[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 코로나19의 대유행은 전 세계의 공급망을 붕괴시키고 생산 라인을 마비시켰으며 주요 도시를 폐쇄시켰다. 특히 항공산업이 큰 타격을 받았는데 수천 개의 항공편이 취소됐고, 항공사는 보유하는 항공기 전체를 주차하고 운항을 중단하기까지 했다.
이에 현재 항공 화물의 붐과 온라인 상거래의 성장에 따라 사용하지 않고 있는 여객기를 화물기로 개조(P2F)할 필요성이 대두되고 있다.
개조 작업을 위해 싱가포르에 본사를 둔 항공기 개조 전문업체 ST Engineering Aerospace는 독일의 짐머그룹(Zimmer Group), 싱가포르의 Helios Applied Systems와 협력해 정교한 프로세스를 자동화했다.
로봇 셀은 ST Engineering의 플랜트에서 화물선으로의 개조를 위해 Boeing의 STC에 따라 Boeing 767-300ER 항공기 바닥 그리드에 수십 개의 구멍을 뚫는다. 이를 위해 로봇 셀은 바닥 구조를 따라 이동하며 로봇이 계획에 따라 적절한 구멍을 뚫을 수 있도록 하며, 편리를 위해 개조된 항공기에 인접한 격납고에 위치하고 있다.
유압식으로 들어 올릴 수 있는 이동 플랫폼, 180kg의 페이로드를 가진 Yaskawa 로봇, Helios가 개발한 특수 이미지 처리 시스템을 갖춘 End-of-Arm-Tool, 6kW의 전력을 가진 모터 스핀들 및 툴 체인지를 위한 속이 뚫려 있는 테이퍼 섕크 고정 장치로 구성된다.
동심도, 고속 등의 파라미터 외에도 우측 스핀들을 선택하기 위한 가장 중요한 전제조건은 로봇 툴 체인저를 통해 스핀들을 기존 로봇에 쉽게 적용시킬 수 있는가에 대한 가능성이었다. 짐머그룹은 공랭식 스핀들 HF145-001 시리즈를 공급했고, 이는 6kW의 전력 소요량, 최대 속도 24,000rpm으로 EtherCAT 작동 단자와 필요한 모든 케이블 및 일치하는 주파수 컨버터를 갖추고 있다.
특히 통합 안전 기술(STO)을 사용한 정밀한 위치 지정 작업과 저속 또는 고속에서의 작동에 적합하다. 또한, 인버터는 스핀들과 주파수 인버터의 완벽한 조율을 통해 최적의 성능과 출력을 제공한다.
향후 애플리케이션에 보다 유연하게 사용하기 위해 스핀들을 짐머그룹의 로봇 툴 체인저(WWS100F-001/WWS100L-001)에 직접 장착했다. 이를 사용하면 모터 스핀들을 다른 툴 또는 핸들링 장치와 교환할 수 있으므로 로봇을 다용도로 사용할 수 있다.
이외에도 툴 보관 스테이션도 공급해 사용의 편리성을 높였다. HSK 고정 장치와 툴 자체는 Helios가 현장에서 제공했다. Helios는 필드버스 연결부(EtherCAT)가 있는 Zimmer 스핀들을 사용한 덕분에 Zimmer의 자동화 전문가들로부터 완전한 파라미터화를 제공받을 수 있었다. 또한, 제품을 설치하는 동안 그리고 그 후에도 광범위한 지원을 받게 됐다.
짐머그룹의 프로젝트 매니저이자 사업 및 전략 개발 담당 부사장인 Sunil Raibagi는 위 프로젝트에 대해 “단단한 디자인과 스핀들의 매우 부드러운 구동으로 인해 고속에서도 드릴링 결과가 매우 좋다”면서, “부품들이 완전히 평평하지 않고 가볍기 때문에 비전 시스템이 각 구멍의 위치와 각도를 감지한다는 사실을 고려해야 한다”고 말했다.
Helios의 Shyi-Herng Kan 매니징 디렉터는 “우리는 짐머그룹의 장기 파트너로서 스핀들의 품질을 높이 평가하고 확신한다”면서, “특히 설치 내내 우리를 도와주던 짐머그룹의 서비스에 깊은 인상을 받았다”고 밝혔다.
앞으로 몇 달 동안 로봇은 ST Engineering에서 Airbus의 화물기 개조를 포함한 다른 항공기 모델을 작업하도록 프로그래밍되고, 내년부터는 Airbus와의 합작사는 EFW를 통해 보유하고 있는 A321-200P2F 개조 프로그램의 바닥 그릴 시추 작업을 자동화할 계획이다.
