섬유 생산 혁신하는 9가지 로봇 솔루션: 부드러운 소재도 자동화 가능

섬유 산업에 로봇을 쓸 수 있을까?

많은 사람처럼 당신도 섬유 제조는 로봇 자동화엔 너무 복잡하다고 생각할지 모릅니다. 소재가 너무 예측 불가하고, 작업이 너무 다양하고, 로봇 기술 비용이 너무 높다고...

...적어도 많은 사람은 그렇게 생각합니다!

코로나19 팬데믹이 세계를 강타한 이후, 많은 섬유 제조사들은 급변하는 섬유 수요에 맞춰 운영을 180도 전환해야 했습니다.

일부 제조사는 바이러스 전파 감소에 돕기 위해 마스크 생산으로 급히 운영을 바꿨습니다. 다른 제조사들은 제품 수요가 급격히 변해 대응 차원에서 운영을 전환해야 했습니다.

전 세계 섬유 제조사들은 빠르게 변하는 산업에 발맞춰 공정을 개선할 새 방법을 찾고 있습니다.

로봇공학은 빠르게 변화에 대응하는 가장 신뢰할 수 있는 기술 중 하나입니다. 다른 자동화와 달리 로봇은 매우 적응력이 뛰어납니다. 적절한 도구만 있으면 제품 라인을 수개월이 아닌 몇 시간, 며칠, 몇 주 만에 변경할 수 있습니다.

이미 섬유 산업에서 쓰이고 있는 훌륭한 로봇 애플리케이션이 많습니다.

로봇공학이 섬유 제조엔 너무 어렵지 않을까?

로봇공학이 오랫동안 섬유 산업을 피해 간 건 사실입니다.

월스트리트저널 보고서가 지적했듯, 18세기 최초로 기계화된 산업 중 하나가 섬유 산업이란 점을 고려하면 로봇공학이 이제야 섬유에 온 건 아이러니입니다.

원단 제조엔 물론 이미 자동화된 측면이 있습니다. 하지만 오랫동안 실 형성, 카딩, 면 혼방 등 특정 작업만 믿을 수 있게 자동화할 수 있었습니다. 더 복잡한 작업엔 항상 인간의 손재주가 필요했습니다.

문제는 원단이 변덕스러운 매체라는 점입니다. SoftWear Automation의 KP 레디(KP Reddy)는 "가장 큰 기술적 과제 중 하나는 소재가 흐른다는 겁니다. 만질 때마다 늘어나고 변형됩니다."라고 말합니다.

전통적으로 산업용 로봇은 금속, 플라스틱, 목재 등 단단하고 예측 가능한 소재 작업에 더 적합했습니다.

하지만 산업용 로봇이 아직 섬유 제조의 모든 작업을 수행할 순 없어도, 제조사가 민첩성을 유지하도록 도울 로봇 애플리케이션은 많습니다.

섬유 산업의 9가지 훌륭한 로봇 애플리케이션

당신이 섬유 제조사, 통합업체, 혹은 그냥 로봇공학에 관심이 있든, 섬유 제조 배포에 좋은 시작이 될 9가지 애플리케이션입니다.

1. 로봇 프린팅 및 드로잉

원단에 디자인을 프린팅하는 건 의류 제조의 핵심 작업입니다. 많은 경우 프린팅 디자인이 관련 제품 라인의 유일한 차이점입니다. 로봇은 프린팅과 드로잉에 완벽합니다. 적절한 도구를 쓰면 복잡한 경로를 자동으로 프로그래밍할 수 있습니다.

토신코교(Toshin Kogyo Co)의 이 시스템은 로봇으로 복잡한 스크린 프린팅도 가능하게 합니다:

2. 물류 운송

최근 몇 년간 로봇공학에서 가장 흥미로운 새 애플리케이션 중 다수는 제조 작업 자체가 아니라 제품 운송과 포장에서 나왔습니다. 이런 작업은 섬유 산업에도 다른 제조업만큼 적용 가능합니다.

피킹, 포장, 창고 관리, 선별 등이 이 카테고리의 몇 가지 예입니다.

