제조업의 새로운 대안, 협업 로봇

협업 로봇이 산업계에 가지는 의미, 산업의 미래는?

지난 3월 4일(현지시각) 국제민간회의 기구인 세계경제포럼(World Economic Forum, WEF)은 ‘2015년 10대 유망기술’을 발표하며 그 중 하나로 차세대 로보틱스(Next-generation Robotics)를 선정했다. 로봇 공학의 진보와 기술의 발달로 인간과 로봇 간의 협업이 가능한 현실이 점점 구체화되고 있는 것이다. 이미 미국의 ‘인더스트리 위크’는 2013년 올해의 기술로 사람과 함께 협업할 수 있는 ‘코-로봇’(Collaborative Robots, Co-robot)을 선정한 바 있다. 이처럼 세계적으로 인력 부족, 인구 고령화는 물론 자동화 기술의 발전으로 말미암아 로봇 시장은 점차 확대되고 있고, 협업 로봇은 로봇 산업의 핵심으로 떠오르고 있다. 실제로 세계적인 자동차 제조 그룹인 폭스바겐은 사람이 작업하기 어려운 제품 조립 과정에 협업 로봇을 도입, 직원들과 함께 협력해 업무 효율성을 높이고 있다. 이와 같은 로봇 도입의 긍정적인 사례가 증가함에 따라, 최근 제조업에서는 로봇과 사람이 함께 일하는 협업의 바람이 불고 있다.

지 준 영 기자

협업 로봇, 산업계에 새로운 길 제공
또한 새롭게 등장한 협업 로봇은 공장 자동화가 어려운 중소기업들에게 새로운 기회의 장을 열어 주고 있다. 과거 제조업에 주로 사용되던 산업용 로봇은 전문가 없이는 다루기 어려울 뿐만 아니라 크고 무거웠으며 생산 설비에서 로봇과 협업하는 사람의 안전성 또한 보장되지 않았다. 현장에서 큰 사고로 이어질 위험이 있기 때문에 안전펜스가 반드시 필요했는데, 이러한 단점이 보완된 협업 로봇들이 하나둘씩 출시되고 있으며, 이 로봇들은 대부분 작업장에서 안전펜스 없이 사람과 함께 나란히 서서 작업이 가능한 협업 기능을 제공한다.

안전성을 더욱 강화한 유니버설 로봇
대표적인 협업 로봇으로는 덴마크 유니버설로봇(Universal Robot)의 로봇 암(arm)이 있다. 유니버설 로봇은 사용자 친화적이고 유연성을 갖춘 협력 로봇(Collaborative Robots)을 제조하는 기업으로 2005년 설립되어 2008년 산업용 로봇 시장에 첫선을 보였으며, 현재 전 세계 50여개국에 로봇 암을 판매하고 있다. 또한, 2014년 독일 뮌헨에서 개최된 국제 자동화 박람회(AUTOMATICA 2014)에서 안전성을 강화한 3세대 경량로봇 UR5와 UR10을 출시하며 업계의 이목을 집중시킨 바 있다.

업그레이드된 유니버설 로봇의 UR Safety 3.0 안전 시스템은 TV Nord(독일기술검사협회) 인증을 획득해 뛰어난 안전성을 검증받았으며, 각각의 솔루션에 맞게 시스템 조절이 가능해 작업장 내의 안전을 보장한다. 안전 기능은 정상모드와 감소 모드, 두 가지 작동 모드에서 구현 가능하며, 새롭게 특허를 받은 안전 시스템이 조인트 위치 및 속도, TCP 위치, 방향, 속도 및 물리력은 물론 로봇의 가속도와 파워 등 여덟 가지 안전 기능을 모니터링 하므로 로봇이 작동 중에도 패스워드 보호 영역에서 안전 세팅을 변경할 수 있다.

유니버설로봇 에스번 H 오스터가드(Esben H. Østergaard) CTO는 이에 대해 “특허를 획득한 최신 안전 기능은 기존의 제품들에서 연장된 진보된 기술”이라고 강조했다. 또한 “업그레이드 된 UR5와 UR10은 상황에 따라서 두 가지 모드로 변환해 작동 가능하다. 예를 들어, 사람이 로봇의 작업 섹션에 들어오면 이를 즉각적으로 감지해 감소 모드로 변환했다가 사람이 그 자리를 떠나면 다시 정상 모드로 돌아가서 풀 스피드로 작업한다”고 언급했다.

시장의 반응을 살펴보자면, 유니버설로봇은 산업용 로봇 시장에서 오랫동안 축적해온 노하우를 이번 제품 업그레이드에 반영했을 뿐 아니라 사용의 편리성 및 빠른 투자금 회수 등 기존의 장점들을 모두 살려 이용자들의 호평을 받고 있다.

협업 로봇 시장의 발전, 놀라운 정밀함과 안전성
스위스의 ABB 또한 새로운 양팔 로봇 유미(YuMi)를 선보이며 협업 로봇 시장을 적극적으로 개척하려는 움직임을 보이고 있으며, 미국의 리싱크로보틱스(Rethink Robotics)도 최근 인간형 로봇 백스터(Baxter)를 대량 판매하기 시작했다.

ABB의 유미는 양손을 자유롭게 사용하는 로봇으로 바늘에 실을 연결할 수 있을 정도의 정밀한 작업이 가능하다. 추가 케이스 없이 사람과 로봇이 나란히 일할 수 있을 만큼 안전하게 설계됐기 때문에 가전제품 조립 등에 활용도가 뛰어나며 유독가스 등이 우려되는 위험한 지역에 적합하다. 리싱크로보틱스의 백스터는 사람처럼 시각적 인지 능력이 뛰어나고, 피드백 구조가 정교하게 입력돼 있어 작업자와 안전하게 협업할 수 있다.

로봇 공학의 진보와 기술의 발달로 더 정밀하고 안전한 협업 로봇들이 속속 출시되고 있다. 로봇은 사람이 작업하기 어려운 공정에 투입돼 사람과 협업하며 작업 효율성을 높이고 작업 시간을 단축하는 데 성공했다. 이는 대부분 기업, 특히 중소기업이 직원과 안전하게 협업할 수 있는 협업 로봇의 도입을 추진하는 계기가 되었으며, 이제는 제조업의 새로운 대안으로 떠오르고 있다.

FA Journal 지 준 영 기자 (fa@infothe.com)

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