이그제큐티브 라운드테이블:로봇 공학 디자인

제조 시설이 더욱 자동화됨에 따라 로봇이 더 큰 역할을 하고 있습니다. 협동로봇과 기타 로봇 시스템이 작업자에게 도움이 될 수 있지만 비용, 안전 및 기타 요인에 대해서는 여전히 답해야 할 질문이 많습니다. 모션 디자인 로봇 공학 업계 리더 패널에게 이러한 질문 중 일부를 제기했습니다.

우리의 경영진 패널은 Festo SE의 최고 기술 책임자인 Dr. Frank Melzer로 구성되어 있습니다. Scott Summerville, Mitsubishi Electric Automation의 사장 겸 CEO; Mark Sadie, Omron Automation Americas 마케팅 부사장; OnRobot의 CEO인 Enrico Krog Iversen; Universal Robots의 제품 관리 및 마케팅 부사장인 Jim Lawton이 있습니다.

모션 디자인: 협동 로봇은 원래 작업자가 조립 작업을 수행하는 것을 돕기 위해 개발되었습니다. 오늘날에는 더 많은 응용 프로그램이 있습니다. 많은 사람들이 협동로봇을 인간을 돕는 자애로운 조수로 생각하지만 본질적인 위험을 내포하고 있습니다. 협동로봇은 어떻게 개선되었으며 그 중 어떤 측면이 여전히 잠재력을 최대한 발휘하는 데 방해가 됩니까?

박사. 프랭크 멜저: 협동 로봇은 원래 작업자가 조립 작업을 수행하는 것을 돕기 위해 개발되었습니다. 오늘날에는 더 많은 응용 프로그램이 있습니다. 안전 제한 속도, 힘 제한 및 안전한 작업 공간 정의 가능성과 같은 기능은 오늘날 거의 모든 협동로봇에 제공됩니다. ISO/TS 15066과 안전 측면에 따라 각 개별 응용 프로그램을 지정해야 하는 필요성은 협동로봇의 광범위한 채택에 대한 장벽 측면에서 지금까지 제한 요소입니다.

짐 로튼: 협동로봇은 조립 작업만을 위한 것이 아니며 다양한 응용 분야에서 입증되었습니다. 기존 로봇은 큰 공간을 차지합니다. 이와 대조적으로 협동로봇은 비용이 저렴하고 배포하기 쉬우며 설치 공간이 작으며 작업자와 가까운 곳에서 안전하게 작동할 수 있습니다. 모든 기계가 본질적으로 안전하다는 것은 모든 상황에서 부상의 위험이 없음을 의미합니다. 이것은 존재하지 않습니다. 페이로드가 매우 작은 작은 로봇이라도 치명적인 독이나 바이러스가 있는 피하 주사바늘을 쥐고 있어 로봇이 아닌 응용 프로그램으로 인해 사람에게 해를 끼칠 위험이 있습니다. 협동로봇의 적용만이 안전한지 아닌지 판단할 수 있습니다.

엔리코 크로그 아이버센: 협동 로봇은 경이적인 속도로 개선되고 페이로드가 증가하고 반복성이 개선되었으며 협동로봇용 구성요소 및 도구의 제3자 개발자로 이루어진 거대한 생태계가 등장했습니다. 더 큰 탑재량을 처리할 수 있는 능력을 포함하여 이러한 모든 개선 사항은 협동로봇을 인간 작업자 가까이에 배치할 수 있도록 하는 안전 기능을 희생하지 않고 달성되었습니다.

스콧 서머빌: 모든 로봇과 마찬가지로 협동로봇은 도입 이후 개선과 개선을 거쳤습니다. 협동로봇 도입의 장애물에는 작동 속도와 반복성이 포함될 수 있습니다. 협동로봇은 인간과 매우 가까이 있을 때 느린 속도로 움직여야 하며 많은 협동로봇의 반복성은 표준 산업용 로봇보다 낮은 경향이 있어 사용 가능성도 제한됩니다. 협동로봇이 있는 시스템은 경험이 부족한 로봇 사용자가 설계하는 경우가 많습니다. 실패한 협동로봇 설치의 대부분은 협동로봇의 한계가 아니라 시스템 설계자의 경험 부족 때문입니다.

마크 새디: 협동 로봇은 현재 로봇 팔 자체의 힘과 속도와 관련하여 안전을 제공하여 인간이 가까이 있는 기계와 조화롭게 작업할 수 있도록 합니다. 협동로봇이 팔이 수행하는 작업과 사용하는 도구에 필요한 안전을 이해할 수 있는 기회가 있습니다. 개선해야 할 부분에는 그리퍼와 같은 안전 등급의 EOL(end-of-arm tooling)이 포함됩니다.

모션 디자인: 산업용 사물 인터넷(IIoT)은 "스마트" 로봇이 어떻게 가능하고 로봇이 서로 및 작업자와 연결하는 방식에 어떤 영향을 미쳤습니까?

