서론

 

3D 스마트 센서는 로봇 품질검사시스템에 '시각'이라는 역량을 제공한다.

 

떠오르는 로봇: 대량 생산 환경에서 산업용 로봇을 사용하면 많은 검증된 이점을 누릴 수 있다. 무엇보다 로봇은 이전에 수작업으로 했던 일들을 자동화한다. 로봇은 높은 수준의 속도와 반복성으로 장시간 작업 비용을 최소화하는 동시에 제품 품질과 생산성을 크게 개선한다.

 

비전 가이드 로봇 시스템: 비전 가이드 로봇(Vision-Guided Robot, VGR) 시스템은 하나 이상의 머신비전 센서가 장착된 로봇이다. 센서의 안내에 따라 로봇은 가변 목표 위치로 이동한 다음 미리 정해진 기능(예: 통에서 객체를 집어 다른 위치에 놓음)을 수행한다.

 

VGR 시스템은 로봇의 적응력을 크게 개선하고 구현하기 쉽게 만드는 한편, 이전에는 고정 로봇 셀의 설계 및 설정과 관련되었된 비용과 복잡성을 크게 줄여 생산 프로세스를 빠르게 바꾸고 있다.

 

산업 응용분야

 

비전 가이드 로봇 기술은 속도, 반복성, 유연성을 제공하여 고품질 공산품에 대해 증가하는 생산 수요를 맞춘다.

 

픽 앤 플레이스(Pick & Place): 오늘날의 공장에서는 물건을 집어서 두는 경우(픽 앤 플레이스)가 아주 많다.

 

이러한 응용 분야에서 로봇은 제시된 부품을 한 번에 하나씩 집어 미리 정해진 순서와 위치에 배치해야 하며 이는 부품의 정확한 위치와 3D 방향이 가변적인 경우에도 마찬가지다. 온보드 소프트웨어와 3D 스마트 센서를 사용하는 산업용 로봇은 이전에는 숙련된 작업자만 할 수 있었던 이러한 작업을 독자적으로 수행할 수 있다.

 

개별 부품 조립 및 검사: 자동차 산업 등에서는 부품을 집은 다음 삽입을 위한 중요한 위치(예 : 문과 앞유리) 로 안내하는 3D 스마트 센서를 로봇에 탑재하고 있다. 또한 VGR 시스템은 패널갭-앤-플러시 공차 확인과 같은 마감된 어셈블리 기능 검사에도 사용된다.

 

 

응용 분야 과제

 

3D 스마트 센서 기술은 기존 2D 솔루션의 한계를 해결한다.

 

객체 인식: 대부분의 VGR 응용 분야에서 3D 스마트 센서는 로봇을 올바른 위치로 안내할 뿐만 아니라 개별 객체를 감지 및 검사하고 센서 안에서 수집된 데이터에 따라 실시간으로 제어한다.

 

객체 인식 및 저대비: 객체 인식과 낮은 대비는 일반적으로 2D 기반 비전 시스템의 한계였다. 그러나 3D 스캐닝 기술의 출현으로 로봇 시스템은 모양에 따라 객체를 식별하고 위치를 파악할 수 있게 되었으며, 특히 조명이 열악한 조건에서 대비가 낮거나 구조가 복잡한 객체를 안정적으로 감지할 수 있게 되었다.

 

3D가 차별성을 만든다: 로봇이 개별 객체를 생산 속도로 3D '보기'를 할 수 있으면 VGR 시스템은 사용자 지정 툴링 없이도 작업을 수행할 수 있다 .

 

즉, 로봇은 크기나 위치의 변화에 따라 동적으로 적응할 수 있어 일반 통, 랙, 컨베이어 시스템에 사용할 수 있다. 3D 스마트 센서에 내장된 측정 툴을 사용하는 로봇 시스템은 다양한 구조와 크기, 대비와 색상을 감지하고 조작할 수 있으며, 심지어는 물건을 만지거나 겹칠 수 있다.

 

이 때문에 로봇 작동 셀은 더 지능적으로 작동하고 다양한 제품과 짧은 실행 및 빠른 전환을 지원할 수 있다.

 

3D 스마트 센서를 선택해야 하는 이유

• 대비 불변성이며 저대비 객체 검사에 이상적임

• 용적 측정 기능은 모양 및 위치 관련 파라미터 제공

• 주변 조명에 대한 내성이 있어 조명 조건이 가변적일 때도 작동 가능

• 표준 단위로 측정값을 제공하도록 사전 보정

• 로봇과 직접 상호 운용할 수 있는 프로토콜 내장

 

3D 스마트 센서로 고속 '자각' 로봇 구현

 

 

3D 스마트 센서 기술로 로봇 시스템을 고유한 응용 분야 환경에 적응시킬 수 있다.

