▲SwRI의 로봇 팔은 3D 카메라와 머신 비전 SW를 사용해 항공기 및 부품의 윤곽선 표면을 스캔하고 동적으로 재구성한다. 로봇은 3D 데이터를 사용해 표면 연마 전동공구(sander), 그라인더 및 다른 2개의 동력원으로 표면 연마·처리(sanding·preparation) 궤적을 계획한다. (사진=SwRI)

미국 SwRI(South West Research Institute)가 항공기 및 부품의 표면 처리를 자동화해 줄 새로운 로봇 이미징(이미지 처리) 툴인 스캔앤 플랜(Scan-N-Plan)을 개발했다고 지난 6일(현지시각) 발표했다.

SwRI는 맞춤형 알고리즘으로 된 오픈소스 기반 스캔앤플랜과 최신 ROS 2 SW를 활용함으로써 지능형 이미지 처리, 자동 표면 분류·처리 작업을 지원한다.

매트 로빈슨 SwRI 로봇공학 연구개발(R&D) 매니저는 “우리의 솔루션은 부품 품질을 개선하고 재작업을 줄이는 동시에 공정 반복성을 높인다. 또한 위험한 환경에 대한 인간의 노출을 줄여준다”고 설명했다.

SwRI의 표면처리 시스템은 이 회사의 기계학습 알고리즘 및 분류SW인 스캔앤플랜, 그리고 최신 ROS 2 같은 오픈소스 툴과 함께 작동한다.

기존 로봇 프로그래밍은 느리고 지루할 수 있어 컴퓨터 지원 설계(CAD)에 대한 지식을 갖춘 전문가를 필요로 한다.

ROS-인더스트리얼(ROS-I) 기술인 스캔앤플랜은 기계 비전을 사용해 부품을 스캔하고 3D 메시 데이터를 생성한다. 로봇들은 이를 사용해 실시간 프로세스 모니터링을 수행하면서 툴 경로와 공정 궤적을 계획한다.

SwRI는 ROS-I 프로젝트와 긴밀히 협력해 SW 저장소를 유지하고 오픈 소스 자동화 솔루션을 확장한다.

로빈슨은 “우리의 맞춤형 SW와 함께 이러한 오픈소스 툴을 활용함으로써 다양한 작업 단계에서 부품 표면의 영역과 질감을 지능적으로 분류하는 솔루션을 개발했다”고 말했다.

이 솔루션에는 로봇들이 필요로 하는 표면 작업량에 기반해 변화하는 압력에 맞춰 다양한 처리도구를 적용케 해주는 맞춤형 기계 비전 알고리즘이 포함돼 있다.

폴 에반스 SwRI 제조 기술 책임자는 “이러한 것들은 로봇이 금속 표면을 과도하게 연마하거나 가는 것을 막도록 도와줄 획기적 혁신이다. 우리의 맞춤형 로봇 기술과 함께 오픈소스 커뮤니티를 활용하는 것은 신나는 일이다”라고 말했다.

로빈슨은 “SwRI는 고정 셀 기반 시스템과 모바일 솔루션 모두를 상업 및 정부 산업용 클라이언트에 광범위한 용도로 이 프레임워크를 활용하는 검증된 솔루션을 제공할 수 있게 돼 기쁘다”고 말했다.

로봇에 탑재된 카메라는 고급 처리를 손쉽게 하기 위해 지도를 중첩해서 컬러 메시를 만든다. 2D, 3D 및 색상 분류의 조합은 더 지능적인 처리를 촉진한다. 이 새로운 기능은 ROS-I 오픈 소스 프로그램을 통해 제공된다.

SwRI는 지난 6~9일 미국 디트로이트에서 열린 오토메이트 2022 전시회에서 산업용 로봇이 시각적으로 작업을 분류하고 이를 자율적으로 수행하는 새로운 자동화 기술을 소개했다. SwRI는 항공기와 다른 기계의 표면을 자율적으로 연마하고 표면 처리하는 양방향 로봇들을 시연했다. 이 기술은 연마, 도장, 폴리싱, 세척, 용접, 실링 및 기타 산업 공정에 적용될 수 있다.