숙련된 작업자가 한 명 그만두면, 새로 온 사람이 기계 상태와 제품 품질까지 챙길 수 있게 되기까지 몇 달은 걸립니다. 이번 달에 돌려야 할 품목은 열두 개인데 CNC는 두 대뿐이고, 일감은 받아 놨는데 기계 앞에 설 사람이 없습니다. 그러다 보니 점심시간에도, 퇴근한 뒤에도 CNC는 그대로 멈춰 있습니다.
이럴 때 보통은 사람을 더 뽑거나, 외주를 주거나, 아예 주문을 포기하게 됩니다. ‘공장 자동화’를 찾아봐도 한 가지 제품을 대량으로 만들어내는 큰 라인 설비 이야기가 대부분이라, 여러 품목을 조금씩 만드는 공장과는 거리가 멀어 보이고요. 그런데 그 사이에 잘 알려지지 않은 네 번째 방법이 있습니다. 협동로봇으로 머신텐딩을 자동화하는 것입니다.
머신텐딩이란?
머신텐딩은 CNC 선반, 머시닝센터(MCT), 프레스, 사출기 같은 공작기계에 가공물을 넣고, 가공이 끝나면 꺼내는 작업을 말합니다. 기계가 한 번 가공하는 데 짧게는 30초, 길게는 3분 넘게 걸리는데, 그동안 작업자는 기계 앞에서 기다릴 수밖에 없습니다. 반대로 한 사람이 여러 대를 맡으면 이번에는 기계가 사람을 기다리게 되죠. 어느 쪽이든 누군가의 시간이 버려지는 셈입니다. 게다가 같은 동작을 하루 종일 되풀이하다 보니 손목이나 허리에 무리가 가기도 쉽습니다. 이 작업을 로봇에게 맡기면 점심시간과 교대 시간에도 기계가 계속 돌아가고, 작업자는 사람이 꼭 해야 하는 일에 집중할 수 있습니다.
머신텐딩 로봇은 실제로 무엇을 하나요?
작업자가 하던 네 단계를 그대로 반복합니다.
- 파지. 트레이나 빈에 놓인 소재의 형상과 위치를 파악하여 잡습니다.
- 신호 교환. CNC와 신호를 주고받아 도어를 열고 가공 준비를 확인합니다.
- 투입과 가동. 척이나 바이스에 소재를 투입하고 도어를 닫아 가공을 시작합니다.
- 취출과 적치. 가공이 끝나면 완성품을 꺼내 절삭유를 불어내고 지정 위치에 쌓습니다.
로봇이 양산을 위한 반복 작업을 하는 동안, 작업자는 사람의 판단이 필요한 영역을 담당합니다. 소재의 재질과 모양을 보고 적합한 툴과 고정 강도를 정하고, 세팅값을 보정하고, 가공 프로그램을 조작하는 일처럼 사람의 경험과 판단이 필요한 영역에 집중할 수 있습니다.
어떤 기계에 쓸 수 있나요?
가공물을 넣고 빼는 위치가 매번 같은 기계라면 대부분 가능합니다. CNC 선반, MCT, 연삭기, 프레스, 사출기가 대표적입니다. 이 글에서는 그중에서도 사람 구하기가 가장 어렵고, 로봇 한 대가 기계 여러 대를 맡기 좋은 CNC 선반과 MCT를 중심으로 이야기하겠습니다.
왜 첫 자동화로 머신텐딩을 추천할까요?
- 구인이 힘든 작업을 대체합니다. 가공물을 넣고 빼는 일은 단순하지만 하루 종일 반복해야 해서, 가장 빨리 지치고 이직이 잦은 작업입니다. 동시에 로봇이 가장 잘하는 일이기도 합니다.
- 기존 인력과 기계로 생산량이 올라갑니다. 작업자가 쉬거나 다른 기계를 보는 동안 완성품을 꺼내지 못하면, 그 시간만큼 기계는 멈춰 있습니다. 로봇은 점심시간과 교대 시간에도 멈추지 않기 때문에, 기존 설비로도 생산량이 늘어납니다.
- 공장 배치를 크게 바꾸지 않아도 됩니다. 협동로봇은 사람과 함께 작업할 수 있어 머신을 옮기지 않고도 자동화가 가능합니다. 안전 펜스 같은 추가 안전장치가 필요한지는 현장 위험성 평가를 거쳐 정합니다.
- 타 공정에도 활용이 가능합니다. 협동로봇은 범용 장비이기 때문에 검사, 디버링, 포장 등 타 공정에도 사용할 수 있습니다.
다품종 소량 생산도 자동화할 수 있나요?
다품종 소량 생산을 자동화하기 위해서는 품목별 프로그래밍이 쉬워야 합니다. 로봇을 통한 머신텐딩 자동화는 프로그래밍 진입 장벽이 낮습니다. 품목마다 프로그램을 저장해 두고 불러오기만 하면 되므로, 품목을 바꿀 때 설비를 조정하기 위한 추가 비용이 들지 않습니다. 특히 레인보우로보틱스의 프로그램은 그래픽 기반의 인터페이스로, 직관적인 프로그래밍이 가능합니다.
