[인더스트리뉴스 조창현 기자] 최근 산업용 로봇 관련 사고가 발생하면서 로봇 활용간 안전에 대한 관심이 커지고 있다. 현행 산업안전보건기준에관한규칙 223조에 따르면 제조·물류 관련 작업장에서는 로봇과 충돌을 방지하기 위해 로봇 작업영역에 울타리 또는 감응형 방호장치를 설치하도록 규정돼 있다.

다만 협동로봇은 한국산업표준이나 국제기준에 부합하는 경우 울타리 설치를 면제받을 수 있다. 펜스나 센서 설치 없이 협동로봇을 사용하기 위해서는 안전에 대한 인증을 받아야 한다는 뜻이다. 관련 표준으로는 ‘ISO/TS 15066’ 및 ‘KOROS 1162-1’ 등이 있다.

안전 인증을 위해서는 협동로봇 운영 안정성을 확보한 작업 환경 조성이 필수다. 현재 협동로봇 구동은 △안전 정격 감시 정지(safety-rated monitored stop) △핸드 가이딩(hand guiding) △속도 및 위치 감시(speed and separation monitoring) △동력 및 힘 제한(power and force limiting, PFL) 등 다양한 방식으로 이뤄지고 있다. 그중 안전을 확보하면서도 정지 없는 효율적인 협업을 진행할 수 있는 방법으로는 PFL 모드가 꼽히고 있다.

안전한 PFL 모드 구현 위한 솔루션 등장

협동로봇 안전지능 기술 스타트업 세이프틱스(대표 신헌섭, Safetics)가 최근 웹 기반 협동로봇 안전 분석 및 설계 솔루션 ‘세이프티디자이너(SafetyDesigner)’를 정식으로 선보이고 활용사례 및 산업 동향을 공유했다고 지난 22일 밝혔다.

세이프틱스에 따르면 PFL 모드 활용시 사람이 로봇 가까이 가더라도 로봇은 정지하지 않아도 되기에 사람과 로봇 모두 안전하게 협동작업을 할 수 있다. PFL 모드 활용을 위해서는 사람과 로봇이 충돌했을 때 발생하는 ‘힘’과 ‘압력’이 표준에서 제시하는 허용 기준보다 낮아야 한다. 충돌해도 안전하다는 것을 입증해야 한다는 의미다.

세이프틱스가 선보인 세이프티디자이너는 협동로봇이 움직이는 순간마다 발생하는 힘과 압력을 예측해 협동로봇에 대한 안전성을 확보할 수 있도록 돕는 솔루션이다. 특히 협동로봇 도입 검토 및 공정 설계 과정에서 PFL 모드 기준 충족 여부를 분석해 충돌안전계산서로 제공하고, 관련 기준 내에서 최적 속도를 추천해 생산성을 높일 수 있도록 지원한다.

정부기관 추진 사업서도 ‘활약’

세이프틱스는 세이프티디자이너가 제공하는 충돌안전계산서로 협동로봇 설치 작업자 안전인증을 획득할 수 있으며, 국내에서 협동로봇 안전 인증을 획득할 수 있는 안전계산서는 세이프틱스가 유일하다고 설명했다.

행사에서는 세이프틱스 솔루션을 활용해 실제 현장에 협동로봇을 성공적으로 도입한 사례가 공유됐다. 발표에는 △두산로보틱스 김민철 수석 △한국로보틱스 우종영 대표 △한화오션 김동영 선임연구원이 나섰다.

한국로보틱스는 올해 초 서울시교육청 등과 컨소시엄을 구성해 한국로봇산업진흥원 대규모 로봇 융합모델 시범 사업에 선정된 바 있다. 이후 한국로보틱스는 협동로봇을 활용한 대량 조리 환경개선 및 조리공정 관련 표준화 실증을 진행, 서울 소재 중학교에 관련 시스템을 구축했다.

한국로보틱스 우종영 대표는 당시 기존 설계는 로봇 영역과 작업자 영역을 칸막이로 분리하고 디스플레이를 통해 음식을 조리하도록 하는 방식이었지만, 시험을 거친 이후 관련 방식 도입에 대한 어려움을 느껴 오픈형 방식인 PFL 모드를 적용할 수 밖에 없었다고 설명했다. 다만 보유 중인 솔루션으로는 PFL 모드 적용까지 과정이 까다로워 세이프틱스와 협력하게 됐다.

한국로보틱스 우종영 대표는 “세이프틱스와 협업해 PFL 방식을 손쉽게 도입할 수 있었으며, 시스템 구축 이후 안전사고는 단 한 건도 발생하지 않았다”며, “올해 10월 30일을 기준으로 협동로봇을 통해 76개에 달하는 메뉴를 로봇 조리했으며, 730명에 달하는 식사 인원에 문제 없이 대응하고 있다”고 말했다.

“펜스 없이 안전과 생산성 모두 달성”

아울러 한화오션은 세이프틱스 솔루션을 적용해 기존 용접 작업을 혁신했다. 한화오션은 작업자들이 기피하는 파이프와 플랜지간 용접 작업을 자동화하고자 했다. 산업용 로봇에 대한 활용도 고민했지만, 용접 과정에서 발생하는 환경 변화 등에 대한 실시간 대응이 어려워 협동로봇을 도입하게 됐다.

로봇 도입 과정에서는 세이프틱스 솔루션을 활용해 작업자들이 필요한 기능만을 손쉽게 활용할 수 있도록 구축했으며, 지난해 12월에는 조선 분야 최초로 오픈된 공간에 대한 사업장 안전 인증까지 받게 됐다.

한화오션 김동영 선임연구원은 “현장에서는 협동로봇에 작업자가 가까이 다가가야 하는 경우가 상당히 많은데, 펜스나 센서가 있을 경우 협동로봇이 작업을 재가동하기까지 시간이 소요됐다”며, “세이프틱스 안전검증으로 설치 작업자 안전 인증을 무사 획득해 펜스·센서 없이 안전과 생산성을 모두 달성하고 있다”고 강조했다.

한편 세이프틱스는 제조·물류 등 다양한 산업 현장에서 △협동로봇 작업흐름이 끊기지 않음 △효율적인 공간 활용 △별도 설치 없는 웹 기반 솔루션 △링크 하나로 많은 사람이 협업이 가능하다는 점에서 제품이 호평을 받고 있다고 전했다.

세이프틱스 신헌섭 대표는 “사용자 편의성을 고려해 꾸준히 제품을 고도화할 계획”이라며, “제품 출시를 시작으로 국내 협동로봇 시장에서 입지를 공고하게 다지고, 다음해부터는 미국과 독일을 중심으로 글로벌 시장에 본격 진출할 것”이라고 말했다.

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