공정개요
본 솔루션은 알루미늄 부품이 적재된 빈에서 로봇이 부품을 자동으로 인식하고 집어내는 3D 빈피킹 공정자동화 시스템입니다.
해당 공정은 키엔스의 3D 비전 시스템인 3D VGR series를 중심으로 구성되었으며, 상부 고정형 3D 비전이 빈 내부에 무작위로 쌓인 알루미늄 부품의 위치와 자세를 인식하고, 산업용 로봇이 해당 좌표를 기반으로 부품을 자동 피킹하는 방식으로 운영됩니다.
빈피킹 자동화는 단순히 부품의 위치만 찾는 작업이 아닙니다. 부품이 어떤 각도로 놓여 있는지, 로봇이 어느 방향에서 접근해야 하는지, 주변 구조물과 충돌 가능성은 없는지까지 함께 판단해야 합니다. 특히 알루미늄과 같은 금속 부품은 표면 반사, 겹침, 방향 편차가 발생하기 쉬워 2D 카메라만으로는 안정적인 인식과 피킹이 어려울 수 있습니다.
이번 사례는 이러한 현장 문제를 3D 비전과 로봇의 조합으로 해결한 사례입니다. 3D VGR series가 빈 내부의 부품을 입체적으로 인식하고, 로봇이 피킹 가능한 대상과 경로를 계산해 반복적인 수작업 피킹 공정을 자동화할 수 있도록 구성되었습니다.
프로젝트 배경 및 목적
제조 현장에서는 여전히 작업자가 직접 부품을 보고, 고르고, 집어 다음 공정으로 투입하는 반복 피킹 작업이 많이 남아 있습니다. 특히 금속 부품이 박스나 빈 안에 무작위로 쌓여 있는 공정은 부품의 위치와 방향이 매번 달라 자동화 난도가 높은 편입니다.
알루미늄 부품 피킹 공정 역시 다음과 같은 어려움이 존재합니다.
부품이 빈 안에 불규칙하게 쌓여 있어 위치와 자세가 매번 달라짐
금속 표면 특성상 빛 반사와 그림자 영향이 발생할 수 있음
부품끼리 겹치거나 맞닿아 있어 피킹 가능한 대상을 구분해야 함
로봇이 빈 내부로 접근할 때 충돌 가능성을 고려해야 함
작업자가 반복적으로 피킹해야 해 인력 의존도와 작업 피로도가 높음
본 프로젝트는 이러한 문제를 해결하기 위해 추진되었습니다.
반복적인 알루미늄 부품 피킹 작업 자동화
3D 비전 기반 위치·자세 인식 정확도 확보
로봇 피킹 경로 안정화
작업자 의존도 감소
금속 부품 취급 공정의 자동화 가능성 검증
향후 유사 공정 확장을 위한 레퍼런스 확보
이번 솔루션은 단순히 로봇을 투입하는 방식이 아니라, 비전·로봇·그리퍼·제어·안전 설계를 하나의 공정 흐름으로 연결한 빈피킹 자동화 시스템입니다.
구성요소
| 주변기기 | ① 키엔스 3D 비전 시스템 3D VGR series 주요 역할
|
|---|
작업순서
| STEP 1. | 알루미늄 부품 적재 |
|---|---|
| STEP 2. | 3D 비전 촬영 및 인식 |
| STEP 3. | 피킹 대상 선정 |
| STEP 4. | 로봇 경로 계산 |
| STEP 5. | 로봇 피킹 |
| STEP 6. | 지정 위치로 이송 |
| STEP 7. | 반복 운전 및 안정 |
※ 마로솔 내의 모든 콘텐츠를 무단으로 복사 및 재창작할 경우 부정경쟁방지법 및 저작권법에 위반될 수 있음을 밝힙니다.
특장점
✔ 무작위 적재 부품 대응 가능
알루미늄 부품이 일정하게 정렬되어 있지 않아도 3D 비전을 통해 위치와 자세를 인식할 수 있습니다.
작업자가 직접 부품을 고르고 집어야 했던 공정을 자동화하는 데 적합합니다.
