빠른 설계주기와 효율적 수요 대응을 위한 통합 로봇 시스템

MITSUBISHI ELECTRIC

업계는 운송장비, 전자제품, 전기 장비, 기계 산업 등의 제조 현장에 로봇 비율이 2025년까지 약 75%가 될 것으로 예상하고 있다.

이러한 로봇의 성장에는 피킹, 팔레타이징, 컨베이어 적재 및 하역 그리고 창고관리 기능이 포함된다. 로봇이 더욱 민첩해지고 지능화됨에 따라 작업자는 더욱 안전해지고 생산라인은 일관된 품질과 효율성을 갖게 된다. 과거의 로봇은 핵심 생산설비를 설치한 후 라인작업의 마지막 공정에 추가됐지만 이제는 OEM이 제공하는 통합 메카트로닉스의 일부가 되었다. 고도로 통합된 전기 및 기계 시스템을 사용하여 성능을 개선하고 에너지를 절약하며 기계적 설치공간을 줄이기 때문이다.

산업 전반에 걸친 로봇

전자 상거래 요구는 소비자 패키지 산업에서 포장과 물류의 복잡성을 증가시키고 있다. 제조업체는 다양한 크기의 패키지를 수용하고 인건비를 줄이며 더욱 짧은 생산 시간을 위해 운영방식을 혁신해야 한다.
사용자는 이제 IT 및 운영(OT) 직원을 강화하여 고속성능, 설치공간 감소 및 정보 투명성 개선이 가능한 스마트 머신에서 빌더와 협업하는 방안을 찾고 있다. OEM은 자가진단 및 원격 모니터링이 가능한 작은 공간에서 더욱 빠른 시스템을 제공하기 위해 자동화 및 로봇 제품을 통합하고 있다.

이러한 시스템은 필요시 보고서와 경보를 제공하면서 자가진단 및 원격 모니터링을 가능하게 한다.
즉시 배송에 대한 소비자의 요구, 적재 공간 및 배송 옵션을 최적화해야 하는 소매업체의 요구로 인해 기계는 더욱 높은 응답성이 필요하게 되었다. 이러한 요구사항을 충족하기 위해 로봇 공급업체는 쉬운 프로그래밍 및 교육 도구, 예측 유지관리 진단 및 경보(운영자에게 실시간으로 제공)를 통합하고 비용을 절감하고 있다. 이러한 기술 발전은 OEM이 기계 비용과 설계 복잡성을 합리적으로 유지하면서 기능을 확장할 수 있는 기회를 창출한다.

통합 로봇의 경우

노동력과 배송 옵션의 변동성으로 인해 정보 전송 통합과 정밀한 제어 동작이 요구되고 있다. 컨트롤러와 물류 또는 창고 시스템 간의 직접적인 통신은 설비 최적화를 위해 중요한 부분이다. 마찬가지로 로봇 통합은 시스템 속도와 작업자 개입 및 학습 요구 사항을 최소화한다.

로봇의 알림신호와 함께, 생산 중의 모션 상태가 모니터링되고 HMI에 저장되어, 필요할 때 작업자 화면에서 즉각적인 분석을 제공한다. 작업자는 생산을 실행하고 유지보수 담당자는 문제 해결 또는 기계 상태 보고를 위해 동일한 HMI 디바이스를 사용한다.

OEM은 민감한 데이터를 기계에서 관리하거나 메모리 카드에 업로드 및 오프로드 할 수 있도록 특정 화면을 설계할 수 있다. 로봇은 제품 실행을 위해 재프로그래밍을 받거나 동일한 장치에서 스토리지 패턴을 재구성하게 된다.

AGV 또는 ASRS와 같은 통합기계와 여러 대의 로봇이 있는 전자 상거래가 진행되고 있는 공간에서 실시간 정보를 개인 또는 공용 클라우드에 연결하여 대규모 행동 모니터링 및 이상 감지를 수행한다. 이로써 여러 대의 복잡한 기계가 분산되어 있는 OEM은 예측동작 및 유지관리를 제공하는 동시에 생산 손실, 화물 손상 감소 없이 적시에 수요를 충족함으로써 비즈니스 모델을 향상시킨다.