서머빌: 로봇은 항상 서로, 작업자 및 외부 장치와 통신할 수 있었기 때문에 이러한 연결은 새로운 것이 아닙니다. IIoT를 사용하면 이 통신을 더 빠르고 쉽게 설정할 수 있습니다. 그러나 대부분의 제조업체는 인터넷을 통해 데이터가 전달되는 것을 원하지 않습니다. IIoT의 정의가 데이터에 관한 것이라면 공장 내 호스트 시스템은 이제 이 데이터를 사용하여 의미 있는 결정을 내리고 생산에 영향을 미치기 전에 운영자에게 잠재적인 문제를 경고하도록 프로그래밍되고 있습니다. 이러한 필요성으로 인해 로봇 제조업체는 예방 유지보수와 같은 애플리케이션을 위한 추가 데이터 분석 개발과 관련된 비용을 정당화할 수 있었습니다.

새디: IIoT를 통해 로봇은 유연한 자동화에서 제공하는 주요 가치를 확장할 수 있습니다. 스마트 로봇은 자동화 주문 변경, 제품 변경, 도구 변경 및 제품 구성은 물론 공장 현장 시스템 및 엔터프라이즈 IT 시스템과 통합할 수 있습니다. 또한 통합 로봇 비전은 기계, 도구 및 부품이 작업 간에 이동할 수 있으므로 정확한 위치를 유지하기 위해 로봇을 더욱 스마트하게 만드는 기능을 확장했습니다.

멜저: 연결된 로봇은 아마도 ISO/TS 15066의 사양이 제시하는 한계를 극복하는 데 가장 관련성이 높은 개발일 것입니다. 예를 들어 연결된 웨어러블은 협동로봇과 작업자 간의 정보 교환에 도움이 될 수 있습니다. 웨어러블은 어떤 외부 레이저 스캐너나 카메라 시스템보다 더 편리하고 아마도 정확하거나 더 정확하게 다음 작업자의 움직임에 대한 의도를 감지할 수 있습니다.

로튼: IIoT는 자동화 배포에 전례 없는 수준의 세분화를 제공하여 사용자가 로봇의 성능에 대한 자세한 통찰력을 얻을 수 있도록 합니다. 예를 들어 원격 모니터링 에지 장치를 사용하면 협동로봇을 원격으로 모니터링하고 프로그래밍할 수 있습니다. 이는 COVID-19의 출현과 재택근무 지침, 사회적 거리두기 규정, 결근 문제 등을 고려할 때 특히 유용합니다.

모션 디자인: 비용이 더 많은 중소 제조업체에서 로봇 공학을 사용할 수 있는 지점에 도달했습니까?

멜저: 기존 로봇은 주로 자동차 산업에서 지원을 받았으므로 이러한 장치의 성능은 운송 제조업체의 요구 사항에 맞게 조정되었습니다. 더 작고 더 가벼운 로봇을 구상하면서 설계자들은 협동로봇이 현재 인간에 의해 수행되는 수백만 개의 조립 작업에 사용될 수 있다는 것을 깨달았습니다. 조립용 협동로봇의 판매는 이들 로봇의 원가를 중소기업이 적용하기 시작한 수준까지 낮췄다. 비용 절감과 더불어 사용 편의성은 중소기업을 위한 협동로봇 도입을 주도하고 있습니다.

새디: 비용은 중소기업이 투자할 수 있고 투자해야 하는 지점에 절대적으로 도달했습니다. 과거에는 일반적인 고속 로봇 공학 자동화 셀의 비용이 6자리 범위 이상으로 쉽게 증가할 수 있었습니다. 현재 협동 로봇 자동화 셀은 일반적으로 비용이 훨씬 저렴하여 사용자에게 큰 투자 수익을 제공합니다. 협업 모바일 로봇은 공장 내에서 필요에 따라 다른 애플리케이션과 작업으로 이동할 수 있어 유연한 제조에 가치를 더합니다.

서머빌: 네, 로봇의 능력과 단위 부피가 증가함에 따라 로봇 구매 비용이 낮아졌습니다. 이는 ROI 계산에 긍정적인 영향을 미쳤습니다. 로봇은 또한 과거 어느 시점보다 내구성이 뛰어나 ROI에 긍정적인 영향을 미칩니다. 협동로봇은 일반적으로 새로운 사용자가 매우 쉽게 이해할 수 있는 아이콘 기반 프로그래밍 환경을 가지고 있으므로 협동로봇이 제조 프로세스의 다른 영역으로 이동하는 경우 빌드 시간이 단축되고 재프로그래밍이 빨라집니다. 또한 협동로봇에 필요한 안전 장비가 적어 작업 셀(예:울타리, 라이트 커튼 및 유사 장치)의 비용과 복잡성이 줄어듭니다.

로튼: 낮은 진입 비용을 제공하는 것 외에도 협동 로봇은 로봇 경험이 거의 또는 전혀 없는 사람들도 쉽게 프로그래밍할 수 있습니다. 이는 협동로봇을 다시 프로그래밍해야 할 때마다 로봇 전문가를 투입할 필요가 없기 때문에 협동로봇 도입 비용을 더욱 절감합니다.

