새벽 2시에 창고를 거닐면서 작업자가 동일한 판지 상자, 무거운 플라스틱 주전자 또는 쌓인 가방을 팔레트에 몇 시간 동안 들어 올리는 것을 지켜본 적이 있다면 두 가지 사실을 알 것입니다. 첫째, 해당 작업은 육체적으로 힘든 작업이고 둘째, 이는 정확히 반복적인 대용량 작업 로봇이 수행하도록 만들어진 일종의 반복적 작업입니다. 팔레타이징 로봇은 지난 20년 동안 물류 및 제조 운영을 변화시켜 작업장 부상을 줄이고, 주문 이행 속도를 높이며, 오랜 교대 근무의 단조로운 리프팅으로 인해 발생할 수 있는 인적 오류를 줄였습니다. 모든 규모의 비즈니스에 안정적이고 적용 가능한 팔레타이징 솔루션을 제공하는 데 중점을 둔 공급업체로서 저는 공장 관리자, 라인 감독자 및 유지 관리 팀과 함께 이러한 기계가 실제로 어떻게 작동하는지 분석하는 데 수년을 보냈습니다. 핵심 구성 요소를 이해하는 것이 팔레타이징 로봇이 귀하의 작업에 적합한지 결정하는 첫 번째 단계이기 때문입니다.
대부분의 사람들은 팔레타이징 로봇을 떠올릴 때 상자 공장에서 앞뒤로 흔들리는 큰 팔을 떠올리며 한 번에 12상자의 시리얼을 잡고 나무 팔레트 위에 가지런히 쌓아 놓습니다. 하지만 그 팔은 시스템에서 가장 눈에 띄는 부분일 뿐입니다. 전체 팔레타이징 로봇 설정은 제품 이동, 감지, 올바른 순서로 저장, 시설의 나머지 소프트웨어와의 통신 등 특정 작업을 처리하도록 설계된 각 부품의 조정된 네트워크입니다. 가장 강력한 팔이라도 한 부분이 없거나 요구 사항에 맞지 않으면 제대로 작동하지 않기 때문에 각 구성 요소를 자세히 살펴보겠습니다.
첫 번째이자 가장 확실한 주요 구성 요소는 대부분의 사람들이 "팔"이라고 부르는 로봇 조작기입니다. 이것은 모든 부분에 적용되는 일률적인 부분이 아닙니다. 조작기는 팔레타이징하는 제품에 맞게 다양한 크기, 적재 용량 및 이동 범위로 제공됩니다. 소매 상자나 소형 소비재와 같이 가벼운 화물을 처리하는 소규모 작업의 경우 협업 팔레타이징 로봇이 매우 적합합니다. 협동 로봇 또는 코봇은 안전 케이지 없이 인간 작업자와 함께 안전하게 작업하도록 설계되었으며, 이는 유연한 바닥 공간이 필요한 소규모 창고나 라인에 적합합니다. 처리량이 더 높은 중간 규모 시설을 관리하는 경우 CR40 협업 팔레타이징 로봇은 최대 40kg의 페이로드를 처리할 수 있도록 제작되었으며, 도달 범위는 대부분의 표준 산업용 팔레트 크기에 충분한 최대 1.8m 높이의 팔레트를 덮을 수 있습니다. 50kg의 시멘트 봉지나 산업 부품과 같이 더 무거운 하중의 경우 CR50 협동 팔레타이징 로봇은 정밀도를 유지하면서 추가 중량을 처리할 수 있도록 더 높은 탑재량과 강화된 조인트로 제작되었습니다. 이러한 조작기가 기존 산업용 로봇과 다른 점은 공동 설계입니다. 최신 팔레타이징 조작기는 6개의 자유도를 허용하는 서보 모터를 사용합니다. 즉, 비틀고, 구부리고, 회전하여 좁은 지점에 도달하고, 불규칙한 패키지 모양에 맞게 조정하고, 작업에 필요한 거의 모든 패턴 블록, 기둥, 인터로크 등으로 제품을 쌓을 수 있습니다.
