여행자 (모바일) 코봇과 전통적인 산업 로봇에 대한 장점

산업 4.0의 최첨단: 모바일 협동 로봇의 활용 사례

모바일 협동 로봇(코봇)은 이동 플랫폼의 자율성과 로봇 팔의 정밀성 및 다재다능함을 결합하여 유연한 생산 환경에서 까다로운 작업을 처리합니다. 이러한 혁신적인 시스템은 원활한 인간-기계 상호작용을 가능하게 함으로써 산업 자동화에 혁신을 가져오고 있습니다. 자재 취급, 기계 조작, 품질 관리 등 모바일 협동 로봇은 현대 제조 분야의 다양한 과제에 대한 해결책을 제시합니다.

최신 모바일 협동 로봇의 주요 기능

최신 모바일 협동 로봇은 산업 현장에서 강력한 도구로 활용될 수 있도록 다양한 혁신 기술을 탑재하고 있습니다

• 2D/3D 센서(예: 안전 레이저 스캐너, 카메라)를 사용하여 장애물을 감지하고 경로를 계획하는 자율 주행 시스템.
• 최대 10kg의 하중을 처리할 수 있는 협동 로봇 팔은 최신 집게 시스템과 센서를 갖추고 있습니다.
• 무선 인터페이스를 통해 ERP 및 MES 시스템과 같은 기존 IT 시스템에 쉽게 통합할 수 있습니다.
• 자동 충전소와 유도 충전을 통해 24시간 연중무휴로 작동합니다.

범위:

• 자재 물류
• 제작 지원
• 품질 보증

예시:

• 스테이션 간 부품 운반 및 팔레트 적재
• 기계 적재, 조립
• 차량 검사, 육안 검사

산업 분야:

• 자동차, 제약
• 전자제품, 금속
• 자동차, 항공

시장 선도 모델 및 제조업체

주요 모바일 협동 로봇과 각각의 특징은 다음과 같습니다

• Omron Moma: 이동형 LD 플랫폼과 TM 로봇 팔을 결합한 제품으로, 전자 및 제약 산업 분야의 픽앤플레이스 작업에 최적화되어 있습니다.
• KUKA의 KMR iisy: 자동화 차량 생산을 위한 3D 카메라와 안전 레이저를 탑재한 인간-로봇 협업(HRC) 가능 자율 이동 로봇(AMR).
• Igus의 Rebel 협동 로봇 시리즈: SLAM 기반 내비게이션을 탑재한 중소기업을 위한 비용 효율적인 솔루션(10,000유로부터).

적합:

• 협동 로봇의 부상: 이 기술을 이끄는 주요 인물들

고정형 시스템에 비해 가지는 장점

• 가동 중지 시간 단축: 새로운 생산 레이아웃에 신속하게 적응함으로써 가동 중지 시간을 최대 70%까지 줄일 수 있습니다.
• 공간 효율성 향상: 공유 업무 공간은 사용 가능한 공간 활용도를 최대 30%까지 최적화합니다.
• 안전 및 규정 준수: 안전한 인간-로봇 협업을 위한 ISO/TS 15066 표준을 준수합니다.

인공지능 기반 이미지 처리 기술을 통해 최신 모바일 협동 로봇은 표면 검사나 분류되지 않은 부품 처리와 같은 시각적으로 복잡한 작업까지 처리할 수 있게 되었습니다. 이러한 발전은 협동 로봇을 4차 산업혁명과 스마트 공장의 핵심 요소로 만들어 줍니다.

모바일 협동 로봇의 주요 장점

1. 안전 및 인간-로봇 직접 협업

• 안전 펜스 없이 작업 가능: 힘 제한 장치 및 3D 카메라와 같은 최첨단 안전 센서 덕분에 이동형 협동 로봇은 사람과 접촉 시 자동으로 멈춥니다.
• 물리적 협업: 협동 로봇은 사람과 상호 작용하고, 작업물을 함께 고정하거나, 부품을 건네줄 수 있습니다.

2. 유연성 및 이동성

• 자율 내비게이션: SLAM 기술은 작업 스테이션 간의 정확한 방향 파악 및 이동을 가능하게 합니다.
• 새로운 장소에 쉽게 도입 가능: 이동형 협동 로봇은 새로운 작업 및 생산 라인에 유연하게 적용할 수 있습니다.
• 플러그 앤 플레이 통합: 복잡한 케이블 연결 없이 기존 IT 시스템에 바로 접속할 수 있습니다.

