Developing Automatic Lens Module Assembly System Using 3D Simulation

3D 시뮬레이션을 활용한 렌즈모듈 자동화조립시스템 개발

Virtual manufacturing (VM) is a powerful technology for developing a new product, new equipment and new manufacturing system, and three-dimensional (3D) simulation is a core technology in VM. 3D simulation involves both mechanical simulation and discrete event simulation. This paper introduces a case study of implementing 3D simulation for developing an automatic assembly line in a Korean optical factory. This factory produces a lens module that is the part of a phone-camera. 3D simulation technology is applied from the early stage of development. In the conceptual design and the initial design phases for individual equipment, 3D mechanical simulation using $CATIA^{(R)}$ and $IGRIP^{(R)}$ is conducted. 3D discrete event simulation with $QUEST^{(R)}$ is applied to the detailed design of the equipment and of the whole system. The focus of the simulation is to verify the technical and economical feasibility of the new automatic system. As a result, the takt time is reduced to the quarter of the manual system, and the number of workers in a line is reduced tremendously.

가상생산기술은 신제품의 개발, 새로운 장비 개발 및 새로운 제조시스템 개발에 유용한 도구이며, 특히 3D 시뮬레이션 기술은 가상생산의 핵심기술이다. 3D 시뮬레이션 기술은 기계적 시뮬레이션 기술과 이산사건 시뮬레이션 기술로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 휴대폰 카메라에 장착되는 렌즈모듈 조립을 생산하는 국내 회사의 사례를 소개한다. 이 회사에서는 렌즈모듈 조립공정을 현재 수작업으로 하고 있는데 자동화시스템을 개발하기로 결정하였으며 이를 위해 3D 시뮬레이션 기술을 도입하기로 하였다. 3D 시뮬레이션 기술은 시스템 개념설계단계에서부터 적용이 되었는데, 단위 장비 개발을 위해서는 $CATIA^{(R)}$와 $IGRIP^{(R)}$이 활용되었으며, 시스템 설계를 위해서는 이산사건 시뮬레이션 도구인 $QUEST^{(R)}$가 활용되었다. 논문의 목적은 새로운 자동화 설비의 기술적. 경제적 타당성을 검증하는 것이다. 개발결과 takt time 이 기존의 수작업에 비해 4분의 1 수준으로 감소되었으며, 이에 따른 작업자 인원도 대폭 감소되었다.