협동 로봇, 플라스틱 제조업체 성장 견인

미네소타주 허친슨 소재 프라이드 솔루션즈(Pride Solutions LLC) 분주한 쇼플로어에 들어서면 반짝이는 새 CNC 선반이 알루미늄 튜브를 쉴 새 없이 뽑아내는 광경을 볼 수 있다. 프라이드 머시니스트들이 더 중요한 작업에 몰두하는 동안, 유니버설 로봇(Universal Robots) UR10 협동 로봇(코봇, cobot)이 머신 로드/언로드 궂은일을 도맡아 대량 주문 소화에 힘을 보탠다. 몇 시간 내 이 부품들은 UHMW(초고분자량) 폴리에틸렌으로 오버몰딩돼 고객사로 출하된다.

코봇과 터닝 센터는 성장 중인 이 플라스틱 제조사의 신규 투자 자산이다. 프라이드 솔루션즈는 대형 계약 제조 작업을 완전 내재화하고자 기술 투자를 단행했고, 곧 시스템이 저녁 늦게까지 칩을 만들 더 많은 용도를 발견했다.

프라이드 솔루션즈는 UHMW-PE 전문 플라스틱 제조사다. 27명 직원에 4개 협업 사업부(메이 웨스[May Wes] UHMW 폴리 농업 부품 공급, C&A 프로[C&A Pro] 고성능 스노모빌 스키, 프라이드 엔지니어드 플라스틱[Pride Engineered Plastics] UHMW-PE 전문 계약 제조, 프라이드 어셈블리[Pride Assembly] 맞춤형 전기기계 조립 턴키 공급)를 25,000 ft²(2,322 m²) 제조 시설 한곳에 두고 있다.

C&A 프로와 메이 웨스 호황, 계약 제조·조립 작업 증가세에 프라이드 27명 직원은 스노모빌러 스키·카바이드 추천부터 농부 콤바인 옥수수 헤드용 스토크 스톰퍼(Stalk Stompers) 선택 지원까지 전천후로 활약한다.

이 다각화로 소규모 가족 기업이 연중 바쁘게 돌아가지만, 9월만큼 바쁜 달 없다. 가을 수확기와 '헤이 데이즈(Hay Days)'(세계 최대 스노모빌 행사이자 공식 스노모빌 시즌 킥오프)가 겹쳐 계약 제조·조립 고객사들 연말 주문 마무리에 총력전.

프라이드 직원들은 강한 팀워크와 고객 최우선 핵심 가치로 늘 제몫 해냈지만, 사업 급성장과 인력난으로 미래 확장을 위한 자동화 도입이 절실해졌다.

"초기엔 바 피더로 선반 자동화하려 했는데, 우리 공작기계 딜러 헤일스 머신 툴(Hales Machine Tool) 알 둘라스(Al Dulas)가 협동 로봇 검토 제안했습니다. 브라스 로보틱스(BRAAS Robotics) 연계해 통합 지원받았고, 코봇이 피더보다 저렴하고 공간 훨씬 덜 차지합니다. 게다가 훨씬 다재다능합니다." - 잭 대겟(Jack Daggett), 프라이드 솔루션즈 사장

미국 제조업계엔 비교적 신개념인 '코봇' 또는 협동 로봇은 유럽에서 10년, 미국에서 5년 쓰였다고 밥 피프스(Bob Phipps) 브라스 로보틱스 코봇 세일즈 스페셜리스트(모션 인더스트리[Motion Industries] 산하 브라스 로보틱스, 미네소타주 에덴 프레리)는 말했다. 브라스 로보틱스 팀은 프라이드 솔루션즈처럼 코봇 애플리케이션 입문 고객 대상 턴키 협동 로봇 설치 전문 그룹.

"안전 표준이 제조사·사용자 명확한 규칙 정의[ISO 10218, ANSI/RIA 15.06] 후 유럽·북미 코봇 사용 급증. 2013년 ANSI/RIA 15.06 로봇 안전 표준 발표 후 북미 성장 시작. 50년 넘게 로봇은 펜스 안에 갇혀 있었기에 사용자 새 사고방식 적응에 시간 걸렸습니다. 협동 로봇 애플리케이션 거의 매년 2배 성장, 사용자들이 일반화 인식 시작." - 밥 피프스

코봇은 프라이드 솔루션즈에 즉각적 성공이었다. 벤 윅(Ben Wick) 플랜트 매니저는 "로봇 추가로 즉각적 생산력 증가 확인. 2교대 무인 운전으로 별도 2교대 오퍼레이터 고용 없이 약 2,000시간 추가 교대 용량 확보. 주간엔 로봇이 머시니스트를 선반 로드/언로드 단조 작업에서 해방해 다른 프로젝트 투입 가능."이라고 말했다.

이 성공 스토리는 브라스 피프스 팀에게 놀라움 아니다. 현장 방문, 컨셉 검증 평가, 시스템 설계·구축·설치, 로봇 프로그래밍, 엔드 이펙터(EOAT) 제작·위험 평가, 교육, 지속 지원으로 프라이드 솔루션즈 턴키 코봇 배포 지원.

"초보 고객과 일하는 거 항상 즐겁습니다. '로봇 솔루션은 비싸고 복잡하고 플로어 공간 많이 잡아먹는다' 선입견으로 시작하는데, 가드 없는 페데스탈 위 단일 로봇으로 많은 애플리케이션 해결 가능함에 놀라워합니다." - 밥 피프스

프라이드 솔루션즈 애플리케이션이 코봇에 완벽한 핏이었다고 피프스 평. "오퍼레이터 작업 중 지루하고 반복적이며 잠재적 유해한 작업이 협동 로봇에 최적. 코봇은 기본 픽앤플레이스 애플리케이션에서 오퍼레이터 리치·속도와 매칭. 머신 텐딩과 테스트 스탠드가 전형적 예: 오퍼레이터 파트 로드→작업 완료 대기→언로드. 단일 엔드 이펙터 써서 초보자가 첫 애플리케이션으로 주로 시도. 조립 애플리케이션도 가능하지만 다중 작업·다중 툴로 더 복잡."

"로봇이 일자리 뺏는다 걱정 많지만, 우리 로봇이 숙련 머시니스트 자리 하나 창출했습니다." - 잭 대겟
"로봇 없었으면 12년 차 베테랑 머시니스트 크리스 클렌케(Chris Klenke) 채용 못 했습니다. 게다가 협동 로봇 프로그래밍 배우며 기술 지식 확장됐습니다."

클렌케는 2017년 프라이드 솔루션즈 입사. 이전 경력: CNC 선반, CNC 수평·수직 머시닝 센터 가동. 코봇 경험 전무. 이틀 교육 후 로봇 프로그래밍 숙달. 2주 내 신형 선반과 로봇 마스터. "로봇 조작 간단합니다. 생각보다 쉬웠어요." - 크리스 클렌케

로봇은 중요한 안전 혜택도 제공. "로봇이 하루 종일 파트 로드/언로드 해도 인체공학적 무리 없습니다. 로봇 내장 센서로 안전 작동 보장돼 케이지 불필요, 풋프린트 감소." - 잭 대겟

머지않아 더 진보한 코봇이 인간 동료들과 협업하는 모습 보게 될 것, 피프스 전망.

프라이드 솔루션즈: www.pridesolutions.us / 320-587-0760
브라스 로보틱스: www.braasrobotics.com / 800-288-6628
헤일스 머신 툴: www.halesmachinetool.com / 763-553-1711