자동차산업에서 자동차 시트를 테스트하는 KUKA 로봇 테스트 시스템

2대의 KUKA OccuBot 측정 로봇이 퀼른에 소재한 포드 공장에서 사용되고 있습니다. 이 산업용 테스트 로봇은 자동차 시트의 승하차 테스트를 전자동으로 수행합니다. 이 테스트에서 로봇은 실제와 유사한 상황으로 사람의 둔부를 시뮬레이션합니다.

사과, 살구 또는 배처럼 사람의 둔부는 다양한 형태와 크기를 갖습니다. 자동차 시트는 이런 신체 부위의 다양한 형태에 최고의 편안함과 안전성을 제공해야 합니다. 또한 자동차 제조사는 시트의 품질 및 견고성을 보장해야 합니다. 이런 이유에서 자동차 시트는 집중적 테스트가 요구되는 자동자 부품 중 하나에 해당합니다. 쾰른 메르케니히(Köln-Merkenich)에 소재한 포드사 개발 센터에서는 2대의 KUKA 로봇 테스트 시스템이 이런 테스트 작업을 담당합니다. 여기에서는 신형 자동차 시트를 대상으로 약 2만5천 회의 테스트를 실시합니다. 이 테스트에서는 승하차 시 발생하는 다양한 하중 조건들이 시뮬레이션됩니다. 시트가 시험에 합격하면 생산에 투입됩니다.

효율적 품질 체크를 수행하는 KUKA 측정 로봇

포드 사에서 시뮬레이션 프로세스는 2대의 KUKA OccuBot 시스템을 통해 수행됩니다. 이 최신 시스템은 2018년 초에 가동을 시작했습니다. 로봇 테스트 시스템의 핵심 요소는 KR QUANTEC Prime입니다. 이 산업용 테스트 로봇의 팔에는 Dummy OccuForm이 고정되어 있습니다. 이 인체 모형이 자동차 시트의 지정된 접촉 포인트에 부하를 가하고 이 때 동작 흐름에 따른 힘의 변화를 기록합니다. 모든 테스트가 회사 내 한 장소에서 진행될 수 있는 것은 이 시트 실험실이 있기에 가능합니다. 이 실험실은 포드 사에 다양한 이점을 제공합니다. 포드는 자체 테스트를 통해 차별화된 노하우를 축적할 수 있을뿐 아니라 시트의 품질 테스트를 훨씬 효율적으로 통제할 수도 있습니다. 이와 동시에 작업 프로세스가 빨라지고 이동 경로 및 배송 시간이 단축되므로 추가적으로 비용 절감을 달성할 수 있습니다.

작동 중인 KUKA OccuBot 산업용 테스트 로봇의 모습.

로봇 측정 시스템의 기초 데이터가 되는 개별 착석 특성

포드사에서는 포괄적 품질 테스트를 시작한 초기에 승하차 시의 인체 움직임을 분석하는 데 주력했습니다. 이를 위해 시트에 부착된 압력 매트를 통해 세부 정보를 수집했습니다. 포드사의 테스트 엔지니어인 스베냐 프뢸리히(Svenja Fröhlich)는 “모든 사람은 자신만의 고유한 방식으로 자동차 시트에 착석하죠. 이런 이유에서 포드에서는 다양한 키와 체구의 시험자들을 대상으로 착석 특성을 분석하고 데이터를 수집했습니다”라고 설명합니다. 이런 수집 데이터를 기반으로 이 포드 엔지니어는 전형적 모션 프로파일을 개발하고 이것을 힘 분포도와 함께 로봇에 프로그래밍합니다.

KUKA 측정 로봇을 통한 유연한 자동차 시트 테스트

장기 테스트를 구현하는 측정 로봇

이런 방식으로 수집한 데이터 이미지는 최종적으로 KUKA 로봇을 통해 재현됩니다. 포드의 테스트 엔지니어는 이렇게 획득한 정보를 이용해 하중, 움직임 및 압력에 대한 시트의 반응을 연구합니다. 이를 위해 인체 모형인 더미는 정확하게 2만5천 회의 착석 과정을 반복합니다. 즉 측정 로봇이 약 3주간의 테스트 기간 동안 다양한 승하차 시나리오를 시뮬레이션하게 됩니다. 산출된 데이터에 따라 로봇 테스트 시스템은 더미로 자동차 시트를 누릅니다. 이때 올바른 압박 위치가 힘-토크 센서를 통해 12밀리초(millisecond)마다 조회됩니다. 이런 과정을 통해 10년간의 부하 조건이 짧은 시간에 재현되고 데이터가 분석됩니다. 테스트에서 시트 형태의 손상 또는 변형이 발생하지 않을 경우 시트는 생산에 투입됩니다.
측정 로봇이 12밀리초마다 정확한 포지셔닝 여부를 체크합니다.

유연한 사용이 가능한 KUKA 로봇 테스트 시스템

포드사는 이 신형 측정 로봇에 매우 만족하고 있습니다. 특히 로봇기반 테스트의 유연성에 큰 만족을 표시했습니다. 로봇 측정 시스템의 추가적 이점으로는 여러 데이터를 비교할 수 있는 가능성을 제공한다는 점을 들 수 있습니다. KUKA에서 OccuBot을 통해 제공하는 통합 솔루션은 자동차 산업의 여러 공급업체에서도 사용됩니다. 이로 인해 데이터의 표준화가 용이합니다. 포드는 이 테스트 방법을 유럽 생산공장의 모든 신형 차량에 적용하였습니다.


KUKA 로봇은 자유롭게 프로그래밍할 수 있는 테스트를 구현하는데 필요한 유연성을 제공합니다. 이에 반해 리니어 갠트리와 같은 다른 테스트 옵션들은 매우 제한된 모션 프로파일을 지닙니다.

페터 포르노프(Peter Fornoff), KUKA
쿠키 설정 OK 및 KUKA 알아보기

이 웹사이트에서는 온라인에서도 최고의 서비스를 제공하기 위해 쿠키(상세 정보)를 사용하고 있습니다. 이 웹사이트를 계속 이용하시는 경우 기술적으로 필요한 쿠키만이 사용됩니다. “OK 및 KUKA 알아보기”를 클릭하시면 귀하는 추가적으로 마케팅 쿠키의 사용에 동의하시게 됩니다. “쿠키 설정” 클릭 한 번으로 귀하가 허용하실 쿠키를 선택할 수 있습니다.

쿠키 설정