‘생산성 향상’이 주요 키워드가 되어버린 산업현장에서 생산설비 및 물류설비를 컴퓨터로 총괄적으로 관리하여 다품종 제품 생산에 유리한 FMS(Flexible Manufacturing System)이 새롭게 스포트라이트를 받고 있다. 이를 가능케 하는 중심에 로봇이 위치하며 주요 부품으로 FMS와 함께 주목받고 있다. 본 내용을 통해 FMS와 로봇에 대해 더욱 자세히 살펴보도록 하겠다. <편집자 주>

FMS(Flexible Manufacturing System)

* FMS의 개요

FMS(Flexible Manufacturing System)는 생산성과 유연성을 동시에 만족하기 위한 생산 시스템으로서 가공, 반송, Material 핸들링, 제어 등의 기능을 유기적으로 결합한 것으로, 생산설비 및 물류설비를 컴퓨터로 총괄적으로 관리하여 다품종 제품 생산에 장점이 있는 생산시스템을 일컫는다.

생산시스템에는 전용기와 트랜스퍼 라인으로 구성된 범용성을 희생한 시스템과 단독 공작기계를 1대1로 별도로 배치하고 가공하는 생산시스템이 있는데, FMS는 이러한 시스템들의 중간 정도 성격의 시스템이 되는 것이다.

최근에는 NC 선반이나 머시닝 센터 등 단일 기계 레벨에서도 로봇 등을 설치하여 다품종 소량 생산에 대응하고 있는 경우가 있고, 생산수량(로트 사이즈)이 큰 경우에는 전용라인과 유사하게 컨베이어라인을 설치하여 운용되기도 하는데, 이러한 FMS를 FTL(Flexible Transfer Line)이라고 한다.

* FMS의 구성

FMS는 크게 Process System(CNC 기계, 로봇 등으로 구성된 작업장), Transporting and Handing System(AGV), Storage System(자동저장 및 인출 장치 등), Information System으로 구성된다.

그리고 FMS란 합리화되고 유연성 또는 다양성이 있는 시스템으로서 ① 핵심부분이 자동화된 가공 시스템, ② 가공 시스템과 유기적으로 결합된 자동 반송 시스템, ③ ①과 ②를 통합적으로 제어하는 장치와 종합 소프트웨어로 구성된다.

FMS는 가공 기준이 전혀 다른 몇 종류의 가공물에서 수십, 수백 종의 유사 형상부품까지 가공할 수 있어야 하며 생산 수량의 변동에 대응이 가능하고 라인의 변경, 구성 공작기계의 변동 등 설비 자체의 조합 변도, 확장이 가능해야 하는 특징이 있다.

초기에는 기계가공 부문에서 응용이 많이 되었으나 최근에는 조립, 검사, 소형재가공분야로 파급되는 등 비교적 다양한 영역에서 적용되는 경향을 보이고 있고 최근에는 로봇을 이용한 FMS 시스템 등이 농업 부문까지 적용되는 추세이다.

특히, 다품종 소량생산에 적합한 방향으로 발전하는 추세를 보이고 있으며 로봇이 적용되고 있다.

FMS 기술은 기존 Mechanical Spot Automation, Transfer Line을 적용한 생산시스템에서 로봇을 적용한 FMS 셀이 적용되는 추세이고 향후에는 모바일 로봇을 적용한 시스템으로 발전할 것으로 전망되고 있다.

이와 관련하여 산업용 로봇도 Jig/Fixture 기반의 비유연 라인에서 Jig-less 기반의 유연라인으로 변화되는 추세이고 센서 기반 지능화, 로봇 제어기로의 통합화 및 네트워크화가 진행되고 있다.

최근에는 비숙련자도 쉽게 설치, 운용할 수 있고 사람과 같은 작업공간에서 안전하게 협업이 가능한 로봇이 중소기업 생산의 효율성 향상을 목적으로 개발되는 추세이다.

EU에서 개발 중인 SME 로봇은 격리된 생산라인에서 정해진 작업만 하는 기존 산업용 로봇과 달리 작업자와 공동작업에 초점을 맞추고 있는 로봇이다.

국내에서도 한국공작기계협회와 한국기계연구원의 주도로 중소기업 제조로봇의 차세대 모델인 중소기업(SME; Small and Medium sized Enterprises)로봇의 국산화 개발이 진행되고 있다.

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