✔ 금속 부품 피킹 자동화에 적합
알루미늄처럼 반사와 형상 편차가 있는 금속 부품은 일반적인 2D 인식만으로 대응이 어려울 수 있습니다.
3D 비전은 부품의 높이와 자세 정보를 함께 확인하기 때문에 빈피킹 자동화에 유리합니다.
✔ 상부 고정형 설치로 셀 구성 안정화
3D 비전을 상부에 고정 설치해 빈 내부를 넓게 인식할 수 있도록 구성했습니다.
로봇 동작 영역과 비전 인식 영역을 분리해 자동화 셀을 안정적으로 운영할 수 있습니다.
✔ Path Planning 기반 로봇 경로 계산
로봇이 단순히 좌표만 따라가는 것이 아니라, 주변 구조물과 충돌하지 않도록 경로를 검토할 수 있습니다.
이를 통해 로봇 프로그래밍 부담을 줄이고, 빈피킹 동작의 안정성을 높일 수 있습니다.
✔ Picking Simulator를 통한 사전 검토
실제 장비를 구축하기 전, 워크셀과 피킹 조건을 시뮬레이션해볼 수 있습니다.
그리퍼 구조, 로봇 접근 방향, 셀 레이아웃을 사전에 검토함으로써 설치 후 시행착오를 줄일 수 있습니다.
✔ 비전·로봇·SI 통합 도입 가능
빈피킹 자동화는 비전 제품 하나만으로 완성되지 않습니다.
대상 부품, 빈 크기, 로봇 가반하중, 그리퍼 방식, 안전 설계, 제어 연동까지 함께 검토해야 합니다.
마로솔은 이 과정을 턴키로 연결해 고객이 여러 업체를 따로 찾지 않아도 자동화 도입을 검토할 수 있도록 지원합니다.
✔ 유사 공정 확장성 확보
한 번 도입한 빈피킹 레퍼런스는 유사 부품, 유사 공정으로 확장할 때 중요한 기준이 됩니다.
마로솔은 도입 이후 운영 데이터와 레퍼런스를 통합해 향후 동일·유사 공정 자동화 검토 시간을 줄일 수 있도록 돕습니다.
도입효과
| 주요지표 | 작업자가 직접 빈 안의 부품을 보고 집어야 했던 반복 작업을 로봇으로 대체할 수 있습니다.
작업자의 피로도를 줄이고, 단순 반복 업무에서 벗어나 더 중요한 공정 관리 업무에 집중할 수 있도록 돕습니다.
빈피킹 공정은 숙련도에 따라 작업 속도와 안정성이 달라질 수 있습니다.
3D 비전과 로봇을 적용하면 부품 위치와 방향을 자동으로 인식하고 반복 피킹을 수행할 수 있어 작업자 의존도를 낮출 수 있습니다.
로봇이 정해진 경로에 따라 부품을 피킹하므로 작업자의 손 끼임, 반복 동작에 따른 근골격계 부담, 빈 내부 접근 위험을 줄일 수 있습니다.
|
|---|---|
| 도입기업 피드백 | 알루미늄 부품은 빈 안에서 위치와 방향이 계속 달라져 수작업 의존도가 높았던 공정입니다.
이번 자동화를 통해 3D 비전이 부품의 위치와 자세를 인식하고, 로봇이 안정적으로 피킹하는 흐름을 구현할 수 있었습니다.
특히 단순히 로봇만 도입하는 방식이 아니라, 비전 인식 조건과 로봇 접근 경로, 그리퍼 방식, 안전 설계까지 함께 검토한 점이 중요했습니다.
마로솔을 통해 공정 유효성 검토부터 솔루션 선정, SI 매칭, 설치와 시뮬레이션까지 한 번에 진행할 수 있어 도입 과정의 부담을 줄일 수 있었습니다.
이번 사례를 기반으로 향후 유사한 금속 부품 피킹 공정에도 자동화 적용을 검토할 수 있을 것으로 기대합니다. |
※ 마로솔 내의 모든 콘텐츠를 무단으로 복사 및 재창작할 경우 부정경쟁방지법 및 저작권법에 위반될 수 있음을 밝힙니다.
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