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전자부품 조립 자동화 도입사례 : 빈피킹부터 조립까지 협동로봇+AI 3D비전으로 완결

Lead Time
12 weeks
Application Field
산업 > 금속/플라스틱, 산업 > 기계, 산업 > 전기전자, 공정 > 조립, 자동화 분야 > 제조

Process layout

● 한눈에 보는 결과 · 전자부품 조립 자동화 도입사례

기존 3D비전이 포기하던 검은색·반투명 부품,
로봇 1대가 빈피킹부터 조립까지 끝냅니다

과제
빛을 흡수하는 검은색 부품과 투과·반사하는 반투명 부품이 벌크 상태로 공급되는 LED 램프 조립 공정의 완전 자동화
솔루션
Cambrian AI 3D비전(로봇 팔 장착형) + Universal Robots 협동로봇 + 진공 흡착 그리퍼 + 조립 지그
결과
200ms 미만 6D 포즈 인식 · 병목 없는 조립 사이클
검은색 · 반투명 난소재 부품 안정 인식
로봇 1대로 인식 → 취출 → 조립 완결
전용 피더 0대 · 범용 바구니에서 직접 취출
적용 분야
전자부품 조립 자동화, 벌크 부품 빈피킹, 난소재(검은색·광택·반투명) 부품 공급, 협동로봇 조립 셀

전자부품 조립 자동화 도입 개요: LED 램프 완전 자동 조립

전자부품 조립 자동화 도입사례입니다. 토탈 로봇 솔루션 플랫폼 마로솔(빅웨이브로보틱스)이 소개하는 이번 사례는 MS Electronics의 LED 램프 조립 공정으로, Universal Robots 협동로봇과 Cambrian AI 3D비전을 결합해 벌크 상태 부품의 빈피킹부터 조립까지 로봇 1대로 완결한 완전 자동 조립 시스템입니다.

전자부품 조립 공정의 자동화 견적이 "부품 소재 때문에 어렵다"는 답변으로 끝난 경험이 있으신가요? 검은색 부품은 빛을 흡수해 형상 데이터를 얻기 어렵고, 반투명 부품은 빛이 투과·반사되며 인식이 불안정합니다. 구조광이나 레이저 기반의 기존 3D비전이 대표적으로 실패하던 대상이라, 이런 부품이 바구니에 무작위로 쌓인 벌크 상태로 공급되는 공정은 수작업이나 별도 정렬 설비에 의존할 수밖에 없었습니다.

이번 사례에서는 Cambrian AI 3D비전이 협동로봇 팔에 장착되어 개별 부품의 6D 포즈(위치 X·Y·Z, 회전 Rx·Ry·Rz)를 200ms 미만으로 인식하고, 협동로봇이 부품을 취출해 LED 램프를 조립합니다. 한 대의 로봇이 부품 인식부터 취출, 조립까지 전 공정을 자율적으로 수행합니다.

이 사례의 핵심은 빈피킹에서 멈추지 않았다는 점입니다. 부품을 집는 것과 조립하는 것은 요구 정밀도가 다릅니다. 6D 포즈 인식으로 부품의 위치와 자세를 정확히 파악하기 때문에, 취출한 부품을 조립 지그의 지정된 위치와 방향으로 정밀하게 조립하는 단계까지 하나의 로봇 셀로 이어집니다.

Components

Robot

솔루션 구성: Cambrian AI 3D비전 + Universal Robots 협동로봇

Cambrian AI 3D비전은 협동로봇 팔에 장착되는 로봇 팔 장착형(eye-in-hand) 비전으로, 별도 구조광이나 적외선 없이 스테레오 이미지만으로 벌크 상태 부품의 6D 포즈를 인식합니다. 이번 프로젝트는 다음 구성으로 완성했습니다.

👁 Cambrian AI 3D비전 (로봇 팔 장착형)

역할  벌크 상태 부품의 6D 포즈(X·Y·Z, Rx·Ry·Rz)를 200ms 미만으로 인식하고 파지점·취출 경로 산출

이 현장에 맞는 이유  구조광에 의존하지 않아 검은색·반투명 소재의 인식 실패를 최소화하고, 조명 변화에도 일관된 성능 유지

🦾 Universal Robots 협동로봇

역할  6D 포즈 인식 데이터에 따라 부품을 취출하고, LED 램프 조립까지 전 공정을 수행하는 협동로봇 셀 구성

이 현장에 맞는 이유  인식·취출·조립을 여러 설비로 분산하지 않고 하나의 로봇 셀로 완결해 설비 구성 간소화

🫧 진공 흡착 그리퍼

역할  좁고 깊은 바구니 내부에서도 부품을 안정적으로 취출하는 진공 흡착 툴

이 현장에 맞는 이유  벽면과 다른 부품에 닿기 쉬운 벌크 환경에서 부품 손상 없이 파지

🧩 조립 지그

역할  부품을 정확한 위치와 방향으로 고정해 조립을 진행하는 고정 지그

이 현장에 맞는 이유  취출된 부품이 정확한 자세로 조립되어야 후속 공정이 안정적으로 이어짐

🛠 마로솔

역할  부품 소재·공급 방식·공정 요구사항 확인, 비전·로봇·그리퍼 구성 설계, 도입 지원

이 현장에 맞는 이유  비전 단품이 아니라 부품 소재부터 조립 연계까지 공정 전체를 기준으로 솔루션 매칭

역할 분담을 명확히 하면, 비전은 6D 포즈 인식과 파지점·취출 경로 산출까지, 조립 동작과 최종 조립은 로봇이 담당합니다. 인식이 정확해야 조립이 이어지고, 인식이 빨라야 사이클이 지켜집니다.

