September 12, 2025
제조업에서는 생산성을 향상시키기 위해, 과거보다 더 많은 로봇과 자동 이송 장치를
도입하여 생산라인을 자동화하고 있습니다.
제조업에서 특히 인건비가 비싸거나, 인구가 감소되고 있는 국가를 중심으로 산업현장에서의 인력 부족이 큰문제로 대두되고 있으며, 일부 기업은 공정을 단순화 하여 작업시간을 줄이는 방향으로 인력난을 해결해 오고 있습니다
포장 라인에서도, 근골격계에 부담이 큰 작업을 중심으로 평행 로봇(parallel robot)이나 관절 로봇(articulated robot)을 도입함으로써 노동력을 절감해 오고 있습니다.
하지만, 시스템 설계가 설치 장소와 제품의 조건에 적합하지 않으면, 공정에서 병목 현상이 발생할 수 있습니다.
이 글에서는 포장 라인을 자동화할 때의 시스템 설계의 중요성 그리고 자동화의 장점을 설명합니다.
또한 포장 라인을 도입하려는 분들을 위한 자동화 과정과 당사 도쿄자동기계제작소의 실제 사례를 소개합니다.
포장 라인 설계의 중요성
포장 라인의 자동화를 고려할 때, 단순히 로봇이나 자동 이송 장치를 구입하는 것만으로는 생산 현장이 실제로 직면한 문제를 해결하지 못할 수 있습니다. 또한, 불필요하게 비용이 많이 들거나 자동화 시스템 설치 후 예상치 못한 다른 여러가지 문제가 발생할 수도 있습니다.
이러한 예상치 못한 문제를 방지하면서, 생산 현장에서 시스템과 인력을 최대한 활용하기 위해서는 각 현장에 맞는 적절한 라인 설계가 필요합니다.
예를 들면, 기존 생산 라인에서 발생했던 문제의 분석, 공장 내 필요한 설치공간 및 설비의 배치 등을 사전에 검토해야 합니다.
또 다른 중요한 점은, 자동 포장 라인에 투자하는 비용보다, 포장라인 도입으로 얻는 이익이 더 큰지 판단 하는 것입니다.
포장 라인 자동화의 장점
포장 라인 자동화의 장점은 다음과 같습니다:
- 인력 부족 문제 해결 및 인건비 절감
- 생산성 향상
- 품질 안정화
- 위생 수준 향상
인력 부족 문제 해결 및 인건비 절감
포장 라인의 자동화는 인력 부족 문제를 해결하고 인건비를 절감하는 효과가 있습니다. 자동화 라인에서는 로봇이나 시스템이 작업자 대신 포장 작업을 수행하므로, 현장에 필요한 인력을 줄일 수 있습니다.
생산성 향상
로봇을 활용한 포장 작업은 사람에 비해 고속으로 작업을 처리할 수 있다는 장점이 있습니다.
작업이 반복적으로 요구되거나 특정 규칙에 따라 진행되는 공정이라면, 더욱 더 효율적으로 처리할 수 있습니다.
사람이 몇 시간 걸리는 작업도 로봇은 몇 분 만에 정확하게 처리할 수 있습니다.
또한, 자동화는 포장 과정에서 발생할 수 있는 실수를 줄이는 효과가 있습니다.
단순 작업에서 해방된 인력을 부가가치가 높은 작업으로 배치할 수 있어, 생산 현장 전체의 생산성이 향상됩니다.
품질 안정화
기계화된 포장 작업은 제품 품질을 안정화 합니다
예를 들어, 사람이 수작업으로 포장할 경우, 작업자의 경험이나, 환경 그리고 그 날의 컨디션에 따라 포장 품질에 편차가 발생할 수 있습니다.
하지만 로봇은 작업자의 경험과 관계없이 일정한 품질을 유지할 수 있습니다.
위생 수준 향상
포장 라인을 자동화하면 생산품이 사람의 손에 닿는 빈도가 줄어들어 위생 관리가 용이해 집니다.
특히 식품을 다루는 생산 현장에서는 위생이 매우 중요합니다.
위생적으로 관리되는 제품은 고객의 신뢰도 향상으로 이어집니다.
포장 라인 자동화의 과정
도쿄자동기계제작소는 포장 라인 시스템을 설계, 제조, 판매합니다.
다음은 도입 과정의 단계입니다.
- 문의, 미팅 및 사양 확인
- 포장 시스템 내부 테스트
- 레이아웃 및 견적 제안
- 재설계 및 최종 비용 확정
- 포장 라인 시스템 주문, 제조 및 설치
1. 문의, 미팅 및 사양 확인
인력 절감 시스템, 품질 향상, 위생 개선 등을 원하는 고객으로부터 문의를 받으면, 고객과 미팅을 진행하여 요구 사양을 확인합니다.
미팅에서는 제품의 특성, 설치 공간, 포장 자재 공급 방식, 작업 영역, 고객이 가진 문제와 조건 등을 파악하고 검토합니다.
미팅 메모는 상호 인식 공유를 위해 고객에게 제출됩니다.
