NEU 액티내브 시스템으로 인력 부족 문제 해결

2021년 11월 18일, 오전 9:00

New England Union Company(NEU)는 배관 및 선박용 황동 나사산 파이프 피팅을 생산하는 가족 경영 주조 및 기계 가공 공장입니다. NEU는 노후 장비를 최신 CNC 공작기계로 교체했지만, 로드아일랜드에서는 생산 인력을 충원하는 것이 여전히 과제로 남아 있습니다.

인력 부족 문제를 해결하고 작업 사이클 시간을 줄이기 위해 회사는 Universal Robots(UR)의 UR10e 코봇과 ActiNav 피킹 시스템을 도입했으며, 이들은 밤새 무인으로 작동합니다. ActiNav 덕분에 NEU는 같은 인원으로도 생산성을 높일 수 있습니다.

구형 선반에서 최신 CNC 공작기계로 공장을 현대화하면서 제품 품질은 향상되었지만 사이클 시간도 늘어났습니다. 이는 납기에 영향을 미쳤고 숙련된 머시니스트를 효율적으로 활용하지 못하게 했습니다. NEU는 교대 인력을 추가하지 않고 생산량을 늘려야 했으며, CNC 설정 같은 더 중요한 직무로 직원을 재배치하고 품질 관리와 검사에 더 많은 시간을 쓸 수 있도록 덜 숙련된 작업을 자동화하고자 했습니다.

NEU의 첫 협동로봇 프로젝트에서는 UR10e 코봇과 내장된 팔레타이징 기능을 사용해, 나사산 가공, 드릴링 등 작업을 수행하는 CNC 공작기계의 갠트리 시스템에 공급하기 위해 정렬된 트레이에서 부품을 집어 올렸습니다. UR10e 코봇 팔은 최대 12.5kg을 들어 올릴 수 있으며 최대 도달 거리는 1300mm입니다.

작업자가 주문받은 그리드를 트레이에 올리는 데 약 한 시간이 걸렸고, 코봇은 사람의 개입 없이 약 여덟 시간 동안 작동할 수 있었습니다. 회사는 작업자 없이 밤새 가동할 수 있는 시스템이 필요했습니다. NEU의 부사장 브렌트 페티는 진동 피더 시스템을 검토했지만 NEU가 요구하는 반복 정밀도를 충족하지 못했습니다. 바로 그때 그는 ActiNav를 알게 되었습니다.

“ActiNav 시스템의 장점은 상자를 장치 바로 앞에 가져다 놓고 설정하기만 하면, 상자에서 바로 피킹을 시작한다는 점입니다. 직원이 옆에 서서 부품을 집어 미리 만들어 둔 팔레트 트레이에 옮길 필요가 없습니다.”
브렌트 페티NEU 부사장

2021년 UR은 ActiNav 시스템으로 로봇 혁신 부문 RBR50 상을 받았습니다. UR+ 애플리케이션 키트인 "plug-and-produce"(꽂고 바로 생산)는 범용 용도로 코봇 도입을 간소화합니다. ActiNav 시스템은 UR5e 또는 UR10e 코봇, 사용자가 선택하는 엔드 이펙터, 그리고 특정 용도에 맞는 프레임 또는 지그가 필요합니다. 구성품에는 ActiNav 소프트웨어와 자율 모션 모듈 컨트롤러, URCap 사용자 인터페이스 소프트웨어, 그리고 여러 개의 3D 센서가 포함됩니다.

ActiNav 시스템은 비전 처리, 충돌 없는 모션 계획, 실시간 자율 로봇 제어를 수행할 수 있습니다. 자율 피킹은 로보틱스에서 흔한 응용 분야이지만, '사용하기 쉽다'고 불리는 경우는 드물거나 거의 없습니다. 자율 피킹 시스템을 도입하려면 보통 고객이 직접 할 수 없는 통합과 프로그래밍이 필요합니다.

ActiNav는 이러한 문제를 바꿔 놓았습니다. 도입에 프로그래밍 기술이 필요하지 않기 때문입니다. ActiNav는 코봇의 천장형 교시 펜던트에 있는 설정 마법사를 통해 시연 교육 방식을 사용합니다. UR은 이 시스템을 두 시간 미만에 도입할 수 있다고 밝혔습니다.

주간 교대 근무 중에 작업자는 필요에 따라 바구니를 빠르게 채운 뒤 다른 업무로 돌아갈 수 있습니다. 하루가 끝나면 작업자는 가득 찬 바구니를 ActiNav 시스템에 가져다 두고, 기준을 확인한 뒤 시스템을 시작하고 퇴근합니다. 바구니에는 로봇과 CNC 공작기계가 밤새 사람 없이 작동할 수 있을 만큼 부품이 들어 있으며, 아침에는 작업자가 완성품 상자로 돌아옵니다. 그들은 마지막 부품을 검사하고, 완성된 상자를 재고로 옮기고, 원자재 부품을 채운 뒤 로봇이 작업을 계속하도록 합니다.

ActiNav 시스템은 먼저 상자를 3D 스캔한 다음, Robotiq Hand-E 그리퍼를 장착한 UR-10e 코봇이 원자재 부품을 집어 재위치 지그에 올려 놓습니다. UR 로봇은 지그의 진동을 활성화해 부품을 정확히 정렬하고, 이를 CNC 공작기계의 중간 시스템인 갠트리 시스템에 적재합니다. 공작기계의 신호에 따라 로봇은 갠트리 시스템에서 완성된 부품을 집어 물에 담가 절삭유를 씻어 내고, 마무리 작업용 팔레트에 던져 넣습니다. 그다음 로봇은 재위치 지그로 돌아가 올바르게 방향이 잡힌 원자재 부품을 집고, 사이클을 다시 시작하기 위해 CNC 공작기계에 장착할 갠트리 시스템에 넣습니다.

NEU는 현재 ActiNav 시스템에서 10가지 different 부품을 사용하고 있으며, 30가지 부품으로 확대할 계획입니다. ActiNav는 주 5일, 하루 24시간 작동하여 NEU가 동일한 인원으로 수요를 충족할 수 있도록 생산성을 높일 것입니다.