디스펜싱 자동화를 통해 에폭시 접착 시간을 65% 단축하고 청소 시간을 없앤 방위산업체

성공 사례: 야간 투시경 고글에 자동화된 유체 디스펜싱을 도입한 L3Harris

2액형 에폭시는 현대 제조업체들이 가장 많이 선택하는 레진입니다. 에폭시 수지는 높은 강도, 다용도성, 다양한 표면에 대한 우수한 접착력 덕분에 코팅, 전기, 주조 수지, 복합재 등 다양한 응용 분야에서 폭넓게 사용되고 있습니다. 에폭시 수지의 많은 장점에도 불구하고 에폭시 작업에는 몇 가지 본질적인 어려움이 있는 것으로 알려져 있습니다.

운영자 피로, 정리 및 재작업 비용 증가

미국 뉴햄프셔주 런던드리에 위치한 방위 제조업체인 L3Harris Technologies의 경우, 수동 에폭시 및 상온 경화 애플리케이션으로 인해 많은 방위 생산 작업에서 낭비와 편차가 발생하고 있었습니다. 이러한 공정은 시간이 오래 걸리고 작업자의 피로를 유발했기 때문입니다. 작업자들은 30분이라는 에폭시 포트 수명부터 제품에 에폭시를 너무 적게 바르거나 너무 많이 바르면 극도로 작은 차이까지 다양한 문제에 직면했습니다. 그 결과 이 조직은 수작업 생산 공정으로 많은 비용이 드는 청소와 재작업에 직면했습니다.

L3Harris는 정교한 야간 투시경 고글을 제작합니다. 제조 공정에서는 제품 내부에 여러 부품을 접착해야 합니다. 이를 위해 이 회사는 열 경화 메커니즘이 있는 두 부분으로 구성된 에폭시를 사용하여 부품을 서로 접착합니다.

작업자는 주사기에 에폭시를 채운 다음 다양한 부품에 수동으로 주입해야 했습니다. 작업 시간은 45분에 불과하지만 시간이 지남에 따라 에폭시 점도가 증가하여 유체 디스펜서의 압력을 변경해야 했습니다. 또한 에폭시 비드를 디스펜싱하기 위한 허용 오차도 매우 까다로웠습니다.

프로세스 목표

L3Harris는 제품 제조를 시작한 이래로 수작업 공정을 통해 야간 투시경 고글을 조립해 왔습니다. 이 회사는 자동화된 액체 디스펜싱 기술을 탐색하면서 자동화된 액체 디스펜싱 시스템에 대한 제조 목표를 설정했습니다. 이 회사는 더 빠른 적용 프로세스와 생산 효율성을 높이고자 했습니다. 또한 도료 디스펜싱 정확도를 높이고 도포 품질을 개선하고자 했습니다. 경영진은 RTV 디스펜싱을 자동화하고 디스펜싱되는 RTV의 양을 제어하여 스퀴즈 아웃을 최소화하기를 원했습니다. 마지막으로, 조직은 시간이 많이 걸리는 유체 청소와 비용이 많이 드는 재작업을 없앨 수 있는 새로운 유체 디스펜싱 방식을 원했습니다.

보다 효율적이고 비용 효율적인 솔루션을 찾고 있던 L3Harris 제조 책임자 루 베이가(Lou Veiga)는 야간 투시경 처리 문제를 해결할 수 있는 솔루션을 찾기 위해 노드슨 EFD에 문의했습니다.

프로세스, 유체 사양 및 애플리케이션에 대한 광범위한 데이터를 L3Harris로부터 수집한 후, 노드슨 EFD의 엔지니어링 서비스 팀은 곧바로 작업에 착수했습니다. 로드아일랜드주 이스트 프로비던스에 위치한 이 회사의 테스트 시설에서 팀은 접착 유체와 재료 기판을 검증하고 자동화된 유체 디스펜싱 솔루션을 평가했습니다. 이 단계에 투자한 시간과 에너지 덕분에 고객은 유체 디스펜싱 프로세스를 업그레이드하면서 원활한 기술 채택 경로를 확보할 수 있었습니다.

권장 사항

데이터를 평가한 후 노드슨 EFD는 자동화된 디스펜싱 프로세스와 제조 목표에 따라 필요한 경우 통합 비전 시스템을 권장했습니다. 노드슨 EFD 엔지니어들은 L3해리스의 생산 목표를 달성하기 위해 세 가지 기술에 집중했습니다. 첫째, 두 부분으로 구성된 에폭시 접착제 디스펜싱 공정이 직면한 과제를 해결하기 위해 노드슨 EFD는 두 대의 797PCP-2K 펌프와 E3V 시리즈 로봇을 사용할 것을 권장했습니다. 둘째, 1액형 RTV의 경우 3축 로봇에 797PCP 펌프 1대를 사용할 것을 권장했습니다. 정밀한 유체 디스펜싱 허용 오차를 해결하기 위해 노드슨 EFD는 간단한 비전 펜슬 카메라가 장착된 E4V 자동 디스펜싱 솔루션을 사용할 것을 권장했습니다.

