● 지능형 무인 조립 셀 개발 동향
세 번째 강연은 ‘지능형 무인 조립 셀 개발 동향’이라는 주제로 삼성전자(주)의 최용원 수석연구원이 맡아 진행했다.
최용원 연구원이 근무하는 삼성전자 생산기술연구소는 사내 제조라인에 필요한 생산기술을 연구하는 부서이다.
지난해 동세미나에서 삼성전자 내 디바이스 부문에서 쓰이는 ‘LCD/Wafer 반송로봇의 개발 및 기술동향’에 대해 발표한 바 있는 그는, 이번 세미나에서는 세트사업부분(가전제품)에 쓰일 수 있는 ‘무인 조립 셀 기술’에 대해 발표했다.
최 연구원은 세계적인 산업용 로봇 동향과 3차 로봇 붐의 근거를 설명하고, 다품종 변량생산을 위해 여러 가지 일을 할 수 있는 로봇으로 구성된 무인 조립 셀을 설명했다. RCMS(Robot Cell Manifacturing System)로 명명된 이 로봇 Cell 생산시스템에 적용되는 로봇에 들어갈만한 기술들도 함께 소개되었다. 우선 매니퓰레이터는 양팔형으로 설계되어야 했으며, 좁은 공간에서 작업하기 위한 소형화와 정밀조립작업을 위한 고강성/고정밀도 그리고 다양한 자유도가 요구 되어졌다. 비전 센서부분에 있어서는 부품 인식을 위한 3D 매칭 기술, 부품을 따라가는 3D 트래킹 기술, 바코드 인식기술과 로봇과 부품간이 위치 캘리브레이션을 위한 기술 등이 필요했다. 이외에도 조립작업을 위한 다양한 힘 센서에 대한 설명과 함께, 다양한 작업을 위해 필요한 다기능 핸드인 천수관음형 핸드와 Dexterous Hand 등이 시연 동영상과 함께 소개되기도 했다.
최 연구원은 이러한 무인 조립셀의 사례로써 캐논의 카트리지 조립 공정을 소개했다. 그는 이러한 공정의 자동화가 제품의 설계부터 달리해야 가능하다고 밝히며, 로봇기술 보다 로봇이 작업을 할 수 있도록 하는 어플리케이션 기술이 더 중요하다고 설명했다. 덴소와 후지쯔의 사례에서는 Adaptive Production System과 Micoro-Assembly Machine을 통해 각 모듈간의 PnP 기능과 조립셀간의 커뮤니케이션 기술과 각 시스템의 장점을 설명하기도 했다.
화낙의 사례에서는 로봇끼리 워크를 전달해가며 별도의 지그나 주변장치 없이 작업을 하는 인텔리전트 작업을, 야스카와의 경우에는 듀얼암을 통한 로봇 조립 사례가 소개되기도 했다. 덧붙여 그는 인텔리전트 로봇의 경우 굳이 로봇 암의 Payload에 구애받지 않고 크레인과 같은 주변장치와 공조시켜 효과적으로 작업할 수 있음과 이를 바탕으로 한 실제 개발모델을 소개했다.
최 연구원은 마지막으로 삼성전자 생산기술연구소에서 개발한 무인 조립셀의 구성과 데모 동영상을 소개하며, “앞으로 가격과 유연물 핸들링 등의 기술적인 부분들만 해결 된다면 무인 조립셀 분야의 발전 가능성이 매우 클 것”이라 밝혔다.
● 차체 용접라인의 최신 로봇 어플리케이션 기술
마지막으로 한국가와사키머신시스템(주)의 전철우 부장이 ‘차체 용접라인의 최신 로봇 어플리케이션 기술’이라는 주제로 강연을 맡았다.
전철우 부장은 ▲Total 설비 Cost 저감 ▲다차종 생산을 위한 설비의 유연성 증대 ▲설비 공기 단축 ▲작업 공간 최소화라는 자동차 회사의 기본적인 요구사항들을 언급하고, 이에 대한 해결 수단으로 한국가와사키머신시스템이 제시했던 어플리케이션과 그에 따르는 기술들을 하나씩 설명했다.
우선 그는 한 공정에 로봇을 여러대 설치하는 고밀도 설치를 통해 Total 설비 Cost 저감과 설비 공기 단축, 작업 공간 최소화를 이루었다고 밝히고, 이를 위해 필요했던 경량 용접 건의 개발을 통해 가능해진 Slim 타입의 스폿 용접 로봇, 고속의 제어가 가능한 소형 컨트롤러 등을 소개했다.
로봇의 경우 ZH100U가 이러한 예시로 언급되었는데, 본 로봇의 가장 특징으로는 전방배치가 가능하도록 전고와 전폭을 종전의 절반 정도로 줄였다는데 있다. 예시로써 언급된 토요다 메인바디 증타 공정 라인의 경우 중형 150kg로봇 2대가 놓였던 자리에 본 로봇 3대를 배치하여 앞서 언급된 목적을 달성했다. 국내의 경우 현대자동차 아산공장 메인바디 공정에 두 공정을 연속으로 고밀도 배치하여 신차종이 들어왔을 때 공정을 2가지로 유연하게 대처할 수 있도록 한 사례가 소개됐다. 이밖에도 ZH100U의 다양한 적용례를 들며, 본 로봇을 통해 20%의 공간 절약이 가능함을 어필했다.
제어기의 경우 소형 Cabinet의 E-Controller가 소개됐다. 전철우 부장은 이 제어기가 기존 동사의 구형 D-Controller와 비교하여 가로 150mm, 높이 250mm 정도 크기가 축소되었으며, 이를 통해 체적비는 약 40%, 설치 면적비는 약 25%가 축소되었다고 밝혔다. 성능에 있어서는 유저 메모리가 기존 메모리와 비교하여 20배 이상 커졌으며, 비동작 명령의 실행 속도도 한층 빨라졌다. 또한 자기진단 기능 등을 이용해 보수성도 크게 향상되었다.
다음으로 Total 설비 Cost 저감, 설비 유연성, 설비 공기 단축을 위한 다양한 주변장치 로봇화 기술이 소개됐다. 여기에는 ▲차체 검증 라인에서 층간을 연결하는 목적으로 쓰이는 중가반 붕치 로봇 MT400N ▲다양한 필요에 맞춰 축을 구성하여 다양한 차종을 한 라인에서 손쉽게 대응할 수 있도록 개발된 NC Locator ▲멀티 콘트롤러를 중심으로 시스템을 구성하여 조작성을 통일한 지그 로봇 시스템 ▲PLC 기능을 소프트웨어로 실현한 내장 PLC 기능의 KLogic 등이 소개 되었다. 특히 지그 로봇 시스템은 오토바이 프레임 아크 용접 시 두 대의 로봇이 협조하며 용접효율을 75%에서 95%까지 향상시킨 사례가 동영상을 통해 선보여 참석자들의 관심을 끌었다.
다음으로 Total 설비 Cost 저감을 실현한 비전을 활용한 부품공급 자동화 어플리케이션이 소개됐다. 여기에 쓰인 가와사키의 화상처리장치 K-HIPE-R-PC는 기존에 비해 아주 빠른 속도로 영상처리가 가능하다는 이점 외에도 카메라, 레이저 센서, 스트레오 센서 등을 일반적으로 판매되는 제품으로도 장착 및 사용이 가능하다는 특징을 갖고 있다. 마지막으로 로봇의 보수 및 유지와 관련하여 안전회로, 팬 회전수, CPU 온도 등의 상태를 모니터링 할 수 있는 DIAG(자기 진단 기능)에 대한 좀 더 자세한 설명이 이어졌다.
