공장의 생산 라인에서 최종 공정의 자동화가 늦어지고 있는 곳이 많습니다. 이번에 소개할 고객은 원예용 관엽식물이나 정원의 흙을 덮는 우드칩(Mulching)를 담아 무겁고 큰 자루를 수작업으로 팔레타이징(팔레트에 적재하는 작업)을 하고 있는 고객사의 로봇 자동화 고객사례를 소개하고자 합니다. 부드럽고 불규칙한 형태의 자루가 무너지지 않도록 팔레트에 높이 쌓아 올리는 것은 어려운 작업입니다. 자동화 이전에는 작업자가 장시간 반복적인 단순 노동으로 인해 골격근계질환의 위험에 노출되었습니다.

이 문제를 해결하는 자동 팔레타이징 시스템을 실현한 것은 미국 덴버에 본사를 둔 가와사키 로봇의 공인 SIer인 NOVA Automation사(이하 노바)입니다. 노바 오토메이션은 가와사키 중공업의 로봇을 사용하여, 불규칙한 형태의 무거운 자루가 무너지지 않도록 팔레타이징하는 작업의 자동화에 착수했습니다. 팔레타이징 자동화 시스템을 도입한 결과, 중노동에 시달리던 작업자를 더 나은 환경의 공정으로 재배치할 수 있게 되었고, 인력 부족 속에서 안정적이고 신뢰할 수 있는 팔레타이징 공정을 실현할 수 있게 되었습니다.

도입 과제(Problem)

• 파레트(Pallet) 상에서의 적재물 붕괴 방지
• 팔렛타이징(Palletizing) 능력의 안정화
• 작업자를 더 나은 작업 환경으로 재배치

운송비 절감을 위해 제품이 담긴 봉지를 2.4m 높이로 팔레타이징하여 트럭에 적재해야 합니다. 이를 위해 작업자는 2.4m 높이의 수작업 적재함 위에서 자루를 파레트 위에 떨어뜨려 쌓아 올려야 합니다. 불규칙한 형태의 자루를 높은 곳에서 떨어뜨리기 때문에 항상 일정한 패턴으로 적재할 수 없었다.

“팔레타이징 자동화는 결코 새로운 기술이 아닙니다. 다만 이전에는 로봇이 비정형 봉지를 운반하는 것이 어려웠지만, 기술이 발전하면서 로봇에게 이상적인 응용 분야가 되었습니다.” NOVA의 기술 담당 이사 보이트 칼파라(Boite Kalpara)는 이렇게 말한다.

조경용 토양의 무거운 대형 자루를 팔레타이징하는 작업은 8시간의 장시간 노동을 필요로 하며, 피로가 쌓이면 부상 위험도 높아집니다. 그 결과 팔레타이징 효율이 떨어지고 생산 공정에 대기 시간이 발생하게 됩니다. 또한, 단순 작업이기 때문에 안정적인 인력 확보도 어렵습니다.

노바의 시스템을 사용하는 고객사 중 하나인 Florida Wood Recycling (FWR)의 허비 슈나이더(Herbie Schneider) 사장은 “하루 8,000~9,000개의 자루를 적재하는 작업은 고된 작업이기 때문에 인력을 확보하기 어려웠다”고 회상 했습니다.

솔루션(Solution)

• 최종 공정의 Palletizing 완전 자동화
• 가와사키 로봇 ‘ CP300L’ 과 NOVA사의 ‘자동 팔레타이징 적재 박스’를 사용한 시스템 도입

이 문제를 해결하기 위해 NOVA는 FWR의 공장에 전자동 팔레타이징 Cell을 설치하기로 했습니다. 가와사키중공업의 팔레타이징 로봇 ‘CP300L’을 사용하여 수작업으로 진행하던 자루 적재 작업을 자동화 했습니다.

먼저 정량 공급기와 충진, 봉입기가 일정량의 제품을 봉지 안에 채웁니다. 충전 후, 봉지는 열풍으로 밀봉되어 컨베이어에 적재됩니다. 제품 조정 컨베이어가 제품의 외형을 평평하게 만들어 쌓기 쉽도록 한 후, 공급 컨베이어를 통해 CP300L 로봇 앞까지 운반 됩니다. 그리고 로봇이 컨베이어에서 제품을 골라 NOVA의 자동 팔레타이징 적재 박스(특허 출원 중)에 순차적으로 적재, 1.2m 높이까지 팔렛타이징 한 후 박스가 1.2m 더 올라가면 로봇이 프로그래밍된 패턴에 따라 더 높이 제품을 팔레트에 쌓아 올립니다. 모든 적재 작업이 끝나면 상자가 열리고 2.4m 높이의 무너짐 없는 상품 적재 팔레트가 완성됩니다. 마지막으로 필름으로 포장하여 트럭에 적재합니다.

