일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2020.9.17

라이트와 카메라로 검사 실수를 방지
부품업체 JATCO가 도입한 ‘빛나는’ 시스템

선반에 가지런히 정리된 검사 지그(게이지) 중 하나가 스포트라이트를 받고 있다. 작업자가 그것을 집어 들어 검사를 실시한 후에 다시 제자리에 돌려 놓으면 스포트라이트는 다음에 사용해야 할 게이지로 이동한다.

자동차부품업체 JATCO는 20년 9월, 후지제1지구공장(시즈오카현 후지시)의 CVT(무단변속기) 케이스 검사 공정에, 검사 작업의 실수나 누락을 미연에 방지하는 새로운 시스템을 도입했다. 표준작업서의 순서대로 다음에 사용해야 하는 게이지를 지시하고, 검사 완료도 자동으로 기록한다. “작업자가 검사 결과를 체크시트에 기록하지 않아도 된다. 적어도 약 3%의 공정수를 삭감하면서 검사 누락도 방지할 수 있다”(JEPS추진부의 히로사키(廣崎) 씨). 이 시스템의 유니크한 점은 프로젝션 맵핑 방법을 사용해 다음에 사용할 게이지에 스포트라이트를 비춰 빛으로 지시하고, 검사 완료도 손의 움직임을 카메라로 감지하는 등 비접촉으로 가동한다는 점이다. 시스템은 일반적인 웹 카메라와 프로젝터로 구성되어 있다. 기존 제품과 비교해 간단한 데다 저가에 도입할 수 있고 유연성도 높다.

컴퓨터의 지시 내용을 디스플레이가 아니라 프로젝터로 투영해, 선반에 놓인 지그를 부각시키는 프로젝션 맵핑 방법을 사용한다. 작업자는 작업 순서를 표시하는 디스플레이에 시선을 옮길 필요가 없고, 헤드마운트디스플레이나 안경형 웨어러블 기기를 장착할 필요도 없다. OKI(오키전기공업)가 후쿠오카공장(군마현 후쿠오카시)에서 실용화해, 18년 10월에 외부 판매를 시작한 ‘Projection Assembly System’을 이번에 도입했다.

개발자인 OKI는 조립 공정에서 이용하지만, JATCO는 검사 공정을 대상으로 한다는 점이 다르다. 또한 OKI에서는 소형에 크기도 비슷한 부품의 선택 실수를 방지하려는 목적이 있었지만, JATCO는 크기 차이가 큰 검사용 게이지를 취급하고 있으며, 작업 순서의 실수나 작업 누락의 방지에 중점이 놓여 있다.

-- 1시간 이상 걸리는 검사에서 게이지를 조준하는 순서까지 관리 --
CVT 케이스에는 많은 돌기와 구멍이 있다. 이것들이 정확하게 만들어져 있는지를 전용 검사 게이지를 갖다 대면서 검사한다. 검사 담당 작업자는 대상 CVT 케이스를 대차에 싣고, 선반에서 게이지를 꺼내 검사 대상 부분에 갖다 대 검사하고 결과를 기록한다. 그리고 다음 게이지를 꺼내 검사 대상 부분에 갖다 대 검사하고 결과를 기록한다. 이 동작을 계속 반복한다. 측정해야 할 장소는 50곳 이상으로, 하나의 케이스를 검사하는 데 1시간 이상이 걸린다. 하루에 6기를 검사한다고 한다.

게이지와 검사 장소의 순서는 표준작업서에서 정하고 있지만 지금까지는 작업 순서를 관리하는 방법이 없었다. 작업자가 순서를 틀리거나 자신이 선호하는 방식으로 바꾸는 경우가 없다고는 할 수 없다. 체크시트에 수기로 기입할 때 잘못된 칸에 기입해서 검사를 건너뛰는 일도 부정할 수 없다.

새로운 시스템에서는 게이지 선반 안에서 다음에 사용할 게이지를 밝게 비춰서 지시한다. 이것은 대상 게이지만을 밝게 비춘 이미지를 프로젝터로 선반 전체에 투영해 실현한다. 작업자는 다음에 사용해야 하는 게이지가 어느 것인지 쉽게 알 수 있다. 실제로 그 게이지를 집었는지 여부를 작업자의 머리 위에 설치한 2대의 카메라 모니터로 확인한다. 올바른 게이지를 집었을 때에 한해 다음으로 진행하도록 관리하기 때문에 게이지의 정확한 순서를 담보할 수 있다.

검사 결과가 OK라면 작업자는 선반 앞에 투영되는 ‘OK 버튼’에 손을 갖다 댄다. 이것도 카메라로 손의 위치로 판단해 감지한다. 검사 결과를 시스템이 자동 기록하고, 다음에 사용해야 할 게이지에 스포트라이트를 비춘다. 작업자가 체크시트에 기입할 필요가 없어 노동력을 절감할 수 있는 데다 실수의 원인도 제거할 수 있었다.

