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크릴 준비공정에 로봇 자동화를 위한 보빈 이송과 커버 제거 공정에 관한 연구
배규현(G. H. Bae),이재용(J. Y. Lee),윤현진(H. J. Yoon),김진후(J. H. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.5월
국내 산업현장에 2017 년까지 로봇이 약 25 만대이상 도입되었으나, 섬유산업군(섬유제품 제조업, 의복 모피제품 제조업, 가죽 및 신발 제조업)에는 로봇을 적용한 자동화가 미약하다. 국내 인건비상승, 노령화 문제가 점차로 심각해지면서 섬유산업에서는 빠른 시일 내에 작업자의 부족으로 인한 어려움이 닥쳐올 것으로 예상되기에 섬유산업 생산 현장에 로봇활용을 통한 자동화 생산은 공정별로 순차적으로 반드시 적용될 필요성 높은 실정이다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 섬유산업 공정모델 개발을 통하여 국내 열악한 작업환경에 속하는 섬유산업에 제조용 로봇을 도입하기 공정 모델을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 섬유산업 제조로봇 도입을 위한 공정모델 개발에서 선정된 직물제조 산업의 크릴 준비공정에 로봇을 적용 위한 기술을 개발하였다. 선정된 공정은 크릴에 보빈을 교체하는 경우에 평균 600-1200 개의 보빈 포장을 해채하고 이송하는 작업이 반복되는 공정이다. 보빈을 이송하기 위하여 카메라를 이용한 비전을 적용하여 위치를 인식하고, 보빈을 잡기 위하여 손의 동작을 모사한 그리퍼 시스템을 개발하여 적용하였다. 보빈에 포장된 비닐을 해채하기 위하여 자동 탈피 장치를 별도로 설계하여 적용하였으며, 개발한 탈피기는 로봇을 통하여 이송된 보빈의 포장된 비닐을 공기 흡입장치와 보빈의 상하 위치 이동을 이용하여 탈피가 가능하도록 개발되었다. 개발한 전체 시스템의 구성을 로봇 시뮬레이션을 통하여 동작과 생산시간을 검토하였다. 검토된 시스템을 기반으로 실제의 시스템을 간략화 한 테스트용 장치를 제작하였으며, 제작한 장치를 이용하여 실제 보빈의 이송에서 포장 해체, 크릴에 배치까지 시험을 완료하였다.