로봇을 활용한 부품 투입·배출 자동화 가이드

CNC 장비와 사출 성형기는 제조 현장의 핵심 설비입니다. 이러한 설비를 안정적으로 가동하려면 적절한 관리가 필요합니다. 작업자가 직접 부품을 넣고 꺼내는 일은 같은 동작을 반복해야 해 신체에 부담을 줍니다. 시간도 많이 들고 부상 위험도 있습니다. 부품 투입·배출 작업을 자동화하면 기업 규모와 관계없이 생산성과 작업 안전을 높이면서 운영 비용을 줄일 수 있습니다. 협동로봇(코봇)은 이러한 자동화를 비교적 빠르게 구현할 수 있는 효과적인 수단으로 주목받고 있습니다.

전 세계적으로 숙련 인력을 확보하기 어려워지고, 생산 주기를 단축해야 한다는 압박도 커지고 있습니다. 기업은 비용을 크게 늘리지 않으면서 생산 규모를 확대할 방법을 찾아야 합니다. 코봇을 활용하면 부품 투입·배출, 팔레트 적재, 용접 등 다양한 공정을 자동화할 수 있습니다. 기존 산업용 로봇보다 빠르고 유연하게 설치할 수 있으며, 공간도 적게 차지합니다. 도입 후 며칠 만에도 효과를 확인할 수 있습니다.

부품 투입·배출 작업이란?

제조업체가 안정적으로 수익을 내기 위해서는 생산 설비가 오랫동안 제 성능을 발휘해야 합니다. 기존 설비의 가동률과 효율을 높이는 것도 중요한 과제입니다. 산업용 설비에 소재나 부품을 일정한 속도로 투입하고 배출하면 생산성과 수율을 높이고, 장기적으로 생산 비용을 줄일 수 있습니다. 이처럼 설비에 소재나 부품을 넣고 작업이 끝난 뒤 꺼내는 과정을 부품 투입·배출 작업(machine tending)이라고 합니다.

수십 년간 이러한 반복 작업은 작업자가 직접 수행해 왔습니다. 숙련 인력 확보가 어려워지면서, 신체적 부담이 큰 부품 투입·배출 작업은 제조 현장에서 자동화 수요가 높은 공정 중 하나가 되었습니다. 소재나 가공 전 부품을 설비에 넣고 가공이 끝난 뒤 꺼내는 일련의 동작을 자동화하면 작업 편차를 최소화할 수 있습니다.

유니버설 로봇의 코봇은 어떻게 도움이 될까요?

코봇은 물체를 집어 원하는 위치에 놓는 작업에 적합합니다. 부품 투입·배출도 기본적으로 이러한 동작을 기반으로 합니다. 같은 부품 투입·배출 작업이라도 설비와 공정에 따라 요구 사항과 복잡도는 달라집니다.

코봇은 다양한 엔드 이펙터, 비전 시스템, 주변 장치와 원활하게 연동할 수 있어 공정에 맞는 자동화 시스템을 구성하기 쉽습니다. 설치 공간을 적게 차지하고, 소프트웨어도 유연하고 사용하기 쉬워 기존 생산 공정에 빠르게 적용할 수 있습니다.

코봇을 활용한 부품 투입·배출 자동화 셀의 구성

자동화 셀의 설치 방식은 공정마다 다르지만, 일반적으로 다음과 같은 구성 요소가 필요합니다.

• 코봇 암
  작업 공간에 맞는 가반하중과 작업 반경을 갖춘 모델을 선택하고, 부품과 작업 특성에 적합한 그리퍼를 선정합니다.
• 로봇 설치대
  코봇을 적절한 높이와 각도로 설치해 작업 동선을 최적화합니다.
• 산업용 설비
  CNC 장비나 사출 성형기 등 자동화 대상이 되는 설비입니다. 파편이나 이물질이 밖으로 튀는 것을 막는 보호 도어 등 적절한 안전장치가 갖춰져 있어야 합니다.
• 부품 공급·배출 장치
  가공 전 부품을 준비해 두는 공급부와, 코봇이 작업을 마친 부품을 내려놓는 배출부가 필요합니다. 공급부와 배출부에는 컨베이어나 부품 적재대를 사용할 수 있습니다.
• 소재 및 가공 전 부품
  해당 공정에 투입할 소재나 부품을 준비합니다.
• 제어 장치 및 운영 인력
  코봇 프로그래밍에 필요한 컨트롤러와 주변 장치를 준비하고, 설정과 운용을 담당할 작업자를 배치합니다.

안전

작업 안전은 코봇을 활용한 부품 투입·배출 자동화의 주요 장점입니다. 작업자가 기계에 부품을 직접 넣고 꺼내는 반복 작업을 줄이면 부상 위험도 크게 낮출 수 있습니다. 코봇에 내장된 여러 안전 기능은 시스템 구성을 간소화하는 데도 도움이 됩니다.

예를 들어 출력과 힘을 제한하는 제어 기능을 활용하면, 해당 공정의 위험성 평가 결과에 따라 고정식 안전 펜스 없이 시스템을 구성할 수 있습니다.

출력, 속도, 정지 거리 등의 제한값을 작업에 맞게 설정하면 필요한 설치 공간을 줄일 수 있습니다. 안전 요건을 충족하는 공정에서는 작업자가 코봇 가까이에서 일하거나 작업 공간을 함께 사용할 수 있습니다.

설비 주변에서 일하는 사람들의 안전을 확보하려면, 도입 전에 해당 공정에 대한 상세한 위험성 평가를 반드시 수행해야 합니다.

고객 사례로 확인하는 도입 효과

코봇을 활용한 부품 투입·배출 자동화는 전 세계 제조 현장에서 이미 성과를 내고 있습니다. 다양한 규모의 기업이 실제 현장에서 효과를 확인하고 있으며, 성공 사례도 계속 늘고 있습니다.

다음은 코봇으로 비용을 줄이면서 품질과 생산성을 높인 고객 사례입니다.

• 일본의 자동차 부품 OEM 업체 Aido Industry는 3년 만에 생산성을 두 배로 높였습니다.
• Bernacki Industrial Services는 정밀 부품 한 개를 생산하는 데 드는 인건비를 줄였습니다.
• Fujita Works는 숙련 작업자에 대한 의존도를 낮추고, 수년에 달하던 교육 기간을 수개월로 단축했습니다.
• Jenny|Waltle는 코봇 두 대를 상시 2교대로 운영해 12개월 만에 생산량을 11% 늘렸습니다.

부품 투입·배출 작업의 효율 높이기

코봇을 활용한 부품 투입·배출 자동화는 효율을 높이고 오류와 낭비를 줄이는 검증된 방법입니다. 작업자는 신체에 부담을 주는 반복적인 수작업에서 벗어날 수 있습니다.

코봇은 다양한 작업에 유연하게 활용할 수 있고 사용법도 익히기 쉬워, 기존 작업자가 자동화 기술을 배우고 숙련도를 쌓는 데도 도움이 됩니다. 부품 투입·배출 자동화를 도입하려는 기업에는 유니버설 로봇이 필요한 정보와 전문적인 조언을 제공해 드립니다.