Workflow

STEP 1.협동로봇이 바구니 상단으로 이동해 로봇 팔 장착형 비전으로 내부를 인식(6D 포즈 인식)
STEP 2.인식된 부품 중 취출 가능한 대상을 선정하고, 파지점과 충돌 없는 경로를 계산해 진공 흡착으로 부품을 취출
STEP 3.로봇이 취출한 부품을 조립 지그의 지정된 위치와 방향으로 정밀하게 조립
STEP 4.로봇이 위 과정을 반복해 LED 램프 조립을 완성

Features

구조광·레이저 3D비전 vs Cambrian AI 3D비전

같은 "3D비전 빈피킹"이라도 인식 방식에 따라 다룰 수 있는 부품과 환경이 달라집니다. 이번 현장의 조건으로 비교하면 차이가 분명해집니다.

항목
구조광 · 레이저 기반 3D비전
Cambrian AI 3D비전
인식 방식
구조광·레이저 패턴을 부품 표면에 투사
스테레오 이미지만으로 6D 포즈 인식 (구조광·적외선 불필요)
검은색 부품
빛 흡수로 형상 데이터 취득 어려움
안정적으로 인식
반투명 부품
투과·반사로 인식 불안정
안정적으로 인식
조명 환경
조도 변화에 인식 성능이 흔들리기 쉬움
별도 조명 의존 없이 조도 변화에 강건
설치 형태
고정 마운트 중심
로봇 팔 장착형(eye-in-hand)으로 셀 구성 간소화
공정 범위
취출 좌표 제공 중심
6D 포즈 + 파지점 + 충돌 회피 경로 → 조립까지 연계

특장점

검은색·반투명 소재 인식

빛을 흡수하거나 투과·반사해 기존 3D비전이 어려워하던 부품을 6D 포즈까지 안정적으로 인식합니다. 소재 특성에 따른 인식 실패와 라인 정지를 줄입니다.

단일 로봇 완전 자동 조립

부품 인식부터 조립까지 한 대의 로봇이 자율적으로 수행해 설비 구성을 간소화합니다. 여러 설비로 분산하지 않고 하나의 협동로봇 셀로 LED 램프 조립을 완결합니다.

조명 변화에 강건한 인식

별도 조명에 의존하지 않아 작업장 조도 변화에도 일관된 인식 성능을 유지합니다. 전용 조명 부스나 암실 구성 없이 일반 생산 환경에서 운영할 수 있습니다.

200ms 미만 고속 인식

한 번의 인식이 200ms 미만으로 이루어져, 인식 단계가 조립 사이클의 병목이 되지 않습니다. 인식 속도 때문에 로봇이 기다리는 시간이 사라집니다.

안정적인 벌크 공급

바구니에 무작위로 쌓인 부품을 파지점 계산과 충돌 회피로 안정적으로 취출해, 별도 정렬 설비 없이 조립합니다. 취출이 어려운 부품은 자동으로 다음 대상을 선택해 공정 정지를 줄입니다.

도입 효과: 난소재 부품 조립 자동화 실현

📊 이 사례의 핵심

수작업이나 별도 정렬 설비에 의존하던 공정을 로봇 1대로 자동화했습니다. 검은색과 반투명 부품처럼 기존 비전으로 자동화가 어려웠던 대상을 안정적으로 인식하고, 부품 정렬용 전용 피더 없이 범용 바구니에서 직접 취출해 조립까지 수행합니다. 조명 변화와 벌크 적재 상태에서도 일관된 인식으로 조립 공정이 안정적으로 이어집니다.

항목
도입 전
도입 후
난소재 부품 인식
검은색·반투명 소재에서 인식 실패
6D 포즈까지 안정 인식 → 자동화 실현
부품 공급
수작업 정렬 또는 전용 피더 의존
범용 바구니에서 직접 취출 · 피더 불필요
설비 구성
인식·공급·조립 설비 분산
협동로봇 1대의 셀로 라인 간소화
조명 환경
조도 변화 시 인식 성능 저하
조도 변화와 무관하게 일관 인식
공정 연속성
인식 실패 시 라인 정지·사람 개입
취출 불가 부품은 자동으로 다음 대상 선택 → 정지 최소화

Results

Client Feedback
검은색과 반투명 부품은 기존 3D비전으로는 안정적으로 인식하기 어려운 대상입니다. Cambrian AI 3D비전은 이러한 부품을 조명 변화와 무관하게 인식해 벌크 상태에서 취출하고, 한 대의 로봇이 LED 램프 조립까지 자율적으로 수행합니다. 이를 통해 자동화가 어려웠던 조립 공정을 협동로봇 기반으로 구현할 수 있었습니다.
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