자동차 산업에 구현된 산업용 로봇의 6가지 예

1960년대 초 GM이 최초로 UNIMATE를 채택한 이래, 자동차 산업은 반세기 이상 산업용 로봇을 사용해 왔습니다. 그 사이에 자동화 부문에서 가동되는 로봇의 수는 크게 증가했습니다. 그 기술도 더 저렴하고 유연한 협업 시스템으로 개선되어, 유연성 없고 복잡한 기존 로봇을 보완하고 대체합니다.

로봇을 사용해 자동차 및 차량 부품 제조업체는 생산 속도를 높이고 비용을 절감하며 품질을 개선하고 위허만 작업으로부터 작업자를 보호할 수 있습니다. 협동로봇(또는 ‘코봇’)은 펜스 없이도 인간 작업자 가까이 로봇을 배치할 수 있어, 자동차 제조업체에게 새로운 가능성을 제시했습니다. 제조업체는 코봇을 통해 지루하고 더럽고 위험한 작업에서 근로자를 해방시켰습니다. 더욱이 코봇은 매일 24시간 가동할 수 있습니다.

아래에서 자동차 부문에서 가동되는 코봇의 6가지 예를 살펴보겠습니다. 그에 앞서 다음과 같은 질문을 던져 봅니다.

산업용 로봇은 어디에 사용됩니까?

자동화의 이점을 누리지 못하는 산업은 거의 없습니다. 최초의 자동차 로봇이 GM의 생산 라인에 합류한 이래로 수많은 공장과 창고에 로봇 기술이 채택되었습니다. 로봇을 사용하는 산업에는 제약 부문, 일반 제조, 의료, 농업 분야가 있습니다. Universal Robots의 코봇은 여러 환경에서 다양한 작업에 배치할 수 있는 다용도 플랫폼입니다. 유일한 한계가 있다면 페이로드, 안전 규정 준수 그리고 고객의 상상력입니다.

산업용 로봇은 무슨 일을 합니까?

제조 분야의 산업용 로봇은 소재 핸들링부터, 픽 앤 플레이스, 검사, 조립, 포장 및 팔레타이징, 마감 작업에 이르기까지 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. 로봇은 반복적인 작업을 수행하고 인간 작업자 대신 힘이 많이 드는 작업을 하도록 설계되어 있습니다. 로봇에 머신 비전(machine vision) 및 인공 지능 시스템을 장착하여 다양한 상황에 대응하고 실시간으로 시스템 성능에 대한 피드백을 제공하도록 할 수 있습니다.  

자동차 제조 현장의 코봇

자동차 조립 라인의 가장 시급한 문제로는 부상 가능성, 생산 속도 저하, 완성 제품의 품질 문제 등입니다. 이러한 문제는 코봇을 배치하면 해결할 수 있습니다.

예를 들어, 루마니아의 Ford사에서는 UR10 로봇을 사용해 캠축에 그리스를 바르고 엔진에 오일을 채우고 품질 검사를 수행합니다.

자동차 제조와 관련된 거의 모든 물리적 작업은 로봇으로 처리할 수 있습니다. 또한 의사 결정이 필요한 작업에서도 로봇이 지원할 수 있는 기회가 많습니다. 예를 들어 완성 제품의 품질이 충분한지 확인하는 합격/불합격 품질 검사가 있습니다.

자동차 제조 부문에서 6가지 주요 코봇 어플리케이션은 무엇입니까?

자동차 생산에 가동되는 코봇의 몇 가지 예를 살펴보겠습니다. 6가지 주요 어플리케이션 유형이 있습니다. 조립, 도장, 용접, 머신 텐딩, 소재 제거, 폴리싱, 그리고 품질 검사입니다. 코봇이 등장하기 전에는, 이러한 각각의 작업을 수행하는 별도의 로봇이 필요했습니다. 오늘날 Universal Robots의 한 코봇 암은 UR+ 플랫폼에서 정확한 엔드 이펙터를 장착하기만 하면 이 모든 작업을 수행할 수 있습니다.

조립

코봇은 자동차 공장에서 조립을 비롯해 여러 가지 중요한 역할을 합니다. 생산 라인에서 코봇은 도어 손잡이와 앞유리 와이퍼 부착과 같이 반복적인 작업을 처리할 수 있어, 작업자는 더 가치 있는 작업에 집중할 수 있습니다. UR16e(페이로드 16kg/35.3lb)와 같이 페이로드가 더 높은 코봇은 바퀴, 해치, 엔진 후드 등의 부피가 큰 부품을 처리할 수 있습니다.

