픽 앤 플레이스 로봇: 생산 가속화와 생산량 증대

픽 앤 플레이스 로봇은 생산량 증가와 생산 시간 단축의 열쇠입니다. 비용, 인적 오류, 생산 병목 현상을 어떻게 줄일 수 있는지 알아보세요.

픽 앤 플레이스(Pick and Place)는 부품을 한 위치에서 집어 들어 옮긴 후 다른 위치에 놓는 모든 애플리케이션을 지칭합니다. 주로 포장 및 팔레타이징 애플리케이션과 연관됩니다. 이는 대량 제조 공정에서 중요한 작업이 될 수 있습니다. 하지만 언제, 어떻게 해야 할까요?

이 글에서 배울 내용:

• 픽 앤 플레이스 로봇을 사용하는 산업
• 픽 앤 플레이스 공정 자동화 시기
• 픽 앤 플레이스 애플리케이션을 수행할 수 있는 로봇
• 엔드 이펙터에 대한 조언
• 비용

픽 앤 플레이스 로봇을 사용하는 산업

픽 앤 플레이스 애플리케이션은 다양한 제조 시설에서 흔히 볼 수 있습니다. 이는 기초적인 자동화 작업입니다. 즉, 조립, 포장, 팔레타이징 등 복잡한 작업도 픽 앤 플레이스를 하위 작업으로 포함합니다. 따라서 거의 모든 산업에서 픽 앤 플레이스 로봇을 찾아볼 수 있습니다. 일반적인 산업:

• 포장
• 식음료
• 제약
• 유통
• 위탁 제조
• 플라스틱
• 자동차

현대 제조 환경은 픽 앤 플레이스 기술을 다양한 애플리케이션에 활용합니다. 예: 카르테시안 로봇이 의약품 바이알을 채우고, 델타 로봇이 아기 물티슈를 케이스 포장합니다. 이러한 작업은 매우 복잡하게 확장될 수 있지만, 모두 픽 앤 플레이스 능력을 필수적으로 요구합니다. 많은 산업 애플리케이션의 필수 구성 요소입니다. 픽 앤 플레이스를 포함하는 작업:

• 조립
• 자동화 창고
• 팔레타이징
• 케이스 포장
• 분리
• 충진

조립 작업은 부품을 빈에서 꺼내 제품의 적절한 위치에 놓는 것을 요구합니다. 자동화 창고에서는 로봇이 제품을 픽 앤 플레이스합니다. 로봇은 먼저 제품 위치로 이동한 후 선반이나 빈에서 제품을 집어 스테이징 구역에 놓습니다. 팔레타이징과 케이스 포장은 픽 앤 플레이스 관점에서 매우 유사합니다. 하지만 둘 다 이 기본 능력을 갖춰야 작업을 완료할 수 있습니다. 귀사 시설의 일부 작업에도 픽 앤 플레이스 요소가 포함되어 있을 가능성이 높습니다.

픽 앤 플레이스 공정 자동화 시기

많은 픽 앤 플레이스 작업이 조립 또는 포장 라인에서 발생합니다. 수작업으로 수행될 때 병목 지점이 되기 쉽습니다. 이곳을 자동화하면 처리량과 효율성에서 큰 이득을 볼 수 있습니다. 그렇다면 자동화를 고려해야 할 위험 신호는 무엇일까요?

• 처리량 증대 필요 또는 병목 현상 존재
• 비용 절감 필요
• 수작업 공정의 안전 우려
• 품질 관리 이슈 발생

처리량

로봇은 평균적인 인간 작업자보다 단순히 더 빠릅니다. 따라서 처리량이 관심사가 되면 자동화를 최우선으로 고려해야 합니다. 수작업 공정이 병목을 만들 때 특히 그렇습니다. 병목은 공정의 한 부분이 전체 공정의 잠재적 속도를 늦출 때 발생합니다. 조립 라인에서 예를 들면, 컨베이어가 하류 조립 속도에 맞춰 느려질 수 있습니다. 조립이 빨라지면 컨베이어를 가속할 수 있습니다. 이는 분당, 시간당, 일당 더 많은 부품 생산으로 이어집니다. 높은 처리량은 귀사와 시설에 더 많은 매출을 의미합니다.

처리량 우려만으로 자동화를 즉시 승인할 수는 없습니다. 특정 상황에서는 자동화가 불필요하거나 오히려 공정을 악화시킬 수 있습니다. 예를 들어 자동화하기 극도로 어려운 하위 작업이 있는 공정을 생각해 보세요. 전형적인 예가 세밀한 운동 제어나 '감각'을 요구하는 작업입니다. 이런 공정을 자동화하면 생산량은 좋아질 수 있지만, 수작업으로 얻던 부품 품질과 일관성을 잃을 가능성이 큽니다. 이런 시나리오의 로봇 프로젝트는 성공하기 어렵습니다.

비용 절감

많은 제조업체가 비용 절감이 필요할 때 자동화를 고려합니다. 자동화 프로젝트는 상당한 초기 비용이 듭니다. 하지만 엄청난 투자 수익(ROI)을 가져옵니다. 작업자는 연중 급여를 지급해야 합니다. 이상적인 로봇 프로젝트는 12~18개월 내 순수 ROI 달성을 목표로 합니다. 이 시점 이후 투자가 완전히 회수되고, 적은 유지보수 비용으로 오랫동안 수익을 창출하는 기계가 됩니다. 픽 앤 플레이스 작업은 종종 단순하고 단조롭습니다. 인간 작업자에게 이 작업을 맡기는 것이 종종 최적의 해결책이 아닙니다. 많은 시설에서 이 대체 인력을 자동화 어렵거나 불가능한 영역에 재배치해 더 생산적으로 활용합니다.

