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조립 및 측정 기술을 위한 프로그래밍 가능한 모듈식 장치 — CAD에서 플렉서블 장치까지

CAD 데이터 및 FLEXSTATION을 사용하여 모듈식 장치를 재현 가능하게 프로그래밍하는 방법 - 다양한 변형이 가능하고 셋업 시간이 짧으며 하드웨어 비용을 최소화하는 조립 및 테스트 관련 어플리케이션에 적합합니다.
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펠릭스 숀발트
애플리케이션 엔지니어링 책임자
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모듈형 장치를 프로그래밍 가능하게 만들기: MATRIX 키트 및 FLEXSTATION을 사용한 조립 및 측정 기술을 위한 유연한 홀더

많은 제조 공장에서 디바이스는 조용한 병목 현상을 겪습니다. 비용이 많이 들고, 공간이 필요하고, 한 가지 변형에만 사용할 수 있는 경우가 많으며, 지오메트리를 변경할 때마다 새 하드웨어가 필요합니다.이와 동시에 제품군 증가, 배치 크기 단축, 모델 변경 빈도 증가 등 다양한 변형이 증가하고 있습니다.

따라서 핵심 질문은 다음과 같습니다.

매번 새 이미지를 디자인할 필요 없이 CAD 데이터를 사용하여 새 구성 요소에 맞게 빠르고 재현성 있게 조정할 수 있는 모듈식 키트로 장치를 만들려면 어떻게 해야 할까요?

문제점: 유형별 디바이스는 확장성이 떨어집니다.

많은 조립 및 테스트 프로세스는 오늘날에도 여전히 동일한 패턴을 따릅니다.

  1. 각 구성 요소 (또는 변형) 에 대해 별도의 장치가 설계되었습니다.
  2. 이 제품은 제조, 측정, 구동 및 승인되었습니다.
  3. 구성요소가 변경되면 (새 반경, 다른 윤곽선, 새 부착점) 장치가 조정되거나 교체됩니다.

효과가 있지만 변형이 다양하기 때문에 비용이 많이 들고 속도가 느려집니다.일반적인 효과:

  • 엔지니어링 노력: 설계, 도면 조정, 공급업체 커뮤니케이션
  • 리드 타임: 기기 사용 준비가 완료될 때까지 몇 주
  • 설정 시간: 유형 간 전환은 시간이 오래 걸리고 오류가 발생할 수 있습니다.
  • 창고 및 물류: 디바이스를 보관, 관리, 청소 및 복구해야 함
  • 규모: 더 많은 변형은 곧 더 많은 하드웨어를 의미합니다

특히 조립, 수동 작업장, 사전 조립, 품질 테스트 또는 재작업/예비 부품 생산과 같은 영역에서 이 장치는 종종 라인의 유연성을 제한합니다.

맞춤형 구조의 다음 단계: 모듈식 장치

많은 회사들이 이미 기존의 맞춤형 구조를 넘어 모듈식 장치 시스템을 사용하고 있습니다.

  • 그리드 플레이트/베이스 플레이트
  • 표준화된 홀더, 타워, 지지대, 홀드다운 홀더
  • 재구성할 수 있는 재사용 가능 항목

이는 큰 진전입니다. 일회용 하드웨어를 줄이고, 더 많이 재사용하고, 더 빠르게 조정할 수 있습니다.하지만 실제로는 한 가지 문제가 남아 있는 경우가 많습니다. 구성이 수동인 경우가 많으며 경험, 가용성, “시행 착오”에 크게 좌우된다는 것입니다.그리고 부품의 허용 오차가 커지면 (예: 사출 성형) 시밍, 시뮬레이션, 즉흥 작업 등 순식간에 “해결 방법이 무거워진다”.

모듈식 구성 키트가 어떻게 진정한 프로그래밍 및 재현 가능한 장치가 될 수 있을까요?

접근 방식: 프로그래밍 가능한 장치 = 모듈식 시스템 + CAD + FLEXSTATION

개념의 핵심은 간단합니다.

  1. CAD에서 장치를 설계합니다 (지지점, 부품 위치, 모듈 위치).
  2. 핀 위치를 자동으로 계산합니다 (모듈당).
  3. 를 통한 설정 플렉스 스테이션 마스터 항목으로 전송되었습니다.
  4. 컨투어 온 더 행렬 장치에서 모듈을 전송합니다 (마스터를 통해 수동으로 전송하거나 설정에 따라 프로세스 통합).
  5. 선택 사항: 공차/왜곡이 더 클 때 (일반적으로 사출 성형 또는 다이캐스팅의 경우) 실제 부품에 미세하게 적용할 수 있습니다.

그 결과: 매번 “재구성”되는 것은 아니지만 레시피처럼 설정되는 모듈식 장치로, 빠르고 반복 가능하며 다용도로 사용할 수 있습니다.

기본 아이디어: 공작물 캐리어 대신 타워/모듈

하나의 대형 부품별 캐리어를 제작하는 대신 개별 모듈/타워로 장치를 구성합니다.

