타이어의 코드를 판독하는 신기술 스캐너
SICK
타이어 제조 산업에서 타이어의 이력을 추적하기 위한 바코드 판독 관행이 중요시 됐었다. 이 사항은 대부분 자동차 OEM이 주도했으며, OEM은 도트 마커 검증이 중요해졌다.
수년 동안 사용된 레이저 기반 바코드 판독기는 업계에서 사실상 표준이었다. 그러나 도트 마커는 수동으로 검사되거나 전혀 검사하지 않는 사항이기도 했다. 그러나 이후 도트 마커 검증은 엄격한 요구 사항으로 변경됐다.
타이어 제조업체의 과제는 프로세스에 두 단계가 필요하다는 것이다. 하나는 레이저 스캐너로 코드를 읽는 것이다. 두 번째는 도트를 수동으로 검사하기 위해 타이어를 멈추는 것은 본질적으로 노동 집약적이라는 점이다. 다행히 타이어 제조업체에게는 문제를 해결하기 위한 기술이 등장했다. 새로운 이미지 기반 기술은 이제 생산 처리량을 저해하지 않는 단일 장치로 바코드와 도트 마커를 모두 읽을 수 있게 됐다.
도트 보기(Seeing dots)
타이어는 완벽하게 둥글고 균형이 잡혀 있다. 또한 완벽하게 둥글고 균형이 잡힌 휠에 장착되며 완벽한 직선으로 실제 작동하는 차축에 조립된다. 도트 마커 식별 요구는 본질적으로 품질 관리 문제이다. 도트는 타이어의 안전성과 생산성을 향상시키는데 도움이 되기 때문이다. 조립 가이드로 도트를 사용하면 주행 방해 및 불규칙한 마모를 최소화 할 수 있다. 타이어는 제조 공정의 정확도에 관계없이 완벽하게 둥글지 않다.
타이어, 휠, 허브, 볼트, 축 및 휠 엔드 어셈블리의 다른 모든 부분에 항상 변형이 있다. 타이어가 거의 완벽한 상태로 공장에서 나오는 경우에도 잘못된 설치 또는 잘못된 유지 보수로 인해 손상 될 수 있다. 변형은 반경 방향 및 측면의 힘 변화를 생성할 수 있으며, 이 둘 모두 빠르거나 또는 불규칙적인 마모, 주행 방해 및 안전 문제의 원인이 될 수 있다. 도트 마커가 있는 타이어를 장착하면 이러한 문제를 완화할 수 있다. 타이어가 회전함에 따라 노면에 가해지는 힘의 양은 다양하다.
그 이유 중 하나는 타이어가 완벽하게 둥글지 않아 지점(spots)이 높고 낮아지기 때문이다. 이 영역의 차이를 경방향 런아웃(radial runout)이라 한다. 타이어 제조업체는 분석을 통해 타이어의 힘 변화로 가장 런아웃이 큰 타이어 위치를 식별 할 수 있다. 이는 일반적으로 타이어에 빨간색 점으로 표시된다. 휠은 완벽한 진원도가 없기 때문에 지점이 높고 낮다는 점에서 타이어와 유사하다.
대부분의 강철 휠은 휠의 낮은 지점을 표시하기 위해 요철(dimple)로 제조된다. 휠의 낮은 지점과 타이어의 높은 지점을 일치시킴으로써 힘이 서로 상쇄되어 승차감을 부드럽게 하고 타이어의 마모를 줄인다. 완벽한 진원도가 전적으로 달성될 수 없는 것처럼, 타이어와 휠 사이의 완벽한 균형 또한 달성하기가 매우 어렵다. 타이어의 가벼운 균형 포인트가 휠의 무거운 균형 포인트와 정렬되도록 장착하면, 타이어와 휠 어셈블리의 균형을 잡는데 필요한 무게가 최소화된다.
따라서 타이어의 광 밸런스 지점에 노란색 점이 표시된다. 일반적으로 휠의 무거운 균형점은 밸브 스템에 있다. 결과적으로, 마커 도트의 존재 및 품질을 검증하는 것은 타이어 성능 및 고객 만족도에 직접적으로 영향을 미친다. 따라서 자동차 OEM은 타이어 공급 업체가 이 프로세스를 제조 프로세스의 표준 부분으로 만들어 줄 것을 요구했다.
솔루션 단순화
오늘날의 많은 타이어 제조 시설은 1950년대와 1960년대의 기계와 프로세스를 사용한다. 마커 도트의 사용 및 검사는 최근 몇 년 전부터 이루어 졌으므로, 대부분의 장비는 바코드 판독용 레이저 스캐너로 구성되어 있으며, 구형 기계를 개조한 것이다. 전통적으로 타이어가 생산 라인을 따라 내려가면서 스캐너가 코드를 읽을 수 있도록 멈추고 회전하는 지점에 도달한다. 그 후 마커 도트의 존재 유무가 수동으로 검증됐다. 이 단계는 시간과 노동이 많이 소모되며 제품 처리량을 늦췄다.
