FOCUS #2
움직이는 워크피스에 볼트를 체결하라!

 

스크루 나사 체결에 로봇을 이용하는 것은 그렇게 드문 애플리케이션이 아니다. 그러나 고정되지 않은 워크피스에 정확하게 나사를 체결하는 것은 쉬운 일이 아니다. 하물며 컨베이어나 리니어 모션 시스템과 같이 워크피스가 ‘흘러가는’ 공정 물류 상에서 좁은 나사구멍에 정확하게 나사를 삽입해 체결하는 것은 기술은 물론 로봇의 스펙도 뒷받침돼야 가능한 고난이도의 애플리케이션이다. 국내의 경우 대기업 가전 공정에서 해당 애플리케이션이 적용되면서 로봇업계의 관심을 모았다. 

 

한국엡손의 컨베이어 트래킹 나사 체결 공정 데모(사진. 로봇기술)

 

이날 전시회에서는 한국엡손과 스토브리코리아가 각각 스카라로봇과 다관절로봇을 이용해 해당 애플리케이션 데모를 선보였다. 
한국엡손은 자사의 스카라로봇 LS10B 모델을 이용한 나사 체결 시스템을 선보였다. 해당 공정은 공정을 동기화해 로봇이 워크피스를 따라가며 나사를 체결해야 하는데, 한 번이라도 동기화가 어긋나면 공정 작업에 문제가 생긴다. 이에 따라 정속을 유지하면서 로봇이 계속 워크피스를 따라가며 나사를 체결하는 것이 중요하다. 

한국엡손은 이를 위해 두 개의 센서를 이용한 센서 트래킹 기술을 활용했다. 공정 흐름을 담당하는 볼 스크루의 엔코더 값을 통해 로봇이 정속으로 워크피스를 운반하는 가이드를 따라가며 나사 체결 작업을 수행하는 방식이다. 

센서 트래킹 방식의 가장 큰 강점은 속도이다. 비전 트래킹의 경우 비전센서가 처리한 데이터를 받아 로봇이 움직이는 데, 이 과정에서 약간의 딜레이가 발생하기 때문에 컨베이어 스크루 나사 체결과 같은 디테일한 공정에서는 사용이 어렵다는 게 중론이다. 단 제품이 고정돼야 하고 나사 체결 위치가 고정돼야 한다는 단점이 있다. 

 

스토브리코리아의 컨베이어 트래킹 나사 체결 공정 데모(사진. 로봇기술)

한편 스토브리코리아는 최근 비전 트래킹 방식의 단점을 보완한 컨베이어 스크루 나사 체결 애플리케이션에 성공했다. 이번 전시회에서 동사는 다관절로봇과 컨베이어 비전 트래킹 기술을 접목한 나사 체결 데모를 소개했다. 

스토브리코리아의 송무상 차장은 “해당 애플리케이션이 적용되는 실제 현장에서는 컨베이어의 속도와 비전의 좌표 값을 실시간으로 읽고 로봇이 움직여야 한다. 문제는 컨베이어의 속도 그래프를 살펴보면 육안으로 식별하기 힘든 미세한 가감속이 있기 때문에, 이에 대한 정보를 리얼타임으로 처리해야지만 끊어짐 없이 스크루 나사 체결 작업이 가능하다.”라며 “스토브리 로봇의 경우 4㎳(4/1,000초) 내에 응답 반응이 가능해 고속 컨베이어 환경에서 비전 트래킹 기반의 스크루 체결 작업을 자동화할 수 있다”라고 설명했다.