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로말남

로봇자동화 시스템의 작업속도 어떻게 하면 빠르게 할 수 있을까요?

BY브라이언 / 2021년 08월 27일 / 읽는데 3분 /
1명이 좋아합니다. / 조회수: 158

저희 사무실은 지난주에 베타오픈한 스토어 때문에 한창 바쁜 때를 보내고 있습니다. 상품등록 도 해야 하고 고객응대도 하느라 하루가 어떻게 지나가는지 모르게 지나가네요. 이게 다 스토어가 잘 될거라 그런 것 같습니다. 로봇리뷰 확인부터 구매까지 가능한 마로솔 스토어, 시간나실 때 한번 들러주세요.

 

 

 

 

웨어러블 로봇 할인행사도 진행 중입니다

 

 

지난 편에는 로봇을 통해 자동화된 공정에서 가장 빈번하게 생산효율을 저하시키는 원인인 ‘대기시간’에 대해 알아봤습니다. 오늘은 ‘로봇의 작업 속도저하’와 이로 인해 길어진 사이클타임 Cycle Time에 대해 이야기하고자 합니다.

 

우선 로봇의 작업속도 저하에 대해 다루기 이전에 사이클 타임의 정의를 설명해볼게요. 사이클 타임의 사전적 정의는 단위공정 한 단위를 완성하는데 걸리는 시간입니다. 쉽게 풀어보면 ‘원자재의 투입부터 제품을 완성하는데까지 걸리는 시간’, 즉 제품 하나 만드는데 걸리는 시간이죠.

 

제품 하나를 만드는데 들어가는 시간이 짧을수록 단위시간당 더 많은 제품을 만들 수 있기 때문에 사이클 타임은 짧을수록 이상적입니다. 전편에서 언급한 다운타임, 대기시간을 줄이는 이유도 사이클 타임을 짧게 하기 위함입니다. 그리고 오늘 다룰 로봇의 작업속도 또한 사이클 타임을 최적화하는데 큰 요소로 작용합니다.

 

 

로봇의 작업속도는 어떻게 결정되나요?

 

위의 사이클 타임의 정의를 읽으셨다면 이런 생각이 드셨을 겁니다. 대기시간과 다운타임이 최소라면 사이클 타임을 줄이려면 로봇이 빨리 움직여야 하는거 아닌가? 그렇기도 또 아니기도 합니다. 왜냐하면 로봇이 빠를수록 좋다는 명제는 어디까지나 작업자 안전에 위협이 되지 않는다는 전제가 성립이 되어야 의미가 있기 때문이죠.

 

자동화를 하신 분이라면 지금 사용하는 로봇이 움직이도록 설정된 속도가 실제 로봇이 움직일 수 있는 속도보다 많이 느리단걸 알고 계실겁니다.

예를 들어 협동로봇의 경우에는 초당 1m, 최근 출시된 코마우 협동로봇은 초당 6m로 움직일 수 있는 성능을 갖췄지만 협동로봇은 작업자 안전을 위해 최고 속도보다 훨씬 느린 초당 25cm 이하로 가동하도록 산업안전보건기준이 쓰여 있습니다. 그리고 대부분의 로봇이 작업자가 일하는 공간에 설치되어 있기 때문에 속도를 높이는건 쉽지 않고 작업자 안전을 위해 좋은 일이라고 볼 수 없습니다.

 

 

차의 최고 시속이 260km더라도 아우토반 달리듯 서울시내를 달려서는 안 되는 이유와 같죠

 

 

그렇다면 안전규정이 지켜지는 상황에서 로봇의 작업속도를 높이려면 어떤 문제를 해결해야 할까요? 아래 리스트에서 확인해보세요!

 

 

로봇의 작업속도가 느려지는 이유 TOP 4

 

1.     로봇의 작업공간에 잦은 출입

협동로봇의 경우, 작업자 안전을 위해 로봇의 작업반경에 작업자가 들어가는 경우에는 작업자 안전을 위해 설정된 속도보다 느리게 작동하도록 세팅해놓은 경우가 많습니다. 그렇기 때문에 꼭 필요한 경우가 아니면 작업공간에 작업자가 들어가지 않도록 교육이 되어야 합니다.

 

2.     불필요한 움직임

로봇을 일정기간 이상 사용하셨다면 제품 규격 변경이나 최적화를 위해 로봇의 설정을 한번 이상 변경하셨을겁니다. 이렇게 설정을 변경하면서 불필요해진 설정이 남아있어 로봇의 작업 및 속도가 최적화되지 않고 느리게 남아 있을 수 있습니다. 예로 기존에는 가공장비 변경이 필요했던 제품이 장비 변경이 필요 없어졌는데 가공장비 변경 모션이 삭제되지 않은 경우를 들 수 있겠네요.

 

3.     부정확하고 비효율적인 목표점과 경로 설정

로봇은 작업시 요구되는 목표점의 정밀도에 따라 정지 또는 감속시 필요한 시간이 달라질 수 있습니다. 따라서 정밀한 작업이 아닌 구간에서는 정지 또는 감속을 최소화하고 빠르게 움직이도록 설정이 필요하 적합한 설정이 되어 있지 못할 경우 로봇의 속도가 느려질 수 있습니다.

