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심층기획 ‘협동로봇’ 4차산업혁명의 핵심 키워드로 부상

인건비 상승·지루함·열악한 작업환경 등 해결…‘협동하는 동료 될까?’

기사입력 2017-05-10 07:27:45
[산업일보]
한화테크윈, 한국기업 최초로 산업용 협동로봇 출시
‘협동로봇’ 4차산업혁명의 핵심 키워드로 부상
한국가와사키로보틱스는 일본 가와사키중공업의 수평다관절 양팔로봇 ‘듀아로’를 2017 국제모션컨트롤 및 머신비전산업전에 전시했다. 듀아로는 사람과의 협동 작업시 친근감을 주기 위해 밝은 컬러와 곡선 디자인을 채택했다.

산업용 협동로봇시장이 부상하고 있다. 산업용 협동로봇시장은 기존의 산업용 로봇시장에 비해 초기단계로 포화된 산업용 로봇시장의 성장을 이끌 원동력이 될 것이라는 기대를 모으면서 글로벌 기업들과 국내 기업들이 협동로봇 시장에 앞 다퉈 진출하고 있다.

이미 출시된 글로벌 기업들의 산업용 협동로봇을 보면, 유니버설 로봇(Universal Robots)사의 UR3, UR5, UR10, 리싱크 로보틱스(Rethink Robotics Baxter)사의 박스터(Baxter), 소이어(Sawyer), 쿠카(KUKA)사의 LBR 이바(iiwa), ABB사의 유미(Yumi), F&P 로보틱스(Robotics)사의 P-Rob, 화낙(Fanuc)사의 CR-35iA 등을 들 수 있다.

올해 3월, 한국 기업으로는 최초로 한화테크윈이 산업용 협동로봇 HCR-5를 출시하며 관련 시장에 출사표를 던졌다. 한화테크윈처럼 직접 개발해 출시하는 기업뿐만 아니라 로봇사업부를 신설해 해외 브랜드의 산업용 협동로봇을 수입해 마케팅을 펼치는 기업들도 늘어나고 있다.

협동로봇은 ISO 국제표준의 정의에 따르면, 인간과 로봇이 같은 공간에서 함께 작업하기 위한 협동 운용(Colaborative Operation) 조건을 충족하는 산업용 로봇을 의미한다. 이는 로봇과 로봇 간의 협조운용(Co-operation)과는 엄밀하게 구분되는 정의이다.

국제표준의 정의에서처럼 사람과 함께 작업할 수 있는 로봇은 안전 검증이 필수적이다. 협동로봇은 국제안전기술규격(ISO/TS 15066)에 따라 안전펜스 없이 사람과 나란히 작업할 수 있다. 만일, 실제 동작할 때 사람과 접촉 및 충돌하게 되면 사람의 안전을 보장하도록 설계해야 한다.

앞서 협동로봇의 국제안전기술규격 ISO/TS 15066을 언급했다. 그런데 이 규격에 앞서 산업용 로봇의 안전인증에는 ISO 10218-1, 2이 있었다. 이 인증은 보다 상세한 산업용 협동로봇 규정의 필요성에 따라 2011년도 개정을 통해 협동작업에 대한 안전요구조건을 새롭게 포함했다. 그러나 이 문서 역시 다양한 협동로봇의 활용에 적절히 대응하기에는 부족한 부분이 많았다. 이에 협동로봇 제조사와 연구자, 로봇 사용자 등의 의견을 수렴해 2011년부터 협동로봇의 국제안전기술규격 ISO/TS 15066을 만들기 시작해 2016년 2월 제정을 완료하게 됐다. 하지만 TS 15066은 기술규격으로서 강제성이 없으며 아직 인증은 아니다. 때문에 기업에서 협동로봇의 안전규정을 획득했다고 하지만 ISO/TS 15066을 준수하는 협동로봇은 얼마되지 않는다.