다음으로 오작동할 때까지 종종 간과되는 중요한 구성 요소인 EOAT(End-of-Arm Tooling)가 있습니다. 이는 실제로 제품에 닿는 로봇 팔의 일부이며, 잘못된 EOAT를 선택하는 것은 고객이 팔레타이징 시스템을 설정할 때 저지르는 가장 흔한 실수 중 하나입니다. 평평한 판지 상자용으로 설계된 그리퍼를 사용하여 20리터 물병을 쌓으려고 한다고 상상해 보십시오. 결국 엉망이 되거나 더 나쁘게는 제품이 파손될 수 있습니다. EOAT는 각각 특정 제품 카테고리에 대해 여러 가지 주요 유형으로 제공됩니다. 진공 그리퍼는 상자, 가방 또는 병과 같은 평평하고 매끄러운 품목에 가장 일반적입니다. 그들은 흡입 컵을 사용하여 한 번의 움직임으로 전체 패키지를 잡고 들어올립니다. 이는 깨지기 쉬운 물품에 빠르고 부드럽습니다. 상자나 금속 부품과 같이 모양이 불규칙하거나 무거운 품목의 경우 기계식 그리퍼가 더 잘 작동합니다. 이 그리퍼에는 제품 주위를 닫는 조정 가능한 턱이 있어 모양이 이상하더라도 안전하게 고정할 수 있습니다. 맞춤형 응용 분야를 위해 당사가 제공하는 일부 특수 EOAT에는 강철 코일용 코일 리프터, 산업용 배럴용 드럼 그리퍼, 개별 벌크 백용 백 플레이서가 포함됩니다. 여기서 핵심은 EOAT가 제품의 무게, 모양, 재질은 물론 사용 중인 팔레타이징 패턴과도 일치해야 한다는 것입니다. 좋은 EOAT는 작업 중에 여러 설정을 조정할 필요 없이 라인 요구 사항에 따라 정확하게 선택하고 배치하도록 설계되었기 때문에 사이클 시간을 20% 이상 단축합니다.
셋째, 로봇 컨트롤러는 전체 시스템의 "두뇌"이며 모든 프로그래밍과 조정이 이루어지는 곳입니다. 조작기가 팔이라면 컨트롤러는 어디로 움직여야 하는지, 얼마나 빨리 움직여야 하는지, 언제 제품을 집거나 떨어뜨려야 하는지 알려주는 중앙 컴퓨터입니다. 컨트롤러는 모든 팔레타이징 패턴을 저장하므로 몇 번의 클릭만으로 다양한 제품 SKU 간에 전환할 수 있습니다. 새 주문을 받을 때마다 전체 시스템을 다시 프로그래밍할 필요가 없습니다. 예를 들어 라인이 하루는 시리얼 상자를 실행하고 다음 날은 스낵바를 실행하는 경우 프로그래밍에 몇 시간을 소비하는 대신 저장된 시리얼 패턴을 가져와 EOAT 설정을 조정하고 몇 분 만에 실행을 시작할 수 있습니다. 최신 컨트롤러에는 안전 기능도 내장되어 있으며 이는 우리가 설계한 협동 로봇 팔레타이저 시스템과 같은 협업 시스템에 특히 중요합니다. 이러한 기능에는 로봇이 경로에 있는 사람이나 물체에 닿으면 즉시 멈추는 힘 감지 기술이 포함되어 있으므로 전체 작업 영역에 값비싼 안전 케이지를 설치할 필요가 없습니다. 또한 컨트롤러는 컨베이어 라인, 바코드 스캐너, 재고 관리 소프트웨어 등 시설의 다른 시스템에 연결되므로 어떤 제품을 팔레트에 적재해야 하는지, 각 제품의 개수, 팔레트에 배치해야 하는 위치에 대한 실시간 데이터를 수신할 수 있습니다. 이러한 통합을 통해 로봇은 다음에 무엇을 해야 할지 알기 위해 작업자의 수동 입력에 의존할 필요가 없기 때문에 오류가 줄어듭니다.
넷째, 성공적인 설정의 숨은 영웅인 지원 인프라 및 주변 구성 요소가 없으면 팔레타이징 로봇을 가질 수 없습니다. 이들 중 가장 기본적인 것은 팔레트 자체이지만, 보다 구체적으로는 빈 팔레트를 로봇에 공급하고 가득 찬 팔레트를 제거하는 팔레트 디스펜서 및 컨베이어입니다. 컨베이어는 생산 라인에서 로봇의 작업 영역으로 제품을 이동한 다음 전체 팔레트를 배송 또는 보관소로 이동하는 데 매우 중요합니다. 적절한 크기의 컨베이어가 없으면 로봇은 처리량 목표를 달성할 만큼 빠르게 제품을 얻을 수 없거나 빈 팔레트를 기다려야 하여 전체 라인 속도가 느려질 수 있습니다. 또 다른 주요 주변 장치로는 로봇이 집을 수 있는 패키지가 제 위치에 있는지 감지하는 센서와 같은 광전 센서 또는 팔레트가 고르게 쌓여 운송 중에 넘어지지 않도록 하는 높이 센서가 있습니다. 연중무휴 24시간 운영되는 시설의 경우 빈 팔레트를 자동으로 저장하고 가득 찬 팔레트를 제거하는 팔레트 스태커를 사용하면 수작업을 크게 줄일 수 있으므로 작업자가 하루 종일 수동으로 팔레트를 싣고 내릴 필요가 없습니다. 바닥도 중요합니다. 팔레타이징 로봇에는 평평하고 안정적인 표면이 필요합니다. 1cm의 울퉁불퉁한 지점이라도 시간이 지남에 따라 로봇의 정밀도가 떨어져 제품이 손상되거나 중심에서 벗어난 쌓인 팔레트가 발생할 수 있기 때문입니다.
