[신비한 로템사전] ‘6800t급 초대형 생산라인’ 현대로템 서보 프레스

오늘은 현대로템이 국내 업체 최초로 달성한 것을 하나 소개할게요. 바로 서보(Servo) 프레스 국산화 기술을 확보한 것인데요. 현대로템은 에코플랜트 부문에서 2008년 서보 프레스 개발에 착수하고 2009년 핵심 제어 기술을 개발했습니다. 이어 2012년 국내 최초로 국산화 기술 확보에 성공했으며 2023년 8월 6800t급의 초대형 서보 프레스 설비 실물을 최초 공개했습니다.

 

 

 

 

 

자체 구동시스템 장착된 차세대 '서보 프레스'

프레스는 블랭킹·피어싱·굽힘·성형 등의 공정을 거쳐 금속을 성형하는 기계로 압축력을 발생시키는 구조에 따라 기계식 프레스와 유압식 프레스, 그리고 ‘차세대 프레스’인 서보 프레스 등으로 분류되는데요.

 

서보 프레스는 자체 구동시스템이 장착된 서보 모터로 압력을 가하는 속도와 위치를 더 정확하게 제어할 수 있어요. 특히 저속으로 운영이 가능해 정교한 성형이 가능하고 충격을 완화시킬 수 있다는 특징을 가지고 있습니다.

 

 

 

 

 

힘 정밀하게 제어해 자동차 외부 차체 강판 제작에 유용

현대로템의 서보 프레스는 6,800톤 규모 프레스 라인으로 NC쿠션이 장착된 2400톤 프레스(1기)와 1200톤 프레스(2기), 1000톤 프레스(2기) 등 총 5기 프레스와 신형 디스테커, 비전 센터링 자동 적재 장치로 구성되어 있는데요. 현대로템은 성형이 어려운 품목에 대응하기 ‘서보 제어 프레스’를 신규 적용했습니다.

 

서보 제어 프레스는 서보 모터 3개로 모션을 제어할 수 있고 서보 구동을 통해 성형 곡선을 최적화로 끌어낼 수 있습니다. 또 성형 구간을 조정할 수 있어 이송 장치와의 간섭을 최소화해 생산성을 더욱 높였는데요. 플라이휠과 클러치브레이크를 없애 기계 구조를 더욱 단순화하기도 했어요.

 

이 같은 장점 덕분에 서보 프레스는 곡선이 많은 자동차의 외부 차체를 이루는 강판을 찍어내는 데 유용합니다.

스틸, 알루미늄 등 비자성 소재를 빠르게 생산할 수 있는 신형 디스테커도 큰 역할을 하는데요. 신형 디스테커는 자성, 비자성 소재 겸용 고속 피딩장치를 장착해 접촉식(기계식)센터링보다 불량률은 저감하고 품질은 한층 향상시켜줍니다.

 

또 신차 투입 시 센터링툴과 같은 부품을 제작하지 않아 신차투자비와 시운전(T/O: Try Out) 시간을 줄여주는데요. 서보 모터와 랙피니언 기어로 소재의 보전성을 더욱 강화하기도 했습니다.

 

 

 

 

 

자체 개발한 '외팔형 고속 이송장치'∙'3D 시뮬레이션 프로그램'

여기에 현대로템이 자체 개발한 외팔형 고속 이송장치(SHIFT)와 3D 시뮬레이션 프로그램(HRMS: (HRMS: Hyundai-Rotem 3D Motion Simulator)로 생산성을 극대화했는데요. 기존 탠덤 프레스에 사용되던 해외 장치의 분당 이동 횟수(SPM: Stroke Per Minute)가 15장(spm)이었다면, 현대로템 제품은 같은 시간에 18장(spm)으로 더 많은 판넬을 이송할 수 있습니다. 이로써 자동차 생산설비시장에서 더 효율적인 판넬 공급이 가능해진 것을 입증한 것이죠.

 

아울러 3D 시뮬레이션 프로그램은 오프라인 시뮬레이션이나 현장 학습 시간을 최소화해줍니다. 서보 프레스와 이송장치의 최적 모션을 생성하는 동시에 최적의 위상차 각도를 결정할 수 있어 여러모로 많은 이점을 갖고 있는 프로그램입니다.

 

 

 

 

 

불량 판넬 트레킹을 위한 '판넬 마킹 시스템'과 온라인 자동 '홀∙크랙 검사'시스템

 

현대로템은 판넬 프린팅 시스템을 도입해 불량 판넬 생산 정보를 트레킹하여 불량 판넬이 후 공정으로 유출되는 것을 원천적으로 방지합니다. 생산된 판넬에 제작관리이력과 정보QR코드를 표시할 뿐만 아니라 판넬 표면 손상을 최소화하되 시인성은 한층 향상시켰기 때문이죠. 또 내부 카메라시스템을 탑재해 판넬과 레이저 프린터 간 자동 거리를 변경할 수 있도록 지원했습니다.

 

더불어 온라인 홀∙크랙 자동 감지 시스템으로 모든 성형 판넬의 홀(Hole) 수량과 크랙(Crack)을 자동 전수 검사하여 후 공정으로 유출되는 부품이 없도록 관리합니다. 자동 검사 장치는 하드웨어(H/W: HardWare) 제어와 딥러닝 알고리즘을 개발, 적용해 홀과 크랙의 검출율을 향상시키기도 했습니다.

 

이 외에도 판넬 크랙 검사 시스템, 딜리버리 컨베어, 비전 시스템 등 다양한 기능으로 한층 강화된 서보 프레스의 기술력을 선보였는데요. 자동적재 시스템으로 더욱 뛰어난 적재 속도를 확보하기도 했습니다. 다양한 성능과 기술이 강화된 만큼 프레스 시장에서 뛰어난 품질과 경쟁력을 갖춘 셈이죠.

 

현대로템 초대형 서보 프레스는 미국 조지아주에 위치한 현대자동차 전기차 전용 공장에 납품될 예정인데요. 앞으로도 현대로템은 끊임없는 프레스 연구개발을 통해 더 높은 기술 경쟁력을 가질 수 있도록 꾸준히 노력하겠습니다.