3. 베일 처리(Bale Handling)

많은 원단은 거대한 베일로 시작합니다. 이들은 부피가 크고 무거우며 공장 바닥에서 옮기기 어렵습니다.

베일 처리는 페이로드가 거의 2톤에 달하는 대형 산업용 로봇에 완벽한 작업입니다. 자율적으로 베일을 피킹, 적재, 선별하도록 쉽게 프로그래밍할 수 있습니다.

4. 3D 섬유 구조 프린팅

로봇 섬유 제조의 최신 발전 중 하나는 3D 프린팅입니다.

일반 3D 프린팅과 유사하게, 3D 프린팅 원단은 폴리머로 코팅된 섬유를 사용해 소방관 보호복 같은 의류를 만듭니다. 로봇이 원단을 3D 구조 형태로 안내하면 경화 폴리머가 제자리에 고정시킵니다.

5. 피킹&플레이싱

피킹&플레이싱은 작업 공간에서 조각들을 옮길 필요가 있을 때 거의 모든 제조 환경에서 쓸 수 있습니다. 섬유는 유연하지만, 신중한 프로그래밍으로 수정된 그리퍼를 단 로봇으로 조각들을 옮기는 게 완전히 가능합니다.

6. 레이저 용접

최근 재봉이 소재를 결합하는 유일한 방법이 아니게 되었습니다. 레이저 용접 같은 기술로 두 원단 조각을 레이저로 결합할 수 있습니다.

이 작업은 로봇 자동화에 극도로 적합한 다른 유형의 용접과 매우 유사합니다.

7. 원단 테스트

제품 테스트는 일부 섬유 제품의 중요한 품질 보증 작업입니다. 원사의 특정 측면 테스트용 전용 기계는 있지만(예: 원사나 이음새), 최종 제품 전체를 테스트할 필요도 있습니다. 로봇은 소재에 다양한 응력을 가해 이런 더 복잡한 테스트를 수행하는 좋은 방법이 될 수 있습니다.

8. 머신 텐딩

섬유 제조의 많은 전통적 자동기계는 인간 작업자가 로딩/언로딩해야 합니다. 지루하고 잠재적으로 위험한 작업이라 로봇에 완벽합니다. 머신 텐딩 로봇을 추가하면 생산성 향상과 작업자의 고숙련 작업 전환을 도울 수 있습니다.

9. 복잡한 재봉(Complex Sewing)

재봉, 특히 의류 생산 시 섬유 제조에서 가장 어려운 측면 중 하나입니다. 3D 형상 의류를 꿰매려면 복잡한 경로가 필요한데, 유연한 소재의 어려움으로 프로그래밍이 매우 어렵습니다.

수년간 복잡한 재봉 작업을 다루기 위한 여러 솔루션이 구현됐습니다.

한 예가 Sewbo 시스템입니다. 원단을 일시적으로 경화제로 단단한 조각으로 변환해 심을 완전히 자율적으로 꿰맬 수 있게 합니다.

다른 솔루션인 야스카와(Yaskawa)의 KMF 재봉은 특수 지그로 원단을 고정합니다:

그리고 이 KSL 시스템은 3D 재봉 지그를 사용합니다:

로봇 애플리케이션을 빠르고 쉽게 테스트하는 방법

로봇 자동화로 전환은 큰 결정처럼 느껴질 수 있습니다. 하지만 운영을 더 민첩하게 만들어 글로벌 시장의 변화에 빠르게 대응하게 돕습니다. 무언가 변해 특정 로봇 애플리케이션이 더 이상 필요 없으면 같은 로봇을 다른 작업으로 쉽게 옮겨 계속 이점을 누릴 수 있습니다.

자신의 섬유 제조 공정에 로봇공학을 도입하려 한다면, 도약하기 전 좋은 시뮬레이터에서 작은 테스트를 실행하는 게 좋은 시작입니다. 오프라인 프로그래밍으로 물리적 로봇을 최종 프로그래밍할 때 시뮬레이션을 재사용할 수도 있습니다.

어떤 섬유 제조 작업을 자동화하려 하시나요? 아래 댓글로 알려주시거나 LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram, RoboDK 포럼에서 토론에 참여해 보세요.