이제 개별 부품을 이해하는 것이 전체의 절반에 불과하므로 실제 설정에서 이러한 구성 요소가 어떻게 결합되는지 이야기해 보겠습니다. 몇 달 전 저는 팔레타이징 부서의 높은 회전율과 15%의 적재된 팔레트 오류율(손상된 제품 및 반품된 주문을 의미함)을 처리하는 스낵 식품 회사와 일했습니다. 처음에는 더 크고 강한 로봇 팔이 필요하다고 생각했지만, 우리가 작업을 진행하면서 EOAT가 오래되었고 컨트롤러가 기존 컨베이어 시스템과 통합되지 않았다는 것을 깨달았습니다. 우리는 스낵 상자를 위한 맞춤형 진공 EOAT, 컨베이어 및 재고 소프트웨어에 연결되는 컨트롤러, 안전을 위한 라이트 커튼과 함께 우리가 제공하는 팔레타이징 로봇 솔루션을 기반으로 한 완전한 시스템을 권장했습니다. 3개월 이내에 오류율은 1% 미만으로 떨어졌고, 팔레타이징 처리량은 30% 증가했으며, 수동 팔레타이징 작업자를 더 숙련된 작업에 재배치하여 이직률을 25% 줄일 수 있었습니다. 이것이 바로 로봇 팔을 선택하는 것뿐만 아니라 모든 부품을 특정 작업에 맞게 조정하는 모든 구성 요소를 올바르게 만드는 힘입니다.
시설에 팔레타이징 로봇을 추가하는 것을 고려하고 있다면 첫 번째 단계는 요구 사항을 평가하는 것입니다. 어떤 제품을 취급하고 있습니까? 필요한 처리량은 얼마입니까? 인간 작업자 주변에서 작업하려면 로봇이 필요합니까, 아니면 별도의 공간에서 작업해야 합니까? 우리 팀은 귀하가 이제 막 자동화를 시작한 중소기업이든, 기존 라인을 업그레이드하려는 대규모 제조 공장이든 관계없이 이러한 질문을 탐색하는 데 도움을 드릴 수 있습니다. 보급형 협동 로봇부터 고처리량 시스템까지 당사의 다양한 솔루션은 귀하의 고유한 과제에 맞게 설계되었습니다. Collaborative Cobot Palletizer와 같은 작은 공간을 위한 유연한 협동로봇 기반 솔루션을 찾고 계시든, 대량 산업 응용 분야를 위한 견고한 시스템을 찾고 계시든, 우리는 귀하가 딱 맞는 것을 찾는 데 도움이 되는 전문 지식을 갖추고 있습니다.
인건비 절감, 생산성 향상, 작업자를 위한 보다 안전한 시설 만들기를 위한 첫 번째 단계를 밟을 준비가 되셨습니까? 귀하의 팔레타이징 로봇 요구 사항에 대해 논의하려면 당사 팀에 문의하십시오. 귀하의 작업에 적합한 시스템을 구축하기 위한 모든 구성 요소, 사용자 정의 옵션 및 통합을 안내해 드립니다. 당사 웹사이트에서 당사의 협업 팔레타이징 솔루션에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 이곳에서 당사 CR40, CR50 및 기타 모델의 세부 사양은 물론 다양한 산업에 맞춰진 전체 시스템에 대한 정보를 찾을 수 있습니다.
참고자료:
- 국제표준화기구. (2011). 로봇 및 로봇 장치 – 산업용 로봇에 대한 안전 요구 사항 – 1부: 요구 사항. ISO 10218-1:2011.
- 물류경영연구소. (2022). 창고업의 협업 로봇공학: 생산성과 작업자 안전에 미치는 영향. LMI 프레스.
- 자동화 발전 협회. (2023). 팔레타이징 로봇 시장 보고서: 글로벌 동향 및 애플리케이션 분석. A3 출판물.
