[공정 개요]

제약사 종합포장실에서 소형박스 제함부터 카톤박스 인케이싱, 대형박스 팔레타이징까지 9단계 공정을 약 30m²(6.2m × 5.2m) 공간에서 일괄 자동화한 포장 라인 솔루션입니다. 레인보우로보틱스 RB10-1300 협동로봇 3대와 제함기, X/Z 직교로봇을 조합해 분당 22박스로 들어오는 카톤박스를 받아내고 투입 인력을 3명에서 1명으로 줄이도록 설계했습니다.

인케이싱은 개별 포장된 제품 박스(카톤박스)를 운반용 박스에 정해진 수량만큼 적입하는 공정입니다. 이 솔루션은 인케이싱을 두 단계로 나눠 카톤박스는 협동로봇이 소형박스에 넣고 봉함된 소형박스는 직교로봇이 대형박스에 넣습니다. 대형박스는 봉함과 라벨링을 거쳐 협동로봇이 팔레트에 적재하고 랩핑기를 거쳐 출하 준비가 끝납니다.

(레이아웃 이미지 삽입: 제안서 16장 도면. ① 소형박스 제함기 ② 카톤박스 인케이싱 ③ 소형박스 씰러·라벨러 ④ 소형박스 정렬기 ⑤ 대형박스 제함기 ⑥ 소형박스 인케이싱 ⑦ 대형박스 씰러·라벨러 ⑧ 팔레타이저 ⑨ 랩핑기)

[프로젝트 배경 및 목적]

기존 공정의 문제점

종합포장실로 카톤박스가 분당 22개씩 들어오는데 제함과 적입, 봉함, 적재가 모두 수작업이라 3명이 붙어 공급 속도를 따라가야 했습니다. 대형박스를 팔레트에 42개씩 쌓는 작업은 하루 종일 반복되는 일이었고 생산량이 늘어나면 사람을 더 넣는 것 외에 답이 없었습니다. 포장실 면적이 약 9.7평으로 좁아 안전펜스가 필요한 산업용 로봇 셀을 넣기 어려웠고 작업자가 자재 보충과 팔레트 교체로 수시로 드나드는 공간이라 협동로봇 기반 구성이 필요했습니다.

1. 제함부터 팔레타이징까지 일괄 자동화로 투입 인력 감축

소형박스 제함, 카톤박스 인케이싱, 대형박스 적재처럼 손이 많이 가는 자리에 협동로봇을 두고 대형박스 제함과 봉함, 라벨링은 전용 설비에 맡겨 9단계를 한 라인으로 연결합니다. 투입 인원은 3명에서 1명으로 줄어들고 남은 1명은 자재 보충과 라인 감시를 맡습니다.

2. 협동로봇으로 협소 공간과 작업자 공존 환경 구현

리치 1,300mm의 RB10-1300을 공정별로 배치해 6.2m × 5.2m 공간 안에 라인 전체를 넣습니다. 작업자는 같은 공간에서 접힌 박스를 채우고 완적재 팔레트를 빼낼 수 있습니다.

3. SOLlink 기반 예지보전과 작업자 안전 관제

진공 그리퍼 압력 데이터로 그리퍼와 구동부 이상을 미리 잡고 AI 비전으로 로봇 주변 작업자 접근을 감지해 라인 정지와 충돌을 예방합니다.

1. 제함기와 협동로봇 조합으로 제함부터 팔레타이징까지 30m²에서 일괄 자동화

포장 후공정을 로봇으로 바꿀 때 흔히 팔레타이징 한 구간만 따로 떼어내는데 그러면 제함과 적입에 여전히 사람이 남습니다. 이 솔루션은 소형박스 제함, 카톤박스 인케이싱, 대형박스 적재처럼 손이 많이 가는 자리 세 곳에 협동로봇을 두고 대형박스 제함과 봉함, 라벨링처럼 정형화된 작업은 전용 설비에 맡겼습니다. 리치 1,300mm의 RB10-1300을 공정별로 배치해 6.2m × 5.2m 안에 9단계를 넣었고 작업자는 같은 공간에서 자재를 보충하고 팔레트를 교체합니다. 국산 협동로봇이라 기술 지원과 유지보수 대응이 빠릅니다.

2. 진공 그리퍼 압력 데이터 기반 이상탐지로 예지보전

박스를 다루는 라인에서 가장 자주 멈추는 원인은 진공 그리퍼의 흡착 불량입니다. 이 솔루션은 PLC에서 받은 그리퍼 압력 데이터를 SOLlink Industrial로 수집하고 LSTM 오토인코더 모델이 정상 패턴을 학습합니다. 비지도 학습 방식이라 불량 데이터가 쌓이기 전에도 바로 적용할 수 있고 학습 때 본 적 없는 이상도 정상 패턴과의 차이로 잡아냅니다. 그리퍼와 구동부 상태를 실시간으로 진단하므로 박스 낙하나 흡착 불량으로 라인이 서기 전에 점검할 수 있습니다.

3. AI 비전 기반 작업자 안전 공간 확보

RGB 카메라와 YOLO v11 Nano 객체 인식 모델을 엣지 디바이스에서 구동해 로봇 주변으로 작업자가 접근하면 이를 감지합니다. 현장 데이터와 외부 데이터를 섞어 학습해 조명이나 복장이 달라도 인식 성능을 유지하도록 했습니다. 협동로봇이 가진 충돌 감지 기능에 더해 접근 단계에서 먼저 대응하므로 작업자가 자주 드나드는 포장실에 맞습니다.