협동로봇 어플리케이션

Innovation Productivity 10. 11월 2020 / by Universal Robots 공유

다양한 산업에서 산업용 로봇, 특히 협동로봇(또는 '코봇')의 가능성을 실현함에 따라 산업용 로봇 어플리케이션은 지난 10년 동안 엄청난 성장을 이루었습니다. 코봇은 사람 옆에서 안전하게 작동할 수 있는 저가형 산업용 로봇입니다. 코봇은 표준 로봇이나 기존 산업용 로봇보다 유연하므로 머신 텐딩, 용접, 포장 및 팔레타이징 등 다양한 작업에 배치할 수 있습니다. 코봇은 대부분 제조 및 산업 환경에서 구현되고 있지만, 농업 및 의료, 제약 부문에 이르기까지 다양한 분야에서 사용할 수 있는 유연성을 가지고 있습니다.

전 세계가 코로나19와 싸우는 가운데, 2020년에는 몇 가지 독창적인 코봇 구현이 이루어졌습니다. 개인 보호 장비 제조에서 면봉 검사에 이르기까지, 코봇은 다양한 프로세스의 효율성, 안전성, 품질을 개선하고 있습니다. 계속해서 산업용 로봇의 일반적인 기능에 대해 자세히 알아보고, 최근의 혁신적인 코봇 어플리케이션을 살펴보겠습니다.

산업용 로봇은 어떤 용도로 사용됩니까?

다양한 산업용 적용 분야가 있습니다. 로봇 기술을 구현하는 방법에는 여러 방식이 있지만, 이러한 기계의 목표는 모든 산업 및 프로세스에서 비슷합니다. 즉, 생산 개선입니다. 로봇은 지루하고 더럽고 위험한 작업을 맡음으로써, 많은 산업 분야의 효율성과 안전성을 향상시킬 수 있습니다.

기존의 산업용 로봇은 한 자리에 고정되어 있고 용도 변경이나 재프로그래밍이 어려워 거대한 기계에 불과한 경우가 많습니다. 이와 대조적으로 코봇은 작고 유연하며 안전 케이지나 펜스 없이도 사람들과 나란히 작업할 수 있습니다.

코봇의 적용 분야에는 무엇이 있습니까?

모든 산업 부문에 다양한 협동로봇 어플리케이션이 있습니다. 여기에는 조립, 디스펜싱, 마감, 머신 텐딩, 자재 취급, 용접, 소재 제거, 품질 검사 등이 포함됩니다. 아래에서는 코봇 배치의 세 가지 일반적인 분야를 간략하게 설명합니다.

소재 핸들링

소재 핸들링은 제조에서 가장 위험한 작업 중 하나입니다. 금속, 플라스틱 및 기타 물질로 된 자재는 작업자에게 큰 위험을 초래할 수 있습니다. 또한 대부분의 자재 취급 작업이 반복적이므로 반복적 긴장 부상을 유발할 수 있습니다.

제조에 로봇을 사용하는 산업은 작업장 내 부상이 훨씬 적게 발생합니다. 주행 로봇 플랫폼을 사용하면 무거운 자재를 쉽게 싣고 공장 전체에 운반할 수 있습니다. 또한 고하중 CNC 기계를 사용하는 머신 텐딩 작업도 Universal Robots의 코봇이 수행할 수 있습니다.

조립 및 품질 보장

Universal Robots의 코봇은 인간 직원과 함께 작업하면서, 지루하고 어려운 조립 작업을 직원 대신 수행하도록 특수 설계되었습니다. 여기에는 작은 부품 용접, 나사 드릴링 및 유사한 조립 작업이 포함됩니다.

코봇을 사용해 생산 공정 중 품질 보장 작업을 지원할 수도 있습니다. 코봇은 인간처럼 피곤해지거나 성능이 저하되는 일 없이, 매번 동일한 방식으로 동일한 작업을 수행합니다. 예를 들어, 코봇은 광학 재보정을 하지 않고도, 필요에 따라 수많은 측정 및 포지션에 대해 동일한 위치에 카메라를 배치할 수 있습니다.

Comprehensive Logistics에서는 공장에 코봇 구동 점검 셀을 설치해 자동차 엔진 조립 공정에서 완벽한 품질을 달성할 수 있었습니다.

