Grote Company가 스토브리의 6축 다관절로봇 TX2-60 HE 모델로 로보틱 샌드위치 조립 라인을 구축해 업계의 이목을 집중시켰다. 정기적으로 온수와 화학 세제로 세척 작업을 진행해야 되는 높은 수준의 위생이 요구되는 이 자동화 라인에서 산업용 로봇이 적용될 수 있다는 사실은 향후 위생에 민감한 다른 식품 분야에서도 로봇의 역할이 확대될 수 있음을 시사한다.
미국에 본사를 둔 Grote Company of Columbus(이하 Grote Company)는 샌드위치 생산 라인 자동화 전문 기업이다. 최근 이 회사는 세척이 가능한 스토브리의 6축 다관절로봇 ‘TX-60 HE’를 활용해 더욱 위생적인 자동화 공정을 실현했다. 이 회사가 선보인 ‘로보틱 샌드위치 조립 라인(Robotic Sandwich Assembly Line)’은 업계에서 많은 주목을 받고 있다.
많은 식품 생산 기업들이 식품 공정의 자동화 수준을 향상시키기 위해 노력하고 있다. 1972년에 설립된 가족 경영 기업 Grote Company는 오하이오주 소재의 샌드위치 제조 기계화 전문가로서 세계적인 명성을 얻고 있다.
이들은 햄과 치즈를 얇게 저며 공급하는 샌드위치 슬라이서, 샌드위치용 컨베이어, 빵 공급기 및 절단기, 반액체 조미료 및 습식 샐러드용 침착기 및 최종 샌드위치 제품용 절단기와 같은 기계를 생산하고 있다. 식품 가공 공정 기술을 선도하고 있는 이 회사는 사용자의 개별적인 요구사항에 맞게 설계되며, Grote Company의 디자이너는 혁신적인 새로운 아이디어를 테스트해 시리즈 제작 준비 단계로 발전시킨다.
초당 1개씩 만들어지는 샌드위치
로보틱 샌드위치 조립 라인의 중심에는 스토브리의 TX2-60 HE가 있다. 컨베이어 벨트는 샌드위치를 반쪽 씩, 두 개로 전달한다. 하단 슬라이스에는 버터가 발린 상태로 재료가 채워져 있고, 상단 슬라이스는 버터만 발라져 있다. 로봇이 상단 슬라이스를 픽업해 하단 슬라이스 위에 살포시 올려두면 하나의 샌드위치가 만들어진다. 다음으로 로봇은 샌드위치를 4° 회전시켜 컨베이어 벨트에 대각선으로 배치한 뒤, 마지막 스테이션으로 진행해 샌드위치를 원하는 구성에 맞게 커팅한다. 이때 로봇은 수평이나 대각선 등의 형태로 두 조각, 또는 네 조각으로 커팅하고, 포장할 준비를 한다. 이 방법은 라인 별로 분당 최대 60개의 샌드위치를 생산할 수 있으며, 트윈 라인일 경우에는 최대 120개의 샌드위치를 생산할 수 있다. 이전에 수동으로 수행했던 작업을 로봇으로 자동화한 것이다.
이 시스템에 적용된 그리퍼는 Grote Company가 자체적으로 개발한 제품으로, 3D 이미지 데이터를 기반으로 움직이며 유연성이 높아 단단하게 잡기 힘든 상단 슬라이스를 안정적으로 피킹할 수 있다.
한편 전체 생산 라인은 철저한 설계 원칙을 기반으로 디자인됐다. 모든 모서리를 둥글게 처리해 잔해가 쌓일 수 있는 데드 스페이스가 없으며, 가장 가혹한 세척 환경에서도 견딜 수 있도록 제작됐다. Grote Company는 최대한의 가용성을 보장하기 위해 스토브리 HE(Humid Environment) 라인업 로봇을 적극적으로 검토했다. 이를 바탕으로 적용된 TX2-60 HE는 IP67 수준의 보호등급을 준수하며, 모든 케이블은 탁월한 밀폐성을 자랑하는 로봇 보디에 내장된다.
위생적이면서도 빠른 로봇
Grote Company의 Bob Grote CEO는 경영진이 스토브리 로봇을 선택한 이유에 대해 “우리는 이미 다른 프로젝트를 진행하면서 스토브리 로봇의 성능과, 이 회사의 기술 지원에 대해 긍정적인 경험을 했다. 또한 스토브리 HE 라인업의 디자인은 이번 프로젝트를 기획하면서 생각했던 위생적인 디자인에 대한 요구에 적합했다. 로보틱 샌드위치 조립 라인의 전체 셀은 온수 및 화학 세재를 이용해 정기적으로 소독해야하기 때문에 이를 견딜 수 있는 스토브리의 로봇을 선택하게 됐다.”라고 설명했다.
정기적으로 온수와 화학 세제로 세척 작업을 해야 되는 이 과정은 표준 로봇의 한계를 넘어서는 퍼포먼스의 로봇이 필요하다. 스토브리의 로봇 또한 이 과정을 위해 혁신적인 발전을 거듭했다. HE 라인업은 분무 수를 견딜 수 있도록 최적화된 설계와 세심한 수정 보완을 통해 정기적인 세척 작업을 진행하는 가장 엄격한 위생 표준을 적용하는 응용 분야에 적합하다.
또한 모든 스토브리 HE 라인업은 식품 등급 NSF H1 오일과 함께 작동하도록 주문 및 공급이 가능하다. 특별한 장점 중 하나는 이 윤활유를 사용해 시간이 지나도 로봇이 최적의 성능을 달성할 수 있다는 점이다. 스토브리 HE와 식품등급 NSF H1 오일의 조합은 포장되지 않은 음식과 접촉하는 로봇 시스템을 위한 완벽한 솔루션을 제공한다.
한편 TX2-60 HE의 역학, 특히 고속 동작이 가능한 6축 다관절로봇이라는 점은 Grote Company가 이 로봇을 선택하게 된 결정적인 요소였다. Bob Grote CEO가 목표로 제시했던 ‘분당 60개의 샌드위치 생산’에 대응하기 위해서는 여러 모션 시퀀스를 수행해야 했고, 간단한 프로그래밍도 추가해야 했다. 이에 Grote Company는 자체 리소스를 사용해 로봇 셀을 개발 및 구축하고 프로그래밍했다.
로봇 공학을 위한 미래 시장
Grote Company의 로보틱 샌드위치 조립 라인은 기존 생산 시스템에 통합되거나 독립형 셀로 작동될 수 있다. 두 경우 모두 사용자는 뛰어난 유연성과 함께 높은 수준의 자동화를 활용할 수 있다. 로봇은 빠른 작업과 그리퍼 교환으로 추가 작업을 수행하고 다양한 유형의 샌드위치를 생산할 수 있다. 또한 여러 공압식 및 기계식 그리퍼를 사용해 시스템은 인상적인 유연성을 달성하며 직사각형 및 원형 샌드위치와 랩을 모두 처리할 수 있다. Bob Grote CEO는 “로봇공학은 미래에 자동화된 식품 생산에 있어 중요한 역할을 할 것으로 확신한다. 이 점에서 우리를 개척자라고 생각하며, 냉동피자의 토핑 및 취급과 같은 다른 영역에서도 이 원칙을 적용할 계획”이라고 전했다.
