한국생산기술연구원은 한국로봇산업진흥원의 ‘로봇활용 제조혁신 지원사업’의 위탁사업인 ‘로봇엔지니어링 컨설팅 서비스’를 지난 2016년부터 추진해오고 있다. 로봇 엔지니어링 컨설팅 서비스는 제조기업의 로봇 도입 및 활용과 관련해 애로 기술 지원이나 로봇 도입 타당성 검토를 주요 내용으로 하고 있다.

특히 중소 및 중견 기업들은 로봇 도입의 필요성을 인지하고 있지만 어떻게 로봇을 도입할지에 대해 체계적인 지식을 갖고 있지 못하다. 로봇 도입으로 생산 공정이 어떻게 바뀌고 도입 효과는 어느 정도일지 파악하는 데 어려움을 겪고 있다. 이런 애로를 겪고 있는 중소ㆍ중견기업들에게 현실적인 도움을 주겠다는 게 로봇엔지니어링 컨설팅 사업의 목적이다. 한국생산기술연구원이 주축이 되어 추진하고 있는 로봇엔지니어링 컨설팅 사업의 개요와 적용 사례 등을 3회에 걸쳐 살펴본다(편집자).

​순서

​1) 로봇 엔지니어링 컨설팅 사업의 개요와 적용 사례(CMA글로벌)

​2) 로봇엔지니어링 컨설팅 사업 적용 사례(윤영테크)

​3) 로봇엔지니어링 컨설팅 사업 적용 사례(크래프터코리아)

▲로봇엔지니어링 컨설팅 사업 적용 사례(윤영테크의 자동차용 볼트 생산 물류 공정의 로봇 자동화)

윤영테크는 철강 선재료를 활용하여 다양한 자동차용 볼트를 전문적으로 생산해 자동차 제조사에 납품하고 있는 업체다.

▲ 윤영테크가 생산하고 있는 주요 볼트

주요 가공 공정은 단조(강선의 표면을 단단하게 눌러 원하는 지름으로 축소하는 공정) → 전조(강선에 나사선을 가공하는 공정) → 자르기(볼트 길이로 자르고 머리를 눌러 만드는 공정) → 열처리(표면의 가공 스트레스를 해소하고 단단하게 만드는 공정) → 외주 도금(색을 입히고 부식 방지 코팅을 하는 공정) → 검사 및 선별(불량품을 선별하여 버리는 공정) → 포장 및 출하(박스안 비닐에 담아 포장한 후 내보내는 공정) 등으로 구성되어 있다.

▲ 볼트 생산의 주요 공정

윤영테크는 1차적으로 외주 도금 후에 입고된 볼트의 자동 검사 및 선별, 전용기 전후에서 필요한 물류 공정의 수작업을 로봇으로 대체하겠다는 목표를 세웠다.

▲ 이종윤 대표

이번 윤영테크의 컨설팅에 참여한 컨설턴트는 화신정공, (주)영진 등의 컨설팅 경험을 보유하고 있다.

화신정공은 자동차 자동 변속기 및 차축 부품 금속가공 전문 기업이다. 생산 공정은 여러 대의 머시닝 센터, 수치제어 공작기계, 호빙 및 연마 기계와 검사 공정 등으로 구성되어 있으며 작업자가 각 기계를 맡아 소재/중간재의 투입 및 가공품 배출, 가공 절삭유의 제거 및 검사들을 수행한다. 로봇 엔지니어링 컨설팅을 통해 로봇 자동화 시스템을 도입, 주행 축을 가진 수직 다관절 로봇이 여러 대의 가공 기계 사이의 물류를 커버하도록 했다. 컨설턴트는 자동화 시스템을 구축하기 위한 세부 기술적인 어려운 사항들을 해결해 주고 도면으로 설계한 기술적 내용을 확인해 주는 자문을 수행했다.

또 다른 자문 수행 기업인 ㈜영진은 자동차 판재 부품 가공 전문기업이다. 생산 공정은 블랭킹(Blanking), 프레스 성형, 용접 및 도장 공정 등으로 구성되어 있다. 주로 프레스 성형 및 용접 자동화 로봇을 도입해 적용하고 있으며 현재 블랭킹 공정의 소재 및 가공품의 입출력, 구형 용접 자동화 라인의 통합 및 두 공정 사이의 물류 로봇 시스템 구축을 추진하고 있다. 컨설턴트는 자동화 시스템을 구축하기 위한 세부 기술적인 어려운 사항들을 해결해 주고 도면으로 설계한 기술적 내용을 확인해 주는 자문을 수행했다.

▲ 윤영테크 선별 포장라인 전후 공정 개소의 전경

이번 로봇 엔지니어링 컨설팅을 통해 윤영테크는 외주 도금 후 입고된 볼트의 자동 검사 및 선별 등 전용기 전후에서 요구되는 물류 공정의 수작업을 로봇으로 대체한다는 목표를 정했다. 컨설턴트는 기술적으로 이 공정의 로봇 자동화 난이도가 높다는 점을 감안해 이전에 실패한 로봇 자동화 방식의 기술적인 문제 해결 지원을 위해 노력했다. 이를 통해 고부하·근골격계 작업으로 이뤄지던 수작업 공정을 로봇 자동화로 대체해 이직 및 작업 변경 요청으로 발생하는 작업자의 업무 부하를 덜어주고 경영 환경 안정화를 꾀하겠다는 목표를 세웠다. 로봇 자동화의 도입으로 시간당 생산량과 공정불량률의 개선, 총원가 절감 등 효과를 기대하고 있다.

▲ 로봇자동화의 정량적 목표

이같은 컨설팅을 기반으로 윤영테크는 올해 8월중 로봇 자동화 시스템을 설계하고, 9월말까지 로봇 제작을 완료한후 10월부터 설치 및 시운전에 들어간다는 계획이다. 추가로 수주하는 내년 제품 물량은 지난해 10월 준공한 서산 공장에서 생산할 예정이다. 미래형 스마트 공장으로 구축하기 위해 인력 작업을 최소화하는 로봇 자동화 시스템을 꾸준히 늘려나간다는 계획이다.