관리번호

2022-서비스로봇-일반-04

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

□ 원천기술   ■ 혁신제품

로봇/자동화기계

-

융합유형

■ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  □ 신산업창출형  □ 해당없음

해당여부

□ IP연계  □ 표준연계  □ 디자인연계  □ BI연계  □ 경쟁형  □ 복수형    □ 국가핵심기술  □ 서비스형  □ 안전과제  □ 탄소중립  □ 국제공동    □ BM형  □ 원스톱형  □ 챌린지형  □ 통합형  □ 실증형

R&D

샌드박스유형

■ R&D 샌드박스(일반)  □ R&D 샌드박스(지정)

과제명

원사 포장비닐 자동 분리 및 공급을 위한 비전 기반 협소공간 원형 크릴 로봇 시스템 개발

품목코드

(HSK10)

류

호

소호

통계부호

(TRL :  [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

8

5

1

5

2

1

9

0

1

0

1. 개념 및 정의

ㅇ (개념) 섬유공장 내 협소 공간의 작업 공정이 많으나, 기존 양산용 다관절로봇으로는 협소 공간(폭1m*길이6m 이상) 내 고중량(15kg급) 원사 이송이 불가능하여 이를 해소할 수 있는 맞춤형 다축 로봇 개발임

- 원사에 꼬임을 주는(가연) 공정에서 원사 비닐을 제거하고 원사를 다수의 원형 크릴(creel)에 장착하는 로봇 작업 연동시스템 개발

- 비전 기반 비닐 자동 분리 시스템과 자동 회전이 가능한 스마트 원형 크릴 기술 개발

2. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표

ㅇ 원사 포장비닐 자동 분리 및 공급을 위한 비전 기반 원형 크릴 로봇 시스템 개발

ㅇ 정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	로봇 원사 이동 반복 정밀도 (그리퍼 원사 위치)	mm	±2 이하	-	-
2	로봇 가반하중 능력 (원사기준)	kg	15 이상	-	12.6 (덴마크, Kassow)
3	로봇의 협소 작업영역	m	폭1m이내×길이6m 이상	-	-
4	난반사 소재(비닐류) 검출률	%	95 이상	-	-
5	그리핑 가능 원사 콘 형태 (소재, 형상 등)	종	4 이상	-	-
6	로봇 수직 이동 거리 (원형크릴 원사 수직 로딩 범위)	m	2 이상	-	-

□  개발 내용

ㅇ 협소 공간에서 고중량 원사를 다루는 로봇 개발을 통해 원형 크릴 공정 로봇 시스템 구축

- 협소공간(폭1m)에서 길이방향 3개 이상 원형 크릴에 15kg급 원사 이송 가능한 다축 로봇 개발

- 다양한 형태 지름/두께 원사(콘) 그리핑용 로봇 그리퍼 개발

- 원형 크릴과 로봇 간 인터페이스 및 제어를 위한 통합 제어 시스템 개발

- 원사 포장된 비닐 난반사 극복 인식을 위한 비젼(vision) 기술 개발

- 원사 픽업/이송 공급용 로봇과 연계된 상하 반전, 비닐 분리/이송이 가능한 자동화장치 개발

- 자동 회전이 가능한 스마트 원형 크릴 설계 및 요소 기술 개발

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

핵심 기술요소		최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	협소 공간 내 로봇 원사 이송 반복 정밀도	7	원형 크릴 연동 다축 원사 처리 로봇	테스트베드에서 구동시험(시험기관 입회)
2	포장 비닐 검출 및 분리 기술	7	비닐 인식 비전 시스템과 제품과 비닐 분리 장치	테스트베드에서 구동시험(시험기관 입회)

3. 국내외 기술 동향

ㅇ 특수 섬유 사(絲)의 전세계 수요는 지속적으로 높아가고 있으면서 국내 사가공 기업에서 처리 물량이 증가하고 있는 반면, 현장 작업자는 고중량 원사를 다루는 일을 기피하는 경향

ㅇ 국내외 섬유공장의 원형 크릴에 로봇 자동화 시스템을 적용한 사례는 없으며, 최근 인건비 상승과 로봇기술 향상으로 섬유공장에 자율 운용 시스템 적용이 필요함

4. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 원사 이송/공급 자동화 시스템은 직선형 크릴을 이용한 방식이 적용되는 수준이며, 공간의 제약을 받아 원형 크릴을 사용하는 곳에 로봇 자동화 시스템 기술 개발이 필요함

ㅇ 원형 크릴은 수작업으로만 동작되어 자동화의 한계이므로 로봇 연계 자동화를 위해 기구설계/센서/제어기술 개발이 필요함

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 국내 가연 공정 규모는 약 1,000억 원대 수준이며, 가연 공정의 수작업 영역 로봇자동화를 통해 시장 규모 확대 필요

ㅇ 원형 크릴 로봇 자동화 장치는 국내외적으로 개발된 사례가 없어 신규시장 개척을 통해 선점할 필요 있음

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 정부정책 디지털전환 실현을 위한 산업별 노력으로 섬유산업에 속하는 로봇자동화 기술을 기반으로 디지털전환 추진 연계

ㅇ 중소기업 중심의 섬유산업 혁신을 리드할 사례로 기존에 접근하지 못한 영역에 로봇기술을 융합한 연계산업으로 동반성장

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ 의류용/산업용 원사 취급하는 사가공/정경/제직/염색공정

ㅇ 제지산업 등 제품에 비닐을 씌워 다루는 전반적 산업공정

ㅇ 로봇 융합 생산 및 시스템 패키지화 기술(스마트 유연자동화 시스템)

□ 기술적 기대효과

ㅇ 협소 공간 로봇 자동화 기술을 바탕으로 가연 공정뿐만 아니라 공간적 제한이 있는 섬유 제조 공정 및 환경에서 생산성 및 작업 효율을 향상 시킬 수 있음

ㅇ 비전 기술 적용이 미비한 섬유 산업분야에 신기술 접목을 통한 디지털 전환이 가능하며, 섬유 제조 현황 디지털화가 가속화 될 수 있음

□ 경제적 기대효과

ㅇ 섬유 산업 현장에 로봇 기술을 적용 및 확산함으로써 산업을 리드하여 경제, 시장 변화에 따른 선제적 대응이 가능함

□ 기타 사회․문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 섬유 산업 분야에 대한 인식 전환 및 로봇의 협소 공간 작업에 따른 근로자의 근무 환경 개선에 따라 청년인력 유입 확대 등 일자리 창출에 기여

□ 규제개선 요구사항(규제개선 과제 해당되는 경우)

ㅇ 해당없음

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 33개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 :‘23년 12억원 이내(총 정부출연금 44억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수