산업 자동화 현장에서 스카라 로봇은 여전히 ‘속도’와 ‘정밀도’의 대명사로 활용되고 있다. 그러나 공정의 고속화·다품종화가 가속되면서, 로봇 단독 성능을 넘어 비전 시스템과의 연계 방식이 생산성의 핵심 변수로 부상하고 있다. 본지에서는 야마하모터 로보틱스의 국내 공식 파트너인 (주)아이뎀이 스카라 로봇과 비전 제어를 일체화한 시스템으로 기존 자동화 구조의 복잡성을 줄이고, 공정 효율을 개선한 사례를 조명한다.
(주)아이뎀 윤여진 상무 / 사진. 로봇기술
스카라 로봇 적용 영역 확대하는 (주)아이뎀
스카라 로봇은 고속 반복 작업이 요구되는 조립·이송 공정에서 오랜 시간 활용돼 온 대표적인 산업용 로봇으로, 산업 자동화 현장에서는 여전히 속도와 정밀도를 상징한다.
스카라 로봇은 단순한 위치 반복을 수행하는 작업부터, 비전 시스템과의 연동으로 위치 편차를 인식하고 실시간으로 보정하는 작업까지, 다양한 형태의 픽 앤 플레이스 작업에서 여전히 강력한 강점을 지니고 있다.
스카라 로봇 애플리케이션은 컨베이어 트래킹 작업에 주로 사용되는 만큼, 로봇과 비전, 그리고 이를 중계하는 제어 구조가 공정 효율에 직접적인 영향을 미칠 만큼 중요하다.
이에 야마하모터 로보틱스(이하 야마하)의 국내 공식 파트너인 (주)아이뎀(이하 아이뎀)은 최근 스카라 로봇 제어기에 비전 연동 기능을 통합한 시스템으로 고객사의 생산성 향상에 기여하고 있다.
아이뎀 윤여진 상무는 “고속 택 타임을 요구하는 고객사의 공정에 야마하 스카라 로봇으로 생산성 향상을 실현하는 사례가 점차 증가하고 있다”라고 말했다.
스카라 로봇과 비전 통합을 더욱 강력하게 지원하는 야마하 로보틱스의 RCXiVY2+
델타로봇을 대체한 스카라 로봇
지난해 아이뎀은 자동차 전장 부품을 생산하는 모 고객사의 델타로봇 자동화 라인을 야마하 스카라 로봇으로 대체해 택 타임을 단축시키는 데 성공했다. 통상적으로 더 속도가 빠르다고 인식되는 델타로봇을 스카라 로봇으로 대체했다는 점에서 주목할 만한 레퍼런스이다.
윤여진 상무는 “해당 고객사는 택 타임 때문에 델타로봇을 먼저 도입했지만, 작업 영역의 한계로 다른 대안을 찾고 있었다. 우리는 야마하의 전방위 스카라 로봇 YK-TW시리즈로 고객사의 문제를 해결하고, 동시에 택 타임까지 단축시키는 데 성공했다.”라며 “고객사의 만족도가 높은 상황으로, 테스트가 마무리되면 확대 전개도 기대해 볼 수 있는 상황”이라고 귀띔했다.
데드 스페이스 제로 실현
아이뎀의 이번 프로젝트를 성공으로 견인한 주요 요소는 전방위 구동이 가능한 야마하의 스카라 로봇 YK-TW시리즈와 최근 더욱 향상된 RCXiVY2+(이하 iVY2+) 비전 시스템이다.
야마하의 YK-TW시리즈는 일반적인 스카라 로봇의 한계를 극복하기 위해 설계된 전방위 천장 설치형 스카라 로봇이다. 스카라 로봇의 몸체가 되는 J1축으로 인한 작업 반경 제한을 해소하기 위해 천장 설치 형태로 설계된 YK-TW시리즈는 360˚ 전 방향을 자유롭게 활용할 수 있다는 점이 가장 큰 특징이다. 바닥 공간을 차지하지 않고 컨베이어 라인 위에 바로 설치하거나 협소한 공간에 여러 대를 배치할 수 있다. 이는 로봇 바로 아래를 포함해 회전 반경 내 모든 영역을 사용할 수 있어 설비 면적을 크게 줄일 수 있다. 로봇 본체의 높이 또한 낮아 전체 설비의 높이도 줄일 수 있다.
윤여진 상무는 “YK-TW시리즈는 스카라로봇이 자기 몸체 아래를 통과해 움직일 수 있어 공정 레이아웃을 계획할 때 유연하게 대응할 수 있다. 매우 정밀한 작업이 필요하면서도 속도를 놓칠 수 없는 전자부품이나 식품 포장 공정 등에 적합하며, 공간이 좁아 바닥에 로봇을 설치할 수 없는 기존 공정에도 쉽게 설치가 가능하다.”라고 설명했다.
