‘신뢰(Reliability)와 책임(Responsibility)’. 이는 자동차 고객이 존중하게 된, 또 기대하게 된 두 단어다. 이제 누구도 ‘R’로 시작하는 다른 단어는 입 밖에 내고 싶어 하지 않는다. 바로 ‘리콜(Recall)’이 그것이다.
고객의 안전과 행복을 지키는 일은 자동차 제조업체의 몫이다. 그러나 품질 관리의 책임은 공급망 곳곳에 드리우고 있다. 공작기계 제조업체도 예외가 아니다.


수피나머신컴퍼니(Sup?na Machine Company)도 이 책임을 심각하게 받아들이고 있다. 독일에 본사, 미국 로드아일랜드주 노스 킹스턴에 미국 공장을 두고 있는 이 회사는 고급 정밀 마감을 주업으로 하는 OEM이다. 일명 ‘수퍼 피니싱(Super-finishing)’이라고 하는 프로세스는 표면 품질이나 평면도, 진원도, 진직도 같은 기하학적 정확도를 조정해 부착 대상제품의 성능을 높이는 것을 목적으로 한다. 수피나의 기계를 거쳐간 제품은 자동차의 엔진이나 트랜스미션에서 많이 볼 수 있다. 움직이는 부품의 최적 정밀도가 필요한 부분이기 때문이다.
기계의 정확도가 이 회사의 핵심 차별화 요소이기는 하지만, 고객은 제품 요구사항과 생산 수요에 따라 공작기계의 디자인을 조정 및 변경하는 수피나의 능력도 중시한다.

18개월 전 미국에 소재한 자동차 공급업체가 연료 분사 시스템에 들어갈 부품을 위해 수퍼 피니싱 솔루션의 제작을 의뢰했을 때가 그랬다. 수피나의 기존 고객이던 이 공급업체는 새 부품 양산 계약을 따냈고 짧은 시간 안에 납품을 해야 했다. 이 업체는 계속 미국 내에서 제조하고자 했으며, 이를 위해서는 제조 프로세스의 비용 대비 효율이 높아야만 했다.

수피나에게 요구한 사항은 ‘사람의 개입 없이 18초마다 부품 하나를 생산해 내는 수퍼 피니싱 작업 셀을 만들라’는 것이었다. 구체적으로 이 업체는 투입할 인력이 없었기 때문에 기계 부품 400개를 넣고 무인으로 운전하기를 원했다. 수퍼 피니싱 기기 밖에서 일어나는 부품의 이동이 작업 셀의 속도를 좌우했기 때문에 흥미로운 활용 사례였다.

수피나의 앤드루 코시니(Andrew Corsini) CEO는 “로봇을 들이거나 몇 사람을 투입해야만 가능한 작업이었다”면서도 곧 여기에 적용할 로봇을 찾아냈다. 그 다음 차례는 통합과 자동화였다.

턴키 공작기계
수피나는 일반적으로 일체형 장비 솔루션을 고객에게 공급한다. 동시에 부품의 투입 지점과 투출 지점을 규정한다. 가드부터 그리퍼, 로봇, 트레이에 이르기까지 작업 셀 내 모든 요소가 통합 및 자동화되고 제어돼야 한다는 뜻이다.
고객은 이미 로크웰오토메이션 Encompass Product 파트너사인 화낙아메리카(FANUC America)의 로봇과 로크웰오토메이션의 Allen-Bradley 컨트롤러로 표준화를 해 놓은 상태였다. 수피나도 이용하던 업체들이었다.

수피나는 또 화낙이 추천한 시스템 통합 업체이자 로크웰오토메이션의 솔루션 파트너이기도 한 엘름일렉트리컬(Elm Electrical)의 도움도 받았다. 이 애플리케이션에서는 CNC 대신 Logix 계열 컨트롤러로 로봇을 통합해 원가를 낮출 수 있었다.
메사추세츠주 웨스트필드에 위치한 엘름일렉트리컬은 머신비전 제어 경험이 풍부한 팀을 보유하고 있어 로봇 공학에서 높은 전문성을 자랑한다. 수피나도 통합 서비스를 제공할 수 있지만, 이번 건에 대해서는 엘름일렉트리컬에 새 부품용 작업 셀의 전체 설계와 통합을 맡겼다.