2. 포장 시스템 내부 테스트
미팅을 통하여, 포장 라인 시스템이 고객 요구사항을 충족하는지 내부 테스트를 진행 합니다. 테스트 결과는 고객에게 제출하여 병목 현상을 공유 합니다.
테스트는 여러 차례 반복되며, 과정에서 문제가 발견되면 당사의 전문가들을 통해 문제 해결을 해 나가게 됩니다.
3. 레이아웃 및 견적 제안
테스트 결과를 바탕으로, 레이아웃과 대략적인 견적을 고객과 확인합니다.
4. 재설계 및 최종 비용 확정
대략적인 견적이 예산에 맞지 않는 경우, 포장 라인 레이아웃을 재설계하여 예산에 근접하도록 조정합니다.
레이아웃이 확정되면 최종 비용을 산출합니다.
5. 포장 라인 시스템 주문, 제조 및 설치
최종 가격이 확정되고 공식 발주서를 받으면, 라인 시스템의 제조를 시작합니다.
포장 라인 설치 시에는 설치 작업과 설치 후 서비스도 지원합니다.
포장라인 도입 사례 예시
다음 내용은 연질 쿠키 제조사로부터 요청받은 포장 라인 도입 사례
쿠키제품을 다루는 본 고객의 경우, 포장 라인 시스템 도입 이전에는 모든 제품을 수작업으로 포장해야 했습니다.
본 프로젝트의 주요 목적은 포장 공정에서의 인력 부족 문제를 해소하고, 위생 수준을 향상시키는 데 있습니다.
포장 공정의 자동화를 원하는 고객에게 당사는 포장 라인 시스템을 제안했습니다.
기술적 병목과 해결 포인트
- 라인 시스템은 제한된 공간 안에 설치되어야 합니다.
- 이전에는 무작위로 공급되던 쿠키를 일정한 간격으로 안정적으로 공급해야 합니다.
- 쿠키를 봉지에서 꺼낼 때 손상이 발생하지 않도록 해야 합니다.
당사는 위 문제를 해결하기 위해, 기존의 평봉지에 제품을 그대로 충전하는 방식에서 벗어나, 쿠키를 정해진 위치에 놓을 수 있는 트레이 방식으로 시스템을 변경할 것을 제안했습니다.
트레이를 사용하면 부드러운 쿠키라도 손상 없이 꺼낼 수 있으며, 이는 단순히 인력 부족 문제를 해결하는 것뿐만 아니라, 포장 방식을 개선함으로써 제품 가치와 품질 향상에도 기여할 수 있습니다.
트레이 사용을 결정한 후, 본 시스템은 제품을 순서대로 트레이에 넣기 위해 워터폴 방식과 드로핑 셔터(dropping shutter)를 결합한 형태로 설계하였습니다.
이 시스템의 개념은, 여러 컨베이어를 사용하여 쿠키를 순서대로 배열한 뒤, 드로핑 유닛을 통해 각 쿠키를 트레이에 떨어뜨리는 방식을 채택 하였으며, 이를 통해 시스템의 세정이 편리해 졌으며, 위생 문제도 해결되었습니다.
포장 라인 시스템을 완성하기 위해, 여러 차례 기술 미팅을 통하여 제품 특성을 면밀히 확인하였습니다.
그 결과, 고객으로부터 문의 단계부터 설치 완료까지 높은 평가를 받을 수 있었습니다.
또한 도쿄자동기계제작소는 위에서 언급한 워터폴 방식의 도입 사례 외에도, 병렬 로봇 및 다관절 로봇과 같은 산업용 로봇을 결합한 시스템 인테그레이션에 대한 경험이 풍부합니다.
- 탑로딩 누적 케이서 방식의 필로우백 제품 케이싱 시스템
- 컵 제품 케이싱 시스템으로, 인쇄 검출, 카메라를 이용한 액체 누수 검출, 탑로딩누적 케이서로 구성
- 분말 충진 시스템으로, 탈기 장치, 컨베이어 이송, 실러, 금속 검출 장치로 구성
- 분말 충진 시스템으로, 사전 제작된 봉지 충진기, 패럴렐 로봇(또는 다관절 로봇)을이용한 케이싱, 인쇄 장치, 계량기로 구성
- 병 충진 시스템으로, 병 공급 장치, 공기 청정기, 로터리 충진기, 캡핑기로 구성
시스템 설계와 자동화는 생산성 향상의 핵심 요점이다
포장 라인의 자동화는 인건비 절감, 생산성 향상, 품질 안정성 확보, 위생 개선 등의 장점을 가져올 수 있습니다. 그러나 이러한 장점을 얻기 위해서는 충분히 검토된 설계가 필요합니다.
tam은 합리적인 주변기기의 통합을 포함한 설계, 제작, 애프터서비스까지 제공하고 있습니다. 저희는 인쇄 장치와 중량체커가 포함된 HFFS 필로우백용 패럴렐 로봇 케이싱 시스템, VFFS 필로우백용 탑로딩 케이싱 시스템 등 다양한 시스템에서 다년간의 경험을 보유하고 있습니다. 포장 라인의 자동화를 검토하실 때 언제든 도쿄자동기계제작소에게 문의해 주십시오.
연락처: tam-overseas@tam-tokyo.co.jp