다품종 소량 생산품 포장라인의 로봇 자동화 방법

Abstract

인건비 상승에 따라 자동화 설비와 로봇에 대한 수요와 관심이 증가하였다. 기존에 가장 많은 연구와 자동화 사례가 있는 분야는 소품종 다량생산 제품에 해당하는 반도체, 자동차, 군사 물품 등 이다. 자동화 라인을 구축하면 인원 효율화를 통해 원가의 3요소 중 하나인 인건비를 감소시켜 제조 원가를 낮추거나 쉬지 않고 빠르게 움직이는 로봇이 생산성을 증가 시켜 이익을 얻을 수 있다. 산업용 로봇을 통해 자동화 라인 설계 시 작업자의 안전을 위해 펜스가 반드시 필요하며 초기 투자비용이 많이 발생한다. 연구 대상인 박스 포장 작업의 특성상 작업자가 반드시 담당해야 하는 작업이 있기 때문에 작업자 옆에서 함께 작업 할 수 있는 협동 로봇을 사용 하였다. 본 연구에서는 발주를 받아 생산하는 방식인 소품종 다량생산 라인의 포장 공정 자동화 프로세스를 제시하며 시뮬레이터를 통해 검증한다. 작업자가 양팔을 이용해 박스를 접는 동작은 6축 로봇이 재현하기에 무리가 있어 박스를 접는 장치를 보조로 사용 하였다. 박스를 접는 장치에 해당하는 제함기의 제함범위를 바탕으로 박스 크기에 따른 1차 분류를 하여 제함기를 사용 하였다. MODAPTS 분석을 통해 박스를 접는 방법에 따른 분류와 MODAPTS에서 제시한 M(Move) 기호 별 Usual Distance를 통해 움직이는 거리에 따른 로봇의 Teaching File을 구분 하였다. 공정 Simulator의 한 종류인 Visual Components를 사용해 구분된 3가지 타입에 따른 자동화 라인의 운영 가능 여부에 대해 검증 하였다.