폐쇄형 작업 셀은 6축 FANUC LR Mate 200ic과 트레이 4개(각각 부품 100개를 담을 수 있음)로 구성됐고, 수피나의 Allen-Bradley Compact-Logix L43 동작 제어 시스템을 채용했다. 이것은 EtherNet/IP를 통해 로봇과 통신한다.
로봇은 부품을 들어 공작기계에 넣으며, 로봇의 듀얼 헤드 그리퍼는 기존 구성품을 내리고 수퍼 피니싱할 제품을 회전시켜 그것을 보호 스테이션(Protected Station)에 넣어 흠집 발생을 막는다. 그리고 뒤돌아서 새 부품을 받는다.

로크웰오토메이션의 Allen-Bradley PanelView은 작업자가 컨트롤러에 명령어를 입력할 수 있는 인터페이스를 갖추고 있다. 로봇 작업이 끝나면 사람이 트레이를 운반하지 않는다. 즉, 작업 셀 안에서는 사람의 힘이 하나도 필요 없는 셈이다.
엘름일렉트리컬의 영업 담당 카일 리처드(KyleRichard) 이사는 “두 트레이를 채우면 약 한 시간은 시스템이 혼자서 작동한다”고 말했다. 트레이에 부품이 떨어지거나 공작기계의 절단 휠을 교체해야 할 때에만 자동화 프로세스가 멈춘다.

사람이 프로세스를 만든다
이 턴키 공작기계는 완공까지 약 6개월이 걸렸고, 지금까지 고객 현장에서 가동 중이다. 수피나의 코시니 CEO는 “프로젝트는 정시에 시작됐고 고객은 이에 만족했다”면서, “고객의 만족은 성공의 진정한 잣대”라고 말했다.
무엇보다 예산에 맞춰 높은 품질을 갖춘 솔루션을 정시에 제공하는 능력은 채택된 기술보다는 프로세스에 참여하는 사람과 더 밀접한 관계가 있다. 코시니 CEO는 “핵심은 먼저 경청하고 결과가 어떻게 될지 관심을 갖는 자세”라고 덧붙였다.

엘름일렉트리컬은 시작하기 전에 작업 셀의 모습을 미리 3D CAD 그래픽으로 그려봄으로써 이 같은 기대에 부응할 수 있었다. 시스템 통합이 어떻게 진행될지 눈으로 보았기 때문에 수피나와 고객 모두 시공 전에 설치에 관해 제대로 이해할 수 있었던 것이다.
또 카일 리처스 영업 담당 이사는 “이 애플리케이션에서는 CNC 대신 Logix 계열 컨트롤러로 로봇을 통합해 원가를 낮출 수 있었다”고 강조했다.


CAD 설계 승인을 받은 후 엘름일렉트리컬은 자체 공장에서 작업 셀을 만든 후 시스템을 수피나가 있는 곳으로 옮겨 디버깅과 시험을 실시했다. 그리고 고객이 최종 승인을 하면 시스템을 설치 장소로 옮겼다. 이로써 자동차 공급업체는 ISO/TS 16949 표준에서 정한 추가 품질 관리를 준수하게 됐으며, 수피타의 공작기계도 요건에 부합하게 됐다.

그러나 OEM은 늘 현장에 대기하면서 기계를 수리하거나 부품을 공급하거나 질문에 답한다. 코시니 CEO의 설명대로 고객과 시스템 통합업체와의 관계는 장기적인 파트너이기 때문이다. 이에 대해 코시니 CEO는 “고객이 당사를 추천하거나 다시 구매를 한다면 그것은 우리가 고객의 요구사항을 충족했다는 뜻”이라고 말했다.

원가 절감 혁신 이룬 로크웰의 파트너사
메사추세츠주 웨스트필드에 자리한 엘름일렉트리컬은 로크웰오토메이션의 솔루션 파트너사로, 자동화 및 전기 서비스 제공업체며, MRP/ERP 시스템과 연계된 자동화 시스템을 공급한다. 일반적으로 맞춤형 기계 시스템의 설계와 제작, 프로젝트 현장 시운전 서비스를 제공하고 장기 수선과 지원 서비스도 제공한다. 또한, PLC 및 HMI, VFD, 비전 시스템, 로봇공학을 이용한 첨단 솔루션도 공급한다.

한편, 미시간주 로체스터힐즈에 위치한 화낙아메리카는 로크웰오토메이션 PartnerNetwork의 Encompass Product 파트너로, CNC 제품과 로봇 솔루션을 공급한다.

FA Journal 김 미 선 기자 (fa@infothe.com)

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