Lear Corporation은 유연한 경량 UR5 코봇을 사용하여 자동차 시트 조립을 지원합니다. UR5는 설치 공간이 작아(Ø 149mm) 자동차 시트 및 레스트 프레임 조립 등이 수행되는 좁은 공간에서 작업할 수 있습니다. Lear의 UR5는 하루 8,500회 나사 조립 작업을 완료하여 회사의 생산 시간을 최적화했습니다. Lear는 2017년에 첫 번째 UR 코봇을 설치했습니다. 현재 이 회사는 중국 생산 플랜트에 38대의 UR 로봇을 배치하여 자동차 시트 나사 조립, 전기 검사, 픽앤플레이스 및 기타 중요한 프로세스를 수행하고 있습니다.

도장

도장 로봇은 로봇이 수행하는 자동차 제조의 필수품이 되었습니다. 로봇은 인간 작업자와는 비교할 수 없을 정도로 일관된 도장 성능과 24시간 가동력을 자랑합니다. 또한, 자동차 도료는 독성이 있어 작업자에게 상당한 위험을 야기합니다. 넓은 표면에 도료를 완벽히 균일하게 도포하는 등의 작업은 로봇이 가장 잘 처리합니다. 도장 작업에서 로봇의 정밀도와 성능은 페인트 낭비를 줄이고 인적 오류를 제거하므로, 시간이 지남에 따라 생산 비용이 낮아집니다.

용접 로봇

용접 또한 위험하고 시간이 소모되는 작업으로 코봇을 가동하면 가장 이상적입니다. 코봇은 아크, TIG, 레이저, MIG, 초음파, 플라즈마, 스폿 용접, 납땜, 경납을 처리할 수 있습니다. UR+ 플랫폼은 자동차 용접 어플리케이션을 시작하는 데 필요한 모든 하드웨어와 소프트웨어를 제공합니다.  예를 들어, Olympus UR Welding 시스템은 소규모 자동차 부품 제조업체에 완벽한 저비용 용접 솔루션입니다.

머신 텐딩

머신 텐딩은 협동로봇 기반의 자동화에 가장 적합한 작업 중 하나입니다. 지루하고 더럽고 위험한 경우가 종종 있기 때문에, 최근 몇 년 동안 코봇이 가장 많이 가동되는 어플리케이션으로 머신 텐딩이 부상한 것이 놀라운 일이 아닙니다.

인도의 Bajaj Auto는 세계 최대 오토바이 제조업체 중 하나이며, 인도에서 코봇을 가동한 최초의 회사 중 하나입니다. 그 이후로 Bajaj Auto는 생산 시설에 100대의 코봇을 배치하여 머신 텐딩 및 조립 작업자를 지원했습니다. 이 회사는 이륜차의 표준화 개선과 생산 속도 향상을 모색했습니다.

소재 제거 및 폴리싱 로봇

소재 제거 및 부품 폴리싱은 차량 생산에서 중요한 공정입니다. 이 프로세스에는 매끄러운 마감을 위해 금속을 다듬거나 금형을 폴리싱하는 과정에서 자동차 부품을 청소하는 작업이 포함됩니다. 자동차 제조의 많은 작업과 마찬가지로 작업이 반복적이고 때로는 위험하므로, 로봇이 개입할 이상적인 기회가 됩니다. 자재 절삭이란 그라인딩, 디버링, 밀링, 샌딩, 라우팅 및 드릴링이 포함되는 작업입니다.

예를 들어 Robotiq의 마감 키트는 제조업체가 표면 마감, 샌딩, 외부 툴 마감 작업에 필요한 모든 요소를 제공하는 하드웨어 및 소프트웨어 패키지입니다. 로봇에 대한 최종 사용자의 지식 수준에 관계없이, 키트에는 마감 작업을 직관적으로 프로그래밍할 수 있도록 설계된 Robotiq의 Finishing Copilot 소프트웨어가 포함되어 있습니다.

UR 로봇은 직원과 함께 유연하게 작업할 수 있도록 제작되어, 안전이 최우선이고 공간이 부족한 작업 셀 및 생산 시설에 매우 적합합니다.

품질 검사

품질 검사 프로세스는 성공적인 생산과 고비용의 노동 집약적 실패를 좌우합니다. 코봇은 자동차 산업에서 제품 품질을 보장하기 위해 사용됩니다. UR+는 외관 광학 검사 및 계측을 포함하여 자동차 품질 검사를 자동화하기 위해 특수 설계된 다양한 하드웨어 및 소프트웨어를 제공합니다.