이 경량로봇은 시야를 확보할 수 있어야 합니다.

2013년 5월 뷔르트가 퀸첼스아우-가이스바흐 지역에서 VZ 웨스트 영어 센터를 열었을 때, Adolf Würth GmbH & Co. KG의 Norbert Heckmann 이사회 의장은 무엇보다도 직원들이 혁신적인 새로운 건물에서 혜택을 얻을 수 있을 것이라고 공약했습니다. 그는 “새로운 건물이 일일 업무를 보다 쉽고 간결하게 만들 것”이라고 말했습니다. 이를 위해, 뷔르트는 현대식 최신 기술을 적용하여 작업 환경을 인체공학적으로 설계했습니다. 그러나 인적 자원을 지속가능하게 운용한다는 목표는 아직 이루지 못하고 있습니다.  심지어 현재도 조립/잠금 기술 전문가는 영업 센터의 입고 상품 부서처럼 업무가 지나치게 단조롭거나 신체적으로 까다롭지 않은지 검토하고 있습니다.

이곳에서는 매일 30명의 직원이 2개 조로 작업하며 약 3,000개의 박스를 운반하고 있습니다. 이들은 나사, 너트, 워셔 또는 강철 구조 요소가 가득 든 500~5,000그램의 직육면체 상자를 팔레트에서 작은 하중의 운송장치(SLC)에 싣고 있습니다. "따라서 직원의 총 하중은 수 톤에 달합니다. 그리고 단조로운 단순 업무가 스트레스가 되고 있습니다”라고 Adolf Würth GmbH & Co. Kg의 Roland Schneider 기술 부서 헤드가 설명했습니다.

현재까지 4시간 후 일관된 교대 근무가 인체공학 및 단순 수동 공정에 대응하는 최고의 방법이었습니다. 직원의 단순노동을 줄이고 성장할 수 있는 환경을 만들면서 숙련된 근로자 부족 현상에 대응하기 위해 뷔르트는 향후 물류에서의 자동화 비중을 높일 계획입니다.

슈말츠는 자체적으로 기존의 수동 핸들링 공정을 스마트하게 자동화하는 업무를 만들었습니다. “여러 종류의 크기 및 무게의 상자를 운반하는 것이 Bin Picking 그리퍼 SBPG에 최적인 공정입니다.”라고 비즈니스 부서 로보틱스의 Matthias Frey가 설명했습니다. SBPG는 박스를 가늠할 정도로 충분히 길고 소형 로봇의 리프트 용량을 지나치게 줄이지 않을 정도로 가볍습니다. 이를 통해 유니버설 로봇의 공간 절약형 협동로봇이 그리퍼를 안내하고 슈말츠 VE4S의 비전 에코 시스템(Vision Eco-System)이 사물을 볼 수 있습니다. 슈말츠는 로보틱스 및 시각 영역의 표준 부품을 사용하여 뷔르트에게 10만 유로 이하의 경제적인 솔루션을 제공하고 있는데, 이는 플러그 앤 플레이 시스템 덕분에 고도화 된 엔지니어링 기술 없이도 신속하게 수행될 수 있습니다.

슈말츠의 기술 노하우에서 다음과 같은 두 가지 세부 사항이 특히 까다로웠지만, 계획했던 컨셉은 빠르게 적용될 수 있었습니다. 첫 번째는 높은 변동성에도 불구하고 팔레트에서 상자를 집어서 패키지에 촘촘히 쌓는 것이며, 두 번째는 알 수 없는 각인이 있는 중간레이어를 인식하는 것입니다. 여기에서 추가로 복잡한 문제는 간지의 디자인이 박스의 것과 비슷할 수 있다는 것입니다. “여기에서 안전 공정 방식으로 작업할 수 있는 유일한 접근 방법은 인공지능을 사용하는 것”이라고 Frey는 설명했습니다. 슈말츠는 작업물별 프로그래밍을 사용해 정의된 설정 패턴을 구현했습니다. “우리는 제한된 범위의 부품으로 시작했으며, 첫 번째 셀을 100% 용량으로 활용했습니다. 이제 우리는 그다음 셀의 피킹 성능을 최적화하고, 부품 스펙트럼을 확대해 추가 물품을 자동으로 보관할 수 있도록 연구하고 있습니다.”

