영상은 브라운이 개발한 만능 6축 로봇 1820A를 양잠산업에 적용한 모습이다. 로봇은 팔레타이징 기술을 사용하여 누에 새끼를 싣고 내리기 때문에 지루하고 반복적인 수동 처리 작업이 크게 줄어듭니다.
스태킹, 팔레타이징은 특정 순서와 계층에 따라 물품을 깔끔하게 쌓는 과정입니다. 스태킹은 단순히 빈 팔레트에 물건을 올려놓는 것이 아니라, 사실 매우 복잡한 작업입니다. 여기에는 팔레트에 많은(일반적으로 모양이 다른) 상자나 품목을 쌓는 작업이 포함됩니다. 이 팔레트는 운송 중에 장거리를 이동하며 도중에 다양한 외부 힘의 영향을 받습니다.
따라서 일부 팔레타이징 지식을 배우면 운송 중 구조와 기능 면에서 "빌딩 블록"을 보다 안정적으로 만들어 더 많은 시간과 예산을 절약하고 불필요한 낭비를 줄일 수 있습니다. 팔레타이징을 위한 자동화 기술을 활용하면 이러한 이점이 더욱 증폭될 수 있습니다. 로봇 팔레타이징은 화학 산업, 건축자재 산업, 사료 산업, 식품 산업, 음료 산업, 자동화 물류 등 팔레타이징이 필요한 모든 시나리오에 적합합니다. 로봇을 이용한 팔레타이징 작업의 자동화는 경쟁력 있는 요구 사항이 되고 있습니다. 왜? 아래에서는 "로봇+팔레타이징"에 대한 지식을 여러분께 소개하겠습니다.
팔레타이징을 위한 스태킹 유형 분류
스택형(Stack type)이란 팔레트 위에 자재를 규칙적이고, 깔끔하고, 매끄럽게 쌓아 올리는 적층 방식을 말합니다. 일반적으로 네 가지 일반적인 스태킹 유형, 즉 중첩 스태킹, 십자형 스태킹, 정방향 및 역방향 인터로킹 스태킹, 회전 인터로킹 스태킹이 있습니다.
1. 겹쳐 쌓기: 코드 높이를 층별로 쌓는 기계적 작업의 주요 형태 중 하나이며 단단하고 깔끔한 재료 포장에 적합합니다.
작업 특성: 빠른 작업 속도, 높은 하중-지탱 능력, 파일 붕괴 발생이 용이함. 화물량의 안정성이 우수하고 적재 및 하역 작업이 용이합니다.
2. 크로스커팅 스태킹: 인접한 상품 레이어를 90도 회전시켜 한 레이어는 수평으로 배치하고 다른 레이어는 수직으로 배치하여 크로스커팅 패턴으로 쌓습니다.
특징 : 바이트 효과가 있으나 안정성 강도가 높지 않습니다. 자동 디스크 로딩 작업에 적합하며 이 방법은 비교적 안정적이지만 작동이 불편합니다.
3. 앞뒤로 엇갈린 스태킹
같은 레이어와 다른 열의 상품은 수직으로 90도 각도로 쌓이고, 인접한 레이어의 상품은 다른 레이어에 180도 회전하여 쌓입니다.
특징: 서로 다른 층 사이의 높은 연동 강도, 높은 안정성, 쉬운 작동 및 포장 본체 간의 상호 압축, 바닥이 쉽게 부서짐
4. 회전식 엇갈린 쌓기
제1층에서 인접한 두 개의 포장체는 서로 90도 간격을 두고, 두 층 사이의 적층은 180도 떨어져 있어 인접한 층이 서로 맞물려 교차하게 된다.
특징: 화물체의 안정성이 높고, 쉽게 무너지지 않으며, 적재 난이도가 높으며, 중간에 빈 공간이 형성되어 파렛트의 활용 효율이 떨어집니다.
로봇 팔레타이징용 치구 분류
클로 유형: 제품 무게가 무거운 직조 가방, 시멘트 가방 등에 적합합니다.
스폰지 바닥 유형: 무거운 판지 제품을 잡는 데 적합합니다.
하단 지지 유형: 무거운 판지 제품에 적합하며 판지 종이는 부드럽고 쉽게 변경 가능하며 묶음 등이 없습니다.
흡입 컵 유형: 재질이 단단하고 변형이 적으며 무게가 가벼운 판지 제품에 적합합니다(고유량 진공 발생기 필요).
사각형 흡입컵 유형: 큰 변형이 있는 제품에 적합하며 흡입컵 높이를 통해 제품 변형을 보상합니다.
클램핑 바닥 지지 유형: 실린더를 사용하여 바닥을 지지함
스펀지 흡입 컵 유형: 라이터 또는 번들로 묶인 판지 제품을 잡는 데 적합합니다.
진공 타원형 스펀지형 : 플라스틱 처리된 우븐백 흡입에 적합
팔레타이징 로봇 시스템의 구성
스태킹 로봇: 로봇 본체, 로봇 고정 장치, 가드레일 및 베이스, 단일/이중 파지 컨베이어 라인을 포함합니다.
자동 트레이 이송 시스템: 트레이 보관, 경/중하중 컨베이어, 고하중 드럼 라인 및 승강 이식 기계 포함.
재료 운반 시스템: 벨트 컨베이어 라인, 공압 추진 장치, 선형 슬라이드 등과 같은 다양한 운반 장비 포함
전기 및 공압 시스템: 제어 캐비닛, 변압기, 공기 회로 브리지 등으로 구성됩니다.
팔레타이징 시 주의할 점
팔레타이징 작업을 수행할 때는 중량, 팔레트 크기, 팔레타이징 유형, 팔레타이징 높이 등 제품 특성을 자세히 이해하는 것이 필요합니다. 3D 시뮬레이션을 통해 다양한 위치에서 로봇의 성취도와 동작 범위를 확인하고 로봇이 단일 지점 위치에 있지 않은지 확인하며 팔레타이징 작업의 안전성과 효율성을 보장합니다.
현재 산업 자동화의 물결 속에서 로봇 기술과 전통적인 자재 취급 및 적재(팔레타이징) 공정의 결합은 다양한 산업의 생산 환경을 점차 변화시키고 있습니다. 다음은 브라운이 개발한 만능 6축 로봇(1820A)을 양잠산업에 적용하는 방법과 로봇 팔레타이징 기술에 대한 분석을 자세히 설명한다.