 

무작위 빈 피킹(Bin Picking): 오늘날 VGR 의 주요 과제 중 하나는 무작위 빈 피킹이다.

 

여기에는 3D 센서가 장착된 로봇이 통에서 임의로 배치된 부품을 찾아 줍기 작업이 포함된다. 이전에는 무작위로 통을 줍는 행동을 여러 단계로 나누었습니다. 즉, 부품을 먼저 분리한 다음 탐지하고 검색하되 각 단계별로 전용 시스템을 사용하였다.

 

자각 로봇은 엄청난 아이디어다: 지금은 3D 스마트 센서 기술로 로봇이 '자각'할 수 있어서 환경에 반응하여 통 수거 프로세스의 속도를 극적으로 개선한다. 로봇 자각 기능으로 센서는 운동전달이론, 도구 위치, 부품 취급 방법, 센서를 기준으로 한 통 벽의 위치 및 6자유도 기준으로 한 부품 위치 관련 지식을 가지게 된다. 최첨단 3D센서는 이 모든 기능을 계산하고 로봇 동작을 직접 제어할 수 있다.

 

비전 가이드 로봇 시스템의 미래

 

3D 스마트 센서는 비전 가이드 로봇 기술의 발전을 계속해서 주도할 것이다.

 

VGR 을 선택하는 기업이 증가하고 있다: 비전 가이드 로봇 시스템의 안정성과 사용 용이성이 개선됨에 따라 이러한 솔루션은 수작업 검사, 분류 및 조립을 비용 효율적으로 대체하고 있다. 그 생산성 향상과 비용 절감 효과 덕분에 많은 최종 사용자가 전체 시스템 업그레이드를 선택한다.

 

VGR 수요를 주도하는 대량, 사용자 지정 역량: 대량 생산에 대한 수요가 전 세계적으로 증가함에 따라 많은 제조업체의 목표는 빠르고 유연하며 오류없이 조립하는 것이다. 새로운 제품 모델이 자주 도입되거나, 생산 기간이 짧거나, 전환이 더욱 자주 발생하는 응용 분야에서 고급 VGR 시스템의 장점을 가장 확실하게 누릴 것이다.

 

새로운 VGR 시장: 업계 관계자들은 VGR 의 새로운 시장이 떠오를 것으로 예상한다. 비전 가이드 로봇이 밭에서 일하고, 농산물과 곡물의 수확, 영양분 공급, 제초, 운반을 담당하는 농업 응용 분야부터 로봇이 제조 공장이나 물류, 포장 작업장에서 사람과 함께 협업하는 시나리오까지 그 가능성은 무궁무진하다.

 

3D 스마트 센서의 장점

• 빈 피킹, 픽 앤 플레이스, 검사, 조립 등의 수동 응용 분야를 자동화한다

• 속도와 정확성을 개선한다

• 품질 및 작업자 안전성을 개선한다

• 사용자 비용을 최소화한다

 

볼 수 있는 기계의 역량

 

3D 스마트 센서는 기존의 2D 방법에 더욱 빠르고 정밀하며 비용 효율적인 솔루션을 추가한다.

 

사용 편리성: 신속한 구성을 위한 웹 브라우저 기반 포인트 앤 클릭 환경, 내장된 측정 툴, 결과 전달을 위한 풍부한 I/O 등의 기능을 사용하는 공장 기술자는 필요한 결과를 쉽게 얻을 수 있다.

 

짧은 지연 시간: 실시간 측정 기능으로 데이터 수집과 의사결정 출력 사이의 지연을 최소화하므로 공장에서 한결같이 처리량 목표를 충족할 수 있다.

 

내장된 측정 툴: 내장된 응용 분야별 툴은 전체 3D 가상화 및 드래그 앤 드롭 환경을 제공하여 부품 감지 및 측정을 지원하고 매우 정확하고 반복 가능한 결과를 도출한다.

 

사용자 지정 기능: 사용자는 센서 사용자 지정 기능을 사용하여 기본 도구 같은 기능 및 사용편리성으로 자신만의 사용자 지정 측정 도구를 직접 개발하고 펌웨어에 내장할 수 있다.

 

FactorySmart: 오늘날 3D 스마트 센서는 네트워크와 원활하게 연결되어 결과를 전달하고, 웹브라우저를 통해 진단 및 통계를 표시하고, 인터넷을 통해 업그레이드에 액세스하며, 공장 장비에 접속한다.

 

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