TS 15066을 준수한다면 안전펜스가 없어지기 때문에 사람이 작업하는 곳이라면 어디든 설치가 가능해 설치공간의 절감효과를 얻을 수 있다. 또한 작업 프로그래밍 등 기존 산업용 로봇에 비해 비숙련자도 간단히 작업을 지시할 수 있을 만큼 사용자 친화적이다. 이상적으로는 이러한 안전성과 장점 때문에 전자전기, 자동차, 금속 가공, 가구, 식음료, 플라스틱 및 폴리머 산업, 완구제작, 화장품 등 사람이 작업은 곳이라면 어디라도 폭넓게 적용이 가능하다.

국제로봇연맹(IFR) 측은 2019년까지 140만개 이상의 새로운 산업용 로봇이 전 세계 공장에 설치될 예정이며 앞으로는 인간과 기계의 협동, 단순화된 애플리케이션 및 경량 로봇에 대한 관심이 높아질 것이라고 전망하고 있다. 즉, 산업용 로봇시장에서 산업용 협동로봇의 비중이 커질 것이라고 예측하고 있다. 협동로봇 시장의 확대를 예측한 바탕에는 4차 산업혁명이 말하고 있는 사용자 요구에 따른 다품종 소량 생산에 근거한 것으로 보인다. 로봇과 로봇이 작업하는 환경은 같은 종류의 물건을 고속으로 대량 생산하는데 초점이 맞춰져 있다면 4차 산업혁명시대에는 사용자의 요구를 유연하게 대처하기 위한 생산시스템을 필요로 한다.

4월 25월부터 27일까지 경기도 고양시 킨텍스(KINTEX) 제2전시장 7, 8홀에서 개최된 2017 국제모션컨트롤 및 머신비전산업전에도 협동로봇 특별관이 신설돼 협동로봇에 대한 높은 관심도를 방증했다.

특별관에는 일본 가와사키중공업의 ‘듀아로(duAro)’와 비전세미콘(주)에서 전시한 유니버설로봇(Universal Robot)사의 ‘UR 시리즈’, (주)이오텍에서 전시한 미국 스모키 로보틱스(Smokie Robotics)사의 ‘OUR-I(Open Unit Robot)’ 등 산업용 협동로봇을 살펴볼 수 있었다.

한국가와사키로보틱스는 일본 가와사키중공업의 수평다관절 양팔로봇 ‘듀아로’를 전시했다. 한국가와사키로보틱스의 양용민 과장은 “2016년 11월에 출시한 듀아로는 사람과 함께 작업을 해야 하기 때문에 디자인에서도 곡선을 사용했으며 밝은 아이보리 컬러를 통해 호감도를 높이려고 노력했다”고 말했다. 이어 “기존의 협동로봇이 수직다관절인데 반해 한 개의 Z축으로 양팔을 사용할 수 있는 수평다관절 협동로봇 ‘듀아로’는 기존의 스카라(SCARA) 로봇 2대를 사용하는 공정이나 직교로봇 1대와 스카라로봇 1대를 사용하는 공정을 타깃으로 삼고 있다. 듀아로를 이러한 공정에 적용할 경우 설치공간을 절감할 수 있으며 로봇의 대수를 줄일 수 있으므로 가격 절감 효과도 기대할 수 있다. 현재 전기전자 분야의 조립검사, 이송 공정 등을 주 타킷 시장으로 보고 있다”고 말했다.

‘협동로봇’ 4차산업혁명의 핵심 키워드로 부상
(주)이오텍에서는 미국 스모키로보틱스에서 개발한 산업용 협동로봇 ‘OUR-i5’의 서울, 경기지역에서의 총판권을 가지고 지난해 12월부터 판매를 시작했다.

