산업용 로봇은 반복적인 작업 또는 위험을 동반하는 작업, 중량물 운반 등 중노동을 인간을 대신하여 실행하는 기계로서 태어났다. 역사를 거슬러 올라가면 자동차 산업, 각종 기계, 전기 제품 등 기간산업에서 먼저 도입되었고 현재 농림・토목 작업, 의료・복지, 식품・의약품・화장품 산업 등 분야에서 활약의 장을 확장하였다. 특히 제품의 라이프 사이클이 단기화되어 “다(多)품종・소량 생산”“변종・변량 생산”에 대한 수요가 늘고 있는 최근에는 로봇이 가진 범용성・다(多)용도성에 주목하는 분야가 확대되고 있다. 필요한 때 필요한 현장에 유연하게 도입할 수 있는 산업용 로봇에 대한 기대감은 나날이 높아지고 있다.
하지만 막상 로봇을 도입하자면 물음표가 많이 달리게 마련이다. “무슨 작업을 로봇한테 시킬 수 있나요?” “작업 전 준비는 어떤 걸 해야 하나요?” “도대체 누구한테 상담 받는 게 좋은가요?”…. 로봇을 처음 도입할 때 떠오르는 이런저런 의문들. 이러한 불안감이나 궁금증 해결을 도와드리고자 산업용 로봇을 도입할 경우의 구체적인 흐름 및 포인트를 소개해 드립니다.
가장 처음에 상담해야 할 “도입의 프로페셔널”
로봇 도입 경험이 전혀 없다, 관심사이기는 한데 무슨 작업을 자동화해야 할지 모르겠다, 애초에 자동화가 가능한지 여부조차 판단하기 곤란하다– 이러한 궁금증이 존재하는 현장에 대해서도 안심하고 로봇 시스템의 도입이 가능한 체계가 잘 마련되어 있다. 많은 경우 로봇 시스템의 구성에서 설계, 도입까지 폭 넓게 담당하는 것은 “로봇 시스템 인테그레이터(로봇 SIer＝SI+er)”라 불리는 전문 엔지니어링 기업이다. 말하자면 “로봇 도입의 프로페셔널”이라 할 만한 존재로, 일반적으로는 SIer가 사용자와 로봇 제조사 간 중재를 맡아서 연결자로서 시스템 도입에 이르는 과정을 이끌어 간다. 덧붙여서 말하자면 가와사키 중공업은 자사 내에서 이 로봇 시스템 인테그레이터로서의 역할까지 도맡아하는 귀한 로봇 제조사이다.
이제, 로봇 도입에서 자동화 완료까지 구체적인 흐름을 살펴보자. 기본적 흐름의 한 사례를 “로봇 도입 프로세스 차트”로서 정리하였다. 전제가 되는 것이 로봇 시스템 인테그레이터가 실시하는 “사전 청취”와 “현장에 나가 실지로 보는” 작업이다. 사용자가 무엇을 요구하고 있는지, 현장 실제 상황이 어떤지, 예산이나 스케줄, 사이클 타임과 품질 성능, 품종, 공간 등 기본 조건은 물론 그 어떤 사소한 일도 이 시점에서 공유하는 것이 중요하다. 로봇 시스템 구축은 사용자와 시스템 인테그레이터, 로봇 제조사 간의 공동 작업으로 구현하는 것이므로 “상대방을 아는” 것은 가장 우선되어야 할 조건이 아닐 수 없다.
로봇이 일을 할 수 있는 환경 조성
다음으로, 자동화를 가능토록 하는 작업 공정을 추출한다. 실은 로봇에게는 잘하는 작업과 잘못하는 작업이 있다. 예를 들면 일정한 동작을 일정한 정밀도로 반복하는 것은 로봇의 특기이지만, 외관이나 미세한 촉감, 냄새, 맛 등 오감을 활용한 작업을 시키려면 비전이라 불리는 시각 센서 등 각종 센서가 별도 소요되며, 주변 기기의 설치, 주변 환경의 구축 등 시스템이 복잡해지고 비용이 많이 들게 된다. 효율성, 생산성, 비용 대비 효과에 대한 관점도 함께 살펴볼 때, 해당 공정에서 로봇 활용이 적절한지, 로봇이 능력을 발휘할 수 있는지 여부를 고려, 검토할 필요가 있다.
가장 흔한 경우인 생산 공정의 부분적 개선 시에도 위에 언급한 요소를 덧붙여 넣으면서 사람이 해야 보다 효율적인 공정, 로봇이 해야 적합한 공정을 잘 정리하는 것이 개선 작업의 첫걸음이라 하겠다.
로봇을 활용한 자동화 대상 공정을 추출했다면, 그 다음에는 실지 업무를 로봇에게 대행시키기 위해 작업 요소를 “분해”해간다. 예를 들면 사람의 감각으로는 “나사를 손에 잡고 지그상의 제품에 배치해 나사를 체결한 후 완성품을 옆 상자에 넣는다”는 작업을 하나의 동작 단위로 인식할 수 있으나, 로봇을 쓰는 경우 “나사를 취한다”“지그에 제품을 배치한다”“나사를 정해진 부분에 바르게 배치한다”“나사를 조인다”“완성품을 픽업하고 옆 상자에 넣는다”는 식으로 각 작업을 세분화해주어야 한다.
이때 놓치기 쉬운 부분이 “사람이 무의식중에 하는 행동”. 예를 들면 부품을 랙에 놓으면서 부품을 뒤집어 주거나 제품에 이물질이 없는지 육안으로 보거나, 표면을 탁탁 두드려서 밀봉성을 확인하는 행동이다. 작업 인원이 하나의 흐름 속에 자연스레 하는 세밀한 작업을 로봇에게 시키자면 세분화된 동작 하나 하나를 프로그래밍해주고 그 뿐만 아니라 사용하고자 하는 툴 및 이전・이후 공정과의 연동까지 시스템을 구성해줄 필요가 있다.