반면에, 현장의 좁은 공간 상태에 의한 문제점과 크레이트 컨베이어에서 빈 컨테이너를 회수하는 추가 작업은 상대적으로 충족하기 쉬웠습니다. 이는 레이저 스캐너가 안전 펜스의 필요성을 제거하여 적절한 셀을 보증하기 때문입니다. 사람이 접근하면, 협업 로봇은 속도를 줄이고 감소된 힘으로 작업을 지속합니다.

다양한 그리핑 작업을 수행하기 위해서, 코봇은 SBPG BinPicking 그리퍼의 진공패드를 독립적으로 교체할 수 있으며, MATCH 시스템의  퀵-체인지 모듈 덕분에 그리퍼 전체도 교체할 수 있습니다. "로드 피커 한 개가 항상 로봇 암에 부착되어 있으며, 또 다른 한 개는 그리퍼 스테이션에서 대기하고 있습니다. 예를 들어, 크레이트를 이동해야 하는 경우 협동로봇이 이 같은 용도로 설계된 PXT 그리퍼를 가져옵니다. 표준화된 연결 및 통신 덕분에 이는 즉시 사용할 수 있습니다”라고 Frey는 설명했습니다. 이 세 개의 진공패드 SAOF, SPB1 60 및 SPB1 80은 SBPG에서 이용할 수 있어 로봇이 어떠한 크기의 상자든 안전하게 핸들링할 수 있습니다. 필요한 진공은 RECB 공압 진공 발생기가 제공합니다. 통합된 SEP 노즐로 공정 효율성을 높이면서 에너지도  절약할 수 있습니다. 

슈말츠는 직원이 현재의 업무를 입력하기 위해 사용하는 사용자 인터페이스가 포함된 소프트웨어를 구현했습니다. 이는 카메라, 코봇 및 안전 레이저 스캐너와 통신하여 입력 후 로봇 컨트롤러와 카메라를 업무에 맞게 조정합니다. "현재 우리는 매우 광범위한 상품 중 약 30%를 다루고 있으며 이 같은 트렌드가 부상 중입니다”라고 2022년 4월에 Frey는 설명했습니다. 여기에서 특별한 기능은 뷔르트가 소프트웨어를 통해 로보틱스 셀의 전체 주문 관리를 통제한다는 것입니다. 이미 100% 기능하고 있는 것은 카메라가 제공된 SLC가 비어있는지 확인하는 표적 컨테이너 점검과 소스 박스에서 중간 레이어 감지 및 제거, 충돌 점검 같은 기능이 있습니다. 여기에서, 소프트웨어는 로봇이 접근하는 중간 지점을 계산하고 충돌 여부를 점검하는 디지털 트윈을 사용합니다. 만약 그와 같은 상황이 발생할 경우, 로봇은 장애물을 피하고 새로운 중간 지점을 규정합니다.

협동로봇은 2021년 12월 말부터 VZ 웨스트 유통 센터에서 활용되기 시작했습니다. “입고 상품 부서의 직원에게서 들은 말은 항상 긍정적인 것입니다. 그들은 매우 기뻐하고 있습니다”라고 Roland Schneider가 보고했습니다. 이후 그는 협동로봇을 사용한 일일 업무에 대한 통찰력을 제시했습니다. 직원들은 유로 팔레트에서 지정된 장소로 박스를 옮기기 위해 리프트 트럭을 사용합니다. 박스는 100~250mm 길이, 90~100mm 높이, 90mm 너비입니다. 로봇은 컨베이어 벨트에서 SLC 표적 컨테이너를 가져옵니다. 로봇 셀은 유로 팔레트가 비워질 때까지 필요한 만큼 SLC 컨테이너를 채웁니다. 화물이 컨베이어 시스템으로 옮겨지면, 스캔되어 SAP 시스템에 예약됩니다.

뷔르트의 솔루션은 카메라 시스템과 올바른 프로그램이 조합된 협동로봇이 직원의 부담을 효과적으로 덜어주는 방법을 보여주고 있습니다. “협동로봇은 단순 업무를 줄이고 인체공학을 상당히 개선하기 때문에 소중한 지원입니다. 이제 업무는 코봇을 점진적으로 전체 제품 범위에 익숙하게 하는 것이며 이를 통해 직원 병목현상을 다수 완화할 수 있습니다”라고 Schneider는 강조했습니다. 그는 슈말츠와 “Frey를 중심으로 한 뛰어난 전문가팀과 함께 추가 프로젝트를 구현하길 바라고 있습니다.