도로 교통에서 아직 걸음마 단계인 것이 많은 기업에서는 오래전에 일상이 되었습니다. 자동 가이드 시스템(AGS), 혹은 자동 가이드 차량(Automated Guided Vehicle, AGV)이 바로 그것입니다. 자동 가이드 차량은 원활한 작업 공정을 보장하고 유연성의 새로운 기준을 제시합니다. 이것은 Melkus Mechatronic의 전문 분야입니다. 이 잘츠부르크 기업은 고도로 모듈화된 차량 컨셉과 SICK의 센서를 채택하고 있습니다. 이로써 최고의 창조적인 물류 솔루션을 위한 넓은 장이 열립니다.
모듈 그리고 모바일 – 최고의 유연성을 향해 가는 AGV
2020. 10. 19
유연성은 제조에서 점점 더 중요한 성공 요인이 되고 있으며 배치 사이즈 1의 경제적인 구현을 위한 핵심입니다. Andreas Melkus는 전자 회사 Sigmatek의 설립자이며 2014년부터 Melkus Mechatronic을 통해 자동 가이드 시스템 시장을 말 그대로 움직이고 있습니다. 그의 인식은 명확합니다. "앞으로 많은 생산 시설에서 고정된 연결은 사라지고 유연한 제조 공정으로 대체될 것입니다. 필요에 따라 작업 라인을 만들었다가 다시 해체할 수 있는 거죠. 이러한 산업용 이미지 처리이 저를 매혹시켰고 사내 물류에 관심을 가지게 했습니다."
Andreas Melkus는 Melkus Mechatronic을 통해 AGV 시장으로 진출하기 위한 전제 조건을 마련했습니다. Sigmatek의 기술은 물론 처음부터 거기에 포함되었습니다. "우리는 Sigmatek의 전자 및 기계 구성품, 그리고 목표에 맞춰 솔루션을 개발할 준비가 된 최고의 개발 부서를 활용할 수 있었습니다. 완벽한 파트너십이지요."
소형 디자인에 작은 면하중
Melkus Mechatronic은 Agumos라는 이름을 가진 민첩한 AGV로 제조 공정에 움직임을 도입합니다. 이 AGV를 설계할 때 중점을 둔 것은 조종성, 소형 디자인, 작은 면하중, 그리고 무엇보다 모듈성이었습니다. 이로써 하나의 컨셉을 기반으로 온갖 AGV를 구현하고 크고 작은 상자부터 짐이 가득 실린 팔레트까지 전부 운송할 수 있습니다. 구동 시스템은 여덟 개의 바퀴에 분산되며 따라서 Agumos는 비교적 작은 점 하중을 바닥에 가합니다. 그리고 회전식 섀시 덕분에 정지 상태에서 바퀴가 절대 회전하지 않습니다.
"레인지(Range)"가 중요하다
다음 적재 시까지 이동 거리는 AGV에서 중요한 요소입니다. 따라서 운송 차량 플랫폼을 개발할 때는 충전지로 최대한 먼 거리를 이동할 수 있도록 작은 자체 무게와 에너지 회수에 특히 주안점을 둡니다. Andreas Melkus는 말합니다. "면밀하게 계산한 구조, 최신 충전지 기술, 신뢰할 수 있고 빠른 WLAN 기술과 그 외 몇 가지 중요한 개발 사항 덕분에 이토록 콤팩트한 AGV를 만들 수 있었습니다. Agumos는 우리에게 훌륭한 카드입니다. 이 플랫폼은 구동 기술, 디자인, 효율, 안전 기술을 최적으로 조율하여 제작되었습니다. 덕분에 우리는 온갖 분야의 애플리케이션에서 점수를 딸 수 있습니다."
안전을 탑재하다
최고의 안전 기술은 AGV에서 필수불가결합니다. 예전에는 이러한 차량이 차단된 영역에서만 투입된다고 전제하는 때도 있었지만 오늘날에 그것은 실제적으로 그리고 장기적으로 비현실적입니다. 가끔은 사람의 개입이 필요하기 때문입니다. Andreas Melkus는 말합니다. "서비스 작업이 필요할 때 전체 설비를 꺼야 하는 운송 솔루션에 투자하려는 사람은 오늘날 거의 없을 겁니다. 따라서 차량은 사람에게 확실히 안전하게끔 작동해야 합니다. 이때 중요한 것은 물론 우수한 센서입니다. SICK는 우리에게 딱 맞는 파트너였습니다."
PL d를 요구하는 속도
사람이 관여된 경우 센서와 평가 장치와 액추에이터, 즉 시스템 내 전체 사슬은 까다로운 성능 수준 d에 부합해야 합니다. 그렇지 않으면 속도가 줄어듭니다. Andreas Melkus는 말합니다. "요구되는 안전이 보장되지 않으면 AGV의 속도가 초당 300mm 미만으로 줄어들어야 합니다. 먼 거리에서 AGV가 이렇게 기어가는 것은 운영자가 볼 때 당연히 바람직하지 않습니다. 따라서 최고의 신뢰도를 가진 안전 스캐너가 필요합니다. SICK의 안전 레이저 스캐너 S300 Expert는 우리에게 완벽한 솔루션을 제공합니다. EN ISO 13849에 따른 성능 수준 d를 달성하게 해주지요. 이로써 Agumos가 제대로 속도를 낼 수 있습니다."
