성공 사례: 반도체 제조 분야에서 AGV의 드라이브 제어를 위한 CANopen 마스터 게이트웨이

도전 과제: 안정성 제공 및 손상 방지

반도체 제조 공정에서 웨이퍼 카세트를 상하차할 때는 안정성이 가장 중요합니다. 공기 중 입자로 인한 실리콘 웨이퍼 손상은 반드시 방지해야 합니다. 이러한 이유로 이 업계에서는 품질 확보를 위해 사람보다 로봇의 사용을 선호합니다. 여러 활용 사례 중 하나로, 한화 로보틱스는 웨이퍼 카세트를 창고 내에서 안전하게 운반하기 위해 AGV(무인 운반 차량)를 제공합니다. 카세트를 운반하는 동안에는 섬세한 소재가 손상되지 않도록 진동이 발생하지 않아야 합니다. 또한 어떤 상황에서도 통신 지연이나 데이터 손실로 인해 모터 제어가 중단되어서는 안 됩니다.

한화 로보틱스가 이전에 설치한 저가형 솔루션은 제조업체의 기대를 완전히 충족하지 못했습니다. 기존의 프로토콜 컨버터는 단순한 게이트웨이일 뿐, 마스터 기능을 제공하지 않았습니다. 이에 따라 한화 로보틱스는 고객의 요구를 충족시킬 수 있도록 더 높은 통신 용량과 성능 기준을 갖춘 게이트웨이를 찾고 있었습니다.

해결책: 힐셔의 netHOST 마스터 게이트웨이를 통한 즉각적 통신

반복적으로 발생하는 문제로 인해, 한화로보틱스 AGV 개발팀의 연구원들은 처음 사용했던 단순 게이트웨이의 대안을 모색하기 시작했습니다. 가장 큰 문제는 5년간 소프트웨어를 운영하면서 지속적으로 발생한 심각한 모터 제어 오류였습니다. 이 기간 동안 요구 사항도 발전하여, 컨베이어 벨트나 리프트 작업과 같은 기능도 필요하게 되었습니다. 이에 따라 2023년 4월, 한화 로보틱스는 힐셔코리아에 연락하였고, 힐셔의 CANopen을 지원하는 원격 마스터 게이트웨이 netHOST(NHST-T100-CO/COM)를 도입하기로 결정했습니다. 적용 사례: 반도체 제조용 AGV의 모터 드라이브 제어.

AGV(무인 운반 차량)는 사전에 설정된 경로나 유도 장치를 따라 이동하는 운반 차량입니다. 이 차량들은 공장이나 창고 등에서 물류 이송이 자주 필요한 구간에서, 다른 장치들과 신호를 주고받으며 안전하게 물품을 운반합니다.

AGV 사용의 주요 장점은 다음과 같습니다:

낮은 투자 및 운영 비용
사내 물류 자동화
빠르고 정확한 이동

한화 로보틱스는 업무 효율성과 정확도를 높이기 위한 맞춤형 인증 턴키 AGV 솔루션을 제공합니다:

반사판 유도 기반 위치 인식
SLAM(동시 로컬라이제이션 및 맵핑)
SLAM과 반사판 유도 기반의 하이브리드 위치 인식
접촉식 / 비접촉식 배터리 충전 및 교체
배터리 교체 시스템
AGV 제어 시스템 (트래픽 제어 및 작업 할당)
작업 할당 및 제어 기능
최단 경로 탐색 및 교통 예측 알고리즘
시스템 안전성과 신뢰성을 보장하는 이중화 솔루션
무선 네트워크 설계
네트워크 장애 예측 및 분석
Wi-Fi 최적화 및 스펙트럼 분석

한화 로보틱스의 netHOST

A red and black plastic housing of a gateway device by Hilscher. On top of the device are network sockets. The device is slightly turned to the side.

힐셔의 netHOST는 한화 로보틱스가 찾고 있던 사양에 완벽히 부합합니다.

안정적인 데이터 전송
통신 손실 및 지연 모니터링에 대한 높은 정밀도
연결 해제 등 오류 발생 시 즉각적인 알림
높은 통신 용량으로 인한 뛰어난 성능
다중 드라이브 동시 사용 가능
모터 제어 오류 및 시스템 정지 문제 해결
네트워크 관리 기능

A red and black plastic housing of a gateway device by Hilscher. On top of the device are network sockets. The picture shows the device in a frontal view. There are some network sockets at the bottom of the device

고객사의 생산 라인에서는 모든 제품과 설비에서 생산성, 안전성, 신뢰성을 극대화해야 합니다. 기존 게이트웨이 솔루션을 사용할 경우 무거운 중량으로 인해 창고 내에서 심각한 사고가 발생할 수 있었기 때문에, 한화의 전문가들은 본격적으로 솔루션에 적용하기 전에 게이트웨이를 철저히 테스트하고자 했습니다. 이번 netHOST 적용 사례에서 안전성은 항상 최우선 과제였습니다. 테스트 항목은 다음과 같습니다:

통신 주기 시간 확인
netHOST를 CANopen 마스터로 활용하여 다른 모터 드라이브 제어
필요 시 AGV를 즉시 정지 가능
비상 상황에서 케이블 분리
혼잡하고 소음이 많은 환경에서도 안정적인 운용 가능

성과: 힐셔 netHOST의 정밀한 기능이 시간과 비용 절감에 기여

현재, 힐셔의 netHOST는 AGV의 구동 모터와 메인 컨트롤러 간 통신 변환기 역할을 주로 수행하고 있습니다. 통신 손실이나 오류에 대한 피드백을 즉시 받을 수 있어, 과거보다 문제 해결 속도가 빨라졌고 그 결과 전체적인 다운타임도 줄어들었습니다.

한화 로보틱스는 생산 라인을 다운타임 없이 운영하는 궁극적인 목표를 달성하기 위해, 힐셔 전문가가 제공한 프로그래밍 예제를 활용했습니다. 힐셔의 netHOST를 사용한 디버깅은 원격 마스터 게이트웨이의 오류 코드가 잘 구조화되어 있기 때문에 쉬웠습니다 추가 문의 사항이 있을 경우, AGV 개발팀은 티켓 시스템을 통해 힐셔 기술 지원팀에 직접 연락할 수 있었습니다. 이러한 지원 덕분에 고객 납기일 내에 프로젝트를 성공적으로 마무리할 수 있었습니다. 통신은 자동화에서 매우 중요한 요소이며, 한화 로보틱스는 언제나 이에 철저히 대비하고자 합니다. 그래서 개발팀은 향후 새로운 프로젝트에서도 힐셔와의 협업을 다시 고려하고 있습니다.

한화 로보틱스 소개

한화 로보틱스는 기계 및 자동화 산업에서 축적된 첨단 설계 기술과 스마트 기술을 바탕으로, 협동 로봇 및 이동형 장비(AGV/AMR) 분야에서 고성능·고신뢰성 기술을 개발하고 있습니다. 스마트 팩토리를 비롯한 부가가치 솔루션을 제공함으로써 지속적인 성장을 이어가고 있습니다.

한화 로보틱스의 목표는 디지털 전환에 기여하는 것이며, 서비스 및 푸드테크 등 B2C 산업 전반에서 사람과 로봇이 조화를 이루는 자동화 기술과 제품을 구현하여, 인간에게 편리함과 자유를 제공하는 데 있습니다.

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