과거에 BMW는 수작업만으로 주요 시트 구성품을 재봉했다. 동사는 신형 7시리즈를 위해 자동화 솔루션을 계획했는데, 이는 더 우수한 품질 및 생산성이 요구됐다. 솔루션으로는 6축 다관절 로봇만 고려됐으며, 대안 자동 공정은 복잡한 재봉 공정으로 인해 배제됐다.
구현/솔루션
현재 KUKA 로봇 KR 30이 신형 7시리즈의 다기능 시트 및 기본 시트용 등받이 및 착석 면에 사용되는 가죽 시트커버를 재봉한다. 시트커버는 로봇 셀에서 수동으로 가공물 캐리어에 올려진다. 광학 시스템은 컬러 스캐닝을 통해 이 정보를 가공물 캐리어의 데이터 메모리로 전송한다. 캐리어가 로봇 앞의 마지막 코너에 도달하면 이 데이터는 PLC에서 로봇 컨트롤러, 밑실 및 윗실 교환 스테이션 그리고 폴더 블레이드로 전송한다.
로봇이 다른 컬러의 실을 필요로 하거나 남은 실 길이가 너무 짧을 경우 실을 교체해야 한다. 윗실 스풀을 교환하기 위해 로봇은 스풀이 있는 그 후면을 윗실 교환 스테이션 방향으로 회전시킨다. 이 스테이션의 핸들링 장치는 이제 필요하지 않은 스풀을 다시 가져오고 새로운 컬러의 스풀을 로봇으로 보낸다. 이어서 바늘구멍에 남아 있는 실이 새 실과 연결된다. 그 다음 KR 30은 자동으로 바늘구멍을 통해 실을 당긴다. 밑실의 교환은 16개의 매거진에서 원하는 스풀을 가져오는 밑실 교환 스테이션에서 이뤄진다. KR 30은 먼저 2차원 방향 심을 재봉한다. 이를 위해 가죽은 폴더 블레이드를 통해 볼록하게 처리된다. 그 다음 로봇은 횡방향 심의 시작 부분을 박음질하고, 그 다음 전체 그리고 그 끝부분을 박음질한다. 가죽의 소재에 따라서 1개 또는 2개의 횡방향 심이 요구된다. 그 다음 단계에서는 가공물 캐리어의 중앙에 부착된 날개 부분이 가죽의 옆 부분과 함께 위로 접힌다. 이 상태에서 로봇은 시트커버의 입체적 길이 심을 재봉하고, 마찬가지로 심의 시작 및 끝 부분도 박음질한다. 마지막으로 KR 30은 실을 절단하고 실을 재봉 헤드에 고정시킨다.
시스템 구성 요소/공급 범위
● KUKA 로봇 KR 30.
● 친숙한 윈도 유저 인터페이스가 탑재된 컨트롤 패널을 구비한 PC 기반 KUKA 로봇 컨트롤러.
● 재봉 헤드.
● 11개의 가공물 캐리어용 컨베이어 시스템.
● 윗실 교환 스테이션.
● 밑실 교환 스테이션.
● 폴더 블레이드.
● 시스템 전체의 컨트롤을 위한 지멘스 S7 PLC.
구축 결과
● 높은 반복 정밀도
BMW에서 로봇 타입의 선정시 가장 중요한 기준은 반복 정밀도였다. 낮은 정밀도는 니들 파열 및 일반적인 기계적 손상의 원인이고, 결국 품질 저하로 이어지기 때문이다.
● 짧은 사이클 타임
짧은 사이클 타임을 통해 로봇은 재봉 공정을 단축시킨다.
● 유연성
현재 로봇은 5가지 컬러의 주요 시트 구성품을 제공하고 있다. 이 시스템이 16가지 컬러를 핸들링하도록 설계돼 있다는 점을 감안한다면 그 고도의 유연성을 짐작할 수 있을 것이다.
