절정에 오른 성숙한 기술: 카메라 시스템이 탑재된 KUKA 로봇

모바일 유압장치 및 전자/전기 컴포넌트 제조사인 덴마크 Danfoss 사에서 KUKA, QRS 및 Roboception이 성공적으로 협력하고 있습니다. 3D 센서가 탑재된 복수의 로봇 시스템이 100가지 이상의 부품을 안정적으로 정밀하게 인식하고 동작시킵니다.

놀라운 신뢰성을 자랑하는 인공 눈

Danfoss 사에서 인공 눈이 탑재된 신형 로봇셀의 카메라 성능은 “3D 인식 분야에서 최고 성능”으로 인정받기에 충분합니다. 생산 현장에서 이 시스템은 100가지 이상의 부품을 인식하기 때문입니다. 이를 통해 모바일 유압장치를 생산하는 이 덴마크 제조사의 셀에서 KUKA 로봇은 기계의 생산 프로세스에서 로딩 및 언로딩 작업을 전자동으로 효율적으로 수행할 수 있게 되었습니다. 동사는 시대적 흐름에 걸맞게 새로운 자동화 설비에 투자를 아끼지 않고 있습니다. 이 북유럽 기업은 생산 부문 로봇 밀도에 있어 이미 6위에 랭크되어 있습니다. KUKA가 오랜 노하우로 프로젝트의 구현에 실질적인 지원을 제공한 것은 더 이상 놀라운 일이 아닙니다. 자동화 전문기업 KUKA는 덴마크에서 가장 많은 로봇을 공급하고 있기 때문입니다.

3D 인식 기능 중에서 최고 성능: KUKA, Roboception 및 QRS는 Danfoss에서 생산 라인을 자동화하였습니다.

100가지 이상의 부품을 인식하는 물체 인식 시스템

총 6대의 KUKA 로봇이 Danfoss의 생산 라인에서 지금까지는 수작업으로 실시하던 작업 단계를 자동으로 수행하고 있습니다. 로봇은 5~20킬로그램 중량의 부품을 핸들링합니다. 이 프로세스의 자동화를 통해 작업 팀의 육체적 노동에서 해방되었고 이제 직원들은 부가가치가 높은 작업에 집중할 수 있게 되었습니다. 이런 방식으로 로봇셀에서는 수동 개입 없이 약 100가지의 부품이 처리됩니다.

덴마크에 소재한 모바일 유압장치 제조사 Danfoss에서 KUKA 로봇은 100가지 이상의 부품을 동작시킵니다.

통합 파트너 QRS의 Olav K. Sjørslev 영업부장은 “이번 프로젝트는 큰 도전과제였다”며 “Danfoss 로봇셀에서는 부품의 전자동 공급이 조건으로 요구되었습니다. 다양한 부품을 처리해야 하는 과제로서 카메라 시스템으로만 해결할 수 있었다”고 설명합니다. 대안적 방법으로는 무작위로 배치된 미가공품을 정렬된 상태로 공급하는 방법이 있었지만 이 방식은 상당히 비경제적이었습니다. 그 대신 부품들은 표준 롤 박스에 담긴 상태로 첫 번째 로봇 스테이션에 도착합니다. 이때 각 부품은 박스별로 분류되기는 하지만 무작위로 적재된 상태이고 종이 시트를 통해 각 층이 분리된 상태로 공급됩니다.

카메라, 3D 스테레오 센서 rc_visard 및 KUKA 로봇의 이상적 연동

Sjørslev 영업부장은 “카메라 시스템 분야에서 축적한 우리의 경험은 이때까지 그리 특별한 것이 아니었다”며 “우리는 지난 10여 년의 다양한 시스템을 고려하였지만 어떤 3D Vision 솔루션도 이번 프로젝트에 적합하지 않았다”고 설명합니다. 그는 제조사의 전시장이나 시연장에서 구현되던 기능들이 대부분 실제 현장에서는 작동하지 않는 경우가 많았다고 강조합니다. 까다로운 요건이 적용되는 물체 인식 시스템을 위해 QRS는 15년 이상 협력 관계를 이어온 파트너 KUKA에 도움을 요청하였습니다: 카메라 시스템 및 물체 인식 시스템과 관련해 KUKA는 뮌헨의 파트너 Roboception과 긴밀하게 협력하고 있었습니다.

