이탈리아 압력 및 온도 센서 제조업체인 Brimind는 생산 라인에 ABB의 협동로봇 GoFa를 도입해 불량률을 개선하고 더욱 효과적인 인력배치를 통한 생산성 극대화를 이루고 있다고 밝혔다. ABB의 협동로봇은 사람이 수행하는 반복공정 속 실수를 최소화하고 더욱 효과적이고 신속한 스테이션 작업을 수행함에 따라 기존 대비 97% 이상의 생산 효율을 달성하고 있다.
ABB CRB 15000 협동로봇 / 사진. ABB
이탈리아의 압력 및 온도 센서 제조업체는 ABB의 GoFa CRB 15000 협동로봇을 적용해 라인의 생산성을 향상시키고 품질을 개선하는 데 성공하며 불량률 0%에 도달하고 있다고 밝혔다.
Brimind는 압력 및 온도 센서 제조업체로 자동차 업계에 Tier 1 공급업체이다. 동사는 IATF 16949 자동차 품질 표준을 인증 받았을 만큼 높은 기술 수준을 보유하고 있다. 해당 표준은 조직이 제품 및 서비스 품질의 일관성을 유지하고, 다양성과 낭비를 줄이며, 결함을 방지하고 있다는 것에 대한 인증이다.
자동차 고객의 높은 품질 기대치를 충족하기 위해 Brimind는 생산 라인 중 일부 하위 프로세스를 자동화하는 데에 집중했다. 이 라인은 차량 에어컨 시스템을 위한 복합 압력 및 온도 센서를 제작하는 세션이다. Brimind는 해당 라인에서 추가적인 인력 배치가 아닌 로봇이 수행할 수 있는 프로세스를 도입해 혁신을 모색하기로 했다. 센서의 전자 코어를 알루미늄 차체에 결합하는 것과 조립된 센서 본체를 가져와 누출 테스트 스테이션으로 옮기는 과정이 그 예이다.
Brimind의 안젤로 레오 상무는 “해당 스테이션은 이전에 오퍼레이터가 지속 투입돼 왔으나 실수가 잦아 품질 수준이 원하는 만큼 높지 않았다”라며 “자동화를 도입함으로써 우리는 안정적인 품질 수준을 개선하고 유지하며 라인의 생산성을 향상시키고 싶었다”라고 전했다.
협동로봇 이상적 움직임 실현
Brimind는 이전 조립 작업에 로봇을 사용한 경험을 바탕으로 ABB의 GoFa 협동로봇을 적용했다. 안젤로 레오 상무는 “해당 조립 라인은 스테이션을 하나씩 하위 프로세스로 분리한 모듈식 구성”이라며 “협동로봇 기반의 자동화 장비를 도입함으로써 이 세 스테이션과 나머지 공정 라인을 방해할 수 있는 거대한 보호벽이 필요치 않아 모듈화를 유지할 수 있었다”라고 강조했다.
두 대의 협동로봇에는 각각 그리퍼가 2EA씩 장착돼 있다. 작업자가 센서를 전달해주면 좌측의 로봇은 이를 픽업해 본체와 장착 후 다음 공정으로 전달한다. / 사진. ABB
자동화를 통해 조립을 하는 모습 / 사진. ABB
조립이 완료되면 로봇은 이를 픽업해 최종 테스트 세션으로 전달한다. / 사진. ABB
ABB의 CRB 15000은 최대 5kg의 가반하중을 처리하도록 설계됐다. 특히 6개의 조인트 각각에 지능형 토크 및 위치 센서가 통합돼 탁월한 출력과 힘 제한 성능을 제공한다. 또한 GoFa는 최대 2.2 ㎧의 툴 센터 포인트(TCP) 속도와 기존 시장에 출시된 5㎏급 협동로봇 대비 12% 정도 긴 950㎜의 리치를 활용해 정해진 기간에 더 많은 작업을 수행할 수 있다. 자동 모드를 적용할 경우, 더욱 부드럽고 뛰어난 반응성을 발휘하며, Arm-side 인터페이스와의 상호작용이 우수해고 직관적인 프로그래밍 인터페이스는 작업자가 효율적으로 로봇 프로세스를 구현할 수 있도록 서비스를 제안한다. 이외에도 작업자가 일정 거리 이상에서 감지될 경우 즉시 중지시킴으로써 부상의 위험을 방지하고, 로봇의 상태를 전달하는 상호 작용 표시등이 흰색(대기)/녹색(생산 실행 중)/노란색(프로그래밍 중)/빨간색(중지) 등으로 표시돼 상황에 따라 이를 인지하고 환경을 구축하는 데 효과적이다.
Brimind가 생산하는 센서는 비교적 치수가 작고, 가벼워 회사의 제조 공정에 협동로봇을 적용하고 이를 테스트하기에 이상적인 제품군이었다는 것이 ABB 측의 설명이다. 두 대의 ABB GoFa 로봇은 지난 2021년 12월 설치돼 현재 세 스테이션에서 운영되고 있다. 첫 스테이션에서 한 대의 협동로봇은 전자 부품에 본체를 조립해 다음 스테이션으로 이동시키는데, 여기서 나머지 한 대는 안전을 위해 조립 공정을 부분적으로 차단하고 제품을 테스트 세션으로 전달시켜 작업자가 이상 여부 등을 진단할 수 있도록 한다.
기대 이상 효과 달성
ABB의 협동로봇은 Brimind 측에서 기대했던 생산성을 뛰어넘는 놀라운 결과를 달성해냈다. 초기 매뉴얼 기반의 방식은 90%에 가까운 OEE(Overall Equipment Effectiveness 설비종합효율)를 달성한 바 있다. Brimind는 이것을 약 95%까지 증가시키는 목표를 가지고 있었으나 현재 조립 공장은 97%의 생산성 향상 효과를 거두고 있다.
Brimind의 공정 엔지니어 Daniele Bini는 “GoFa는 공정 라인에 유연성과 반복성을 효율적으로 제공한다. 다양한 부품을 처리하는 데 적용할 수 있고 대량 생산과 동일한 품질의 제품 샘플을 생산할 수 있어 효과적”이라며 “오퍼레이터가 직접 수동으로 옮기는 것보다 콘트롤러를 통해 로봇의 위치를 조정하고 구성요소 등을 쉽게 변경할 수 있다는 점에서 편의성이 확보돼 있다”라고 언급했다.
재구성이 가능한 생산라인을 확보하고 향후 추가될 공정 라인을 설계하는 데에 시간 지출을 줄이기 위해 Brimind는 ABB의 지원을 받아 협동로봇을 직접 설치했다. 이 과정에서 ABB는 전기적인 도식이나 프로그래머의 명령 혹은 로봇 무브먼트에 관한 정보 등을 신속히 전달했으며, 추가적으로 운영하고 있는 RobotStudio AR Viewer를 통해 다양한 정보와 매뉴얼을 제공했다는 후문이다.
RobotStudio AR Viewer / 사진. ABB
이제 Brimind 오퍼레이터의 역할은 단순 기계 관리에서 전반적인 라인 관리로 변모했으며, 단순히 장비에 부품을 공급하는 것에 그치지 않고 철저한 감독 역할도 수행하게 됐다. 추가적으로 효율적인 인력 배치가 가능해짐에 따라 전반적인 라인 프로세스가 획기적으로 전환됐다고 Brimind는 전했다.
안젤로 레오 상무는 “향후 각 라인의 스테이션과 센서 및 밸브 공정에 추가적으로 로봇을 적용하고, 생산성을 더욱 극대화할 계획”이라고 전했다.
