기술 및 자동화

1960년대 초 GM의 생산 라인에 로봇이 도입된 이후 전 세계 자동화 제조에 혁명이 일어났습니다. 오늘날 많은 산업 분야에서 산업용 로봇에 대한 다양한 어플리케이션이 있으며, 이는 로봇 부문의 커다란 성장으로 이어졌습니다. 전반적인 산업용 로봇 부문이 성장을 이루었지만, 가장 흥미롭고 가장 빠르게 성장한 부문은 협동로봇(또는 ‘코봇’)입니다. 시장 조사업체 Interact Analysis에 따르면, 2017년 4억 달러 미만이었던 코봇 시장은 2027년이면 75억 달러까지 성장해 전 세계 산업용 로봇 시장의 29%를 차지할 것으로 예상됩니다.

코봇은 유연성, 안전성, 작은 설치 면적, 빠른 ROI, 낮은 TCO, 사용자 친화성으로 인해 인기가 높아지고 있습니다. 계속해서 자동화와 코봇이 오늘날 어떻게 사용되고 있으며 이 기술 솔루션의 성장 이유에 대해 자세히 알아보겠습니다.

어떤 산업이 코봇을 사용합니까?

코봇 형태의 로봇 및 자동화 기술은 조립, 디스펜싱, 용접, 마감, 소재 핸들링, 자재 절삭, 품질 검사를 포함한 광범위한 산업 어플리케이션에서 사용됩니다.

UR 코봇은 8개 주요 산업 분야에서 사용됩니다. 식품 및 농업, 가구 및 장비, 전자 기기 및 기술; 금속 및 기계 가공, 자동차 및 부품 공급업체, 플라스틱 및 폴리머, 제약 및 화학, 과학 및 연구 분야입니다.

협업 자동화의 이점을 얻을 수 있는 새로운 기회가 발견되면서 이러한 분야는 계속 늘어나고 있습니다.

자동화에 사용되는 기술은 무엇입니까?

자동화 산업의 성공은 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 기술에 달려 있습니다. 기계는 기업이나 공장에서 다양한 작업을 완료할 수 있지만, 실질적인 효율을 위해서는 올바른 소프트웨어와 엔드 이펙터와 결합되어야 합니다. 다음은 오늘날 적용되는 네 가지 유형의 자동화입니다.

로봇

기존 산업용 로봇은 안전 펜스나 케이지가 필요한 대형 기계였습니다. 구매 및 가동 비용이 높은 이 재래식 로봇은 프로그래밍하기 어렵고 용도가 단순한 경향이 있습니다. 그렇기에 산업 부문이 제조 자동화 코봇에 점점 더 관심을 가지는 것이 놀라운 일은 아닙니다. 코봇은 기존 산업용 로봇보다 작고 유연합니다. 또한 더 안전하기 때문에, 머신 텐딩 및 품질 검사에서 마감, 포장 및 팔레타이징에 이르기까지 다양한 작업에서 직원 가까이 배치할 수 있습니다.

인공 지능

인공 지능(AI)은 산업계에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 실제로 AI는 데이터 통신, 실시간 분석, 인간-로봇 협업을 최상으로 결합하는 미래형 제조의 비전인 인더스트리 4.0의 필수 요소로 간주됩니다. 기계에 AI를 장착하여 다양한 시나리오에 대응하는 방법을 학습시킬 수 있습니다.

예를 들어, 원격 모니터링 에지 장치를 통해 코봇 사용자는 코봇을 원격으로 모니터링, 문제 해결 및 프로그래밍할 수 있습니다. Nvidia Jetson AGX Xavier 개발자 키트를 사용하면 첨단 신경망을 포함하여 엔드 투 엔드, AI 지원 로봇 어플리케이션을 대규모로 개발 배포할 수 있습니다. 또한 Autodesk Fusion 360은 사용하기 쉬운 클라우드 기반 CAD/CAM 소프트웨어 패키지로, 3D 모델에 기반하여 다축 툴 경로 파일을 생성할 수 있습니다. 이러한 패키지는 UR+ 플랫폼을 통해 사용할 수 있습니다.