인공 눈: Roboception에서는 신뢰성 있는 3D 스테레오 센서를 공급하고 모듈라 소프트웨어를 개발하였습니다.

Roboception 사는 rc_visard를 통해 신뢰성 있는 3D 스테레오 센서를 공급할뿐 아니라 모듈라 소프트웨어 컴포넌트도 개발하고 있었습니다. 이 소프트웨어 컴포넌트는 덴마크 기업 Danfoss에 최적화된 솔루션이었습니다. Roboception 사의 Dr. Michael Suppa 대표이사는 “당사 소프트웨어 SilhouetteMatch를 통해 rc_visard는 템플릿에 근거하여 부품을 인식하는데, 이 템플릿은 직접 센서에서 생성된 데이터 또는 CAD 데이터를 기반으로 만들어진다”고 설명합니다. 표준화된 웹인터페이스 및 그래픽 유저 인터페이스를 통해 KUKA 로봇과의 연동은 매우 빠르고 간단하게 구현되었습니다.

강력한 팀워크: QRS, Roboception 및 KUKA는 덴마크에 소재한 Danfoss에 3D 물체 인식에 이상적인 솔루션을 공급하였습니다.

인공 눈: 물체 인식에서 적합한 파지 위치에 이르기까지

Danfoss에서 구현된 솔루션: rc_visard는 평평한 종이 표면에 면형태로 정렬되지 않은 물체의 위치 및 방향을 안정적으로 인식하고 로봇에게 파지 위치 정보를 전송합니다. Roboception 사 Suppa 대표이사는 “2D 솔루션이었다면 이 프로젝트는 실패했을 것”이라며 “부품으로 인해 종이 중간 레이어는 항상 평평하지도 않고 오일이 묻어 있기도 한다”고 설명합니다. 다른 시스템을 이용한 테스트에서 카메라는 종이에 있는 자국을 제품으로 잘못 인식했습니다. 이와 달리 Roboception 소프트웨어는 어떤 부품을 로봇셀에 공급되는지를 정확하게 인식하고 KUKA KR CYBERTECH에 적합한 파지 위치 정보를 전송합니다. 로봇은 제품을 픽업하고 이것을 먼저 마킹 레이저로 가져갑니다. 이어서 부품은 컨베이어 벨트를 통해 다음 셀로 전달되고, 여기에서 KR QUANTEC은 자동으로 그라인딩 머신의 로딩 및 언로딩 작업을 수행합니다. 다음 셀에서 KR CYBERTECH는 가공된 제품을 “세척 시스템”에 넣고 이것을 용기로 분류하거나 또는 다른 소형 그라인딩 머신으로 공급합니다.

고객사 및 통합 업체를 위한 미래지향적 솔루션

Sjørslev 영업부장은 “우리는 이번 프로젝트에서 유용한 노하우를 축적할 수 있었으며 다른 프로젝트를 구현할 때 이것을 이용할 수 있을 것”이라며 “입사광이 어떤 영향을 주는지, 렌즈에서 어떤 장애가 발생할 수 있는지, 부품을 인식할 수 있는 최대 거리는 얼마인지에 대한 질문에 이제 구체적으로 대답할 수 있게 되었다”고 설명합니다. Danfoss를 위한 KUKA, Roboception 및 QRS의 솔루션도 성공적으로 구현되었습니다. 이 유압장치 전문기업 Danfoss는 이번 자동화를 통해 생산공정의 시간 단축뿐 아니라 직원들의 작업 안전을 현저하게 개선하는 성과를 달성하였습니다.

Danfoss에 적용된 가변 3D Vision 솔루션: 이 솔루션은 다양한 과제에 맞게 유연하게 조절할 수 있습니다.

이와 관련해 Roboception 사 Dr. Michael Suppa 대표이사는 “우리 회사의 하드웨어는 다른 소프트웨어 모듈을 조합할 경우 다양한 과제를 처리할 수 있다”며 “Danfoss는 이제 필요에 따라 다른 과제에 맞게 조절할 수 있는 가변 3D Vision 솔루션을 보유하게 되었다”고 설명합니다.