또한, 동작의 요소 분해와 함께 로봇이 일할 수 있는 “환경 조성”도 필수적이다. 예를 들면 로봇 자체의 가동 공간에 문제가 없더라도 공급 부품을 일시적으로 두는 보관 공간이 없다면 공정이 지체되고 만다. 공급 부품을 어디에, 얼마 동안 두고 싶은지 등 자동화된 공정뿐만이 아니라 그 이전・이후의 공정과 순조롭게 연동되어 있는지 등 현실적인 공정 흐름에 대한 이미지를 머릿속에 그리며 설계하는 것이 매우 중요하다. 여기에는 작업자, 로봇, 부품, 프로덕트, 공간, 시간 등 복합적인 요소를, 상류 공정에서 하류 공정으로 얼마나 순조롭게 넘겨줄지를 광범위하게 파악하려는 “거시적인 시점”이 요구된다.
도입 후의 추후관리 체제는 필수적인 체크 포인트
어떤 종류의 로봇을 어디에 배치할 것이고, 로봇이 어떤 역할을 맡게 되며, 태스크 전체적인 흐름은 어떻게 전개될까? 그 토대를 이루는 스토리 라인이 만들어지면 그 기본 설계에 따라 위험성 평가를 실시한다. 안전성에 문제가 없다는 사실이 확인되면 로봇 시스템 제조, 프로그래밍 공정으로 넘어간다.
로봇 시스템 전체 설계도를 만든 후 제조・테스트・납품・설치를 거쳐서 실제 가동 단계로 넘어간다. 하지만 별 탈 없이 도입이 끝났어도 로봇 제조사, 시스템 인테그레이터의 업무는 끝나지 않았다. 정기 점검, 불량 대응, 트러블 발생 시의 복구 지원 등 도입 기업과 오래 동안 함께하게 된다. 한편 가와사키 중공업은, 도입 후의 기업을 대상으로 하는 전용 콜센터를 설치하였다. 또한 24 시간 대응 가능한 헬프데스크를 개설했으므로 밤중에 트러블이 발생한 경우에도 대응이 가능하다. 추후관리와 서비스가 충분히 마련되어있는 부분도 사용자들의 지지를 받는 이유이다.
가와사키 중공업의 A/S 전문팀이 태어난 것은 30년 전 이상을 거슬러 올라간다. 1986년에는 유지관리 및 A/S의 전문 회사로서 가와사키 로봇 서비스 주식회사(이전 가와사키 로보틱스 주식회사)를 창업하였다. 가와사키 로봇의 배경에는 도입에서 가동, 정비, 갱신 등 로봇의 한생과 함께 하는 전문가 집단이 항상 대기하고 있다.
고객님이 로봇 시스템 도입의 파트너로 가와사키 중공업을 선택하는 이유는 각양각색이다. 제품 제작에 대한 모든 것을 다 아는 기업이기에 고객의 로봇 도입을 실천적으로 지원하는 체제가 충분히 갖추어져 있다는 것이 그 이유들 중 하나이다. 예를 들면 니시코베 공장 내에는 일본 최대급 로봇 설치 수를 자랑하는 쇼룸이 있다. 이곳 쇼룸에는 수직 다관절 로봇, 평행 링크 로봇, 클린 로봇 그리고 duAro(듀아로), Successor까지 가와사키 로봇이 총집결. 용접, 도장, 도시락 분류 작업 등 장면별로 현장 활용 모습을 충실하게 재현시켜 놓았다. “로봇은 이런 작업도 가능하네요”-고객이 쉽게 구체적인 이미지를 가질 수 있도록 전시회 이외에도 이러한 상설 시설을 준비하고 있다고 한다.
인원 부족을 해소하고 싶다. 생산 효율을 올려서 더 많은 프로덕트를 만들고 싶다. 인적 오류를 방지해 품질을 안정화시키고 싶다. 과혹하고 위험한 작업 시에 작업 인원을 보호해 주고 싶다. 로봇 도입을 검토하게 된 계기는 기업마다 각기 다르다. 산업용 로봇은 틀림없이 이러한 문제를 푸는 데 가장 적합한 솔루션이지만, 사람과 로봇을 맞바꾸면 된다는 것이 아니다. 도입 이전부터 도입 이후까지 항상 곁에서 지원해주는 프로페셔널의 존재를 빼놓고 로봇이 있는 풍경은 성립되지 않는다. 자동화라는 시스템은 로봇 시스템 인테그레이터와 로봇 제조사의 양쪽 수레 위에서 굴려야 순조롭게 전진하기 시작한다.
[칼럼]
산업용 로봇 도입을 더 신속하게!
“K-AddOn(케이 애드온)” 운용이 시작
산업용 로봇은 로봇 단독으로는 일할 수 없다. 핸드, 비전 등 주변 기기와 접속시켜야만 비로소 시스템 전체적으로 일할 수 있게 된다. 이러한 다양한 제조사 제품 기기들을 서로 원활히 연결하기 위해서는 각 소프트웨어를 연계시켜주는 접속 작업이 필수적이다. 이 로봇과 주변 기기를 접속하는 시간을 단축하여 순조로운 도입을 꾀하고자 가와사키 중공업이 운용을 시작한 플랫폼이 “K-AddOn(케이 애드온)”이다. 가와사키 중공업제 산업용・협동형 로봇의 인터페이스를 주변 기기 제조사에게 널리 공개함으로써 로봇 SIer나 사용자가, 도입 시에 필요한 기기 접속의 검증 비용 절감을 꾀하였다.