개조 또는 새로운 기계가 타이어 제조 시설에 들어감에 따라, 작업이 단일 장치, 2차원 전 방향 스캐너 또는 코드 리더에 의해 수행되고 있다. 이미지 기반 스캐너를 사용하면 타이어를 더 이상 정지하거나 회전시켜 코드를 찾아 읽을 필요가 없다.
타이어의 어느 곳에서나 읽을 수 있다. 더욱 중요한 것은 도트 마커의 존재 유무와 품질을 한 단계로 검증할 수 있다는 것이다. 하나의 스냅 샷 또는 스캔 이미지를 통해 타이어 제조업체는 연속 동작을 사용하여 필요한 정보를 얻을 수 있으므로 포인트 별 검사가 필요 없다. 결론은 타이어 제조업체는 더 이상 바코드 시스템과 도트 검사 시스템이 필요하지 않다. 2D 전방향 스캐너가 두 기능을 쉽게 처리하기 때문이다.
장점
타이어 제조업체는 2차원 전 방향 스캐너를 사용하여 바코드와 기호를 모두 읽을 수 있어 자동차 OEM의 압력 증가에 효율적으로 대응할 수 있다. 이 장치는 내구성이 뛰어나고 많은 타이어 제조 시설의 전형적인 열악한 환경을 견딜 수 있으며 기존 레이저 스캐너보다 고급 통신 인터페이스 (예: USB, 이더넷, PROFIBUS, DeviceNet)가 있다. 또한 도트 마커의 적절한 존재를 식별 할뿐만 아니라, 바코드에 내장된 정보를 처리하여 타이어에 있어야 하는 도트 마커의 유형을 확인할 수 있다.
장점은 다음과 같다.
- PC / PLC 컨트롤러의 하드웨어 및 프로그래밍이 줄어 설치 비용 절감
- 유지 관리해야 할 하드웨어 및 학습 소프트웨어가 적어 유지 관리 비용 절감
- 재고 비용 감소
- 단순화된 커뮤니케이션
- 상당한 공간 절약
Minneapolis 기반 SICK(ICR880 및 890)와 같은 대부분의 최신 이미지 기반 장치는 직접 계산하고 정보를 수집할 수 있기 때문에, ‘yes’ 또는 ‘no’ 라고 말한다. 기존 솔루션의 경우 PLC는 일반적으로 파트 A에서 정보를 가져오고 파트 B에서 정보를 가져와 결합된 메시지에 넣은 다음 지정된 형식으로 사용자에게 보낸다. 그러나 최신 장치는 처리 능력이 더 높기 때문에 과도한 개입 없이 정보가 하나의 데이터 스트림으로 고객에게 직접 전송된다.
단일 장치 솔루션을 사용하면, 타이어 제조업체가 알고 유지해야 하는 품목 수가 줄어든다. 직원은 각 항목에 대해 보다 전문가가 되어 가동 시간을 늘릴 수 있다(예: 바코드 리더를 조정할 필요가 없고 마커 스캐너를 독립적으로 조정할 필요가 없음). 새로운 장치는 하나의 소프트웨어 패키지로 구성되므로 사용자가 배우고 마스터하는 데 덜 복잡하다. 직원 참여에 대한 한계성(즉, 사용자 전문 지식)이 낮다. 또한 문제가 발생하면 보다 쉽게 식별하고 수정할 수 있다. 두 개의 시스템 대신 한 개의 시스템이 사용되므로 재고는 절반으로 줄어든다.
공간 절약은 스캐너의 상대적 크기 측면에서 큰 문제가 되지 않을 수 있지만 레이저 스캐닝에는 여러 위치가 관련되어 있다. 따라서 이미지 기반 스캐너를 사용하면 이러한 문제를 해결하는데 필요한 공간이 줄어든다. 또한 ‘데드 스페이스(dead space)’ 를 제거함으로써 새로운 장치는 더 짧은 생산 라인을 가능하게 한다.
기술로 발전
바코드 판독 및 도트 마커 식별을 모두 수용할 수 있는 2D 이미지 기반 스캐너의 출현은 다음과 같은 이유에서 타이어 제조 분야에서 급증하고 있다.
- 새로운 설치는 보다 단순하고 비용면에서도 효율적인 솔루션이다.
- 오래된 라인에 개조하는 것은 간단하다.
- 직원 수 및 전문 능력의 필요 측면에서 인력 수요를 줄인다.
자료 제공: SICK(www.sick.com)
