폴리텍 대학 하이테크 과정 캡스톤 디자인 ; 다종 기술 융합형 스마트 팩토리 미니어처 구축

프로젝트 개요

∙ 프로젝트명

다종 기술 융합형 스마트 팩토리 미니어처 시스템 구축

∙ 한 줄 요약

PLC, 로보틱스, 비전 시스템 및 디지털 트윈을 통합한 완전 자동화 공정 라인

∙ 나의 역할

메인 설계 엔지니어 & 시스템 통합

∙ 기술 스택

Siemens NX Inventor 3D 프린터 Siemens PLC Raspberry Pi Python Dobot MG400 Digital Twin

전체 공정 흐름

1. 프레스 및 반송 공정

3D 프린팅된 공작물을 V자 프레스로 이송 후, 공압 실린더로 절곡 가공하여 컨베이어로 배출

2. 비전 검사 및 분류 공정

컨베이어 위 공작물을 웹캠으로 촬영, 라즈베리파이가 정상/불량품을 판별하여 '2절 링크 슬라이드' 등으로 자동 분류

3. 로봇 적재 공정

정상품 박스가 가득 차면 MG400 로봇이 박스를 들어 지정된 랙에 적재하고, 새로운 빈 박스로 교체

나의 역할 및 기여

저는 팀의 **메인 설계 엔지니어**로서, 아이디어를 현실의 기계로 만들어내는 **물리적 구현(Physical Implementation) 전반을 책임**졌습니다.

🔧 핵심 기구부 설계 및 제작

전체 자동화 라인 물리적 레이아웃 설계
모든 가동부의 3D 모델링 전담
3D 프린터를 이용한 부품 직접 출력 및 테스트

🔗 시스템 통합 및 기반 구축

기존 부품들의 정밀 역설계 전담
디지털 트윈팀에 정확한 3D 모델 데이터 제공
전체 시스템 조립 및 배선 경로 확보/설계

문제 해결 경험

💡 과제 1: 메커니즘 한계 극복

문제: 단순한 공압 실린더의 직선 운동만으로는 원하는 배출 궤적을 만들기 어려웠습니다.

해결: '2절 링크 슬라이드 구조'를 직접 설계 및 제작하여, 단순 운동을 복잡한 회전 운동으로 변환해 문제를 해결했습니다.

💡 과제 2: 3D 프린팅 설계 최적화

문제: 초기 설계는 3D 프린터 출력 시 지지대가 과도하게 필요하여 비효율적이었습니다.

해결: DfAM 원리를 적용하여 부품을 분할/조립 방식으로 재설계, 품질을 향상시켰습니다.

30%

출력 시간 단축

회고 및 배운 점

🌱 기술적 성장

3D CAD 설계, DfAM, 역설계, 시스템 통합 등 설계부터 제작, 조립까지의 전 과정을 경험하며 엔지니어로서의 종합적인 시야를 갖게 되었습니다.

🤝 협업의 중요성

제가 만든 3D 모델이 디지털 트윈의 기반이 되고, 제가 확보한 배선 경로가 PLC 팀의 작업을 수월하게 만드는 것을 보며 협업의 시너지를 직접 느꼈습니다.

🎯 개선 의지

초기의 시행착오를 통해, 향후에는 제조 및 조립까지 고려하는 통합적인 설계(DFMA)의 중요성을 인지하고 적용해나갈 것입니다.

musoyu_mumu

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