3. 비용 효율성 및 빠른 투자 수익률

• 구매 비용 절감: 약 10,000유로부터 구매 가능합니다.
• 빠른 투자 회수: 투자 수익은 일반적으로 5~18개월 이내에 발생합니다.
• 리스 모델(서비스형 로봇): 초기 투자 비용을 줄이고 최신 로봇 기술에 대한 접근성을 높입니다.

4. 공간 최적화

• 보안 울타리가 없어짐으로써 필요한 공간이 30% 감소합니다.
• 이 로봇은 기존 산업용 로봇을 사용할 수 없는 협소한 공간에서 사용할 수 있습니다.

생산을 위한 전략적 이점

• 유휴 상태 동안 자동 충전을 통해 가동 중지 시간을 줄였습니다.
• 유연하고 이동 가능한 시스템을 통해 공간 활용도를 높였습니다.
• 인력 부족에 대한 회복력: 숙련된 근로자의 부담을 덜어주기 위해 단조로운 업무를 대신 처리하게 함.

기술의 한계

장점에도 불구하고, 모바일 협동 로봇은 다음과 같은 한계점도 가지고 있습니다

• 용접과 같이 초속 10m/s의 속도로 진행되는 고속 작업은 여전히 ​​기존 산업용 로봇의 영역입니다.
• 100kg 이상의 무거운 하중은 협동 로봇이 처리하기에 적합하지 않습니다.
• 극도로 높은 처리량을 요구하는 대량 생산에는 여전히 전통적인 산업용 로봇이 필요합니다.

이동성, 안전성, 그리고 빠른 투자 회수라는 장점을 갖춘 모바일 협동 로봇은 산업 디지털 전환의 핵심 요소입니다. 특히 의료 기술이나 전자 제품 제조와 같이 제품 다양성이 높은 분야에서 큰 이점을 제공합니다. 인공지능, 센서, 그리고 클라우드 기반 제어 시스템의 지속적인 발전으로 모바일 협동 로봇은 미래에 더욱 강력하고 다재다능해질 것입니다.

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모바일 협동 로봇: 현대 생산의 혁명

산업 자동화 분야는 현재 이동형 협동 로봇(모바일 코봇)의 개발 및 통합을 중심으로 급격한 변화를 겪고 있습니다. 자율 이동 플랫폼의 유연성과 로봇 팔의 정밀성 및 다재다능함을 결합한 이 정교한 시스템은 인간과 로봇의 협업에 새로운 시대를 열고 효율적이고 유연한 생산 공정 설계에 전례 없는 가능성을 열어주고 있습니다. 경직되고 고립된 작업 환경에서 작동하는 기존 산업용 로봇과 달리, 모바일 코봇은 인간과 매우 가까운 곳에서 역동적이고 안전하게 작업하도록 설계되었습니다. 변화하는 작업과 환경에 적응하는 이러한 능력은 빠르게 변화하고 요구 조건이 까다로워지는 글로벌 경제에서 경쟁력을 강화하고자 하는 기업에게 필수적인 도구가 되고 있습니다.

이동성과 협업의 상호작용

모바일 협동 로봇의 핵심 혁신은 현대 자동화의 두 가지 핵심 요소인 이동성과 협업을 결합하는 능력에 있습니다. 기존 로봇은 고정된 설치 위치와 안전 장벽의 필요성으로 인해 제약을 받는 반면, 모바일 협동 로봇은 완전히 새로운 차원의 유연성을 제공합니다. 생산 환경 내에서 자율적으로 이동하고, 다양한 작업대에서 작업을 수행하며, 변화하는 생산 요구 사항에 적응할 수 있습니다. 이는 주변 환경을 인식하고 장애물을 회피할 수 있는 정교한 내비게이션 시스템 덕분에 가능합니다. 동시에 모바일 협동 로봇은 센서와 안전 장치를 갖추고 있어 인간 작업자와 안전하게 함께 작업할 수 있습니다. 이러한 두 가지 측면을 결합함으로써 모바일 협동 로봇은 현대 산업의 요구에 부응하는 더욱 효율적이고 유연한 생산 방식을 가능하게 합니다.

