우리가 매일 사용하는 많은 제품들은 작은 부품들로 구성되어 있습니다. 이러한 제품들은 제대로 작동하려면 조립이 필요합니다. 전통적으로 이 조립 과정에는 사람의 손길이 필요했습니다. 하지만 로봇 기술의 발전으로 생산 라인 최적화를 원하는 제조업체들은 이제 조립 로봇을 활용할 수 있게 되었습니다.

자동화를 처음 도입하는 제조업체에게 어려운 점은 자동화가 언제 필요한지 파악하는 것입니다. 하지만 제조업체는 로봇 기술 투자로 상당한 수익을 얻을 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이 글에서는 조립 공정 자동화가 적절한 시점, 투자 수익을 창출할 수 있는 부분, 그리고 자동화를 시작하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

이 기사에서는 다음 내용을 다룹니다.

• 어떤 산업 분야에서 조립 로봇을 사용하나요?
• 조립 공정을 자동화해야 하는 시점은 언제일까요?
• 어떤 조립 로봇을 사용할지 결정하는 방법
• 비용 고려 사항

어떤 산업 분야에서 조립 로봇을 사용하나요?

조립 제품은 매우 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 이러한 이유로 조립 로봇은 여러 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 이 로봇들은 작은 PCB 부품부터 무거운 차량 프레임까지 조립할 수 있습니다. 오늘날 조립 로봇을 사용하는 산업 분야의 몇 가지 예를 소개합니다.

• 자동차
• 의료
• 전자제품
• 금속 회사
• 플라스틱 회사
• 식품 및 음료 회사

이것들은 단지 몇 가지 예일 뿐입니다. 부품을 조립하는 모든 제조업체는 잠재적으로 이 기술을 활용할 수 있습니다. 그렇다면 자동화된 조립을 통해 얻을 수 있는 이점은 무엇일까요?

조립 공정 자동화의 장점

기업들이 조립 공정을 자동화하는 데에는 몇 가지 이유가 있습니다.

• 처리량 증가
• 안전 및 인체공학
• 반복성 향상

조립 공정을 자동화해야 하는 시점은 언제일까요?

자동화 프로세스에 익숙하지 않은 기업에게는 언제 자동화를 도입해야 할지가 어려운 과제일 수 있습니다. 자본 투자 프로젝트에는 항상 위험이 따릅니다. 자동화가 적절한 시기를 이해하면 로봇 프로젝트를 추진하는 데 있어 더 큰 확신을 가질 수 있습니다. 기업은 일반적으로 다음과 같은 시나리오에서 조립 자동화를 도입합니다.

• 그들은 처리량 증가를 필요로 합니다.
• 그 작업은 위험하거나 부상을 초래할 수 있습니다.
• 그들은 간접비를 줄여야 합니다.
• 그들은 생산 품질의 일관성 부족을 겪고 있습니다.

처리량

로봇은 종종 인간의 노동력을 훨씬 능가합니다. 조립 작업도 예외는 아닙니다. 제품을 조립하는 제조업체는 높은 생산량 목표를 달성해야 하는 경우가 많습니다. 조립 로봇은 생산량을 늘리는 효과적인 방법 중 하나입니다. 제조업체는 흔히 병목 현상에 직면합니다. 이는 공정의 특정 부분이 전체 생산성을 저하시키는 상황을 말합니다. 예를 들어, 병입 공장을 생각해 보겠습니다. 특정 생산 라인에서 병을 채우고, 뚜껑을 닫고, 라벨을 붙여야 합니다. 현재 뚜껑 닫는 작업이 수동으로 이루어지고 분당 45개(PPM)밖에 생산하지 못한다고 가정해 봅시다. 하지만 나머지 공정은 잠재적으로 분당 120개의 제품을 생산할 수 있습니다. 뚜껑 닫는 공정을 자동화하면 생산 라인의 잠재력을 최대한 활용할 수 있습니다. 이는 결국 공장의 매출 증대로 이어집니다.

안전

기업들이 자동화를 도입하는 이유 중 하나는 조립 작업이 부상으로 이어질 수 있기 때문입니다. 특히 부품이 매우 크거나 작을 경우 더욱 그렇습니다. 무거운 부품은 명백한 안전 위험을 초래합니다. 작업자는 큰 부품을 옮기다가 다칠 수 있습니다. 작은 부품도 마찬가지로 위험 요소입니다. PCB 조립은 작은 부품으로 인한 안전 위험을 보여주는 좋은 예입니다. 흔히 발생하는 인체공학적 부상에는 다음과 같은 것들이 있습니다.

• 눈의 피로
• 근육 긴장
• 연기 흡입
• 충돌

조립 로봇은 이러한 작업으로 인한 작업자 부상 위험을 제거합니다. 작업 현장 부상과 관련된 가동 중단, 의료비 및 벌금을 방지함으로써 비용을 절감할 수 있습니다.