 

4.     로봇 속도 설정이 잘못된 경우

드문 경우이긴 하지만 로봇의 속도를 일시적으로 느리게 설정해 두고 원래대로 복구하지 않아 충분한 속도를 내지 못하는 경우도 있습니다. 주기적으로 설정에서 로봇 속도를 확인하시는걸 추천 드립니다.

 

 

위의 네가지 이유에 해당되실 수도 있지만 이외에도 다양한 이유로 로봇의 속도가 느려지고 사이클타임이 길어질 수 있습니다. 자동화 시스템 데이터를 분석해 개선점을 찾는 방법을 알고 싶으시다면 로봇 자동화 실전매뉴얼 2편을 확인해보세요.

 

▼공정 데이터 모니터링에 관련한 정보는 여기서 확인해보세요!

쉽게 풀어쓴 로봇 자동화 실전매뉴얼 2편

 

그렇다면 위에서 언급한 로봇이 느려지는 각 상황에 따른 해결법을 실제 로봇 적용사례를 통해 알아볼까요?

 

 

로봇의 작업속도를 개선하는 방법

 

1.     로봇의 작업영역에 작업자의 출입을 제한하는 방법

 

안전칸막이를 통해 작업공간 내의 위생과 안전성을 확보한 케이스입니다

 

가장 확실한 방법은 위의 사진과 같이 안전칸막이나 펜스를 사용하는 방법이지만 이러한 안전칸막이는 로봇의 작업영역을 제한하고 사람과 분업이 필요한 공정의 경우에는 작업효율을 떨어트릴 수 있습니다.

 

칸막이를 치는 방법 외에도 작업자가 꼭 필요한 경우가 아니면 로봇의 작업영역에 들어가지 않도록 교육하거나, 키옌스의 라이트 커튼, 라이트 스크린과 같은 방법을 통해 작업자가 작업공간 근처에 접근하면 눈에 보이는 신호를 통해 작업자가 실수로 작업영역에 들어오는 것을 방지하는 방법이 있습니다.

 

 

2.     설정 수정을 통해 불필요한 모션을 삭제하기

 

 

공정 변경이 잦은 모듈형 조립라인에서는 모션 설정을 주기적으로 해줘야 합니다

 

더 이상 필요치 않는 움직임을 삭제해서 로봇을 보다 효율적으로 사용할 수 있습니다. 다관절로봇을 사용하고 계시다면 각 축이 회전하는 정도를 효율화 하는 것도 방법이죠. 다관절 로봇은 4, 5, 6축이 필요 이상으로 크게 회전을 하게 되는데 경우가 이를 제한하는 것으로도 로봇의 작업속도를 높이고 사이클 타임을 짧게 할 수 있습니다.

 

 

3. 목표점과 경로를 효율적으로 재설정 하기

 

 

위처럼 작업물을 집어서 다른 곳에 위치시키는 로봇의 경우 목표점이 매우 중요합니다

 

목표점 수정과 경로 정확도를 조정해서 로봇이 보다 효율적으로 작업하도록 티칭할 수 있습니다. 로봇은 목표점 사이를 이동하며 작업을 수행하는데, 경로 설정의 오차범위가 지나치게 좁은 경우에는 이를 벗어나지 않고 움직이기 위해 로봇의 속도가 느려질 수 있습니다.

정확도가 중요한 작업인 부품을 집거나 내려놓는 작업 등은 오차범위가 좁은 경로설정(Fine)을 적용시키고 이외의 작업에는 보다 제한이 적은 설정 (Coarse/Continuous)를 적용시키는 방법이 있습니다.

 

 

4.     로봇의 속도 설정 높이기

 

이렇게 로봇의 작업속도를 변경할 수도 있습니다

 

 

작업자의 안전이 확보되었다면 굳이 로봇의 속도를 느리게 유지할 필요는 없습니다. 테스트를 통해 사이클 타임을 최적화하기 위한 작업속도를 찾아보세요.

 만약 대기시간도 다운타임도 줄어들었는데 사이클 타임이 도무지 줄어들지 않는다면 위의 팁들을 활용해보시는걸 추천드립니다

 

4편을 마무리하기 전에 오늘 내용을 정리해보겠습니다.

 

로봇의 작업속도는 사이클 타임에 큰 영향을 줍니다. 하지만 동일 공간에서 일하는 작업자의 안전을 고려하면 로봇을 최대 속도로 사용하는 것은 쉽지 않습니다. 하지만 불필요한 모션, 설정을 면밀히 관찰하고 테스트한다면 개선이 가능합니다.

 

다음 시간에는 ‘불량과 폐기물의 발생을 줄이는 방법’에 대해 알아보겠습니다.


 

 

 

 

 

(참고문헌: RobotIQ - The Top 5 Cobot KPIs)

 

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