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[2017로보월드 ②] 어딜 가나 발길 붙잡는 협동로봇

전시장 입구에서부터 단연 눈길을 끌었던 수많은 협동로봇 솔루션들. 특히 이번 전시회를 통해 제품을 최초로 공개하는 기업들이 화제를 모았다. 인간과 로봇이 함께 작업하는 미래의 제조 현장을 미리 살펴보도록 하자.

드디어 베일을 벗은 바로 그 협동로봇 – 두산로보틱스

국내 한 대기업이 2017로보월드를 통해 자사의 새로운 협동로봇을 공개한다는 사실에 전시회 이전부터 사람들의 관심이 한껏 고조되었다. 그 정체는 바로 두산로보틱스. 로봇을 덮은 베일을 걷어내자 부스 주변을 겹겹이 둘러싼 취재진들이 일제히 플래시를 터뜨렸다.

두산로보틱스의 협동로봇이 실제로 작업자와 함께 일하고 있다.
두산로보틱스의 협동로봇이 실제로 작업자와 함께 일하고 있다.

두산로보틱스는 가반중량이 6kg, 작업반경이 0.9m인 M0609와 가반중량이 15kg이며 작업반경이 0.9m인 M1509, 가반중량이 10kg이며 작업반경이 1.3m인 M1013, 가반중량이 6kg이면서 작업반경이 1.7m에 이르는 M0617의 네 가지 모델을 선보였다. 이중 거의 대부분의 작업 공정에 적용 가능한 기본 모델은 M1013이다.

이처럼 처음부터 네 가지 모델을 출시할 수 있었던 이유는 바로 ‘모듈화 디자인’에 있다. 두산로보틱스의 협동로봇은 각 관절부마다 액츄에이터가 탑재되어 있는데, 액츄에이터는 크기에 따라 다섯 종류로 나눌 수 있다. 이들을 잘 조합하면 협동로봇의 가반중량과 작업반경을 다양화할 수 있다.

두산로보틱스의 장준현 CTO는 키노트 스피치를 통해 두산로보틱스 협동로봇의 특징을 ‘Easy to Use’와 ‘Easy to Deploy’, ‘Safe to Use’, ‘Multiple Purpose’의 4개 키워드로 표현했다. 우선 두산로보틱스의 협동로봇은 관절부마다 감지력이 뛰어난 조인트 토크 센서가 내장되어 있어 별도의 티칭 펜던트 없이도 직접 교시가 가능하다. 로봇에는 5개의 버튼이 달려있어 이들을 통해 각종 티칭모드나 좌표를 저장할 수 있다. 또한 토크 센서가 탑재되어 있어 로봇이 들어올린 물체의 무게를 즉각 판별할 수가 있다.

네이비와 화이트의 두 가지 색상으로 출시될 예정이다.
네이비와 화이트의 두 가지 색상으로 출시될 예정이다.

협동로봇과 함께 선보인 티칭 펜던트에서도 사용자 편의성을 위한 다양한 노력을 확인할 수 있다. 인체공학적 설계가 적용된 티칭 펜던트는 로봇 관련 작업 환경 정보를 직관적으로 확인할 수 있으며, 태스크 프로그래밍 역시 드래그 앤 드롭 방식으로 간단하게 수행 가능하다.

인간과 함께 작업하는 협동로봇에게 있어 가장 중요한 요소는 바로 ‘안전’일 것이다. 두산로보틱스는 협동로봇의 안전을 확보하기 위해 로봇이 작업자와 부딪히면 그 충격을 감지해 자동으로 멈추는 충돌 방지 기능 외에도 버추얼 펜스 설정 기능을 적용했다. 가상의 영역인 버추얼 펜스 설정을 통해 작업자와 함께 일하는 공간과 로봇이 혼자 작업하는 공간을 별도로 지정할 수 있다. 이후 협동로봇은 사람과 함께 작업하는 공간에서는 충돌 인식에 대한 민감도를 높이거나 작업 속도를 줄인다. 반면 로봇이 혼자 작업하는 공간에서는 작업 속도를 높여 생산성을 향상시키는 식이다.

비전 기술에 대한 노하우를 살린 협동로봇 – 한화테크윈

한화테크윈은 올해 3월 런칭해 많은 관심을 모은 협동로봇 HCR-5와 함께 가반중량이 각각 3kg, 12kg인 HCR-3과 HCR-12를 선보여 라인업을 한층 다양화했다. 픽 앤 플레이스부터 스크류 체결, 팔레트 적재 등 다양한 작업을 수행할 수 있어 모든 산업분야에 적용 가능한 HCR 시리즈의 가장 큰 특징으로는 그간 한화테크윈이 CCTV 등 영상보안 장치를 통해 쌓아온 비전 기술에 대한 노하우가 활용되었다는 점을 들 수 있다.

