타이어 제거와 조작은 자동차나 바퀴에 손상을 쉽게 줄 수 있기 때문에 작업자들에게 번거로운 작업이다. 이런 작업을 자동화하기 위해서는 다양한 바퀴 유형과 환경을 다룰 수 있는 정확성 높은 고품질 이미지를 제공할 수 있는 머신비전 시스템을 갖춰야 한다.
Story
로보타이어의 CEO인 빅터 다롤피는 Lockheed Martin과 같은 회사에서 제조 및 공정 효율성 개선을 위해 수년간 일한 경력이 있다. 몇 년 전 자신의 타이어를 교체하면서 겪은 경험을 바탕으로 자동화를 통해 이런 일반 작업에 얼마나 더 큰 효율성과 안전성을 가져다줄수 있을지 관심을 갖게 됐다.
최근 로봇 공학, AI, 및 3D 머신 비전의 발달로 새로운 방식이 가능하다는 것을 인지했다. 또한 제대로 실행된다면 자동화 방식이 업계를 변화시키고 개선할 것임을 보았고 로보타이어를 설립하게 됐다.
Challenges
타이어를 제거하고 교체하는 작업은 간단해 보이지만 자동화 시스템이 처리해야하는 많은 변수를 가지고 있었다. 자동화를 가능하게 하기 위해서는 무한대의 차량, 바퀴, 고정시켜야 하는 나사 및 타이어의 위치까지 고려해야 했다. 이런 모든 조합을 감지하려면 움직이는 로봇에 장착해 여러 각도에서 정확하게 이미지를 생성할 수 있는 3D 카메라가 필요했다.
3D 카메라 중에서도 바퀴테나 나사에 손상을 주지 않고 부품 제거와 새 타이어 장착에 적합한 밀리미터 미만 단위 정확성을 감지할수 있는 고성능 비전 카메라가 필수적이었다. 마지막으로 운영자 개입을 최소화 시키는 적응력 있고 자율적인 시스템을 개발하는 것이 로보타이어의 목표였다.
Solution
로보타이어는 타이어 교체 작업 자동화의 비전 솔루션으로 지비드 투 산업용 3D 카메라를 선택했다. 이는 극도의 정확성과 다양한 시나리오를 처리할 수 있는 능력에 대한 필요성이 제기되었기 때문이다. 특히 로봇팔에 장착 가능한 동시에 고품질 이미징을 생성할 수 있는 3D 머신 비전 카메라라는 점에서 요구사항에 부응했다.
타이어 교체 시나리오는 수많은 변수에 대처해야 하기 때문에 매우 정교하고 고화질 포인트 클라우드를 필요로 한다. 또한 바퀴 나사는 산업용 머신 비전에서 캡처하기 가장 어려운 물체 중 하나인 반짝이는 금속 부품이다. 지비드 투 3D 카메라는 이 문제를 해결할 수 있는 100dB 이상의 HDR (High Dynamic Range) 기능을 갖추고 있었다.
또 다른 요인은 3D 카메라의 보정 안정성이었다. 차고문을 여닫을 때 생기는 온도 변화와 진동은 아주 흔한 현상이다. 이러한 상황에 대처하도록 설계되지 않은 3D 센서는 정확도를 떨어뜨릴 수 있다. 지비드 투는 보정 탄력성과 안정성을 위해 설계, 제작, 및 테스트 된 산업용 카메라이기 때문에 지속적으로 고성능을 제공할 수 있었다.
로보타이어는 바퀴 나사를 찾기 위한 부품 인식 시스템의 일부로 최첨단 AI를 사용하며 이 AI는 지비드 투에서 생성하는 이미지와 포인트 클라우드의 정확성 및 일관성에 크게 의존하고 있다.
Result
로보타이어의 자동화 시스템은 첫 번째 배포에서 큰 성공을 거둠으로써 새로운 방식을 입증했다. 이로 인해 작업자들은 중요한 작업에 집중하고 무겁고 힘든 작업은 로보타이어의 자동화 타이어 교체 시스템에 맡길 수 있게 되었다.
이 시스템은 20분 안에 자동차 타이어 4개를 교체할 수 있어 사람이 교체하는 속도와 유사하다. 그렇지만 자동화 시스템은 인력으로 불가능한 고차원의 정확성과 지속적인 반복성을 가능하게 한다는 점에서 기존 방식보다 매우 이롭다고 할 수 있다.
자동차 바퀴 나사의 손상 및 차량 허브에서 일어나는 크로스 스레딩은 사람이 작업할 때 흔히 발생하는 문제이다. 이로인해 새로운 바퀴로 교체해야 함으로서 예상치 못한 비용과 소비자들의 불편을 초래했어야 했다. 로보타이어는 새로운 시스템을 통해 이러한 문제를 해결하고 고객과 타이어 매장을 모두 만족시키는 방안을 제공하고 있다.
헬로티 함수미 기자 |