모바일 협동 로봇의 기술적 기반

모바일 협동 로봇의 성능은 다음과 같은 다양한 첨단 기술이 완벽하게 통합된 것에 기반합니다

자율 내비게이션

모바일 협동 로봇은 레이저 스캐너, 카메라, 초음파 센서와 같은 2D 및 3D 센서를 조합하여 주변 환경을 매핑하고 장애물을 감지합니다. SLAM(동시 위치 추정 및 지도 작성) 기술을 활용하여 지속적인 외부 제어 없이도 스스로 위치를 파악하고 효율적인 경로를 계획할 수 있습니다. 실시간으로 변화하는 환경에 적응하는 능력은 이러한 시스템의 유연성에 매우 중요합니다.

협동 로봇 팔

이동형 플랫폼에 장착된 로봇 팔은 인간과의 협업을 위해 특별히 설계되었습니다. 이 로봇 팔에는 통합된 힘 및 토크 센서가 있어 사람과의 예상치 못한 접촉에 즉시 반응하여 움직임을 멈출 수 있습니다. 로봇 팔의 적재 용량은 모델 및 제조업체에 따라 다르지만 일반적으로 5~15kg 범위로, 조립, 자재 운반, 품질 관리 등 다양한 작업에 적합합니다.

통합형 그립 시스템

협동 로봇의 파지 시스템은 다양한 물체를 유연하게 다룰 수 있도록 설계되었습니다. 여러 종류의 그리퍼, 흡착컵 또는 특수 도구를 장착하여 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 많은 시스템에서 빠른 도구 교체가 가능하여 다양한 생산 공정에 더욱 유연하게 적용할 수 있습니다.

플러그 앤 플레이 통합

모바일 협동 로봇은 일반적으로 ERP(전사적 자원 관리) 및 MES(제조 실행 시스템)와 같은 기존 IT 시스템에 원활하게 통합되도록 설계됩니다. 따라서 복잡한 케이블 연결이나 프로그래밍 없이 기존 생산 인프라에 쉽게 통합할 수 있습니다. WLAN 또는 블루투스와 같은 무선 인터페이스를 통해 간편한 통신 및 데이터 전송이 가능합니다.

24시간 연중무휴 운영 가능

많은 모바일 협동 로봇은 자동 충전 스테이션이나 유도 충전 시스템을 갖추고 있어 사람의 개입 없이 자체적으로 배터리를 충전할 수 있습니다. 이를 통해 24시간 연중무휴 연속 작동이 가능하며 생산 효율성을 극대화하는 데 기여합니다.

적용 분야: 다양성과 유연성

모바일 협동 로봇은 다음과 같은 다양한 산업 및 응용 분야에서 사용됩니다

자재 물류

이 장비들은 여러 작업대 사이에서 자재와 부품을 운반하고, 주문 피킹 작업을 수행하며, 팔레트에 적재하는 것까지 가능합니다. 예를 들어 자동차 산업에서는 창고에서 조립 라인으로 또는 한 가공 센터에서 다른 가공 센터로 부품을 운반합니다. 제약 분야에서는 민감한 물질과 의약품을 운반하는 데 사용됩니다.

제작 지원

모바일 협동 로봇은 조립, 가공 및 품질 관리 분야에서 활용될 수 있습니다. 전자 산업에서는 기계에 부품을 장착하고 조립 작업을 수행하며 제품 품질을 검사합니다. 금속 가공에서는 공작물 가공 및 무거운 자재 운반을 지원합니다.

품질 보증

이동형 협동 로봇은 카메라와 센서를 장착하여 시각 검사 및 품질 관리를 수행할 수 있습니다. 예를 들어 자동차 산업에서는 차체 부품의 결함이나 측정 오류를 검사합니다. 항공 산업에서는 항공기 부품 표면의 손상 여부를 검사하고 정밀한 측정을 수행합니다.