보호 필드가 48개인 안전 레이저 스캐너
안전 레이저 스캐너 S300의 여러 이형은 무엇보다 구성 가능한 보호 필드 수에서 서로 구별됩니다. 이로써 매우 다양한 애플리케이션이 가능합니다. SICK 오스트리아의 Industrial Safety & Motion Control Sensors 시장 제품 매니저인 Werner Zipperer는 말합니다. “Professional”과 “Expert” 이형은 무엇보다 이동식 애플리케이션에서 사용됩니다. 자유롭게 구성 가능한 필드 세트 수가 가장 많고 원시 데이터 인터페이스를 갖춘 데다 구동 장치의 엔코더 신호를 직접 처리할 수 있는 동적 입력도 있으니까요. Melkus Mechatronic의 AGV에 이상적이지요."
원시 데이터 포함
사람이 보호 필드를 침범하면 해당 안전 기능이 실행됩니다. Werner Zipperer는 말합니다. "주행 속도 감소, 시청각 경고, 완전 정지가 필요에 따라 구현됩니다. 또한 안전 레이저 스캐너는 원시 데이터 전송과 내비게이션 지원을 위한 RS422 인터페이스도 제공합니다." Andreas Melkus는 말합니다. "우리는 총 17개의 안전 관련 프로세서와 8개의 상위 프로세서를 여기에 장착했습니다. 프로세서가 개별 섀시와 전체 섀시, 그리고 운동도 감시하죠." 원으로 주행할 때 각 바퀴는 서로 다른 속도로 회전합니다. 그 결과 앞바퀴가 안으로 꺾이고 원을 그리게 됩니다. "전반적으로 문제가 생기면 안전 제어기가 개입합니다. 즉 차량이 안전한 속도뿐 아니라 안전한 방향으로도 주행하지요" Melkus가 말합니다.
콤팩트한 안전
설치 공간은 AGV에서 중요한 요소입니다. 슬림한 S300에게만 공간이 중요한 것은 아닙니다. 팔레트 운송에 꼭 필요한 블레이드는 팔레트 수용 시 팔레트 아래로 들어가는데 이 블레이드의 내부 또한 매우 좁습니다. 따라서 1밀리미터가 중요합니다. 블레이드는 어디에서도 돌출해서는 안 되므로 특히 높이가 낮습니다. Melkus는 이 문제에서도 SICK의 도움을 받았습니다. "우리가 2D-LiDAR 센서를 포크 안에 직접 설치할 수 있도록 전문가들이 센서를 변형해주었습니다. 이런 솔루션은 처음이었죠."
2D-LiDAR 덕에 가능한 정밀 포지셔닝
S300 Expert가 전속력 주행 시 사람과 기계의 안전을 신경 쓰는 반면 2D LiDAR(Light detection and ranging) 센서 TiM5는 블레이드가 팔레트 아래로 천천히 들어갈 때 정확한 포지셔닝을 보장합니다. 각 블레이드의 끝부분에 감지용 센서가 한 대씩 설치되어 있습니다. SICK 오스트리아의 Identification and Measurement 시장 제품 매니저인 René Klausrigler는 말합니다. "AGV가 후진해서 팔레트 아래로 들어갈 때 2D-LiDAR 센서 TiM5는 정밀 포지셔닝을 위한 데이터를 제공합니다. 블레이드 내부의 한정된 설치 높이는 그야말로 난제였습니다. 우리는 이 애플리케이션을 위해 특별히 개발한 특수 사양의 TiM 시리즈로 문제를 해결할 수 있었습니다. 블레이드에 맞춰 특별히 디자인을 수정한 거지요. 진정한 팀워크가 필요한 일이었습니다."
제조 4.0을 위한 유연한 솔루션
비록 Melkus Mechatronic의 목표가 양산이긴 하지만 이 회사가 규격화된 AGV만 제공하는 것은 아닙니다. 고객의 요구에도 대응하고 있습니다. Andreas Melkus는 말합니다. "우리는 Agumos를 처음부터 모듈식으로 개발했습니다. 제조 4.0에서 요구되는 진정한 유연성을 구현하려면 꼭 필요한 일이지요." AGV는 최근 몇 년 동안 미래를 향해 크게 도약했고, Andreas Melkus가 확신하듯 그 유연성과 구입 비용 감소 덕분에 고정식 이송 시스템을 점점 대체할 것입니다. AGV는 인더스트리 4.0의 구현을 위한 중요한 요소입니다. 전속력으로 전진!
왼쪽부터: Andreas Melkus(Melkus Mechatronic 소유주), René Klausrigler(SICK 오스트리아 Identification and Measurement 시장 제품 매니저), Andreas Preuner(SICK 오스트리아 세일즈 팀 리더/주요 거래처 담당 매니저, Patryk Hoffman(Melkus Mechatronic 사장), Werner Zipperer(SICK 오스트리아 Industrial Safety and Motion Control Sensors 시장 제품 매니저)
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