공장 자동화 전문 제작 업체인 (주)이오텍에서는 미국에서 개발된 “OUR-i5를 전시했다. “‘OUR-i5(Open Unit Robot)’는 미국 스모키로보틱스에서 6년간 개발 기간을 거쳐 지난해 1월 미국, 독일, 중국에서 출시됐으며, 이오텍에서 지난해 12월부터 서울, 경기지역에서의 총판권을 가지고 판매를 시작했다. (주)이오텍 이해준 대표는, ”OUR i5의 경우 지난해에 이미 국내에 설치해 품질 검증을 거쳤으며, 올해는 본격적으로 OUR-i5의 마케팅 및 영업을 통해 도약의 기회를 삼을 것”이라고 말했다. 이어 “대부분의 협동로봇처럼 사람과의 협동작업이 가능하도록 안정성이 높고, 특히 문제발생시 즉시 대응할 수 있도록 교체로봇을 준비해 수리기간 동안의 다운타임을 최소화하는 서비스 시스템을 운영하고 있다”고 말했다. 또한 “현재 협동로봇에 대한 관심이 높아지고 있으나 아직도 협동로봇이 무엇인지, 어디에 적용해야 하는지 등 협동로봇의 적용에 대해 모르는 사람이 많아서 이러한 인식이 높아지면 협동로봇시장도 활성화 될 것으로 보인다”고 말했다.

유니버설로봇(Universal Robot)사의 대리점인 비전세미콘(주)에서는 ‘UR3, UR5, UR10’을 전시했다.

‘협동로봇’ 4차산업혁명의 핵심 키워드로 부상
유니버설로봇(Universal Robot)사의 대리점인 비전세미콘(주)은 산업용 협동로봇 ‘UR3, UR5, UR10’을 2017 국제모션컨트롤 및 머신비전산업전에 전시해 협동로봇의 작업진행 모습을 시연했다.

비전세미콘(주)의 이정훈 선임은 “현재 전시된 로봇은 6축 암으로 구성돼 있으며 각각 3, 5, 10kg를 처리 할 수 있는 UR3, UR5 및 UR10의 세 가지 제품이다. 4차 산업혁명으로 인해 협동로봇에 대한 관심이 높아지고 있으며 앞으로 확산될 것으로 보인다”고 말했다. 이어 “유니버설로봇의 산업용 협동로봇은 가장 먼저 시장에 진출해 사용자들의 수많은 데이터를 축적하고 있어서 사용자의 요구나 로봇의 실제 적용시 문제들을 해결해 왔기 때문에 현장 신뢰성이 높다. 이와 함께 협동로봇 안전규정에 적합하도록 안전성을 고려한 로봇이다. 협동로봇은 경량이며 정밀한 작업이 가능하고 기존 산업용 로봇에 비해 조작이 간단하고 사용자의 관점과 목적에 따라 비전카메라를 탑재하거나 이동할 수 있도록 움직이는 캐리어에도 설치가 가능하며 로봇팔의 끝단에 무엇을 장착하느냐에 따라 적용 분야와 가능성이 매우 넓다고 할 수 있다”고 말했다.

기업들의 관심과 투자를 통해 산업용 협동로봇 시장이 문을 열었다. 안전 펜스 안에서 로봇과 로봇이 작업하던 생산시스템에서 4차 산업혁명이 말하는 사용자의 요구에 유연하게 대처하는 시스템으로의 변화를 위해 로봇과 사람이 협동하는 시스템이 준비되고 있다. 지루하게 반복적이고 위험하며 작업공간이 협소한 열악한 환경에서도 협동로봇은 불평과 지루함 없이 일할 수 있다. 인간을 기계화했던 시대에서 이제는 기계에게 자리를 넘겨주고 사람은 사람답게 일할 곳이 마련되는 한편, 산업계는 상승하는 인건비 문제와 양품생산 효율 극대화 등의 성과를 안겨줄 핵심이 ‘협동로봇’이 될 지 귀추가 주목된다.
김원정 기자 vuswlq@kidd.co.kr

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