이버스트: 중소기업이 자동화를 빠르고 저렴하게 도입하는 것이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다. 국제 로봇 공학 연맹(International Federation of Robotics)의 최근 보고서에 따르면 2019년 협동로봇 설치가 11% 증가했습니다. 우리는 낮은 진입 비용과 사용 용이성이 이 놀라운 성장을 이끄는 두 가지 요인이라고 믿습니다.

모션 디자인: 엔드 이펙터에는 많은 발전이 있어 로봇에 더 큰 손재주와 유연성을 제공합니다. 그러나 많은 그립 및 잡는 도구에는 여전히 보편적인 연결이 없습니다. 모든 엔드 이펙터가 모든 로봇에 연결할 수 있도록 하려면 어떻게 해야 합니까?

이버스트: "모든 엔드 이펙터가 모든 로봇에 연결할 수 있음"을 확인하는 것은 특히 새로운 로봇과 엔드 이펙터가 매년 시장에 출시되고 그 중 일부는 필연적으로 독점 소프트웨어, 하드웨어 및 통신에 고정된다는 점을 고려할 때 큰 요구 사항입니다. 인터페이스.

새디: 다른 자동화 제품과 마찬가지로 엔드 이펙터 기술은 자동화 네트워크를 지원하고 범용 인터페이스 제어를 위해 로봇 컨트롤러에 업로드할 파일을 제공하기 위해 발전해야 합니다. 오늘날 많은 엔드 이펙터 제품에는 특정 로봇에 대한 고객 드라이버 및 소프트웨어 통합이 있습니다. 여기에는 보편적인 연결성을 추구하면서 잃어버리고 싶지 않은 특별한 이점이 있습니다.

멜저: 협동로봇의 추가 성공은 주로 EOAT(end-of-arm tools)의 유연성에 달려 있습니다. 이것은 국가 및 국제 표준화 위원회의 우선 순위가 되어야 합니다. 의심의 여지가 없습니다. 표준화된 EOAT 인터페이스로 향하는 것은 매혹적인 전망입니다. 그러나 범용 인터페이스는 몇 가지 그리핑 기능 이상을 수용해야 합니다. 표준화를 야심차고 달성하기 어려운 목표로 만드는 것은 바로 이러한 복잡성 때문입니다.

서머빌: 공통 기계 및 제어 인터페이스의 부족은 항상 로봇 구현을 지연시키고 전체 솔루션 비용을 증가시켰습니다. 나는 로봇 제조업체들이 곧 공통 인터페이스 세트에 동의하는 것을 보지 못한다. 그러나 로봇 제조업체는 많은 기계 인터페이스 회사가 제품을 로봇에 적용하는 데 관심이 있습니다. 이것은 호환성과 관련하여 가까운 미래를 위한 길이 될 것입니다.

로튼: 엄청나게 다양한 로봇, 엔드 이펙터, 다른 브랜드에서 사용하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 인터페이스로 인해 적어도 단기적으로는 "모든 엔드 이펙터가 모든 로봇에 연결할 수 있는" 상황이 발생하지 않을 것입니다. .

모션 디자인: COVID-19와 함께 자율 이동 로봇(AMR)은 병원 환경과 음식 배달에 유용하게 되었으며 사회적으로 거리를 둔 방식으로 물품을 운반하는 방법을 제공합니다. 가까운 장래에 모바일 로봇에 대해 어떤 다른 응용 프로그램을 볼 수 있습니까?

새디: 포스트 코로나 환경이 요구하는 창의적인 솔루션을 보는 것은 흥미진진합니다. 미래 애플리케이션의 가능성은 무한하며 자율 모바일 기술과 협동 로봇을 결합하면 제조, 보안, 접대, 물류 및 상업 애플리케이션을 포함한 많은 시장에서 잠재력이 더욱 높아집니다.

서머빌: AMR의 기능이 향상됨에 따라 로봇과 AMR을 통합하는 시스템이 점차 비용 효율적이고 구현하기 쉬워지고 있습니다. 고정 로봇의 사용도 팬데믹으로 인해 증가했으며, 특히 제조 시설, 특히 식품 산업, 전자, 의료 기기 및 일반 제조의 사회적 거리두기 작업자, 조립자, 포장업자 및 검사관이 이에 해당합니다.

멜저: 서비스 로봇 공학은 확실히 전염병의 경험이 새로운 협동로봇 기능이 필요하고 여러 애플리케이션에서 환영받을 것이라는 인식을 자극한 분야입니다. 개인 관리, 내부 물류 및 창고 보관은 AMR이 필요한 것으로 유명합니다.

로튼: COVID-19는 일반적으로 자동화에 대한 관심을 급증시켰지만 협동로봇과 모바일 로봇 플랫폼에서 특히 그렇습니다. 이러한 플랫폼을 결합하여 모바일 협동로봇을 만들면 두 기술의 잠재적 응용 프로그램이 기하급수적으로 증가합니다. 우리는 병원의 소독 응용 프로그램과 COVID-19 테스트 응용 프로그램에 사용되는 모바일 협동로봇을 보았습니다.

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