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.

코봇을 사용한 픽 앤 플레이스(Pick & Place) 작업에는 조립 중인 제품에 부품 추가, 완성 제품의 상자 포장, 팔레트 쌓기 등이 포함됩니다.

자재 절삭

생산에 중요한 기타 작업도 코봇이 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 금형 충전이 포함되는 모든 공정에는 로봇이 자재를 절삭해야 합니다. 이 소형 로봇은 부품을 손상시키거나 작업자를 부상 위험에 노출시키지 않고, 성형품을 평가하고 과도한 금속이나 플라스틱을 다듬을 수 있습니다.

한편, 디스펜싱 툴과 하드웨어가 장착된 코봇을 사용하여 접착제를 추가할 수 있으며, UR+ 플랫폼의 샌딩 키트가 장착된 코봇은 가공품을 연마하여 밝고 매끄러운 마감을 할 수 있습니다.

로봇 기술의 일반적인 용도는 무엇입니까?

전자 기기 및 기술

Universal Robots 코봇은 조명, 휴대폰, 스피커, 컴퓨터 등의 제조업체에서 사용됩니다. 코봇은 일반 산업용 로봇보다 프로그래밍이 쉽기 때문에 비전문가도 프로그래밍할 수 있으며 빠른 구현 측면에서 선호되고 있습니다.

예를 들어, 뉴질랜드 기반의 Betacom은 LED 도로 조명 생산에 UR10 코봇을 가동합니다. 이러한 조명은 도로 상의 운전자 안전을 위해 중요하므로 생산에 높은 수준의 정밀도가 필요합니다. UR10은 다중 헤드 진공 그리퍼를 사용하여 랙에서 회로 기판을 선택하여 알루미늄 프레싱에 배치합니다. 그런 다음 로봇은 6개의 LED 렌즈를 선택하여 회로 기판에 배치합니다. 마지막 단계는 자동 공급 나사가 있는 공압 드라이버를 들고 렌즈와 회로 기판을 알루미늄 프레스에 고정하는 것입니다.

Betacom은 UR10 코봇을 배치함으로써 보다 큰 볼륨의 새로운 작업을 정밀도와 정확성을 유지하면서 수행할 수 있었습니다.

식품 및 농업

식품 및 농업 생산은 24시간 내내 이루어집니다. 로봇은 24시간 가동할 수 있으므로, 인간의 노동에 비해 낭비가 적고 생산 시간이 단축됩니다. 또한 코봇은 극도로 덥거나 춥거나 불쾌한 조건에서 작동할 수 있습니다. 결과적으로 식품 생산 부문에서 점점 더 많은 회사들이 인간 노동을 지원하기 위해 코봇으로 눈을 돌리고 있습니다.

Atria Scandinavia는 UR5 코봇을 설치한 이후로 상자 폐기물을 25% 가량 줄였습니다.

예를 들어, 스웨덴 식품 생산 업체 Atria Scandinavia는 고급 음식과 채식 제품을 생산합니다. Atria는 UR5 코봇을 사용하여 소규모 생산 시설의 다운타임을 최소화합니다. 로봇 설치 후 회사의 각 생산 라인은 시간당 평균 228개의 품목을 배송할 수 있습니다. “UR 로봇은 안전 펜스 없이 작동할 수 있으므로, 훌륭한 자동화 솔루션이 되고 있습니다. 직원들이 로봇 바로 옆에서 작업할 수 있고 다양한 유형의 제품을 포장할 때 로봇을 쉽게 조정할 수 있다는 것이 큰 장점입니다.”라고 Atria의 기술 관리자 Johnny Jansson은 말합니다.

제약 및 화학 물질

제약, 화학 및 의료 장비의 생산은 최고의 정밀도를 요구합니다. UR 코봇은 다양한 재료를 혼합, 계산, 분배하는 데 정기적으로 사용됩니다.

코펜하겐 대학 병원은 UR5 코봇을 사용하여 혈액 검사 절차를 최적화했습니다.