한화테크윈은 HCR-5에 더해 HCR-3과 HCR-12를 새롭게 선보여 라인업을 확대했다
한화테크윈은 HCR-5에 더해 HCR-3과 HCR-12를 새롭게 선보여 라인업을 확대했다

한화테크윈 정훈상 부장은 키노트 스피치를 통해 HCR 시리즈의 특징 중 하나로 ‘2D·3D 비전 기술의 내재화’를 꼽았다. 비결은 바로 그간 한화테크윈이 쌓아온 영상분석 기술에 대한 노하우다. 특히 주목할 만한 사실은 비전 기술의 내재화를 통해 별도의 티칭 과정 없이 원 클릭만으로도 초기 캘리브레이션이 가능하다는 점이다. SI(System Integrator)를 통한 셋업 과정이 필요 없으므로 가격면에서도 경제적이다. 특히 3D 비전 기술의 경우 다품종 소량 생산이 이뤄지는 자동화 공정에 적용될 경우 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다는 특징이 있다.

2D 비전 기술이 적용된 HCR 시리즈
2D 비전 기술이 적용된 HCR 시리즈

협동로봇에 있어 ‘안전’은 몇 번을 강조해도 모자라다. 정 부장은 “작업자의 안전을 보장하기 위해서는 전시장에서 시연을 통해 보여주고 있는 충돌 감지만으로는 부족”하다며 “로봇이 충돌을 감지한 뒤 즉각 멈추더라도 관성으로 인해 일정 부분 진행 방향으로 나아가게 된다. 이 때 자칫하면 협착이 이뤄질 수 있다”고 이야기했다. 이에 따라 한화테크윈은 로봇이 충돌을 감지할 경우 자동으로 진행 반대 방향으로 밀려나는 기능을 적용해 2차적으로 발생할 수 있는 협착을 방지한다.

한화테크윈의 HCR 시리즈는 기본적으로 로봇의 무게가 가볍고 콤팩트하게 설계되어 있어 많은 공간을 차지하지 않는다. 그런데 이에 더해 하나의 제어기로 두 대의 협동로봇을 독립적으로 운영할 수 있어 로봇을 유연하게 배치할 수가 있다. 정 부장은 이에 대해 “제어기에 대한 깊은 이해와 높은 기술력이 갖춰지지 않으면 구현하기 힘든 기능”이라 고 이야기했다. 이에 따라 제어기로 인한 비용을 줄일 수 있어 적은 초기 투자비용으로도 협동로봇을 구축할 수가 있다.

또한 프로그래밍 UI가 아이콘 및 타임라인 기반으로 이뤄져 있어 로봇 프로그래밍에 익숙지 않은 사용자라 하더라도 반나절만 교육을 받으면 협동로봇을 프로그래밍할 수가 있으며, 3D 시뮬레이션을 통해 작업 프로그램을 미리 확인하거나 실시간으로 모니터링하는 것도 가능하다.

폭 넓은 라인업으로 돌아왔다! – 뉴로메카

작년 로보월드 전시회에서 국내 기업으로는 유일하게 협동로봇 솔루션을 선보였던 뉴로메카가 훨씬 더 폭넓은 라인업으로 올해 전시회에 참가했다. 임베디드 로봇 제어기, 제어 소프트웨어, IoT 오픈 하드웨어 기반 임베디드 센서 및 게이트웨이 기술을 기반으로 연구 교육용 협동 로봇 플랫폼 Indy RP와 산업용 협동로봇 플랫폼 Indy 5를 출시했던 뉴로메카는 현재 Indy 3, 7, 10 모델까지 다양하게 지원하고 있다.

뉴로메카의 Indy 7
뉴로메카의 Indy 7

Indy 시리즈는 직접 교시에 의한 쉬운 프로그래밍, 고속 임피던스 제어, 충돌감지 알고리즘을 통한 운용 안정성 등이 특징이다. 특히 이번 전시회에서 주력으로 선보인 Indy 7의 경우에는 더욱 향상된 제어 알고리즘과 세련된 디자인으로 많은 관심을 받았다. 뉴로메카는 추가적으로 가반중량 15kg 짜리 모델과 양팔 로봇 모델 출시를 계획하고 있어 기대를 모으고 있다.

기존 생산 시스템에 쉽게 통합 가능한 협동로봇 – 가이텍코리아

가이텍코리아의 부스에서는 Aubo Robotics 협동로봇의 데모 시연이 한창이었다. 여타의 협동로봇과 마찬가지로 조작이 쉽고 간편하여 전문 프로그래밍 없이도 누구나 사용할 수 있는 AUBO-i5는 티칭 펜던트를 통해 온라인 프로그래밍 및 시뮬레이션 동작이 가능하다. 무게 또한 24kg으로 가벼워 필요에 따라 위치를 이동하는 것도 편하다.

