초기 상황
지금까지 자동차산업에서는 작업자가 차량 안개등을 수동으로 조절하였습니다. 작업자는 등을 굽힌 상태에서 접근이 어려운 범퍼에 있는 조절 나사 구멍을 찾아야 합니다. 이 구멍을 찾은 후에 작업자는 범퍼에 있는 조절 구멍을 손상시키지 않으면서 매우 조심스럽게 공구를 조절 나사에 위치시켜야 합니다.
헤드라이트 조절 작업에서 인간 로봇 협업
작업자들의 업무 부담을 줄이기 위해 포드 사에서 2대의 KUKA 로봇 LBR iiwa가 육체적으로 힘든 안개등 조절 작업을 수행합니다. 이 과정이 수행되는 동안 작업자는 메인 헤드라이트를 세팅할 수 있습니다.
솔루션
인체공학적으로 힘든 육체적 노동으로부터 작업자를 보호하고 개선된 작업 품질을 달성하기 위해, Ford VOME(Vehicle Operation Manufacturing Engineering), Dürr Assembly Products 및 KUKA는 공동으로 타당성 조사의 일환으로 기존 프로세스를 대체할 혁신적 대안 컨셉을 개발하였습니다. 이 솔루션의 핵심은 Cobot KUKA LBR iiwa의 적용에 있습니다. 이 센시티브 로봇은 전자동으로 안개등을 조절합니다. 이 과정에서 작업자와 로봇은 추가적인 안전장치 없이 같은 차량에서 작업합니다.
HRC 컨셉의 비밀
한편으로, 인텔리전트 산업용 보조작업자 KUKA LBR iiwa는 선정 시 이상적인 크기 및 조인트 토크센서로 가산 점수를 획득하였습니다. 이 센서를 통해 LBR iiwa는 접촉을 인식하는 즉시 힘과 속도를 줄입니다. 이런 특성은 좁은 공간에서 작업자와 함께 작업하는 것을 가능하게 합니다. 다른 한편으로 이 Cobot은 그 고성능 컨트롤을 통해 컨투어를 신속하게 인식하고 힘을 조절합니다. Dürr 사와 함께 개발한 카메라 시스템 및 조절 드라이버로 구성된 특수 엔드이펙터와 함께 KUKA LBR iiwa는 카메라 시스템으로 측정된 구멍 좌표에 따라 조절 드라이버의 위치를 결정합니다. 이 과정에서 본래의 조절 나사는 범퍼의 구멍을 기준으로 후방 약 80 mm 위치에 존재합니다. Cobot KUKA LBR iiwa는 센서로 모니터링되는 동작을 통해 이 세팅 공구를 최적의 스크류 헤드 위치에 배치합니다.
KUKA LBR iiwa가 Ride-On-Installation 방식으로 광수집 박스 위에서 세팅할 헤드라이트 바로 앞에 위치할 수 있도록 연결된 Dürr Assembly Products 사의 HRC형 알루미늄 헤비듀티 갠트리는 이중 안전을 제공합니다. 이것의 이점은 추가적인 로봇 포지셔닝을 사용할 필요가 없다는 것입니다.
어워드로 검증된 품질
이 혁신적 자동화 컨셉의 검증된 이점은 다음과 같습니다:
- 인체공학적으로 불리한 육체적 작업에서 작업자의 작업 부하 경감
- 안개등의 개선된 조절 품질
- 차체의 한 측면에서 이루어지는 Cobot KUKA LBR iiwa에 의한 안개등의 조절 작업 및 자체의 다른 측면에서 동시에 이루어지는 작업자에 의한 메인 헤드라이트의 세팅 작업으로 인한 시간 절감. 그 후에는 작업할 자체 측면을 바꾸어서 각각의 세팅 작업이 교차적으로 수행됩니다.
벨기에에 소재한 KUKA Automatisering + Robots N.V. 및 Dürr Assembly Products 사는 이런 특별한 성과를 인정받아 제20차 Ford World Excellence Awards에서 각각 “Aligned Business Framework World Excellence Award”를 수상하였습니다.
