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Nikkei X-TECH_2022.3.28

OKI, 다관절 로봇으로 검사 자동화
1대의 로봇이 검사 장치 9대를 담당

오키전기공업(OKI)의 솔루션시스템사업본부 혼조(本庄)공장 생산기술부 시험기술과는 무선기기에 탑재하는 프린트 배선 기판의 검사 공정을 2020년 8월부터 다관절 로봇으로 자동화했다고 밝혔다.

전공정에서 나오는 기판을 여러 대의 검사기에 배분해, 검사 종료 후에 꺼내어 후공정으로 보내는 작업을 로봇이 맡아서 한다. 과거에는 2명의 작업자가 각각 5대의 검사기를 담당했지만, 현재는 2대의 로봇이 각각 9대의 검사기를 담당한다.

검사 공정에서는 전공정에 해당하는 기판 분할기로부터 나오는 완성된 기판을 대형 전자렌지 정도 크기의 기판용 검사기에 넣어 전기 검사를 한다. 기판은 920MHz 대역의 무선통신 기능을 갖추고 있으며, 크기는 70mm 정도의 사각형이다. 무선기능의 검사를 실시하기 위해 검사기는 뚜껑을 닫아 바깥으로부터 내부를 전자적으로 차단하는 구조로 되어 있다.

기판 분할기는 복수면(예를 들어 6면)의 같은 패턴이 모여서 형성된 큰 기판에 부품을 실장한 것을 절단하는 장치. 잘려진 기판이 분할기에서 나오는 간격이 1분 정도인데 반해, 검사에는 수 분이 소요된다. 이 때문에 검사기는 모두 18대를 갖추고 있어 병행해서 검사할 수 있도록 하고 있다.

이 검사기로의 출납을 이전에는 사람이 담당하고 있었지만, 로봇의 도입으로 역할을 전환했다. 로봇은 협동로봇(덴마크 Universal Robots 제품)으로, 사람과 같은 공간에서 동작이 가능하기 때문에 방호책은 필요 없다.

검사 후의 프린트 배선 기판을 검사기로부터 꺼내는 작업도 동일한 로봇이 담당한다. 검사 결과에 문제가 없으면 후공정인 라벨 부착 공정으로 보낸다. 라벨 부착 공정에서는 '기술적합(技適) 마크'와 개체 관리용 2차원 바코드를 인쇄한 라벨을 붙인다. 라벨은 라벨 프린터로 매번 인쇄하며, 라벨 부착에는 양팔 스칼라 로봇에 의한 자동부착장치를 이용한다.

라벨의 2차원 바코드에는 고객이 관리에 이용하는 정보가 저장되어 있다. 이것과는 별도로, OKI의 생산관리용으로 레이저로 2차원 바코드를 기판에 직접 각인했다. 레이저에 의한 2차원 바코드는 이른바 초기 기판(패턴 형성 후, 부품 실장 전) 단계에서 각인되어 언제 어느 공정을 통과했는지의 트레이서빌리티를 확보하는데 사용하고 있다. 라벨의 2차원 바코드와 레이저에 의한 2차원 바코드는 생산관리시스템으로 연결되어 있다.

로봇 프로그램은 혼조공장의 시험기술과가 직접 만들었다. 프로그램에서는 로봇에게 동작지령을 내리는 시점에 있어서 분할된 기판이 만들어졌는지, 검사기 상태가 비어 있는지 아니면 검사 종료 상태인지, 라벨 부착 공정으로의 인계 장소에 여유가 있는지 등의 정보를 확인해 작업 내용을 결정한다. 검사기 점검 시에는 예를 들면 1대를 멈추게 하더라도 나머지의 17대로 공정을 운용할 수 있도록 했다.

자동화 이전의 해당 공정은 7명의 작업자가 맡고 있었다. 기판 분할기, 자동 부착기의 도입으로 3.5명이 운용(2명이 검사기, 1명이 라벨 부착기, 0.5명분은 다른 공정과 겸무하는 리더)할 수 있게 되었으며, 로봇 도입 후에는 검사기 담당자 2명이 했던 것을 1.5명이 운용할 수 있게 되었다.

일손 부족의 대응에 가세해, 품질 면에서의 메리트도 있어, “작업자가 담당하고 있으면 잘못해서 기판을 떨어뜨리는 등의 우려가 있었지만, 로봇으로 그런 가능성이 줄어든다”(시험기술과 아사노(浅野) 과장)라고 한다.

검사기의 이상 여부는 정기적으로 테스트용 조각으로 체크하고 있다. 앞으로 검사기의 예방보전이 가능할 수 있도록 시스템을 개발해, 멈춤 없이 가동할 수 있는 시간을 더 길게 확보해나갈 방침이다.

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