주요 모델 및 제조업체: 엄선

시중에 나와 있는 모바일 협동 로봇의 종류는 다양하며 끊임없이 늘어나고 있습니다. 가장 잘 알려진 모델과 제조업체는 다음과 같습니다

오므론 모마

오므론의 모마(Moma) 모델은 이동형 LD 플랫폼과 TM 로봇 팔을 결합한 제품으로, 제약 및 전자 산업에서 피킹 및 배치 작업에 널리 사용됩니다. 지능형 이미지 처리 기술이 통합되어 복잡한 작업도 처리하고 높은 정확도를 달성할 수 있습니다.

KUKA의 KMR iisy

KUKA는 3D 카메라와 스캐너를 장착한 이동형 협동 로봇 KMR iisy를 제공합니다. 이 로봇은 자동차 생산 분야에서 자동 조립과 같은 작업에 사용됩니다. KMR iisy는 인간 작업자와 함께 작업할 때 높은 유연성과 안전성을 자랑합니다.

Igus의 Rebel Cobot 시리즈

Igus는 Rebel 협동 로봇 시리즈를 통해 중소기업(SME)에 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 이 협동 로봇은 SLAM 기술을 기반으로 하며 기존 생산 환경에 쉽게 통합할 수 있습니다. Igus는 협동 로봇의 경제성과 사용 편의성에 중점을 두고 있습니다.

적합:

• 비전에서 현실로: 팀의 사람과 로봇 - 코봇이 자동화와 제조의 미래를 형성하는 이유

기존 시스템 대비 장점: 패러다임의 전환

모바일 협동 로봇은 기존 산업용 로봇에 비해 수많은 장점을 가지고 있으며, 산업 자동화 분야에 패러다임의 변화를 가져왔습니다

가동 중지 시간 단축

레이아웃을 빠르고 쉽게 변경할 수 있는 능력은 생산 전환 중 가동 중지 시간을 최대 70%까지 줄일 수 있습니다. 모바일 협동 로봇의 유연성은 기업이 새로운 시장 상황이나 변화하는 고객 요구에 신속하게 대응할 수 있도록 해줍니다.

공간 효율성 향상

작업 공간 공유 덕분에 생산 시설의 바닥 공간을 최대 30%까지 절약할 수 있습니다. 안전 펜스가 없어지고 협동 로봇이 컴팩트하게 설계되어 사용 가능한 공간을 최적으로 활용할 수 있습니다.

직장 안전 개선

ISO/TS 15066 인간-로봇 협업 표준 준수는 안전한 작업 환경을 보장합니다. 통합 안전 기능과 접촉 반응 능력을 갖춘 이동형 협동 로봇은 부상 위험을 최소화하고 인간 동료와의 직접적인 협업을 가능하게 합니다.

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안전 및 인간-로봇 직접 협업

모바일 협동 로봇은 정교한 안전 센서를 탑재하여 안전 장벽 없이 작동할 수 있습니다. 충격 제한 시스템과 3D 카메라를 포함한 이러한 센서는 로봇이 사람과의 충돌을 감지하면 즉시 움직임을 멈추도록 합니다. 이러한 안전한 상호 작용 능력 덕분에 사람과 기계는 작업물을 다루거나 부품을 운반하는 등 긴밀하게 협력할 수 있습니다. 이는 인간과 로봇 모두의 강점을 최적으로 활용할 수 있는 조화로운 공생 관계를 만들어냅니다.

유연성과 이동성

모바일 협동 로봇은 SLAM 기술을 사용하여 주변 환경을 매핑하고 위치를 파악함으로써 여러 작업대 사이를 자율적으로 이동합니다. 이를 통해 계절적 생산량 급증이나 생산 요구 사항 변동 시에 특히 유리하게 다양한 위치에 신속하고 간편하게 배치할 수 있습니다. 기존 IT 시스템과의 플러그 앤 플레이 통합으로 설치 및 구축이 간소화되고 설정 작업에 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있습니다.

비용 효율성 및 투자 수익률

모바일 협동 로봇은 일반적으로 기존 산업용 로봇에 비해 구매 비용이 저렴하며, 투자 수익(ROI)은 5~18개월 내에 달성할 수 있습니다. 또한, 많은 제조업체들이 로봇을 구매하는 대신 임대할 수 있는 서비스형 로봇(Robots-as-a-Service) 모델을 제공하여 기업들이 초기 투자 비용을 줄일 수 있도록 지원합니다. 모바일 협동 로봇은 유연한 배치와 다양한 작업 수행 능력 덕분에 운영 비용을 절감하고 생산성을 향상시키는 데 도움을 줍니다.

