공정 개요

일본 카오(Kao)의 오다와라 공장 다이나믹 셀 생산 시스템(Dynamic Cell Production System)에 Cambrian AI 3D 비전을 적용한 화장품 용기 자동 공급 자동화 사례입니다. 현재 카오 오다와라 공장에서 시험 가동을 거쳐 운영 중이며, AI 3D 비전의 6D 포즈(위치와 자세) 인식을 통해 기존 3D 비전 시스템으로는 안정적으로 대응하기 어려웠던 반투명, 광택 화장품 용기를 200ms 미만의 속도로 인식해 생산 라인에 공급합니다.

화장품 용기는 표면이 빛을 투과하거나 강하게 반사하기 때문에, 구조광이나 레이저 방식의 일반적인 3D 비전으로도 정확한 위치와 자세를 파악하기 어려운 대표적인 대상입니다. Cambrian AI 3D 비전은 이러한 난소재를 6D 포즈까지 고속으로 인식해, 벌크 상태에서 용기를 손상 없이 취출하고 정밀 배치와 이송까지 연결되는 완결형 자동 공급 라인을 구현했습니다. 이 프로젝트는 Cambrian의 일본 총판인 DMP(Digital Media Professionals)가 통합했으며, 카오와 DMP가 공식적으로 공개한 사례입니다.

프로젝트 배경 및 목적

화장품 산업은 다품종 소량 생산과 잦은 제품 전환이 일상화된 분야로, 생산 라인의 유연성과 자동화 수준이 경쟁력에 직결됩니다. 카오는 오다와라 공장에 차세대 다이나믹 셀 생산 시스템을 도입하면서, 라인의 첫 단계인 용기 공급 공정의 자동화라는 과제에 직면했습니다.

• 반투명, 광택 용기의 인식 어려움: 화장품 용기는 빛을 투과하거나 반사하는 소재가 많아, 구조광이나 레이저 기반의 기존 3D 비전으로도 용기의 위치와 자세를 안정적으로 인식하기 어려웠습니다. 반사와 투과는 구조광 패턴을 왜곡시켜 3D 데이터에 결손을 일으키기 때문입니다. 특히 벌크 상태로 쌓인 용기는 높이와 기울기가 제각각이어서, 정확한 6D 포즈 인식이 필요했습니다.

• 조명 환경 변화 대응: 교대 근무 시간대에 따라 작업장의 조도가 달라지면서, 조명 조건에 민감한 비전 시스템은 인식 안정성이 흔들리는 문제가 있었습니다. 시간대와 무관하게 일관된 인식 성능이 요구되었습니다.

• 용기 손상 위험과 품질 부담: 용기가 벌크 상태로 무작위하게 쌓여 공급되는 환경에서, 부정확한 취급은 용기 손상과 외관 불량으로 이어질 수 있었습니다. 화장품 용기는 외관 품질이 곧 제품 가치이기 때문에, 정확한 자세 인식에 기반한 손상 없는 취급이 필수적이었습니다.

• 다품종 소량 생산과 사이클 타임: 여러 종류의 제품을 하나의 라인에서 유연하게 전환하며 생산해야 했고, 공급 단계가 라인 전체의 속도를 좌우하지 않도록 빠른 인식 속도가 필요했습니다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 반투명, 광택 용기를 조명 변화와 무관하게 고속으로 인식하고 벌크 상태에서 손상 없이 공급하는 AI 3D 비전과 로봇 자동화, 그리고 유연한 이송 기술을 결합한 통합 자동화 시스템 구축이 추진되었습니다.