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기획특집

[인더스트리솔루션 인사이트-협동로봇편] 사람 보면 멈춘다는 협동로봇, “그래도 아직 불안해요”

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ㆍ이 콘텐츠는 유니버셜로봇에서 진행한 웨비나 '협동로봇을 활용한 쉬운 로봇 자동화 ’에서 'UR 로봇의 안전 솔루션 sBot Stop & sBot Speed(시크코리아 문일 부장)' 발표내용을 재구성한 것입니다.

 

정리 | 헬로티 이동재 기자 eltred@hellot.net

 

흔히 로봇 팔(Robot Arm)이라고 불리기도 하는 협동로봇은 커피를 만드는 일부터 복잡한 제품 조립까지 이미 다양한 작업에 활용되고 있습니다.

 

코로나19로 인해 확산된 비대면 문화, 제조 산업에 불어닥친 자동화 바람, 정책의 변화 등등 여러 요인이 복합적으로 협동로봇 시장 확대에 영향을 끼치고 있는데요.

 

협동로봇은 그 이름처럼 사람과 같은 공간에서 함께 작업하도록 설계된 로봇입니다. 사람과 함께 일해야 하는 만큼, 안전 기능이 가장 중요합니다. 협동로봇이 팔을 휘두르다가 함께 일하는 사람을 다치게 할 수도 있으니까요.

 

실제로 협동로봇은 자체적으로 안전 기능을 갖추고 위험성 평가를 받도록 돼 있습니다. 그러나 아무리 위험성 평가를 거쳤다 하더라도 협동로봇은 여전히 산업용 로봇의 카테고리 안에 있습니다. 만에 하나 불확실한 상황에 대비해 안전 관련 기능을 구축하는 일이 중요하다는 뜻이죠.

 

시크코리아(SICK KOREA)는 협동로봇이 함께 일하는 작업 현장에서 작업자의 안전을 확보하기 위해 두 가지 솔루션을 내놨습니다. 바로 ‘sBot Stop’과 ‘sBot Speed’입니다.

 

 

sBot Stop & sBot Speed

 

sBot Stop은 작업자가 협동로봇이 설정한 안전 영역 안으로 들어오면 로봇이 자동적으로 작동을 멈추는 솔루션입니다. sBot Speed는 작업자가 움직이는 속도에 따라 협동로봇이 안전 영역을 유동적으로 설정하죠.

 

그럼 이 시스템들이 도대체 어떻게 작동되는 걸까요? sBot Stop과 sBot Speed의 가장 큰 장점은 바로 ‘심플함’입니다. 스캐너와 소프트웨어 툴, 액세서리 부품만 있으면 OK입니다.

 

원래 스캐너를 이용해 시스템을 구성하는 방식에는 별도의 컨트롤러 설치가 필요합니다. 그러나 sBot Stop·Speed는 기존의 로봇 컨트롤러와 바로 연결돼 그럴 필요가 없죠. sBot Stop·Speed는 협동로봇 대표 제조기업 유니버설 로봇의 E-시리즈 로봇과 연동됩니다.

 

만약 E-시리즈 협동로봇을 쓰고 있었다면, 그냥 원래 쓰던 티칭 펜던트를 이용하면 되죠. (다만 연동 기능이 유니버설 로봇의 제품에 한정돼 있는 만큼, 유니버설 로봇의 협동로봇이 아닌 경우, 별도의 컨트롤러가 필요합니다.)

 

설치가 간편해 설치 단계의 비용을 아낄 수 있고, 사용하던 티칭 펜던트를 그대로 이용하기 때문에 작동이 쉽습니다.

 

sBot Stop과 sBot Speed는 작동을 멈추고 영역을 자동으로 설정하는 것 외에도 다양한 기능이 있습니다. 작업자가 영역 밖으로 나가면 다시 작동을 시작하는 리스타트 기능과 속도 제한 기능도 있죠. 리스타트 시간이 빠르면 빠를수록 로봇의 다운타임(동작하지 않는 시간)이 줄어들어 생산성이 올라가는 것은 말할 필요도 없을 겁니다.

 

이밖에도 모니터링 영역을 원하는 대로 자유롭게 구성할 수 있는 ‘스마트 영역 정의’ 기능, 적합한 영역의 크기와 모양을 자동으로 계산하는 ‘영역 셋 티치-인’ 기능, 두 대의 레이저 스캐너를 사용할 때 쓸 수 있는 ‘자동 영역 퓨전’ 기능 등 다양한 상황에서 활용할 수 있는 기능이 많이 있습니다.

 

 

시스템에 사용되는 센서는?

 

시스템에 사용되는 센서는 시크의 ‘나노스캔3’ 제품입니다. 현존하는 가장 작은 스캐너(106.6mm×80mm×117.5mm)로서 기존 시리즈에서 개선된 3세대 제품입니다. 안전 영역은 3m, 경고 영역은 10m, 데이터 영역은 40m이고, 안전등급은 Category3, PLe(ISO 13849-1가 규정한 최고 위험도에서의 무결성 성능 등급), 275°의 스캐닝 범위를 가지고 있죠.

 

보통 센서 제품의 가장 큰 적은 ‘오염’입니다. 커버에 지문이 묻는 등 문제가 생기면 쉽게 에러가 생기곤 하니까요. nS3은 주변 환경의 영향을 거의 받지 않는 등 특히 오염 문제에 강한 모습을 보여줘 왔습니다. 흔들리는 진동 상황이나, 스파크가 튀는 상황 등에서도 정상 동작을 하는 견고성을 보여주죠. 부팅 속도가 빠른 건 보너스입니다.



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