모델링 및 시뮬레이션

기술과 자동화를 효과적으로 사용하려면 최종 제품에 대한 계획과 이해가 필요합니다. 제조업체는 제품의 작동 방식에 대한 수준 높은 관점을 얻기 위해 모델링 및 시뮬레이션을 사용합니다. 이를 통해 더욱 쉽게 설계를 조정하거나 변경하고, 잠재적인 문제에 대한 해결책을 마련하고 결과를 시각화할 수 있습니다. 시뮬레이션 소프트웨어는 재래식 로봇 시스템의 높은 비용과 낮은 유연성으로 인해, 재래식 산업용 로봇을 배포할 때 널리 사용됩니다. 시뮬레이션 소프트웨어에서 코봇을 모델링할 수 있지만 대부분의 코봇 배치 시 이 단계가 필요 없습니다. 코봇 사용자는 적절한 엔드 이펙터를 선택하고 안전 평가를 수행하기만 하면, 협동로봇을 현장으로 이동하여 성능을 테스트할 수 있습니다.

컴퓨터 비전

 컴퓨터 비전 기술은 다양한 산업 분야에서 로봇을 가이드하고 제품을 검사하는 데 사용할 수 있습니다. 컴퓨터 비전은 놀라울 정도로 정확하며 아주 미세한 결함도 식별할 수 있습니다. 비전 시스템과 센서는 부품 로케이션 및 계측 어플리케이션에도 사용할 수 있습니다.

예를 들어, OnRobot Eyes는 Universal Robots 코봇의 손목 또는 외부에 장착하는 2.5D 카메라가 포함된 비전 시스템입니다. Eyes는 신속한 단일 사진 보정 및 부품 인식 기능이 있으며, Universal Robots 티치 펜던트에서 실행되는 URCap 소프트웨어로 빠르고 직관적으로 프로그래밍할 수 있습니다.

자동화와 기술이 제조업체에게 매력적인 이유는 무엇입니까?

제조 측면에서 기술과 자동화를 도입하여 개선할 수 있는 요소가 많이 있습니다.

노동력 부족 해결

노동력 부족은 제조업의 성공에 매우 심각한 위협이 됩니다. 일부 국가에서는 현재 노동력이 퇴직 연령에 가까워지고 있는데 그들을 대신할 젊은 근로자가 부족한 형편입니다. 그 결과는 심각합니다. 한편 효과적인 생산에 필요한 시간을 채울 인력이 충분하지 않습니다. 또한 고령 근로자는 힘들고 반복적인 작업을 예전만큼 효과적으로 수행하지 못하는 경우도 있습니다.

자동화는 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. 예를 들어 인력이 부족한 지역의 제조업체는 코봇을 배치할 수 있습니다. 그리고 코봇과 사람이 같은 작업 공간을 안전하게 공유할 수 있기 때문에, 코봇을 통해 기업은 기존 직원의 능력을 보완할 수 있습니다. 인간 작업자를 대체하는 대신, 코봇이 반복적이고 위험한 작업을 대신 수행하면 인간 근로자는 더 높은 가치의 작업을 수행할 수 있습니다. 이전에 로봇에 대한 경험이 거의 또는 전혀 없는 작업자도 Universal Robots의 코봇을 사용하도록 쉽게 교육할 수 있으므로, 코봇을 배치하면 작업자는 품질 검사 및 머신 텐딩 등의 반복적인 작업 대신 코봇 프로그래밍 및 성능 모니터링을 수행하여 기술 향상의 기회를 얻을 수도 있습니다. 

생산량 증가

자동화는 기업이 생산 프로세스를 간소화하여 생산량을 늘리고 품질 결과를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 조립, 용접, 샌딩, 검사 등 어떤 작업에서나 코봇은 빠르고 안정적이며 일관되게 작동할 수 있습니다. 또한 인간과 달리 로봇 작업자는 1년 365일 24시간 내내 작동할 수 있으므로, 회사는 추가 근무 시간을 편성하거나 소등 생산을 구현하여 산출량을 늘릴 수 있습니다.

장기적 비용 절감

자동화의 주요 이점은 생산 프로세스의 개선으로 인해 시간이 지남에 따라 생산 비용이 절감된다는 것입니다. 그리고 더 정확하고 효율적이므로 폐기되는 재료가 줄어듭니다. 또한 로봇이 인간 작업자의 위험한 작업을 대신함으로써 산업 재해 관련 비용이 줄어듭니다.

특히 UR 코봇은 다양한 산업 요구사항을 충족하도록 설계된 유연한 일회성 솔루션입니다. 사용자 친화적으로 설계되었으므로, 대부분의 경우 최종 사용자가 UR 코봇의 프로그래밍 및 문제 해결을 수행할 수 있습니다.

