과제 : 안정성 확보 및 파손 예방

반도체 제조에서 웨이퍼 카세트의 적재 및 하역 작업 시 안정성이 핵심이다. 공기 중 입자로 인한 실리콘 웨이퍼의 손상은 반드시 예방해야 한다. 반도체 제조업에서 품질 확보를 위해 사람보다 로봇을 선호하는 이유다. 이러한 사례 중 한화로보틱스가 제공하는 AGV(무인 운반 차량)는 창고 내에서 웨이퍼 카세트를 안전하게 운반한다. 카세트 운반 중에는 섬세한 소재를 손상시킬 수 있는 진동이 없어야 하며, 통신 지연이나 데이터 손실로 인한 모터 제어 장애가 발생해서는 안 된다.

한화로보틱스가 이전에 설치한 저가형 솔루션은 제조업체의 기대를 완전히 충족하지 못했으며, 기존 프로토콜 컨버터도 단순한 게이트웨이 제품에 불과해 마스터 기능은 제공하지 않았다. 이러한 이유로 한화로보틱스는 고객의 요구를 충족하기 위해 더 높은 통신 용량과 성능 기준을 갖춘 게이트웨이를 찾고 있었다.

솔루션 : 힐셔 netHOST 마스터
게이트웨이와의 즉각적인 통신

한화로보틱스 AGV 개발팀 연구원들은 문제가 재발하자 기존에 사용하던 단순 게이트웨이의 대안을 모색하기 시작했다. 가장 큰 문제는 5년간의 소프트웨어 구축 기간 동안 반복적으로 발생하는 심각한 모터 제어 장애였다. 이 기간 동안 컨베이어 벨트나 리프트 작업과 같은 기능이 필요하게 되었고, 요구 사항 또한 증가했다. 결국 2023년 4월 한화로보틱스는 힐셔코리아에 문의해 힐셔의 CANopen용 원격 마스터 게이트웨이 제품 ‘netHOST’(NHST-T100-CO/COM)를 도입하기로 결정했다. (사용 사례 : 반도체 제조에 사용되는 한화로보틱스 AGV의 모터 드라이브 제어)
AGV는 미리 정의된 가이드라인이나 안내 장치를 따라 이동하는 운송 수단이다. 이 운송 수단은 물류 이동이 빈번한 공장이나, 창고에서 다른 장치와 신호를 주고받으며 물품을 안전하게 운송한다.

1) AGV의 사용은 여러 편익 제공
•저비용의 투자, 운용
•물류 자동화
•신속하고 정확한 이동

2) 한화로보틱스는 작업 효율성과 정확성을 높이기 위해 인증된 맞춤형 턴키 AGV 솔루션 제공
•반사경 기반 위치 추적
•동시 위치 추적 및 매핑(SLAM)
•SLAM-반사경 기반 하이브리드 위치 추적
•접촉/비접촉 배터리 충전 및 교체
•배터리 교체
•AGV 제어 시스템(트래픽 제어 및 작업 할당)
•작업 할당 및 제어
•최단 경로 탐색 및 트래픽 예측 알고리즘
•시스템 안전성과 신뢰성을 보장하는 이중화 솔루션
•무선 네트워크 설계
•네트워크 문제 예측 및 분석
•Wi-Fi 최적화 및 스펙트럼 분석
 3) 한화로보틱스에서의 netHOST
힐셔의 netHOST는 한화로보틱스에서 찾고 있던 사양에 완벽하게 부합한다.
•데이터 전송 안정성
•통신 손실 및 지연 모니터링 시 높은 정밀도
•즉각적인 통신 오류(예 : 연결 끊김) 검출
•높은 통신 용량 지원을 통한 고성능
•여러 드라이브 동시 사용
•모터 제어 오류 및 중단 없음
•네트워크 관리 기능

               
생산성을 극대화하려면, 고객 공장 라인의 모든 제품 및 시설에서 생산성과 안전성이 반드시 보장되어야 한다. 기존 게이트웨이 솔루션을 사용할 경우 창고에서 무거운 무게로 인해 심각한 사고가 발생할 수 있었기 때문에, 한화의 전문가들은 자체 솔루션에 완전히 구현하기 전에 게이트웨이의 테스트에 심혈을 기울였다. netHOST 사용 사례에서는 안전성 측면이 항상 최우선 과제였고, 테스트 내용은 다음과 같다.
•통신 사이클 타임 확인
•netHOST를 CANopen 마스터로 사용하여 다른 모터 드라이브 제어
•필요시 AGV 즉시 정지
•비상 상황 시 케이블 분리
•혼잡하고 소음이 많은 환경에서도 안정적으로 작동

결론 : 힐셔 netHOST의
정밀한 기능으로 시간과 비용 절약

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 힐셔의 netHOST는 AGV 구동 모터와 메인 컨트롤러 간의 통신 변환기 역할을 주로 한다. 통신 끊김이나 오류 발생 시 즉각적인 피드백을 받아 이전보다 신속하게 문제를 해결하고, 전체적으로 가동 중단 시간을 줄일 수 있다.

한화로보틱스는 힐셔 전문 엔지니어가 제공한 프로그래밍 예제를 활용하여 다운타임 없이 라인을 운용한다는 궁극적인 목표를 달성할 수 있다. 원격 마스터 게이트웨이의 오류 코드가 체계적으로 구성되어 있어 힐셔의 netHOST를 이용한 디버깅도 매우 쉬웠다. 추가 문의 사항은 AGV 개발팀이 티켓 시스템을 통해 힐셔 기술지원팀에 연락할 수 있다. 그 결과 고객사가 제시한 기한 내에 프로젝트를 완료할 수 있었다. 자동화에서 통신은 매우 중요한 부분이며, 한화로보틱스는 이에 대한 준비를 철저히 하고자 한다. 이에 따라 개발팀은 또 다른 새로운 프로젝트를 위해 힐셔와의 재협업을 고려하고 있다.