로봇은 ‘기계기술의 꽃’…인지기술 융합으로 더욱 지능화

로봇이 가장 많이 사용되고 있는 분야 중 하나가 용접이다. 자동차를 만들 때 차체를 결합하거나 선박을 만들 때 용접하는 환경은 매우 열악하다. 열악한 작업 환경을 로봇으로 대체하는 노력들이 많이 이루어지고 있는데, 이미 자동차 산업에서는 용접을 로봇이 거의 100% 하고 있다. 선박의 경우에는 CAD 정보에 의해서 로봇이 어떻게 어느 부분을 용접해야 하는지 인식하고 작업에 들어간다.

문제는 용접의 오차이다. 로봇이 CAD 정보를 가지고 있더라도 실제 작업물은 지그 위에 있어도 항상 일정한 위치에 놓여있지 않아 편차가 발생할 수 있다. 그래서 터치센싱 기술을 활용하기도 한다. 터치 센싱은 로봇의 툴(용접기)과 작업물의 접촉에 의한 인식을 통하여 작업의 시작점과 종료점을 검출하는 기능을 한다. 따라서 기존 티칭된 궤적에 따라 정밀한 작업을 할 수 있다. 또 하나는 아크 센싱 기술이 있다. 아크용접 로봇 시스템은 용접 중인 전류값의 변화를 실시간 인지하여 로봇의 용접 경로를 판단하여 자율 운전이 가능하도록 한다.

실제 활용 사례를 보겠다. 먼저, 굴삭기를 만드는 중국 소재의 공장이다. 현대는 20년 전에 인건비가 저렴한 중국으로 공장을 옮겨 굴삭기와 지게차를 생산해왔다. 그런데 이곳에도 매년 8~10% 인건비가 상승하고 있고, 용접 품질과 생산성 저하는 물론 고 기량의 용접사 수급에도 어려움이 있었다. 그래서 2018년부터 용접을 로봇으로 다 바꿨다. 후판 용접로봇 시스템을 구축함으로써 효과는 높게 나타났다. 우선, 공정별 16명에서 2명으로 인력을 절감했으며, 용접 품질 개선으로 품질 신뢰도가 크게 향상됐다. 또한, 아크율 증가(60%)로 용접 생산성이 올라갔고 위험작업 환경 개선되어 쾌적한 작업 분위기가 조성됐다.

로봇은 인지기술의 융합으로 더욱 지능화가 되고 있다. 그 예로, 비정형 물류 처리를 위한 비전 기술이 활용되고 있다. 최근 조립·반송을 위한 핸들링 응용과 검사 응용에 로봇의 수요가 증가하고 있지만, 로봇은 눈이 없기 때문에 불규칙하게 놓여 있는 물건은 처리를 못한다. 사람이 정렬시켜주면 로봇이 작업하는 진행방식이 현재까지의 수준이었다. 로봇이 사람처럼 정렬해서 작업할 수 있도록 하기 위해 활용한 기술이 머신비전 기술이다.

작업물이 불규칙적으로 쌓여 있더라도 비전으로 찍으면 물건이 어떤 모양으로 어떤 위치에 어떤 각도로 놓여 있는지 알 수 있어, 로봇은 정확한 위치에 가서 집어 올릴 수 있다. 때문에 사람이 하던 영역을 이제는 시각기능을 가지고 로봇이 대신할 수 있게 됐다.또한, 3D 스캔 비전 시스템을 활용하면 로봇이 정지하지 않고 연속 이동하여 제품의 영상을 획득, 다양한 검사작업을 수행할 수 있다. 이로 인해 검사 및 측정 공정의 사이클 타임이 향상된다.

(첨단 헬로티 1월 29일 내용 일부)

소견)일 자체가 단순 반복이 아닌 비정형화되어 있고 규칙적이지 않는 작업인 경우에는 여전히 사람이 하고 있었다. 그런데 스마트 팩토리를 위한 로봇은 사람처럼 불규칙적인 것도 인식해서 별도 정렬장치없이 저렴한 자동 피킹작업할 수 있어야 합니다.