CP 시리즈 팔레타이징 로봇은 다양한 산업의 최종 공정 및 물류 현장에서 사용되어 높은 생산성을 발휘하고 있습니다. 그 중에서도 동급 최고 속도를 자랑하는 가와사키 로봇 CP300L은 내구성과 신뢰성을 갖추고 있어, FWR사 적용에 최적의 로봇 입니다.

NOVA사의 CEO인 폴 웨그만(Paul Wegman)은 “우리는 단순한 로봇 공급업체가 아닌 파트너를 찾고 있다. 가와사키 중공업은 우리가 원하는 파트너이며, 우리는 강력한 협력 관계를 구축해 왔습니다. 광범위한 제품 라인업과 신뢰할 수 있는 지원과 서비스를 제공하는데, 이보다 더 좋은 파트너는 없을 것입니다.”라고 말했습니다.

결과

• CP300L 로봇 조경형 자재(제품) 하루 18시간 가동, 분당 평균 18~22봉지 처리 가능
• 절감된 인력은 공장 내 다른 부서에 재배치
• 자동 팔레타이징 적재 박스는 적재물 파손이 없고, 보다 높이 적재 가능

현재 FWR은 자동 팔레타이징 라인 1개, 수동 팔레타이징 라인 2개가 가동중 입니다. 첫 번째 자동 팔레타이징 시스템의 성공에 힘입어 연말까지 추가로 한 라인을 자동화 계획하고 있습니다.

FWR사에 도입한 가와사키 로봇 CP300L은 매일 9시간 가동되며, 봄철 성수기에는 최대 18시간까지 가동되고 있습니다. 분당 평균 18봉지, 최대 22봉지 팔레타이징은 작업자 2명이 작업할 수 있는 양과 맞먹습니다.

자동화 이전에는 2명의 작업자가 단순 반복적인 중노동에 시달려야 했다면 지금은 해당 작업자는 다른 공정으로 재배치되어 근무하고 있습니다. 로봇은 신뢰성이 높고 초과근무 수당이 필요 없다. 작업자의 결근으로 인해 생산라인이 멈추는 일은 더 이상 없습니다.

“자동화 이전에는 기계가 고장나서 생산라인이 멈추는 동안에도 작업자에게 시간당 임금을 지급해야 했지만, 이제는 그럴 필요가 없습니다.”라고 FWR의 슈나이더 씨는 말합니다.

NOVA는 25년 이상 조경 산업의 최종 공정에서 로봇 팔레타이징 시스템을 도입한 경험이 있으며, FWR의 자동화 시스템은 그 중 한 예시에 불과합니다.

“조경 산업에서 자동화는 오래전부터 있었지만, 토양 및 멀티 배송의 최종 단계에서의 자동화는 새로운 개념입니다. 기술의 발전으로 로봇은 팔레타이징의 이상적인 적용 분야가 되었습니다.” 라고 NOVA의 엔지니어링 담당 이사 보이트 칼파라(Boite Kalpara)는 말했다.

가와사키 로봇 소개

가와사키 중공업은 50년 이상의 로봇 제조 및 판매 역사를 가지고 있으며, 전 세계에 300,000대 이상의 로봇을 납품한 풍부한 경험을 보유하고 있습니다. 산업용 로봇 및 자동화 시스템의 선도적인 제조업체로서 다양한 응용 분야와 산업 분야에 정통한 기업입니다. 높은 품질과 고성능을 자랑하는 가와사키 로봇은 폭넓은 적용과 고객 지원을 통해 고객에게 높은 부가가치를 제공합니다.

-도입 로봇-

●모델명 : CP300L
●특징:
-. 업계에서 가장 빠른 처리 능력을 자랑하며,
-. 식품, 의약품, 인쇄물 등 다양한 산업의 다양한 요구와 다품종 소량화 생산에 대응합니다.
●가반중량 : 300㎏
●축수 : 4축
●반복정밀도 : ±0.5mm