한 고객사는 최초에 대리점과 함께 세팅한 2개 품목 프로그램을 응용해 직경이 다른 12개 품목까지 직접 프로그래밍했습니다. 좌표만 알면 수정할 수 있는 수준으로, 프로그래밍 난이도는 10점 중 3점이라는 말씀도 주셨습니다.
머신텐딩용 협동로봇, 무엇을 봐야 할까요?
머신텐딩 로봇은 공작기계와 쉴 새 없이 신호를 주고받고, 절삭유가 튀는 곳에서, 같은 동작을 하루에도 수없이 반복합니다. 그래서 로봇을 고를 때는 아래 여섯 가지를 꼭 확인해 보시길 권합니다.
- 우리 공장 CNC와 잘 연결되나요? 레인보우로보틱스 협동로봇은 Modbus TCP, EtherNet/IP, PROFINET, OPC UA 같은 산업 표준 통신과, 화낙 FOCAS 같은 CNC 제조사 전용 통신, 지멘스 S7·미쓰비시 MC·LS XGT 같은 PLC 제조사 전용 통신을 기본으로 지원합니다. 실제로 한 고객사에서는 오토도어 신호가 어긋나 불량이 난 적이 지금까지 한 번도 없었습니다.
- 절삭유와 먼지에 강한가요? 유증기가 가득하고 절삭유가 튀는 현장에서 로봇이 고장 나면 기계도 함께 멈춥니다. 레인보우로보틱스 협동로봇은 전 모델이 IP66 등급을 받아, 먼지가 안으로 들어가지 않고 강한 물줄기를 맞아도 견딜 수 있습니다.
- 우리 가공물에 맞는 사양인가요? 로봇을 고를 때는 가반하중에서 그리퍼 무게를 뺀, 실제로 들 수 있는 무게를 기준으로 봐야 합니다. 넣기와 빼기를 한 번에 하는 더블 그리퍼를 쓴다면 가공물 두 개의 무게를 더해서 계산하고요. 레인보우로보틱스 협동로봇은 가반하중 1kg부터 35kg까지, 팔이 닿는 거리 500mm부터 2,100mm까지 다양한 모델이 있어 공장 설비에 맞춰 고를 수 있습니다.
- 현장 작업자가 직접 다룰 수 있나요? 코딩 없이 화면에서 동작을 만들 수 있어, 로봇을 처음 써보는 CNC 작업자도 품목을 등록하고 좌표를 고치는 일을 직접 할 수 있습니다.
- 사람 곁에서 안전하게 쓸 수 있나요? 속도 제한과 충돌 감지 기능을 갖추고 있어, 사람과 같은 공간에서 함께 일할 수 있습니다.
- 가격 부담은 어떤가요? 핵심 부품을 직접 만드는 회사일수록 품질을 챙기면서 가격도 낮출 수 있습니다. 레인보우로보틱스는 휴머노이드 로봇 ‘휴보’를 만들던 기술로 협동로봇 부품의 80%를 직접 만들어 도입 가격 부담을 낮췄고, 소프트웨어도 추가 비용 없이 제공합니다.
우리 공장에도 효과가 있을까요?
아래 다섯 가지 중 세 가지 이상 해당한다면, 머신텐딩 자동화를 한번 검토해 보실 만합니다.
- 작업자가 근무 시간 대부분을 가공물을 넣고 빼는 데 쓰고 있다.
- 점심시간, 교대 시간, 야간에는 기계를 세워둔다.
- 품목이 많아도 묶음 단위로 반복 생산한다.
- 가공물을 그리퍼로 잡을 수 있고, 무게가 협동로봇이 들 수 있는 범위 안에 있다.
- 생산 여력만 있으면 더 받고 싶은 일감이 있다.
우리 공장에 맞는지 확인해 보세요
레인보우로보틱스 고객사들이 자동화의 효과로 가장 많이 꼽은 것은 인원 감축이 아니었습니다. 지금 있는 사람들 그대로 더 많은 주문을 받을 수 있게 됐고, 그만큼 매출이 늘었다는 이야기였습니다. 레인보우로보틱스가 만들고 싶은 로봇도 바로 그런 로봇입니다. 사람을 대신하는 로봇이 아니라, 같은 인원으로도 공장이 더 크게 성장할 수 있도록 돕는 로봇입니다.
휴머노이드 로봇 ‘휴보’를 만든 레인보우로보틱스는 지금까지 협동로봇을 4,000대 이상 출하했고, 파트너사와 함께 도입부터 운영까지 곁에서 지원하고 있습니다. 우리 공장에 머신텐딩 로봇이 맞을지 궁금하시다면, 가공물과 설비 정보를 알려주세요. 엔지니어가 공장 상황에 맞는 구성을 제안해 드립니다.