진보된 로봇의 정확성과 핸들링

새로운 로봇은 그리퍼, 자석, 진공 및 흡입 장치와 통합 비전 시스템을 제공하는 엔드 이팩터(end effector)에 대한 옵션들을 혁신적으로 증가시켰다. 다양한 엔드 이팩터 옵션과 같이 비전 시스템의 긴밀한 통합성은 패키지의 유연성을 높이고, 유지관리 및 통합비용을 낮췄으며 기계적 간섭과 복잡성을 줄였다.

로봇 기술이 향상되면서 전체 제어 시스템과 더욱 완벽하게 통합됨에 따라 프로그래밍이 쉬워져 설계, 운영 및 유지보수가 보다 저렴해지고 있다.
로봇의 적응력이 향상되고 포장, 자재 취급, 식품 및 음료 등 기계 핵심에 통합됨에 따라 사용자는 노동 및 유지 관리 비용의 개선, 빠른 속도, 개선된 정확도, 작은 설치 공간을 위한 기계적 통합을 기대할 수 있다. 특히 여러 대의 로봇을 포함하는 설계는 문제가 많고 자동화 시스템과의 통합을 통한 협력 제어가 필요하다. 최근에는 프로그래밍 도구와 시간 동기화를 활용하여 자동화 시스템과 로봇의 동작을 긴밀하게 통합하여 처리량을 최적화할 수 있다.

로봇은 점차 인간과 같이 지능적으로 일하기 위해 고급센서와 안전 기능을 통합할 것이다. 로봇 기술의 발전으로 자동화 시스템과의 통합이 더욱 중요해지고 있다. 로봇기술의 발전으로 창고와 물류 라인에서 로봇과 인간 작업자와의 공동 작업을 위해 시스템 통합이 더욱 중요해질 것이다. 이때 생산 요구 사항과 작업자의 행동에 따라 속도를 늦추거나 멈추는 지능이 필요하다.

OEM 기회

OEM은 이제 로봇을 기계에 통합하여 전환시간 단축, 속도 및 정확도 개선, 인건비 절감, 최적의 전체 장비 효율성을 제공해야 할 필요성을 인식해야 한다.
수요 관리 분야에 다양한 패키지 크기, 제품 혼합 및 증가된 충전율(fill rate)을 참고하기 위해 로봇 구성이 포함될 수 있다. 또한 로봇은 보다 안전한 포장 및 배송 옵션을 제공하기 위해 식품과의 직접 접촉, 냉장 창고 운영을 제공하는 동시에 작업자에게 보다 안전한 환경을 제공해야 한다. 이를 위해선 업스트림에 있는 메카트로닉스 및 전기 제어와 완벽하게 통합해야 한다.

로봇 제어를 PLC와 통합하면 전속력으로 실행하고 제품 믹스를 즉석에서 변경하면서 분류, 피킹 및 배치를 보다 정확하게 제어할 수 있다. 별도의 화면, 운영 체제 제어 장치에서 로봇 시스템을 프로그래밍하고 운영할 필요가 없다. 작업자는 단일 인터페이스에서 작업을 제어할 수 있는 단일 소프트웨어 툴킷에서 변경사항을 프로그래밍하고 문제를 해결하며 로봇을 멈출 수 있다.
공통 하드웨어 플랫폼에 통합하면 복잡한 소프트웨어 핸드오프 및 개별 프로그래밍 시스템을 묶는 통합 비용이 필요하지 않다. 컨트롤러와 로봇 관리 주기, 통신 속도가 감소함에 따라 타이밍과 정확도가 향상된다.

프로그래밍 및 시뮬레이션 도구는 교육 및 개발 비용도 절감한다. 뿐만 아니라 라이선스 비용과 장비의 수명 전반에 걸쳐 위험을 낮추는 동시에 비즈니스 모델을 위한 기능 업그레이드를 제공한다.
미래를 내다보는 OEM은 로봇 공학을 적극적으로 채택하여 가치 제안을 높이고 수익원을 향상시키면서 고객에게 가속화된 성능을 제공한다.

자료 제공: MITSUBISHI ELECTRIC(www.mitsubishielectric.com)