  • 베이스 플레이트는 그리드 (모듈이 위치한 위치) 를 정의합니다.
  • 각 모듈은 윤곽이 잡힌 지지/지지 표면을 로컬로 제공합니다.
  • 결과적으로 안정적이고 구성 요소 친화적인 마운트가 탄생했습니다.

이 원칙은 특히 다음과 같은 경우에 매력적입니다. 어셈블리 샷, 수동 워크스테이션, 재작업/예비 부품 영역 그리고 사전 포지셔닝 다운스트림 프로세스 이전

단계별: CAD에서 모듈식 장치까지

1) CAD로 디바이스 컨셉 구축

먼저, 구성 요소가 어느 위치에 있어야하는지 결정됩니다.적절한 지지점은 어디에 있습니까?필요한 모듈 수는 몇 개입니까?부품 커버 (컨투어) 와 디바이스 커버 (그리드) 를 깔끔하게 분리하는 것이 중요합니다.

2) 지오메트리 읽기 및 꼭지점 도출

CAD 데이터 (일반적으로 STEP/IGES/DXF) 를 기반으로 접촉 윤곽이 계산됩니다.목표는 부품 형상을 안정적으로 지지하는 정의되고 지속 가능한 지지대를 제공하는 것입니다.

3) 플렉스테이션을 통한 마스터 아이템 설정

FLEXSTATION은 핀 레이아웃을 자동으로 설정합니다.이 설정은 마스터 항목으로 전달됩니다.이렇게 하면 각 모듈에 대해 정의된 “대상 양식”이 생성됩니다.

이 그림에서는 CAD 데이터를 기반으로 핀이 설정되고 마스터 요소에 대상 모양이 생성되는 방법을 보여 줍니다.

4) 매트릭스 모듈로의 컨투어 전송

마스터 아웃라인은 실제 장치의 모듈로 전송됩니다. 마스터를 모듈 상단에 놓고 핀이 위치를 잡고 잠급니다.

그림은 마스터가 여러 모듈에 차례로 배치되고 핀 위치가 전달되는 방식을 보여줍니다.

5) 선택 사항: 허용 오차가 큰 실제 부품에 적용

허용 오차가 큰 부품 (예: 사출 성형) 의 경우 실용적인 해결책이 있습니다. 마스터 몰드를 옮기고 부품을 삽입한 다음 장치를 잠시 “릴렉스”한 다음 실제 부품에 다시 잠그는 것입니다.

제조 및 산업 엔지니어링에 대한 구체적인 이점

  1. 새로운 장치 구성이 필요 없는 변형 기능: 하드웨어를 구축하는 대신 CAD 데이터를 통해 새 유형을 전송합니다.
  2. 반복성: 설정 로직은 “느낌의 문제” 대신 디지털화 (레시피) 됩니다.
  3. 간략한 소개: 새 디바이스를 몇 주 동안 기다릴 필요가 없습니다.
  4. 하드웨어 인벤토리 감소: 기본 구조에는 많은 변형이 포함됩니다.

일반적인 용도: 광범위한 조립 장치

오늘날 작업장에는 유형별 장치 (투자 약 10,000유로) 가 필요한 경우가 많습니다.스테이션과 제품 유형이 여러 개이기 때문에 이러한 노력은 엄청나게 증가합니다.

모듈식 프로그래밍 방식을 사용하면 논리가 바뀝니다. 기본 기계 구조가 한 번 생성되면 FLEXSTATION을 통해 새로운 변형에 대한 신속한 “재프로그래밍”이 가능합니다.이를 통해 저장 공간과 리드 타임이 절약되고 리툴링 시 오류가 발생하지 않도록 보호할 수 있습니다.

프로덕션 팀을 위한 가치: 예측 가능, 확장 가능, 마찰 감소

제조 시 이러한 접근 방식은 압력을 완화하는 효과가 있습니다.

  • 특수 부품 및 조정 루프 감소
  • less “다른 기기 주세요...”
  • 더 많은 재사용 및 업데이트에 대한 더 빠른 응답

특히 다양한 변형이 있는 환경에서는 고정물 시공이 영구적인 건설 현장이 되는 경우가 많습니다.프로그래밍이 가능한 모듈형 장치는 이러한 복잡성을 크게 줄여줍니다.

결론: 장치는 개별 부품이 아닌 레시피가 됩니다.

그 결과 각 변형에 대한 장치를 구축하는 대신 CAD 데이터를 사용하여 재현 가능한 방식으로 조정할 수 있는 시스템이 탄생했습니다.모듈식 구성 키트, CAD 계산 및 FLEXSTATION의 조합은 기존의 장치 문제를 반복 가능한 프로세스로 바꿔줍니다. 더 적은 하드웨어, 더 적은 설정 시간, 더 높은 예측 가능성.

부품이 삽입된 그리드 플레이트에 조립된 장치 사진 (헤드라이트)