덴마크의 코펜하겐 대학 병원은 실험실에서 UR 코봇을 사용하여 분석용 혈액 샘플의 취급 및 분류를 최적화합니다. 이 솔루션을 통해 연구소는 1시간 이내에 90% 이상의 결과를 제공한다는 목표를 유지할 수 있었습니다. 놀랍게도 두 대의 UR5 코봇은 매일 3,000개 이상의 샘플을 분석할 수 있습니다.

로봇을 가장 많이 사용하는 산업은?

국제로봇연맹(IFR, International Federation of Robotics)에 따르면, 자동차 산업이 전체 설치의 28%를 차지해 산업용 로봇을 가장 많이 채택하고 있으며, 전기/전자(24%), 금속 및 기계(12%), 플라스틱 및 화학 제품(5%), 식품 및 음료(3%)를 앞서고 있습니다.

차량 생산은 조립 및 머신 텐딩에서 부품 검사 및 마무리에 이르기까지 많은 유형의 프로세스가 포함되기 때문에, 대부분의 산업용 로봇 어플리케이션이 이 분야에 구현되고 있습니다. 이러한 모든 작업과 다른 작업들도 협동로봇 암을 사용해 성공적으로 수행할 수 있습니다.

Nissan은 UR10 코봇을 사용하여 패키징, 조립 및 라벨링 작업을 지원합니다.

일본 Nissan의 모터 생산 시설 중 하나는 생산 시간을 따라잡기 위해 고민하면서, 노동력 부족과 직원 노령화도 해결해야 했습니다. Nissan은 생산 라인 전체에서 무거운 매니폴드의 이동을 지원할 UR10 로봇 암을 두 라인으로 배치했습니다. 또한 인간 직원과 함께 엔진 흡입구를 설치하고 볼트를 푸는 작업을 수행하는 코봇을 배치했습니다.

새로운 코봇 어플리케이션은 무엇입니까?

위의 예는 모두 업계의 코봇에 대한 일반적인 어플리케이션입니다. 그러나 코봇이 유연성, 설치 용이성, 다양한 기능을 제공해 주기 때문에, 최종 사용자는 프로세스를 개선할 창의적인 방법을 모색할 수 있습니다. 2020년 코로나19가 제기한 도전으로 인해 독창적이고 새로운 코봇 구현이 발현되었습니다. 예를 들어, 4월 서던캘리포니아대학교(USC) 팀은 Agile Dexterous Autonomous Mobile Manipulation System-UV(ADAMMS-UV)의 프로토타입을 공개했습니다. 이 시스템은 모바일 플랫폼에 UR5 코봇을 장착하여 통합합니다. 베이스에 추가 UV 광원이 장착된 UV 광막대를 사용하여 코로나바이러스 DNA를 분해합니다.

또한, Universal Robots의 공동 설립자 Esben Østergaard가 설립한 회사인 Lifeline Robotics는 남덴마크대학교의 Maersk Mc-Kinney Moller Institute의 로봇 공학 연구원과 협력하여 안전하고 효과적인 코로나19 검사용 코봇 기반 시스템을 개발했습니다. 2020년 5월 말 출시된 이 솔루션은 전체 검사 과정에 7분이 걸리며, 세계 최초의 자율 검체 채취 로봇입니다.

한편, 미국 위스콘신에 위치한 이동 통신 시스템, 컴퓨터, 기타 전자 장비용 장착 시스템 공급업체인 Gamber-Johnson은 현지 파트너와 협력하여 임시 페이스 실드 생산 시설을 만들었습니다. 이 시설의 중심에는 페이스 실드의 플라스틱 시트 절단 작업에 사용되는 UR5 코봇이 있습니다. Gamber-Johnson과 파트너는 지역 병원에 기부하기 위해 크라우드소싱을 통해 수천 달러를 모금하여 페이스 실드를 생산합니다.

코로나19가 미국 포틀랜드에 확산되었을 때 인기 카페 In J Coffee의 고객은 50%가 감소했습니다. 소유자 Joe Yang은 고객들이 사람들 간의 접촉과 바이러스 확산을 우려한다는 점을 이해하고, 코봇 바리스타를 만들기로 했습니다. 그 결과, 완전 비접촉식 코봇 구동 시스템이 스페셜티 커피를 준비합니다. ‘자비스(Jarvis)’라는 이름의 이 코봇은 커피를 만들고 우유 거품을 낼 수 있으며 라떼 아트도 서비스합니다.