협동로봇 (Collaborative Robot (Cobot))

한 줄 정의: 안전 펜스 없이 사람과 같은 작업 공간을 공유하며 직접적인 물리적 협업이 가능하도록 설계된 산업용 로봇.

쉽게 풀면

울타리 없이도 사람 바로 옆에서 함께 일할 수 있도록 안전하게 만들어진 산업용 로봇입니다. 안전펜스 없이도 사람 바로 옆에서 함께 작업할 수 있도록 설계된 로봇입니다.

왜 중요한가

안전 펜스 없이 사람 옆에서 일하도록 설계된 로봇으로, 중소 제조업의 로봇 도입 장벽을 낮추어 로봇 시장의 성장을 이끌었습니다. 동력 및 힘 제한, 속도 및 이격 감시 같은 협동 운전 방식의 안전 규격이 이 로봇을 중심으로 정립되었습니다. 생산량이 적거나 자주 바뀌는 중소 제조 현장에서는 대형 안전펜스를 세우는 비용과 공간 부담이 크기 때문에, 사람과 같은 공간에서 바로 작업할 수 있는 협동로봇의 도입 장벽이 훨씬 낮습니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

협동로봇은 ISO/TS 15066에 정의된 안전 협업 방식(안전정격 감시정지, 수동 안내, 속도·이격 감시, 동력·힘 제한)을 하나 이상 구현하여 인간과의 물리적 근접 작업을 가능하게 한다.

사람과 부딪혀도 다치지 않도록 힘을 제한하거나, 사람이 가까이 오면 속도를 줄이는 등 정해진 안전 규격을 따른다는 뜻입니다.

"협동로봇 도입 이후 반복 작업으로 인한 근골격계 질환 발생률이 감소했다는 산업현장 조사 결과가 소개된다."

사람과 물리적 협업이 가능한 로봇 설계가 작업 환경 개선에 기여함을 보여주는 사례이다.

조금 더 깊게 보면

협동로봇 자체가 안전한 것이 아니라 그리퍼와 작업물, 작업 속도를 포함한 응용 전체의 위험성평가를 통과해야 협동 운전이 가능하다는 점이 가장 흔한 오해입니다. 안전을 위해 속도와 가반하중이 제한되므로 산업용 로봇보다 사이클 타임이 느리고, 실제 현장에서는 결국 펜스를 치고 쓰는 경우도 많습니다. 협동로봇은 국제표준(ISO/TS 15066)에서 정의한 네 가지 협업 방식 중 하나 이상을 만족해야 하며, 그중 동력 및 힘 제한 방식은 로봇 자체의 최대 힘과 압력을 물리적으로 제한해 사람과 접촉해도 부상 한계치를 넘지 않도록 설계됩니다.

주의할 점

협동로봇이라도 작업 속도, 페이로드, 도구 특성에 따라 위험 평가가 달라지므로 무조건 안전하다고 간주해서는 안 됩니다. 협동로봇이라고 해서 항상 안전펜스가 필요 없는 것은 아니며, 실제 작업 속도와 장착된 도구(날카로운 엔드이펙터 등)에 따라 위험성 평가를 거쳐 펜스나 추가 안전장치가 요구될 수 있습니다.