협동로봇을 활용한 브레이크패드 제조공정 개선에 대한 연구

Abstract

본 연구에서는 자동차부품산업에서 생산현장의 현황을 파악하고, 생산현장에서 겪고 있는 여러 문제점을 개선하기 위한 협동로봇을 활용한 공장자동화를 구현하기 위한 방법에 대하여 알아보고자 한다. 자동차부품산업은 완성차 1대당 3만개 이상의 부품으로 구성되어 있어 자동차부품은 단순 부품부터 정밀가공부품에 이르기까지 다양한 소재, 복잡한 형상 가공, 모듈 조립, 특수공정이 있으며, 이를 생산하기 위해 높은 생산인력 투입과 다양한 장비가 이용되고 있다 아울러 자동차부품산업은 각 부품의 생산과정에서 전자, 기계 ,화학 산업과 연관성이 큰 기술 집약형 산업분야이다. 자동차산업은 다수의 중소기업과 완성차업체로 형성되어 있으며, 중소기업의 경우 전체 산업 인력이 늘어났으나, 현재 중소기업은 부품생산에 있어 생산인력 고령화, 고질적인 인력수급난, 52시간 근무제 등과 같은 경영 애로사항이 있으며 다양한 차종이 개발되면서 다품종 소량생산체제 구축, 품질확보가 점점 중요해진 가운데 이를 개선하기 위한 대책이 시급한 실정이다 특히 자동차의 안전과 관련된 브레이크패드의 경우 제조업체가 대부분의 중소기업으로 제조환경은 노후화된 장치나 설비, 좁은 작업공간에서의 작업, 분진, 열, 위험한 작업공정과 같은 문제가 대두되면서 열악한 작업환경에서 작업자의 안전을 확보할 수 있는 개선책을 찾고 있다 위의 문제점들을 개선하기 위해 제조로봇, 협동로봇을 도입하려는 중소기업들이 많으나, 제조로봇이나 협동로봇을 도입하는데 있어 비용적, 기술적 어려움이 있는 실정이다. 브레이크패드 제조공정 중 열성형 공정을 대상으로 협동로봇을 활용한 자동화를 통해서 다양한 공정개선을 기대한다. 효과적으로 도입하기 위해선 각 공정에 맞는 시스템설계와 적절한 로봇 선정 등의 자동화가 이루어져야 한다. 협동로봇 활용한 시스템 설계 및 도입을 통해 공정자동화를 구현하게 되면 생산량 증가, 인건비 절감, 불량률 감소 등과 같은 효과를 기대할 수 있다. | This study aims to understand the current status of production sites in the automobile parts industry and to find out how to implement factory automation using cooperative robots to improve various problems experienced in the production sites. The auto parts industry consists of more than 30,000 parts per car, with numerous parts and various manufacturing processes, ranging from simple parts to precision processing parts, complex shape processing, module assembly, and special processes, and high production personnel and various equipment are used to produce them. In addition, the auto parts industry is a technology-intensive industry that is highly related to the electronics, machinery, and chemical industries in the production process of each component. The automobile industry consists of a number of small and medium-sized companies and the total number of industrial workers has increased. Currently, small sized companies have management difficulties such as aging production manpower, chronic shortage of manpower supply and demand, and 52-hour work systems. In particular, brake pads related to car safety are mostly small and medium-sized manufacturers, and the manufacturing environment is looking for improvement measures to ensure worker safety in poor working conditions, with problems such as aging devices, facilities, narrow workspaces, dust, heat, and dangerous work processes. In order to improve the above problems, there are many small and medium-sized companies that want to apply manufacturing robots and cooperative robots, but there are cost and technical difficulties in applycing manufacturing robots or cooperative robots. It is expected that various processes will be improved through automation using cooperative robots for thermoforming processes during brake pad manufacturing processes. In order to apply it effectively, automation such as system design suitable for each process and appropriate robot selection must be achieved. If process automation is implemented through system design and introduction using cooperative robots, effects such as increased production, reduced labor costs, and reduced defect rates can be expected.