로봇을 이용한 제품 박스 인케이싱 시스템?

(개념)

로봇을 이용한 제품 박스 인케이싱(In-casing) 시스템은 개별 제조·포장된 상품(파우치, 용기, 과자 봉지 등)을 산업용 로봇이나 협동 로봇이 자동으로 정렬하고 집어 올려 외포장용 박스(Case) 내부에 담는 자동화 공정 설비를 말합니다.
업계에서는 이것을 케이스 패킹(Case Packing) 시스템 또는 패키징(Pakaging) 시스템이라 부르기도 합니다. 사람이 수작업으로 진행하던 포장 업무를 로봇으로 대체하여 공장 자동화(스마트 팩토리)의 핵심 라인으로 구축되고 있습니다.

(시스템의 주요 구성 요소)

인케이싱 시스템은 단순히 로봇 팔 하나만 움직이는 것이 아니라, 몇 가지 장치들이 유기적으로 결합되어 작동합니다.

• 박스 제함기(Case Erector):
  접혀 있는 납작한 골판지 상자를 자동으로 펼쳐 바닥을 테이핑한 후 로봇 작업 위치로 공급합니다.
• 비전 시스템(Vision System):
  컨베이어를 타고 무작위(Random)로 흘러오는 제품의 위치, 방향, 형태를 카메라로 실시간 인식하여 로봇에게 정확한 좌표를 전송합니다
• 그리퍼(Gripper):
  로봇의 손에 해당하는 부분입니다. 제품의 특성에 따라 진공 흡착 패드, 기계식 집게, 또는 자석식 그리퍼를 맞춤형으로 제작해 제품 손상 없이 안정적으로 픽앤플레이스(Pick & Place)를 수행합니다.
• 컨베이어 라인:
  제품이 들어오는 인피드(In-feed) 컨베이어와 박스가 이동하는 아웃피드(Out-feed) 컨베이어가 상호 연동되어 제어됩니다.

(사용되는 로봇의 종류)

생산 속도, 제품의 무게, 현장 공간의 제약 등에 따라 최적의 로봇이 선택됩니다.

• 델타 로봇(병렬 로봇):
  천장 부착형(상부 거치형) 초고속 로봇입니다. 파우치, 식품, 화장품 용기처럼 가볍고 수량이 많은 제품을 분당 수십~수백 개씩 빠르게 박스에 담을 때 주로 쓰입니다.
• 협동 로봇(Cobot):
  안전 센서가 내장되어 사람과 같은 공간에서 작업할 수 있는 로봇입니다. 공간이 협소하거나 품종 변경이 잦은 중소규모 라인에 적합합니다.
• 다관절 로봇 / SCARA 로봇: 사람의 팔과 유사한 구조로, 무게가 나가는 중량물 제품이나 일정한 궤적의 정밀한 적재 작업이 필요할 때 선택됩니다.

(시스템 도입의 장점)

• 생산성 및 속도 향상:
  피로 누적 없이 고속 사이클 타임(Cycle Time)을 유지하며 대량 포장이 가능합니다.
• 유연한 품종 대응(전환 유연성): 
  비전 소프트웨어와 프로그램 세팅 변경만으로, 제품 종류나 박스 크기가 바뀌어도 물리적인 구조 변경 최소화하여 빠르게 대응할 수 있습니다.
• 근로 환경 개선 및 불량률 감소:
  반복적인 작업으로 인한 작업자의 근골격계 질환을 예방하고, 제품을 정해진 규격대로 정확히 정렬 및 안착시켜 포장 불량을 줄입니다.