투자 전 ROI 그림을 파악하는 것이 중요합니다. 로봇이 인간 작업자 대비 큰 이점이 없는 작업에 투입되면 ROI 달성이 어려워집니다. 또한 로봇 지원이 부실하고 현지 기술자가 트러블슈팅 교육을 받지 못하면 서비스 콜 비용이 매우 비쌀 수 있습니다. 가동 중단 비용도 추가됩니다. 단순히 작업자를 로봇으로 교체하는 것이 잘못된 상황에서는 비용이 더 들 수 있습니다.

안전

때로는 안전 우려로 공정을 자동화해야 합니다. 픽 앤 플레이스 작업에서는 부품이 크거나 무거운 경우가 많습니다. 이러한 부품은 연조직 손상을 유발해 작업자에게 장기적 합병증을 초래할 수 있습니다. 이런 부상은 제조업체에도 비용이 듭니다. 잠재적 청구 비용과 수수료뿐 아니라 인력 부족으로 인한 매출 손실도 발생합니다. 로봇으로 이러한 작업을 자동화하면 인간 작업자의 안전 위험을 크게 제거할 수 있습니다.

품질 관리 이슈

불량 또는 부적합 부품은 제조업체에 낭비되는 매출입니다. 재작업이나 수리가 가능한 경우도 있지만, 종종 그냥 폐기됩니다. 이러한 불량이 인적 오류로 인한 것이라면 자동화가 해결책이 될 수 있습니다. 로봇은 정밀하고 높은 반복성을 가집니다. 움직임이 매우 정확하며, 매번 같은 방식으로 같은 작업을 수행합니다. 인간 작업자처럼 피로로 인해 작업 속도와 품질이 저하되지 않습니다. 작업을 익히는 램업 기간도 필요 없습니다. 로봇은 애플리케이션의 품질 일관성을 높여줍니다. 이는 스크랩과 현장 불량 감소로 효율성 이득을 가져옵니다.

픽 앤 플레이스 애플리케이션을 수행할 수 있는 로봇

픽 앤 플레이스 작업을 수행할 수 있는 로봇은 이를 도입하는 산업만큼 다양합니다. 일반적인 예시:

• 6축 로봇 (협동 및 비협동)
• 델타
• SCARA
• 카르테시안

기초적인 애플리케이션이므로 대부분의 로봇이 픽 앤 플레이스 작업을 수행할 수 있습니다. 하지만 귀사에게 더 큰 질문은 '어떤 로봇이 우리 애플리케이션에 적합한가?'입니다. 이 질문은 세부 사항 없이는 답하기 어렵습니다. 다행히 저희에게는 귀사를 위한 리소스가 있습니다. 독립 자문위원 네트워크가 귀사의 구체적 요구사항에 기반해 올바른 선택을 도와드릴 수 있습니다. 자동화가 귀사에 적합한지, 어떻게 진행할지 논의를 시작할 수 있도록 연결해 드립니다.

엔드 이펙터에 대한 조언

이 애플리케이션에서 엔드 이펙터의 역할을 짚고 넘어가는 것이 중요합니다. 엔드 이펙터는 로봇 팔 끝에서 부품을 공간에서 조작하는 장치입니다. 종종 애플리케이션 전용 맞춤형 엔드 이펙터가 제작됩니다. 흡착컵형, 그리퍼형, 전자석형 등 다양합니다. 어떤 경우든 이는 프로젝트 기획 단계에서 집중적으로 논의해야 할 사항입니다. 올바른 엔드 이펙터 선택은 투자 수익 극대화에 결정적입니다. 잘못된 엔드 이펙터는 자동화로 얻은 산출량을 감소시킬 수 있습니다. 컨설턴트나 시스템 통합업체와 이 부분을 자세히 논의하시기 바랍니다.

비용에 대하여

픽 앤 플레이스 로봇에 얼마나 지불해야 할까요? 애플리케이션에 따라 크게 달라지기 때문에 답하기 어려운 질문입니다. 작고 단순한 애플리케이션은 1만 달러(USD) 범위일 수 있습니다. 크고 복잡한 애플리케이션은 10만 달러(USD)를 훌쩍 넘을 수 있습니다. 초기에 자문위원과 상담해 프로젝트 예상 견적을 파악하는 것이 중요합니다. 견적 도구가 시작을 도와드립니다. 공급업체와 연결해 프로젝트 견적을 받기 시작할 수 있게 해드립니다.

중요한 것은 스티커 가격이 아닌 전체 수익입니다. 예를 들어 포장 라인에 25만 달러(USD) 로봇 프로젝트를 고려 중이라고 해보세요. 규모에 따라 엄청난 투자일 수 있습니다. 하지만 ROI 계산 결과 이 프로젝트가 12개월 만에 회수된다고 상상해 보세요. 첫 해 이후 로봇은 자기 비용을 회수했고, 이제 시설에 훨씬 더 큰 이익을 가져다줍니다. 투자 계산기에서 예산 수립과 프로젝트 ROI 추정을 시작해 보세요.