YK-TW시리즈 / 자료. 아이뎀
로봇-비전-PLC 구조의 간소화
YK-TW와 IVY2+ 비전 시스템의 결합은 컨베이어 위의 물체를 전방위에서 초고속으로 찾아내 옮기는 컨베이어 트래킹 작업에 특히 강점을 발휘한다.
야마하는 몇 해 전 기존 iVY2의 하드웨어와 소프트웨어 성능을 더욱 업그레이드한 iVY2+ 비전 시스템을 선보였다. 이 비전 시스템은 로봇 제어기에서 비전 데이터를 직접 처리·연동할 수 있도록 지원한다.
일반적인 비전 기반 픽 앤 플레이스 공정에서는 로봇과 비전 시스템, 그리고 이를 연계하는 PLC가 각각 독립적으로 구성되는 경우가 많다. 비전 카메라에서 인식한 좌표 정보는 PLC를 거쳐 로봇 제어기로 전달되고, 로봇은 이 데이터를 기반으로 동작을 수행하는 구조다.
윤여진 상무는 “이 방식에서는 로봇 메이커, 비전 메이커, PLC 업체가 각각 관여하게 된다. 이는 통신 설정과 캘리브레이션, 그리고 공정 변경 시의 수정 작업이 복잡해질 수 있다.”라고 지적했다.
또한 그는 “특히 좌표계 정합이나 통신 지연 문제는 공정 안정성과 택 타임에 영향을 줄 수 있다. 로봇과 비전 간 데이터 교환 과정에서 발생하는 확인 절차가 반복되면서 고속 동작이 요구되는 공정에서는 작업 속도 저하가 발생할 수 있다.”라며 “반면 야마하의 iVY2+는 스카라로봇 제어기에 비전용 보드를 스태킹하는 방식으로 구성된다. 이를 통해 로봇과 비전 간 통신을 별도로 설계하거나, PLC를 통해 중계할 필요가 없다.”라고 설명했다.
iVY2+의 이 같은 특징은 로봇과 비전이 좌표 변환과 캘리브레이션 과정을 상대적으로 단순화한다. 또한 통신 경로가 짧아지면서 비전 인식 결과를 로봇이 바로 활용할 수 있기 때문에, 데이터 교환 단계에서 발생하는 지연을 줄이는 데 도움이 된다.
윤여진 상무는 이러한 제어기-비전 통합 구조가 택 타임 측면에서도 일정 부분 효과를 보이고 있다고 설명한다. 비전과 로봇 간의 데이터 흐름이 단순해지면서, 전체 사이클 타임에 영향을 주는 요소가 줄어든다는 것이다.
RCXiVY2+를 활용한 비전 기반 스카라 로봇 시스템 구조 비교 / 사진. 아이뎀
고객사 관리 포인트 축소
지난 프로젝트에서 아이뎀이 거둔 핵심적인 성과는 스카라 로봇으로 델타로봇보다 빠른 택 타임을 구현했다는 사실과, 고객사의 관리 포인트를 줄였다는 점이다.
기존 방식에서는 로봇, 비전, PLC, 조명 등 여러 장비와 업체가 동시에 관여했지만, 아이뎀은 이를 로봇 제어기 중심으로 설계함으로써 고객사의 부담을 간소화했다.
윤여진 상무는 “스카라 로봇과 비전 연동이 로봇 제어기 내부에서 이뤄지기 때문에 고객 입장에서는 고려해야 될 요소가 단순해진다. 현장에서는 조명 세팅 정도만 추가적으로 협의하면 되는 경우가 많은데, 조명 제어 역시 로봇 제어기에서 함께 다룰 수 있다. 전장 공간 측면에서도 외부 PLC와 비전 제어기를 별도로 설치할 필요가 없어 제어반 구성과 배선 측면에서의 유연성도 확보했다.”라고 밝혔다.
스카라 로봇 본연의 작업에 집중
야마하의 비전 연동 기능은 검사 비전과 그 목적이 다르다. 공정 데이터를 저장하거나, 분석하는 용도가 아닌, 스카라 로봇의 핵심 애플리케이션인 픽 앤 플레이스 동작을 지원하는 데 초점을 맞춘 기능으로서, 컨베이어 트래킹과 같은 작업에 특화된 성능을 보여준다.
윤여진 상무는 “iVY2+는 비전에서 인식한 위치 정보를 로봇이 바로 사용할 수 있도록 만든다. 또한 잡 포지션 변경이나 공정 조건 수정도 로봇 제어기 내에서 대응할 수 있다.”라고 강조하는 동시에 “스카라 로봇이 주로 사용되는 공정에서 비전 연동을 보다 단순하게 구현하는 것이 목표”라고 밝혔다.
한편 아이뎀은 오는 3월 11일(수)부터 13일(금)까지 서울 삼성동 코엑스에서 열리는 2025 인터배터리에 참가해 야마하 스카라 로봇 데모를 직접 시연할 계획이다.
