현대자동차그룹

대형 서보 모터로 구동되는 6,800톤급 서보(Servo) 프레스는 강판을 내려 찍고 잘라내는 과정을 반복하며 차량의 몸통이 되는 패널을 생산합니다. 생산 과정에서 설비의 위치, 속도, 토크 등을 실시간으로 제어해 균일한 품질의 패널을 생산할 수 있습니다.

NC쿠션(Numerical Control Cushion)은 서보 프레스가 강판을 내려 찍는 힘을 아래에서 탄력적으로 받치고 흡수하는 역할을 합니다. 이 과정에서 힘과 위치를 정밀하게 조절해 언제나 균일한 패널 품질을 유지하며 소음을 효과적으로 완화합니다.
새롭게 개발한 고속 패널 이송장치는 프레스 공정 과정에서 생산한 대형 패널을 빠르게 이동시켜 세계 최고 수준의 생산 속도를 구현합니다. 프레스 공장의 모든 생산 과정은 디지털 트윈을 통해 사전 시뮬레이션 검증을 거친 후 생산 라인에 적용됩니다.

생산한 모든 차체 패널을 적시에 공급하려면 패널을 종류에 따라 분류하고 재고를 철저히 파악해야 합니다. 패널에 레이저로 마킹된 QR코드와 팔레트별 하부에 설치된 RFID* 덕분에 프레스 공장에서 생산하는 모든 패널은 어떤 바디에 조립됐는지 실시간으로 추적 가능합니다. 또, 딥러닝**을 활용한 홀·크랙 자동검사장치는 패널의 품질을 한층 더 높이는 데 기여합니다.

* Radio Frequency Identification ** 인공 신경망 반복 학습방법

혁신적인 자율주행 운반 로봇(AGV*)과 자동창고 시스템 덕분에 프레스 공장의 물류는 상황에 맞춰 유연하게 이동합니다. AGV는 정해진 경로에 따라 움직이며 패널을 적시에 공급하는 역할을 합니다. 자동창고 시스템은 실시간으로 재고 현황을 관리해 물류의 효율을 높이고, 실시간으로 생산 계획을 생성합니다.

*Automated Guided Vehicle

차체 조립 과정은 로보틱스와 비전 기술 덕분에 100% 자동으로 진행됩니다. 이 기술을 적용한 다차종 혁신 차체 조립 시스템은 설비를 단순화하고 공용화해 하나의 생산 라인에서 다양한 모델을 생산하는 데 도움을 줍니다.
모든 조립 과정은 로봇과 비전 기술을 융합한 AI 알고리즘을 활용해 완전 자동화를 구현했습니다. AI 알고리즘은 정교하게 차체를 조립하는 데 활용돼 높은 수준의 차량 품질을 구현합니다.

차체와 도어를 조립하는 과정은 더욱 정교하게 발전했습니다. 비전 기술을 적용한 로봇은 바디와 도어를 연결하는 부품인 힌지의 위치를 실시간으로 정확히 파악합니다. 또, AI 알고리즘을 활용해 도어를 최적의 각도로 자율 보정한 후 장착합니다. 덕분에 도어의 간격과 단차를 균일하게 유지할 수 있습니다.

초정밀 디지털 측정 장비는 완성된 차체를 면밀하게 검사합니다. HMGMA는 이 과정에서 3D 스캔과 초음파 용접 검사를 도입해 차체의 충돌 안전성까지 점검합니다.

외관 품질 검사에서는 보스톤 다이내믹스의 4족 보행 로봇 스팟(Spot)이 투입됩니다. 스팟은 메타프로(작업자)가 접근하기 어려운 부위까지 정확하게 검사할 수 있습니다. 또, 검사 결과를 조립 로봇에 피드백해 최상의 차량 외관 품질을 유지합니다.

실러 도포는 차체의 접합부나 틈새를 메워 차량의 소음 차단 능력과 수밀 성능을 확보하는 과정입니다. HMGMA는 차량 1대당 120m에 달하는 실러 도포 작업을 자동화했습니다. 덕분에 균일하고 정교하게 실러를 도포할 수 있어 보다 정숙하고 우수한 품질의 차량을 완성합니다.

도색 전 도장면을 말끔히 가다듬는 샌딩 공정에도 자동화 시스템이 적용됐습니다. 정교한 샌딩 공정은 도장 표면을 매끈하게 다듬고, 먼지 제거 장비인 스워드 브러쉬로 바디에 남아 있는 미세분진까지 완벽하게 제거합니다.

HMGMA는 미세한 불량조차 놓치지 않고 검출하기 위해 초고성능 로봇형 검사 비전 시스템을 적용했습니다. 바디 1대당 약 5만 장의 이미지를 확보해 무결의 도장 품질을 확보합니다. 또한 검사 과정에 딥러닝 AI 시스템을 도입해 검사의 신뢰도를 높였습니다. 이 시스템은 실시간으로 품질을 분석하고 피드백해 도장 품질을 지속적으로 개선합니다.

의장 공장은 효율적인 물류 운영을 위해 161대의 자율이동로봇(AMR)을 도입했습니다. AMR은 사람의 관여 없이 스스로 주행해 부품을 이송합니다. 또한 현대자동차그룹이 자체 개발한 AMR 관제 시스템인 H-ACS*가 물류 흐름을 최적화한 덕분에 복잡한 생산 현장에서 AMR은 막힘 없이 주행할 수 있습니다.

* Hyundai AMR Control System

의장 공장에서는 도어에 필요한 부품을 조립하기 위해 차체에서 도어를 다시 한번 탈거하게 됩니다. HMGMA는 로봇이 직접 도어를 열고 고정된 볼트를 풀어 차량에서 떼어낼 수 있도록 이 과정을 자동화했습니다. 부품을 부착한 이후 도어를 다시 차체에 끼우는 과정 역시 로봇이 수행합니다. 또, 비전 시스템의 도입으로 도어 단차를 최소화하고 AI 시스템이 품질 데이터를 실시간으로 분석해 작업의 완성도를 높이고 있습니다.

샤시 메리지 공정은 자동차의 핵심 조립 과정이라 할 수 있습니다. HMGMA는 이 공정을 자동화해 차체와 샤시 모듈, 고전압 배터리 등의 핵심 부품을 정확히 정렬하고 동시에 조립합니다. 또, 높은 정밀도와 우수한 조립 품질로 차량의 안정적인 주행 품질을 구현하는 데 기여합니다. 이 밖에도 무거운 부품을 조립하는 공정 역시 모두 자동화를 이뤄 작업자의 근골격계 부상을 예방하는 데 기여할 전망입니다.

HMGMA는 50여 대의 주차로봇을 운영하고 있습니다. 이 로봇은 완성된 차량을 무인 품질 검사 등의 공정으로 안전하게 운반합니다. 무인 품질 검사는 완전히 무인화된 검사 시스템으로 차량의 품질을 면밀히 검사합니다. 검사장에 투입된 협동 로봇 33대가 얼라인먼트, 헤드램프 에이밍, 레이더 조정 등 다양한 분야의 품질을 완성합니다.