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타이어 제거와 조작은 자동차나 바퀴에 손상을 쉽게 줄 수 있기 때문에 작업자들에게 번거로운 작업이다. 이러한 작업을 자동화하기 위해서는 다양한 바퀴 유형과 환경을 다룰수 있는 정확성있고 고품질 이미지를 제공할수 있는 머신 비전 시스템을 갖추는 것이 필수적이다.
산업용 로봇에 장착 가능한 지비드 투 (Zivid Two) 3D 카메라는 자동화에 필요한 세부 사항과 깊이 정보를 캡처할수 있다. 로보타이어의 최첨단 AI 알고리즘은 이 타이어 교체 시스템을 최대한 자율적으로 만들어 모든 유형의 차량에 적용할수 있도록 한다.
그동안 타이어 교체는 오랫동안 같은 방식으로 진행되어왔다. 로보타이어는 새로운 방식으로 자동차 산업을 혁신하고 있는 회사이다. 로보타이어의 자율 솔루션은 현재 북미 전역에서 기반을 닦고 있으며 수많은 차량 수리 서비스 업체들이 차량 유지 관리를 훨씬 쉽게 할수 있도록 새로운 가능성을 열고 있다.
타이어 교체 자동화 시스템은 다양한 종류의 바퀴 및 타이어는 물론 품종이 제각각인 차량 유형과 상태까지 고려해야하는 분야이다. 특히 반짝이는 금속 바퀴 부품은 일반 비전 센서로 감지하기 어려운 가장 어려운 문제였다. 고성능 지비드 투 3D 카메라를 통해 우리는 그런 부분까지 고화질로 감지할 수 있었다.”
Benjamin Wilson, Operations Senior Manager of Robotire
로보타이어의 CEO인 빅터 다롤피는 Lockheed Martin과 같은 회사에서 제조 및 공정 효율성 개선을 위해 수년간 일한 경력이 있다. 몇년 전 자신의 타이어를 교체하면서 겪은 경험을 바탕으로 자동화를 통해 이러한 일반 작업에 얼마나 더 큰 효율성과 안전성을 가져다줄수 있을지 관심을 갖게 되었다. 최근 로봇 공학, AI, 및 3D 머신 비전의 발달로 새로운 방식이 가능하다는것을 인지했다. 또한 제대로 실행된다면 자동화 방식이 업계를 변화시키고 개선할 것임을 보았고 로보타이어를 설립하게 되었다.
타이어를 제거하고 교체하는 작업은 간단해 보이지만 자동화 시스템이 처리해야하는 많은 변수를 가지고 있었다. 자동화를 가능하게 하기 위해서는 무한대의 차량, 바퀴, 고정시켜야 하는 나사 및 타이어의 위치까지 고려해야 했다. 이러한 모든 조합을 감지하려면 움직이는 로봇에 장착해 여러 각도에서 정확하게 이미지를 생성할수 있는 3D 카메라가 필요했다. 3D 카메라 중에서도 바퀴테나 나사에 손상을 주지않고 부품 제거와 새 타이어 장착에 적합한 밀리미터 미만 단위 정확성을 감지할수 있는 고성능 비전 카메라가 필수적이었다. 마지막으로 운영자 개입을 최소화 시키는 적응력있고 자율적인 시스템을 개발하는 것이 로보타이어의 목표였다.
로보타이어는 타이어 교체 작업 자동화의 비전 솔루션으로 지비드 투 산업용 3D 카메라를 선택했다. 이는 극도의 정확성과 다양한 시나리오를 처리할수 있는 능력에 대한 필요성이 제기되었기 때문이다. 특히 로봇팔에 장착 가능한 동시에 고품질 이미징을 생성할수 있는 3D 머신 비전 카메라라는 점에서 요구사항에 부응했다. 타이어 교체 시나리오는 수많은 변수에 대처해야하기 때문에 매우 정교하고 고화질 포인트 클라우드를 필요로한다. 또한 바퀴 나사는 산업용 머신 비전에서 캡처하기 가장 어려운 물체중 하나인 반짝이는 금속 부품이다. 지비드 투 3D 카메라는 이 문제를 해결할수 있는 100dB 이상의 HDR (High Dynamic Range) 기능을 갖추고 있었다.
Robotire's wheel-changing system with a Zivid Two 3D camera
또다른 요인은 3D 카메라의 보정 안정성이었다. 차고문을 여닫을때 생기는 온도 변화와 진동은 아주 흔한 현상이다. 이러한 상황에 대처하도록 설계되지 않은 3D 센서는 정확도를 떨어뜨릴수 있다. 지비드 투는 보정 탄력성과 안정성을 위해 설계, 제작, 및 테스트된 산업용 카메라이기 때문에 지속적으로 고성능을 제공할수 있었다. 로보타이어는 바퀴 나사를 찾기 위한 부품 인식 시스템의 일부로 최첨단 AI를 사용하며 이 AI는 지비드 투에서 생성하는 이미지와 포인트 클라우드의 정확성 및 일관성에 크게 의존하고 있다.
로보타이어의 자동화 시스템은 첫번째 배포에서 큰 성공을 거둠으로서 새로운 방식을 입증했다. 이로인해 작업자들은 중요한 작업에 집중하고 무겁고 힘든 작업은 로보타이어의 자동화 타이어 교체 시스템에 맡길수 있게 되었다. 이 시스템은 20분 안에 자동차 타이어 4개를 교체할수 있어 사람이 교체하는 속도와 유사하다. 그렇지만 자동화 시스템은 인력으로 불가능한 고차원의 정확성과 지속적인 반복성을 가능하게 한다는 점에서 기존 방식보다 매우 이롭다고 할 수 있다. 자동차 바퀴 나사의 손상 및 차량 허브에서 일어나는 크로스 스레딩은 사람이 작업할때 흔히 발생하는 문제이다. 이로인해 새로운 바퀴로 교체해야함으로서 예상치 못한 비용과 소비자들의 불편을 초래했어야했다. 로보타이어는 새로운 시스템을 통해 이러한 문제를 해결하고 고객과 타이어 매장을 모두 만족시키는 방안을 제공하고 있다.