품질 향상

로봇과 자동화 기술은 인간의 노동과 비교할 수 없는 수준의 품질을 보장할 수 있습니다. 가장 숙련되고 정교한 작업자라도 나사를 과도하게 조이거나 잘못 정렬하거나 넓은 표면에 페인트를 고르게 도포하지 못하는 등 어느 정도의 오류가 발생할 수 있습니다. 어떤 경우든지 자동화를 통해 오류가 크게 감소합니다.

예를 들어, 오하이오 소재의 제조업체 thyssenkrupp Bilstein은 자동차 서스펜션 부품을 검사하는 어플리케이션에 UR10을 성공적으로 배치했습니다. 제조 엔지니어 Doug McIe는 “이전에는 게이지 검사를 수행할 때 1~2시간마다 부품 두 개를 확인해 제자리에 있는지 검사했지만 지금은 100% 검사를 수행한다”고 말합니다. 최종 조립 라인에 배치된 코봇에는 비전 카메라가 장착되어 있으며, 검사 지점 사이를 빠르게 이동하여 모든 구성 요소가 제자리에 있는지, 라벨이 올바르게 부착되어 있으며 판독 가능한지 확인합니다. McIe는 "개별 부품을 빠짐없이 검사하며, 누락된 경우 로봇이 공정에서 부품을 거부합니다."라고 설명합니다.

자동화에는 어떤 예가 있습니까?

기술 통합에 대한 많은 어플리케이션과 이점으로 인해, 수많은 제조업체가 비즈니스와 공장에 자동화를 도입했습니다. 자동화가 자동차, 전자 및 가구 산업에서 어떤 역할을 하는지 간단히 살펴보겠습니다.

자동차

자동차 산업에서는 머신 텐딩, 조립 및 품질 검사를 포함하여 로봇 및 자동화를 구현할 수 있는 많은 분야가 있습니다.

미국에 기반을 둔 계약 제조 전문업체 Comprehensive Logistics는 엔진 검사 작업을 위해 비전 시스템이 장착된 UR10 코봇을 사용합니다. 가동 결과 처리량이 증가하고 제품 품질이 향상되었습니다.

전자제품

코봇은 또한 다양한 부품과 공정에 쉽게 적응하는 유연한 로봇이 필요한 전자 제조업체에 탁월한 솔루션입니다.

Scott Fetzer Electrical Group(SFEG)이 그러한 회사 중 하나입니다. 수많은 다품종/소량 배치 제품을 생산하기 때문에 회사의 생산 공정은 매일 바뀝니다. SFEG는 생산 시설의 판금 처리 작업에 UR5 및 UR10을 가동하여 필요한 적응성을 충족합니다. 코봇은 블랭킹 프레스의 블랭크 절단, 전기 부품 성형, 폴딩, 최종 조립 등 가장 필수적인 작업을 매일 수행합니다.

가구 및 장비

자동화의 도입은 가구 생산에 엄청난 이점을 제공합니다. 예를 들어, 코봇은 사용하여 제품을 함께 조립, 접착, 용접할 수 있습니다. 또한 검사 작업과 최종 제품의 포장 및 팔레타이징에도 사용할 수 있습니다.

스위스 주방 장비 제조사 Franke의 예를 살펴 보겠습니다. Franke의 주방 싱크대는 연간 약 10,000개 정도로 수요가 높으며, 이 생산에는 조립 및 접합 작업이 필요합니다. 회사는 마운팅 블록을 부착하는 접착제를 360도 균일하게 디스펜싱하기 위해 생산 라인에 UR5 로봇을 배치했습니다.

UR5 솔루션은 정확한 정밀 작업을 통해 각 체결부에 지정된 양의 접착제만 사용합니다. UR5 코봇 배치가 제공하는 다른 이점 외에도, Franke는 사용할 수 없거나 손상된 재고와 폐자재를 절약할 수 있습니다.

결론

자동화 도입으로 간편성과 문제가 개선되지 않은 물리적 생산 프로세스는 거의 없습니다. 제조 산업은 AI, 로봇, 에지 장치, 센서를 프로세스에 통합함으로써 매년 적응해 가고 있습니다. 산업용 로봇 시장에서 가장 흥미롭고 빠르게 성장하는 부문은 협동로봇입니다. 코봇은 빠른 ROI, 간단한 구현, 낮은 TCO를 제공하며, 펜스 없이도 사람 옆에서 안전하게 가동할 수 있습니다. Universal Robots는 협동로봇 분야를 개척해 왔으며 그 선두에 있습니다.

Universal Robots의 제품과 귀사가 이를 통해 누릴 수 있는 이점에 대해 궁금하시면, 지금 자동화 전문가와 상담하십시오!