3D 비전 기반 대형 트럭 범퍼 탭핑 자동화

3D 비전 기반 대형 트럭 범퍼 탭핑 자동화

적용분야: 산업 > 자동차, 공정 > 디버링/후가공, 자동화 분야 > 제조

솔루션에 사용된 로봇이 궁금하다면?

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[비전카메라] 캠브리안 Cambrian AI 3D 비전 시스템 Cambrian Vision (Standard·Wide·Ultra-Wide)

공정 레이아웃

[공정 개요]

대형 트럭의 전면 범퍼는 차량 차체와 체결되는 대형 성형 부품으로, 체결부의 위치와 나사산 가공 품질이 중요합니다.

본 솔루션은 성형 과정에서 발생할 수 있는 범퍼의 위치 및 형상 편차를 3D 비전으로 인식하고, 보정된 좌표를 기준으로 인서트 너트의 탭핑 작업을 자동으로 수행합니다. 이를 통해 작업자 숙련도에 따른 품질 편차를 줄이고 생산성을 높일 수 있습니다.

[프로젝트 배경 및 목적]

기존 공정의 문제점

기존에는 작업자가 성형품 외곽에 발생한 버(Burr)를 디버링한 후, 범퍼 체결부에 삽입된 인서트 너트의 나사산을 수작업으로 탭핑했습니다.

이 과정에서 작업자의 숙련도에 따라 탭핑 품질이 달라졌으며, 고위험-고하중 작업으로 노동 강도가 높고 높은 퇴사율이 반복되었습니다.

또한 신입 작업자의 미숙련으로 인한 제품 불량 위험이 높았습니다.

3D 비전 기반 탭핑 위치 보정

지그에 안착된 제품의 형상과 위치를 3D 비전으로 촬영하고, 기준 모델과 비교하여 탭핑 지점의 보정 좌표를 산출합니다.

이를 통해 제품 안착 위치나 성형 상태에 미세한 편차가 발생하더라도 실제 제품 위치에 맞춰 로봇의 작업 좌표를 보정하고, 반복적으로 균일한 탭핑 품질을 확보할 수 있습니다.

이동식 범퍼 탭핑 로봇 시스템 구축

동일한 사양의 이동식 차량용 범퍼 탭핑 자동화 시스템 2대를 제작·도입하여 생산 물량과 라인 운영 상황에 따라 설비를 유연하게 배치할 수 있도록 구성했습니다.

이동식 구조에서 발생할 수 있는 진동과 구조적 흔들림을 줄이기 위해 보강용 카운터 바를 적용하여 설비의 강성과 탭핑 작업 중 안정성을 확보했습니다.

구성요소

로봇	현대 HDF7-9, 로봇핸드(로봇 탭핑 툴)
주변기기	메인 프레임, 집진기, 3D VISION, 클램프 기구, SOLlink Industrial

작업순서

STEP 1.	작업자가 제품을 전용 지그에 안착
STEP 2.	클램프를 이용해 제품 위치 고정
STEP 3.	작업자가 양수 버튼을 눌러 설비 가동
STEP 4.	3D 비전으로 제품의 형상과 위치 촬영
STEP 5.	기준 좌표와 비교하여 탭핑 위치 보정값 산출
STEP 6.	로봇이 보정된 좌표에 따라 자동 탭핑 수행
STEP 7.	작업 완료 알람 발생 및 로봇 원위치 복귀
STEP 8.	클램프 해제 후 작업자가 제품 취출
STEP 9.	다음 작업을 위한 설비 초기화

특장점

1. 3D 비전 기반 정밀 위치 보정

지그에 안착된 제품의 실제 형상과 위치를 측정하여 탭핑 좌표를 자동으로 보정합니다. 제품 안착 및 성형 상태에 미세한 편차가 발생하더라도 실제 탭핑 지점에 맞춰 로봇이 작업할 수 있어 균일한 가공 품질을 확보합니다.

2. 이동형 설비의 작업 안정성 확보

보강용 카운터 바를 적용하여 이동식 설비에서 발생할 수 있는 진동과 구조적 흔들림을 최소화했습니다. 이를 통해 설비 이동 후에도 안정적인 로봇 동작과 탭핑 정밀도를 유지할 수 있습니다.

3. 생산계획에 따른 유연한 설비 운영

이동형 로봇 시스템으로 설계되어 생산 물량과 라인 운영 상황에 따라 필요한 공정에 재배치할 수 있습니다. 전용 지그 교체를 통해 여러 제품에 대응할 수 있어 다품종 소량생산 환경에서 발생하는 공정 병목을 완화합니다.

4. SOLlink Industrial 기반 설비 관제

SOLlink Industrial을 통해 설비의 가동 상태와 주요 운영 데이터를 원격으로 확인할 수 있습니다. 축적된 데이터를 기반으로 설비 이상 징후를 점검하고 유지보수 시점을 관리할 수 있습니다.

도입효과

주요지표	1. 일일 생산량 20% 개선 2. 공정불량률 80% 개선 3. 총원가 50% 절감 - 생산 유연성 확보 생산 수요에 따라 설비를 필요한 위치에 배치하고, 전용 지그 교체만으로 다양한 제품에 대응할 수 있습니다. 이를 통해 다품종 소량생산 과정에서 발생하는 공정 간 병목을 유연하게 해소합니다. - 작업 안정성 및 품질 향상 3D 비전이 제품별 형상과 위치 편차를 보정하고 로봇이 탭핑을 수행함으로써 작업자의 숙련도에 따른 품질 편차와 불량 위험을 줄입니다. - 작업환경 개선 및 산업재해 예방 고하중 제품을 취급하며 반복적으로 수행하던 고위험 탭핑 작업을 로봇 셀로 대체했습니다. 작업자의 공정 접근과 신체적 부담을 줄여 안전 중심의 작업환경을 구축합니다.
도입기업 피드백	“수작업 당시에는 작업자의 숙련도에 따라 가공 품질과 작업시간에 편차가 있었지만, 자동화 도입 후에는 일정한 탭핑 품질과 생산속도를 유지할 수 있게 되었습니다. 반복 탭핑에 따른 작업자의 부담도 줄었으며, 생산계획에 맞춰 설비를 이동·배치할 수 있어 라인 운영이 한층 유연해졌습니다.”

주요지표

1. 일일 생산량 20% 개선

2. 공정불량률 80% 개선

3. 총원가 50% 절감

- 생산 유연성 확보

생산 수요에 따라 설비를 필요한 위치에 배치하고, 전용 지그 교체만으로 다양한 제품에 대응할 수 있습니다. 이를 통해 다품종 소량생산 과정에서 발생하는 공정 간 병목을 유연하게 해소합니다.

- 작업 안정성 및 품질 향상

3D 비전이 제품별 형상과 위치 편차를 보정하고 로봇이 탭핑을 수행함으로써 작업자의 숙련도에 따른 품질 편차와 불량 위험을 줄입니다.

- 작업환경 개선 및 산업재해 예방

고하중 제품을 취급하며 반복적으로 수행하던 고위험 탭핑 작업을 로봇 셀로 대체했습니다. 작업자의 공정 접근과 신체적 부담을 줄여 안전 중심의 작업환경을 구축합니다.

도입기업 피드백

“수작업 당시에는 작업자의 숙련도에 따라 가공 품질과 작업시간에 편차가 있었지만, 자동화 도입 후에는 일정한 탭핑 품질과 생산속도를 유지할 수 있게 되었습니다. 반복 탭핑에 따른 작업자의 부담도 줄었으며, 생산계획에 맞춰 설비를 이동·배치할 수 있어 라인 운영이 한층 유연해졌습니다.”

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