컨베이어 트래킹 자동화 도입 개요

컨베이어 트래킹 자동화 도입사례입니다. 일본 소비재 제조사의 생산 라인에 캠브리안(Cambrian) AI 3D 비전과 덴소(DENSO) 스카라 로봇을 결합해, 컨베이어로 흘러오는 투명 용기를 실시간으로 인식하고 이동 중에 취출하는 시스템을 구축했습니다. 이 시스템은 도쿄 IREX 전시회에서도 소개되었습니다.

이 현장의 난이도는 두 가지가 겹친 데서 나옵니다. 하나는 대상이 투명 용기라는 점입니다. 투명 용기는 빛을 통과시키고 반사하기 때문에 구조광이나 레이저를 쏘아 형상을 읽는 방식으로는 정확한 데이터를 얻기 어렵습니다. 다른 하나는 용기가 멈추지 않고 계속 움직인다는 점입니다. 정지한 물체를 집는 것과 달리 위치를 읽는 순간에도 용기는 이동하고 있어서 인식 결과와 컨베이어 속도를 맞추지 않으면 로봇이 빈 자리를 집게 됩니다.

해결 방식은 역할을 나누는 것이었습니다. 컨베이어 위에 고정 설치한 비전은 용기의 6D 포즈를 200ms 안에 읽는 일만 맡고, 컨베이어 엔코더의 속도 정보와 동기화해 용기를 따라가며 집는 일은 로봇과 제어 시스템이 맡습니다.

현장 과제: 흐르는 라인 위 투명 용기는 왜 자동화가 어려웠나

컨베이어 기반 생산 라인에서는 제품이 멈추지 않고 이동합니다. 이동 중인 대상을 실시간으로 인식하고 집어내는 것이 자동화의 핵심인데, 투명 용기는 여기에 소재 문제까지 더해집니다. 이번 프로젝트에서 풀어야 했던 과제는 네 가지였습니다.

1  투명 소재라 기존 3D 비전으로는 형상이 잡히지 않습니다. 구조광이나 레이저 방식은 대상 표면에 패턴을 비추고 그 변형을 읽어 형상을 계산합니다. 투명 용기는 빛이 통과하거나 반사되면서 패턴이 왜곡되고 이것이 그대로 인식 오류로 이어집니다.

2  대상이 멈춰 있지 않습니다. 용기는 컨베이어 위에서 계속 움직입니다. 정지 상태가 아닌 이동 중인 용기의 위치와 자세를 실시간으로 알아내고 로봇이 그 움직임을 따라가 집어야 했습니다.

3  인식 시점과 취출 시점 사이의 오차를 없애야 합니다. 비전이 위치를 읽은 순간과 로봇이 도착하는 순간 사이에도 용기는 이동합니다. 인식 데이터와 컨베이어 이송 속도를 정밀하게 동기화하지 않으면 정확한 시점에 집을 수 없습니다.

4  라인 속도에 뒤처지면 안 됩니다. 생산 라인의 처리량을 유지하려면 인식과 취출이 모두 라인 속도 안에서 끝나야 했습니다.

정리하면, 투명 용기 컨베이어 라인을 자동화하려면 투명 소재를 인식할 수 있는 비전과 이동 중인 대상을 따라가며 집는 컨베이어 트래킹이 함께 필요했고, 둘 중 하나만으로는 라인 정지 없는 취출이 성립하지 않았습니다.