공간 최적화

이동형 협동 로봇은 안전 펜스가 필요 없고 소형 설계 덕분에 기존 로봇보다 훨씬 적은 공간을 차지합니다. 이는 특히 협소한 생산 환경에서 매우 유리합니다. 공간 제약으로 기존 로봇을 사용할 수 없었던 곳에도 배치할 수 있기 때문입니다. 이를 통해 기업은 기존 생산 공간을 최적화하고 더욱 효율적인 작업 흐름을 구축할 수 있습니다.

기존 산업용 로봇과의 비교: 심층적인 고찰

모바일 협동 로봇은 유연성과 안전성 측면에서 분명한 이점을 제공하지만, 고속 및 고하중 작업이 요구되는 분야에서는 기존 산업용 로봇이 여전히 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 기존 로봇은 최대 10m/s의 속도로 용접 작업을 하거나 100kg이 넘는 하중을 이동시키는 데 사용됩니다. 따라서 적합한 로봇을 선택하는 것은 각 응용 분야의 특정 요구 사항과 환경에 따라 달라집니다.

생산을 위한 전략적 이점: 미래를 설계하다

생산 현장에서 이동형 협동 로봇을 사용하는 전략적 이점은 다양합니다

가동 중지 시간 단축

유휴 시간 동안 자동 충전이 가능하여 24시간 연중무휴 가동이 가능하며 생산 능력을 최대한 활용할 수 있습니다. 따라서 이동형 협동 로봇은 사람의 휴식 시간이나 근무 시간 제약 없이 다양한 교대 근무에 활용될 수 있어 생산성을 저해하지 않습니다.

공간 활용도 향상

협업 작업 공간을 갖춘 공유 작업장 개념을 도입하면 생산 시설의 공간 활용도를 최적화할 수 있습니다. 사람과 로봇이 동일한 작업 공간을 공유함으로써 더욱 효율적으로 협업할 수 있습니다.

인력 부족에 대한 회복력

자재 운반과 같은 단조롭고 반복적인 작업을 모바일 협동 로봇이 대신함으로써 숙련공들은 업무 부담을 줄이고 더욱 복잡하고 까다로운 작업에 집중할 수 있게 됩니다. 이는 기업들이 숙련 노동력 부족 문제를 해결하는 동시에 생산성과 제품 품질을 보장하는 데 도움이 됩니다.

기술의 한계: 현실적인 기대

모바일 협동 로봇은 많은 장점을 제공하지만, 한계점도 고려해야 합니다. 유연성과 안전성 면에서는 탁월하지만, 속도와 적재 용량 면에서는 기존 산업용 로봇에 미치지 못합니다. 따라서 특히 대량 생산과 같이 높은 생산성이 요구되는 분야에는 적합하지 않습니다. 이러한 분야에서는 기존 로봇이 뛰어난 성능과 특정 작업에 대한 전문성 덕분에 여전히 필수적인 역할을 합니다.

모바일 협동 로봇은 4차 산업혁명의 핵심 기술입니다

이동성, 안전성, 유연성, 그리고 빠른 투자 회수라는 장점을 모두 갖춘 모바일 협동 로봇은 4차 산업혁명의 핵심 기술입니다. 특히 의료 기술이나 전자 제품 제조와 같이 제품 다양성이 높고 생산 공정이 역동적인 산업에 매우 적합합니다. 변화하는 요구사항에 빠르게 적응하는 능력 덕분에 기업은 더욱 효율적이고 유연하며 경쟁력 있는 기업으로 거듭날 수 있습니다. 모바일 협동 로봇은 단순한 기술 혁신을 넘어 생산 현장에서 인간과 로봇이 협업하는 방식을 혁신적으로 변화시킵니다. 지능형 자동화의 새로운 시대를 열어가는 모바일 협동 로봇은 향후 세계 산업의 미래를 형성하는 데 점점 더 큰 영향을 미칠 것입니다. 미래의 공장은 효율적이고 역동적이며 탄력적인 생산을 보장하기 위해 인간과 모바일 로봇이 협력하는 모습을 갖추게 될 것입니다.

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