. 이 플랫폼은 또한 재구성을 간소화하는 모듈식 아키텍처와 함께 표준 인터페이스를 통해 엔드 이펙터 통합을 지원하며, 워크플로 및 산업에 걸쳐 응용 가능성을 확장합니다.

배포 이점: 단순성, 프로그래밍, 안전성

경량의 알루미늄 합금으로 제작된 Lexium 코봇은 유사 시스템에 비해 최대 10% 가볍고 20% 작습니다. 콤팩트한 폼 팩터를 통해 새로운 라인 또는 레트로핏 작업셀에 효율적으로 통합할 수 있으며 바닥, 벽, 천장 또는 모바일 플렛폼에 유연하게 실장 가능합니다. 설치 및 활성화에 걸리는 시간이 30분 미만으로, 기존의 로봇에 비해 설정 시간을 최대 50% 줄일 수 있습니다.

엔지니어와 기술자 모두 구성 및 프로그래밍에 액세스할 수 있습니다. 사용자는 코봇 암을 유도하거나 코봇 암에 있는 FREE 및 POINT 버튼을 눌러 모션을 프로그래밍할 수 있으며, 이를 통해 위치를 직접 지정할 수 있으므로 외부 장치가 필요하지 않습니다. 또는 Schneider Electric의 직관적 드래그 앤 드롭 인터페이스를 통해 HMI 패널 또는 소프트웨어에서 모션 시퀀스를 프로그래밍할 수 있습니다. 추가적인 옵션에는 Android 기반 그래픽 태블릿을 위한 EcoStruxure Cobot Expert 소프트웨어가 포함됩니다.

Lexium 코봇 컨트롤러 3KG(LXMRL03C1000) 및 5/7KG(LXMRL07C1000)(그림 3)는 물리적 유도 및 그래픽 프로그래밍을 모두 지원하여, 설정 시간을 최소화하고 생산 시작을 가속화할 수 있도록 합니다.

Figure 3: Lexium 코봇 컨트롤러 5/7KG(LXMRL07C1000)는 저하중 모델에서 성능 최적화된 작동을 제공하도록 설계되었으며 견고한 독립형 인클로저에 고급 모션 제어, 안전 기능, 연결성을 통합합니다(이미지 출처: Schneider Electric).

시스템 수준의 통합 및 서비스

Lexium 코봇은 EcoStruxure Machine Expert 소프트웨어 및 Machine Expert Twin과 통합되어 배포 전 가상 구성과 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다. 엔지니어는 로봇 위치, 엔드 이펙터 상호 작용, 작업 공간 제약 조건을 검증하여 잠재적 충돌이나 비효율성을 식별할 수 있습니다. 이러한 툴은 가상 테스트와 미세 조정을 통해 커미셔닝 및 현장 디버깅을 줄이고 수명 주기 성능을 최적화하는 데 도움을 줍니다.

독립 작동을 너머, Lexium 코봇은 Schneider Electric의 광범위한 EcoStruxure 에코시스템과 원활하게 작동합니다. 이 코봇은 이더넷/IP 및 Sercos 프로토콜을 통해 Modicon M262 모션 컨트롤러 및 Lexium 32 서보 구동기/모터와 통합됩니다. 이 플랫폼은 또한 예측 유지보수를 위한 EcoStruxure Machine Advisor, IIoT 모니터링을 위한 EcoStruxure Plant Advisor, 비접촉 문제 해결을 위한 EcoStruxure Augmented Operator Advisor와 같은 고급 서비스도 지원합니다.

내장형 안전 및 작업 공간 관리

Lexium 코봇은 안전 및 성능 분석을 위한 SCADA 통합 및 원격 모니터링을 지원합니다. 안전하고 효율적인 인간-로봇 협업을 보장하기 위해, 모든 모델은 ISO 10218 및 ISO/TS 15066 표준을 준수하며, 힘 감지를 위한 토크 센서와 시스템 상태를 표시하기 위한 LED 표시기를 통합하고 있습니다. 설치 시 비상 중지 버튼, 사전 정의된 궤적, 필수 작업자 교육이 제공됩니다. 컨트롤 스틱은 비상 중지, 잠금/해제 명령, 시각적 상태 피드백을 비롯한 직접 시스템 제어를 제공합니다.

Lexium 코봇은 안전하고 효율적인 작동을 지원하는, 구성 가능한 5개 작업 구역을 정의합니다.

• 협업 구역에서는 인간과 로봇이 작업을 공유할 수 있습니다.
• 로봇 전용 구역은 자율 작동을 격리합니다.
• 보호 구역은 작동 중 접근을 제한합니다.
• 툴 방향 구역은 간섭을 방지하기 위해 엔드 이펙터의 움직임을 제한합니다.
• 충돌 오버라이드 구역은 특수 조립 단계에서 제어된 접촉을 허용합니다.

성능 및 지속 가능성 최적화

Lexium 코봇은 압축 공기나 유압이 필요 없는 완전 전기식 설계를 제공하여 에너지 소비를 줄이고 총소유비용(TCO)을 낮춥니다. 이들의 6축 정밀도와 ±0.02mm ~ ±0.03mm의 반복 정밀도는 픽 앤 플레이스, 삽입, 정밀 조립과 같은 고처리량 워크플로우에서 일관된 품질을 지원합니다.

이러한 기능은 최초 통과 수율을 향상시키고 폐기물 및 재작업을 줄이는데 도움을 줍니다. 이는 전자, 생명 과학, 반도체 제조와 같이 정밀 허용 오차와 추적성이 필수적인 분야에서 중요한 이점입니다. 정밀한 모션 및 힘 제어는 자재 낭비와 부품 손상을 최소화하며, 부드럽고 반복 가능한 취급은 부품 수명을 연장하고 낙하, 충돌, 오정렬의 위험을 낮춥니다.

Lexium 코봇은 반복적이거나 인체공학적으로 까다로운 작업을 자동화하여 추가적으로 인력 최적화를 지원합니다. 이를 통해 작업자는 품질 보증, 시스템 모니터링, 지속적 개선과 같은 고가치 활동에 집중할 수 있으며, 결과적으로 부상 위험을 줄이는 동시에 작업 만족도와 전체적인 생산성을 높일 수 있습니다.

마지막으로 모듈식 배포 및 유연한 컨트롤러 옵션은 커미셔닝 및 재배포를 간소화합니다. 콤팩트 컨트롤러는 단일 코봇 설치 및 공간 제약적 환경을 지원하고, 3KG 및 5/7KG 컨트롤러는 특정 하중에 맞는 성능 최적화 구성을 가능하게 합니다. 이러한 기능은 직관적 프로그래밍 및 시뮬레이션 툴과 결합되어 통합 시간을 줄이고, 가치 실현을 가속화하며, 투자 수익률(ROI)를 향상시킵니다.

요약

Lexium 코봇은 완전 전기식 작동, 모듈식 컨트롤러, 확장 가능한 하중을 결합하여 산업에 걸쳐 고성능 자동화를 지원합니다. 6축 모션, 통합된 안전 기능, ±0.02mm ~ ± 0.03mm의 반복 정밀도를 갖춘 이 라인업은 3kg ~ 18kg 하중 범위에서 정밀 조립부터 고하중 취급까지 지원합니다. 유연한 컨트롤러, 빠른 프로그래밍, 디지털 트윈 툴은 포장, 전자 부품, 자동차, 생명 과학 분야에서 배포를 간소화합니다. Lexium 코봇은 제조업체가 최소한의 인프라 변경으로 자동화를 확장할 수 있도록 하여 다품종, 중간 규모, 디지털 통합 생산 환경을 지원합니다.