[기획]생산기술연구원 첨단 제조로봇 실증사업

 

인공지능(AI)과 빅데이터 기술의 발전, 글로벌 공급망의 개편으로 제조 환경의 디지털 전환 필요성이 갈수록 높아지고 있다. 특히 첨단 제조 로봇의 역할과 중요성이 그 어느때보다 강조되고 있다. 한국생산기술연구원은 올해 뿌리산업(금속/플라스틱)과 바이오화학산업을 중심으로 첨단 제조로봇 실증사업을 추진했다. 이 사업은 로봇 공정모델을 바탕으로 국내 제조업의 디지털 전환을 촉진하고, 로봇산업의 경쟁력을 강화하기 위한 것이다. 첨단 제조로봇 실증 사업 총괄주관기관인 한국생산기술연구원은 첨단 제조 로봇 수요기업과 로봇SI기업(공급기업)을 중심으로 컨소시엄을 구성해 2024년 첨단 제조로봇 실증 사업을 전개했다. 한국생산기술연구원이 올해 추진한 ‘2024년 첨단 제조로봇 실증 사업’ 성공 사례를 두차례에 걸쳐 소개한다.(편집자)

 

실증 사례(2) 스누콘(수요기업)-래딕스(공급기업)

 

(과제명) 임플란트 앰플 조립 로봇 자동화 공정

 

◊참여 기업 개요

치과용 임플란트 전문기업인 스누콘은 지난 1997년 ‘진흥치과산업사’로 출발했으며, 2005년 독일 코너스사와 제휴해 치과용 임플란트 제조기술을 이전받아 국내 치과용 임플란트 시장을 주도해왔다. 주요 생산품은 치과용 임플란트 픽스쳐(fixture)와 치과용 임플란트 지주대(abutment)다. 고품질 임플란트를 중국·러시아·이란·이탈리아 등 약 15개국에 수출하고 있으며, 2023년에는 1천만불 수출탑을 수상했다. 국내외 협력병원과 공동으로 임상연구를 통한 연구개발을 진행하고 있으며 디지털 치의학(digital dentistry) 산업의 발전 추세에 맞춰 제품의 다양화와 품질 향상을 꾀하고 있다. 로봇자동화시스템 도입을 통해 생산성 및 제품 품질 향상, 고강도 작업 환경 개선 등도 모색하고 있다.

 

공급기업인 래디스는 오토 인-라인 테스터, PCB 라우터 장비, 컨포멀 코팅기 등을 개발해 공급하고 있다. 델타 로봇 개발을 완료하고 현재 양산 체제를 구축하고 있으며, 모듈 용접 자동화, 유연생산 시스템 등 분야로 사업을 확장하고 있다. 중소벤처기업부의 ‘생산물류공정 적용을 위한 이동식 협동로봇 실증 고도화’, 산업통상자원부의 ’협동로봇 연계 공정의 작업자 생산성 향상 및 안전보장기술 개발‘ 등 프로젝트 수행 경험을 갖고 있다.

 

◊ 대상공정

 

 

▲ 대상 공정 작업 흐름도

 

임플란트 앰플 포장 조립 공정은 임플란트를 외부 이물질로부터 보호하고, 공기를 차단해 보관하기위해 이뤄진다. 앰플바디 받침대 조립, 앰플바디 검사, 앰프캡 체결, 픽스쳐 투입 등이 수작업으로 진행된다. 하지만 작업자들이 앰플바디 조립 시 반복적인 손목 사용으로 손목터널증후군, 수근관증후군 등 근골격계 질환 발생 가능성이 크다. 또한 현미경을 통한 장시간 검사로 작업자들의 눈의 피로와 안구건조증 등 안과 질환 우려도 있다. 작업량의 증가로 공간이 협소해지면서 작업 동선이 비효율적으로 이뤄져 업무 효율성, 업무 만족도, 생산성이 하락하는 문제도 발생한다. 최근 3년간 지속적인 생산량 증가로 잔업 시간이 늘면서 작업자의 피로도가 높아지고 있다.

 

이에 따라 로봇공정 모델과 첨단 제조로봇 도입을 통해 작업량 증가에 따른 업무 피로도 감소, 생산성 제고, 작업 공정의 병목 현상 해소, 작업 환경 개선 등 필요성이 높아지고 있다.

 

◊실증 사업 추진

 

 

▲ 로봇시스템 레이아웃

 

이번 첨단 제조로봇 실증 사업은 임플란트 앰플 조립 공정에 다관절 로봇, 직교로봇을 투입해 자동화 공정을 구현하는 데 목표를 뒀다. 이를 통해 생산성을 제고하고 품질 수준을 높여 제조 경쟁력 강화 및 생산량 증가 등을 실현하겠다는 계획이다. 이 공정은 치과용 임플란트 픽스쳐를 외부 이물질과 공기로부터 차단하고, 앰플바디 내에 투입하여 앰플 캡을 체결하는 포장공정과 완제품을 검사하는 공정으로 이뤄져 있다.

 

주요 공정은 ’하부 시조립 → 앰플바디 받침대 조립 → 상부 시조립 → 앰플바디 검사 → 픽스쳐 투입 → 앰플캡 체결 → 트레이 적재‘ 순으로 진행된다. 실증 사업에는 로봇 공정 모델인 ’바이오의료기기 조립 공정_앰플 조립‘이 적용됐으며 현대로보틱스의 산업용 로봇 ’HH8’이 투입됐다.

 

스누콘은 첨단 제조로봇 실증 사업을 통해 생산성 17% 제고, 불량률 50.6% 개선, 원가 70% 절감 등 효과를 기대하고 있다.

 

◊ 검증 및 기대효과

 

 

▲ 첨단 제조 로봇 활용한 앰플 조립 자동화 현장

 

 

▲ 첨단 제조 로봇 활용한 앰플 조립 자동화 현장

 

이번 실증 사업 성과를 ‘핵심 성과지표(KPI)‘ 기준으로 산출한 결과, 생산성 18.2% 개선, 불량률 63.4% 감소, 원가 70% 감소 효과를 본 것으로 나타났다. 생산량이 기존의 시간당 554개에서 655개로 증가했으며, 투입 인력도 10명에서 3명으로 줄어 원가 절감 효과를 거뒀다.

 

스누콘은 이번 첨단 제조로봇 실증 사업을 통해 작업 공정의 병목 현상을 해소하고, 여유 인원을 다른 공정에 투입해 생산량 증가를 기대하고 있다. 특히 수출 물량 증가에 효과적으로 대응할 수 있는 생산 자동화 시스템을 갖출 수 있게 됐다. 또한 비효율적인 작업 동선을 개선함으로써 공간 활용도를 높이고, 작업자를 안전사고로부터 보호하고, 질환 가능성을 예방할 수 있게 됐다. 납기 준수, 품질 향상 등을 통해 고객들의 신뢰를 확보하고 신규 고객을 유치할 수 있는 기반도 마련했다.

 

향후 스누콘은 이번 실증 과제의 후속 공정에 로봇을 추가 도입하는 방안을 고려하고 있다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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