비용 절감

조립 라인에는 여러 가지 관련 비용이 발생합니다. 가장 큰 비용은 인건비입니다. 국가별로 차이가 있을 수 있지만, 제품 원가에 있어 항상 중요한 요소입니다. 원자재 비용 외에도 숨겨진 비용이 있습니다. 이러한 숨겨진 비용에는 교육비, 작업 중단으로 인한 생산성 저하, 그리고 경우에 따라 의료비 등이 포함됩니다. 완전 자동화된 조립 라인은 로봇이 급여나 복리후생을 필요로 하지 않기 때문에 인건비와 숨겨진 비용을 없애줍니다. 이는 생산 라인을 더욱 효율적이고 간소화된 형태로 만들어줍니다. 많은 제조업체들은 이러한 인력을 자동화하기 어려운 생산성이 높은 작업에 재배치합니다.

로봇은 초기 구매 비용이 높고 수명 기간 동안 유지 보수 비용이 발생합니다. 하지만 이상적인 시나리오에서는 로봇 프로젝트를 통해 12~18개월 안에 투자 수익(ROI)을 달성할 수 있습니다. 특히 검증된 로봇 솔루션을 사용하는 표준화된 자동화 프로젝트의 경우 더욱 그렇습니다. 그러나 실험적이거나 까다로운 자동화 프로젝트는 이러한 ROI 목표를 달성하지 못할 위험이 있습니다. 따라서 프로젝트 통합업체와 이러한 위험 요소를 충분히 논의하는 것이 중요합니다.

일관된 생산 품질

자동화 시스템은 사람보다 동작이 더 반복적입니다. 프로그래밍 덕분에 높은 수준의 작업을 수행할 수 있습니다. 로봇은 일련의 지침을 따르도록 설계되었기 때문에 예측 가능하고 반복적인 작업에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 이러한 특성 덕분에 로봇은 더욱 일관성 있는 제품을 생산할 수 있습니다. 이는 불량률 감소와 품질 관리 검사 불합격률 감소로 이어집니다.

어떤 조립 로봇을 사용할지 결정하는 방법

조립 작업마다 요구 사항이 다릅니다. 이러한 요구 사항은 로봇 선택에 큰 영향을 미칩니다. 다행히 모든 로봇 유형이 조립 작업을 수행할 수 있지만, 모든 로봇이 모든 조립 작업을 수행할 수 있는 것은 아닙니다. 로봇 사용 여부를 결정하는 주요 요소는 다음과 같습니다.

• 조립 복잡성
• 탑재량 및 도달 거리
• 속도

유연성이 요구되는 복잡한 조립 작업에는 6축 로봇이 매우 적합합니다. 이는 6축 로봇이 탁월한 동작 범위와 접근하기 어려운 각도까지 작업할 수 있는 능력 덕분입니다. 협동 로봇은 사람 가까이에서 사용할 수 있는 6축 로봇의 한 예입니다.

높은 하중을 처리하거나 넓은 작업 반경을 확보해야 하는 작업은 대부분의 로봇 유형에게 어려운 과제입니다. 델타나 스카라 같은 변형 로봇은 크기가 작고 출력이 낮은 경우가 많아 소규모 작업에 더 적합합니다. 작업을 완료하는 데 필요한 하중과 작업 반경을 정확히 파악하는 것이 매우 중요하며, 이 부분에서 실수를 하면 큰 손실을 초래할 수 있습니다.

작업을 완료하는 데 필요한 속도 또한 중요한 요소입니다. 모든 로봇은 빠른 속도를 낼 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 일부 로봇 유형은 속도 면에서 확실히 최상위권에 속합니다. 델타 로봇이 대표적인 예입니다. 델타 로봇은 구조적 특성상 최고 속도를 낼 수 있으며, 방향 전환에도 매우 민감하게 반응합니다. 따라서 낮은 하중을 고속으로 처리해야 하는 작업에 적합합니다. 반면 협동 로봇은 매우 빠른 속도가 요구되는 작업에는 적합하지 않습니다. 협동 로봇은 일반적으로 안전상의 이유로 속도가 제한되어 있기 때문입니다.

어떤 로봇이 나에게 적합한지 결정하기 어려우신가요? 저희 독립 자문 네트워크가 올바른 선택을 하실 수 있도록 도와드리겠습니다.

비용 고려 사항

마지막으로 가격이 적절한지 판단해야 합니다. 조립 로봇 시스템의 비용은 1만 달러에서 10만 달러 이상까지 매우 다양합니다. 주요 요인은 다음과 같습니다.

• 프로젝트 복잡성
• 로봇 종류, 브랜드 및 크기
• 안전 요구사항

프로젝트가 복잡할수록 비용이 더 많이 듭니다. 여러 대의 로봇, 비전 시스템 또는 기존 장비와의 통합이 필요할 수 있습니다. 이는 시스템 통합을 위한 더 많은 하드웨어와 인력을 의미합니다. 브랜드별로 비용 범위가 다르고, 로봇 종류에 따라서도 비용 차이가 더욱 큽니다. 또한 로봇 크기가 커질수록 비용도 증가합니다. 대규모 조립 작업에는 더 크고 비싼 장비가 필요합니다. 비용 산정 시 안전 장비 비용이 간과되는 경우가 많습니다. 로봇은 사람에게 위험할 수 있으므로 작업자를 이러한 위험으로부터 보호하기 위해 안전 장비를 반드시 사용해야 합니다. 안전 비용에는 다음과 같은 항목이 포함됩니다.

• 안전 케이지
• 빛 차단 커튼
• 안전 스캐너
• 안전 릴레이 및 인터록
• 전용 안전 PLC