3-axis 3축 EV 시리즈 디스펜싱 로봇은 완전히 통합된 간단한 비전 시스템과 DispenseMotion 소프트웨어를 통해 비전 기반 프로그래밍과 DXF 가져오기, 부품 유무, 잘못된 부품 식별과 같은 기타 표준 기능을 제공했습니다.

저렴한 펜슬 카메라와 통합된 직관적인 디스펜싱 소프트웨어를 통해 사용자는 복잡한 디스펜싱 패턴과 어레이를 최대 ±8µm(0.008mm)의 높은 반복성으로 프로그래밍할 수 있습니다. EV 시리즈는L3Harris의 애플리케이션 요구 사항을 충족했습니다. 비전 시스템은 부품이 올바른 위치에 있는지 확인하고 부품이 정렬되었는지 검증했습니다. 비전 시스템은 올바른 위치에 올바른 부품이 없는 경우 유체 디스펜싱을 허용하지 않았습니다.

L3해리스 테크놀로지스는 수동 프로세스의 문제로 인해 작업자 이탈률이 높은 애플리케이션을 대상으로 자동화된 디스펜싱 시스템 프로세스 개선 작업을 시작했습니다. 폐기물과 재작업을 유발하는 모든 요소를 면밀히 조사했습니다. 이를 염두에 두고 L3Harris는 투자 수익률이 더 빠른 대량 생산 라인을 선택하여 새로운 생산 시스템에 대한 투자를 신속하게 정당화했습니다.

프로세스 시간 65% 단축, 정리 및 재작업 필요 없음

자동화된 디스펜싱 접근 방식의 이점은 금세 분명해졌습니다. 새로운 장비는 2K 에폭시 디스펜싱 단계를 평균 65% 단축하고 이 공정의 청소 시간을 거의 없앴습니다. 처리 시간이 개선되었을 뿐만 아니라 반복 가능한 고품질 에폭시 도포가 가능해져 제조 공정에 도움이 되었습니다. 특히 에폭시 공정의 경우, 자동 디스펜스 시스템은 각 특정 단계에 정확한 양의 유체를 사용하고 두 부분으로 구성된 에폭시를 실시간으로 혼합하도록 구성되었습니다. 이 기능은 낭비를 줄였습니다. 또한 노드슨 EFD 시스템은 비전 시스템을 사용하여 미리 정해진 작업을 위해 자동 디스펜스 시스템을 자체 정렬했습니다. 이러한 수준의 정확도는 청소의 필요성을 줄이고 결함을 방지하는 데 도움이 되었습니다.

베이가 씨가 노드슨 EFD 시스템을 선택한 이유는 주로 소프트웨어 기능 때문이었습니다. L3Harris 경영진은 직원들이 자동화 시스템을 쉽게 배우고 사용할 수 있는 소프트웨어 패키지의 범용성에 깊은 인상을 받았습니다. 이 소프트웨어를 통해 L3Harris는 새로운 애플리케이션을 쉽게 프로그래밍하는 동시에 반복성을 유지하고 프로세스 처리 시간을 개선할 수 있었습니다. 자동화는 우수한 미세 운동 기술이 필요한 반복적인 프로세스를 대체했기 때문에 작업자에게 도움이 되었습니다. 데이브 콜린스(Dave Collins) L3Harris 환경, 안전 및 보건 관리자는 노드슨 EFD 시스템이 지루한 수작업을 대체했기 때문에 인체공학적 측면에서 높은 점수를 받았다고 언급했습니다. 또한 자동 디스펜싱 시스템 덕분에 부품이나 고정 장치를 잡고 본드를 도포하기 위해 손으로 디스펜싱 도구를 사용할 필요가 없어져 장시간 앉아서 작업할 필요가 없어졌습니다.

L3Harris는 노드슨 EFD 자동 디스펜스 시스템을 엔지니어링 모범 사례로 꼽습니다. 또한 새로운 장비를 통해 어셈블러와 운영자에게도 더 나은 작업 환경을 제공할 수 있게 되었다고 말합니다. 조직 내에서 이 유체 디스펜싱 시스템은 자동화된 유체 디스펜싱 시스템 사용으로 가능한 프로세스 개선에 대한 성공적인 사례 연구로 강조되고 있습니다.

디스펜싱 프로세스를 개선하는 방법에 대해 궁금한 점이 있으면 언제든지 이메일 [email protected]로 문의해 주세요.

클로드 베르제론

Claude Bergeron은 Nordson EFD의 Jetting Systems 수석 글로벌 제품 라인 관리자입니다. 그는 광범위한 응용 프로그램과 제품 지식을 사용하여 시장에서 가장 혁신적인 디스펜싱 밸브의 개발을 이끌고 있습니다. Claude는 4년 이상의 유체 디스펜싱 경험을 보유하고 있습니다. 1981년 Nordson EFD에 입사했습니다.