-- 새로운 담당자의 작업 습득 기간을 단축 --
새로운 시스템은 각각 2m 정도의 폭이 있는 3대의 게이지 선반에 설치했다. “게이지를 놓는데 그만큼의 폭이 필요했기 때문이다”(JEPS추진부 와타나베(渡邊) 과장). 게이지는 사용 순서대로 진열하고, 작업자는 워크를 실은 대차를 조금씩 밀면서 차례대로 게이지를 적용해 나간다.

검사를 담당하는 작업자는 정해져 있다. 하나의 라인을 3개의 작업반이 담당한다. 12시간마다 교대하는 근무 시프트로 되어 있으며, 작업반 마다 1명의 검사 담당자가 있다. 이러한 체제이기 때문에 작업자를 새로 교체할 때는 작업 습득에 기존에는 상당한 시간이 필요했었다. 새로운 시스템에서는 이 습득 시간도 단축할 수 있을 것으로 기대한다. 시스템의 지시가 알기 쉬울 뿐 아니라 새로운 담당자가 빈 시간 등을 이용해 습득할 수 있다는 이점도 있다.

또한 게이지 선반의 안쪽에는 하얀색 판이 붙어 있어, 현재 실시하고 있는 검사 공정의 표준작업서 내용, 작업 모습을 보여주는 동영상, 현재의 진척 상황(몇 번 게이지인가)을 투영하는 스크린으로 사용하고 있다. 이것도 작업 실수 방지나 습득 기간의 단축에 도움이 될 것으로 기대한다.
 

-- 설정이나 매뉴얼, 콘텐츠 준비는 간단 --
스크린에 투영하는 표준작업서와 동영상, 게이지 지시를 위해 일부만을 밝게 한 이미지와 같은, 이 시스템에서 반드시 필요한 콘텐츠의 준비도 그렇게 어렵지 않다. 표준작업서는 새로운 시스템 이전부터 작성하고 있고, 동영상은 촬영만 하면 된다. 게이지에 스포트라이트를 비추는 이미지는 OKI가 전용 소프트를 준비하고 있고, 이미지 상에서 2차원 도형의 모양과 크기를 조정하면서 배치해 나가는 작업이 필요하지만 이것도 그렇게 어렵지는 않다고 한다.

그 외에 작업자는 직접 볼 수 없지만 손의 위치를 검출하기 위한 기준인 ‘이미지’를 작성해야 한다. 손 위치 검출에는 2대의 카메라를 사용하지만 3D의 위치를 인식하는 것이 아니라 좌우 카메라 각각에서 손을 이미지 처리로 추출하고, 그것이 소정의 게이지의 위치에 합치하면 OK라고 판정한다. 그 위치 판정의 기준이 되는 것이 게이지 위치 앞에 검출 영역을 ‘그린’ 바이너리 이미지다.

이 기준 이미지 작성은, 카메라에서 보이는 게이지 선반의 이미지에 겹쳐서 페인트소프트 등으로 검출 영역을 그리면 된다. 작업 자체는 그렇게 어렵지 않지만 이 영역이 어긋나 있으면, 작업자가 정확한 게이지를 집어도 시스템이 인식하지 못하는 오류가 발생할 수 있다. JATCO가 도입할 때는 게이지 선반을 확대했기 때문에 카메라의 화각이 커지면서 주변부도 크게 비뚤어졌다. “손을 제대로 검출하기 위해서는 기준 이미지의 영역 지정을 미세하게 조정해야 한다는 것을 알았다. 약간의 시행착오를 겪었다”(히로사키 씨).

일반적으로 셀 생산 등에서 소정의 부품이나 공구의 픽업을 확인하는 동작 검출 시스템은 지금까지도 있었다. 기존 시스템은 부품 상자 바로 앞에 광전 센서를 설치해 손이 빛을 차단하는 것을 검출하는 방식이 많았다. 이 방법은 부품 수와 동일한 수준의 광전 센서를 준비해 배선을 깔아야 했다. 예를 들면 신기종에 대응할 때 작업 개선 등을 목적으로 부품 선반 자체를 변경하면, 그 부분의 센서를 다시 배선해야 한다.

OKI의 시스템에서는 손의 움직임을 검출하는 광전 센서를, 카메라 2대를 이용한 손 위치 검출로 대체했으며 부품 선반 측은 자유롭게 변경할 수 있다. 선반 위에 카메라와 프로젝터를 배치하기만 하면 되기 때문에 설치도 간단해진다. OKI 후쿠오카공장에서는 일정한 크기의 부품 상자가 가로세로 정확하게 진열된 상태의 선반이 대상이었다. 그러나 이번 JATCO에서는 크기가 다른 부정형의 게이지를 대상으로 했으며, 그럼에도 손 위치 검출이 가능하다는 것을 실증했다.

현재로서는 검사 대상으로 삼고 있는 CVT는 한 기종이다. 기종을 변경할 때 필요한 투영 콘텐츠나 손 위치를 검출하는 기준 이미지 작성은 2~3일이면 충분하다고 한다. 그러나 다음에 다른 기종이나 공정에서 전개할 때는 게이지 대의 폭을 조금 좁히는 등의 개선을 검토하고 있다고 한다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.