설계에 따라 37% 비용 절감! 판금 부품 설계의 사례 3가지를 포함한 해설

비용 절감은 제품의 경쟁력 강화와 고객 만족도 향상을 위해서는 빼놓을 수 없는 과제입니다. 그렇기 때문에 설계자는 많은 비용 절감 아이디어를 저장해 두어야 합니다.
이 기사에서는 기계 부품이나 케이스로서 많이 이용되고 있는 판금 부품에 대해, 설계 단계부터 할 수 있는 궁리를 소개합니다. 이번에는 예로서 FA 라인 상에 워크 유무 판별 센서를 설치하기 위한 판금 브라켓의 설계를 다루겠습니다.
아래의 첨부된 그림은 워크를 회전시키는 기구입니다. 우측 상단에서 흘러나온 워크가 회전 테이블에 오르면 회전 테이블이 돌아가 워크의 방향을 바꿉니다. 그 후 오른쪽 아래의 밀어내기 기구에 의해 워크는 밀려나 왼쪽 위로 흘러가는 구조입니다.
이때 회전테이블상의 워크 유무를 확인하기 위한 센서를 설치하기 위해 회전테이블과 압출기구를 피하도록(간섭하지 않도록) 투과형 판별센서를 설치합니다.

①부품을 작게 함으로써 원재료비를 줄이는 방법

불필요하게 큰 부품은 비용 상승의 원인이 됩니다. 재료비 증가뿐만 아니라 부피와 중량이 증가함에 따른 수송비 증가 등 다양한 이유로 비용이 상승하게 됩니다. 따라서 필요 최소한의 크기로 설계하는 것도 비용 절감을 위해서는 매우 중요합니다. 초기 설계에서는 왼쪽과 같은 형상이었습니다. 그러나 판폭에 낭비가 보입니다. 이것을 개선한 것이 오른쪽 형상입니다.

Before	After
판 폭이 길고 낭비가 있다	판 폭을 짧게 조정

이 설계의 포인트는 부재를 불필요하게 사용하지 않도록 한 것입니다.
센서를 지지하는 부위에는 큰 하중이나 진동이 가해지지 않습니다. 따라서 판금의 폭도 센서 설치와 판금 브라켓 설치에 필요한 폭에 맞춘 것으로 변경했습니다.

② 절곡 횟수를 줄임으로써 가공비도 줄이는 방법

절곡 횟수가 적으면 비용 절감으로 이어집니다. 판금에서는 프레스기로 1회 부품을 끼울 때마다 1개의 절곡을 만듭니다. 따라서 구부리는 장소나 횟수가 많으면 작업의 양이 늘어나 비용의 증가로 이어집니다. 우선 개선 전의 설계와 개선 후의 설계를 비교해 봅시다.

센서 장착면과 고정면 사이에 2번의 절곡이 있습니다. 그러나 이것을 아래와 같이 설계 변경함으로써, 절수를 1회 삭감할 수 있었습니다.

Before	After
2회 접었다	1회 접었다

이 설계에서는 이전까지는 받침대 측면에 판금을 고정하던 것을 받침대 윗면에 고정하는 형태로 바꾸었습니다.
판금을 고정하기 위해 나사를 넣는 방향이 수평에서 수직(아래) 방향이 되었기 때문에 판금을 고정할 때의 작업성도 향상되었습니다.

③일체화함으로써 부품 점수를 줄이는 방법

부품 점수를 줄이는 것도 비용 절감에는 효과적입니다.
이 설계 포인트에서는 회전 테이블, 압출 기구, 컨베이어와의 간섭을 피하기 위해 2개 부품으로 분할하여 설계해 왔습니다.

그러나 이것을 아래와 같이 1부품으로 함으로써 판금의 비용을 절감할 수 있었습니다.

Before	After
두 부품으로 나뉘어져 있다	1부품으로 통합

지금까지 센서에서 아래 방향으로 판금을 늘렸던 것을 일단 수평 방향으로 늘림으로써 모터와의 간섭을 피했습니다.
이 설계를 통해 판금을 체결하기 위한 나사의 개수도 줄어들고 하나의 부품으로 만들어 센서의 광축을 유지하면서 위치를 맞추기 쉬워졌습니다.

그 부품이 필요한지 확인

비용 절감을 위해서는 때로는 대상으로 하는 부품뿐만 아니라 장치나 라인 전체의 구성부터 다시 재검토할 필요도 있습니다. 어쩌면 워크 유무의 체크는 이미 이전 작업 단계에서 이루어지고 있으며, 그 후에는 워크를 확인할 필요가 없을지도 모릅니다. 그런 경우에는 해당 위치에서 다시 체크할 필요가 없는 경우도 있습니다.
이번 케이스에서는 센서를 없앨 수 없지만, 라인의 흐름을 바꾸는 등, 동작 플로우 자체를 재검토하는 것으로, 이번에 설계해 온 부품이나, 워크의 방향을 바꾸는 장치 자체가 필요 없게 되는 케이스도 있습니다.
부품의 설계를 하고 있으면, 그 부품에만 사고가 집중해 버리기 쉽지만, 시야를 넓게 가지는 것도, 비용 절감에는 빼놓을 수 없는 포인트입니다.