AUBO-i5
AUBO-i5

오픈소스를 활용하여 기존 생산 시스템에 쉽게 통합할 수 있다는 것은 AUBO-i5의 장점 중 하나다. 관절 간 통신에 CAN Bus 통신을 사용하며, ROS(Robot Operating System)을 지원하고 API를 공개하고 있다. 하드웨어는 I/O 인터페이스 확장이 가능한 Bus 프로토콜을 적용하였다.

작업자와의 안정적 협업을 가능케 하는 안전 기능도 확보되어 있다. 토크 제한을 초과하거나 충돌이 감지되면 전원 및 토크 제한 설계로 로봇을 보호 중지한다. 모터 드라이브에 내장된 센서는 실시간 피드백을 제공하여 미연에 위험한 상황을 방지한다.

도입 장벽 허무는 저가형 다관절 로봇 – 민트로봇

민트로봇의 MR-6
민트로봇의 MR-6

2017로보월드를 통해 본격적인 시장 진출을 알린 민트로봇. 가반중량 3kg의 6축 다관절 로봇 MR-6는 감속기와 같은 핵심 로봇 부품 및 기술을 자체적으로 개발하고 불필요한 기능을 제거하여 제품 단가를 낮춘 것이 가장 큰 장점이다. 조작도 간편하다. MR-6의 티칭 펜던트는 GUI를 기반으로 쉽고 간편하게 프로그래밍할 수 있게 도와준다.

중공 감속기
중공 감속기

이번 전시회에서는 MR-6 외에도 중공 감속기, 중공 엔코더, 모션제어기 등 주요 부품들 역시 전시되었으며, 민트로봇의 부품 및 기술이 적용된 실제 PCB 제조 시스템 데모 역시 전시되어 눈길을 끌었다.

프로그래밍이 간편한 비전 내장형 협동로봇 – 일진메카닉스

비전 시스템이 내장된 TM로봇. 컨베이어 벨트 위 제품의 형상이나 색 등을 체크할 수 있다.
비전 시스템이 내장된 TM로봇. 컨베이어 벨트 위 제품의 형상이나 색 등을 체크할 수 있다.

일진메카닉스는 대만 콴타(Quanta) 그룹의 TM로봇을 출품해 많은 관심을 모았다. TM로봇은 비전 시스템이 기본적으로 내장되어 있어 바코드 및 QR코드 리딩, 위치 제어, 누락 검사, 컬러 체크 등 다양한 기능을 수행할 수 있다. 또 다른 특징으로는 프로그래밍이 쉽고 간단하다는 점을 들 수 있다. 특히 TM로봇의 스마트 비전 시스템은 핸드 가이드 기능이 결합되어 있어 로봇 프로그래밍에 대한 경험이 없더라도 5분이면 간단한 픽 앤 플레이스 작업을 프로그래밍할 수 있다.

TM로봇은 CNC 제조 현장, 반도체 공장, 사출 성형 및 조립 공정 등 다양한 분야에 활용 가능하다. 용접 공정과 같이 비전 시스템이 필요하지 않은 경우에는 비전 시스템이 제외된 모델을 활용하면 된다. TM 로봇은 길이가 700mm, 가반하중이 6kg인 TM5-700과 길이가 900mm, 가반하중이 4kg인 TM5-900의 두 가지 모델로 구성되어 있다.

인간과 로봇의 협업을 위한 올인원 로봇 솔루션 – 에이아이엠

에이아이엠은 다품종 부품 자동 정렬 및 조립 시스템인 FlexiBowl과 스위스 F&P 로보틱스의 협동로봇인 P-Rob 등을 선보였다. 특히 협동로봇 P-Rob의 경우, F&P 로보틱스의 한스 루돌프 프루어(Fruh Hans Rudolf) CEO가 키노트 스피치에 나서 참관객들의 많은 호응을 얻었다.

스위스 F&P 로보틱스의 협동로봇 P-Rob
스위스 F&P 로보틱스의 협동로봇 P-Rob

한스 루돌프 CEO에 따르면 P-Rob의 특징으로는 올인원 솔루션이라는 점과 상황에 대한 정확한 인지 능력, 커스터마이제이션의 세 가지를 들 수 있다. 우선 P-Rob는 제품 하나만으로 그리퍼와 비전 등을 모두 제어할 수 있으며, PC가 내장되어 있어 외부 전원이나 별도의 컨트롤러 장치가 필요없다. 또한 AI 기반의 복잡한 학습 알고리즘이 탑재되어 있어 주어진 상황에 대해 정확하게 인지할 수 있다. 특히 P-Rob는 로봇 암의 커버가 부드러운 합성 피혁으로 이뤄져 있어 로봇과 협업하는 작업자는 물론 로봇 자체를 충격으로부터 보호한다. 위치 정밀도는 0.1mm 수준이며, 가반하중은 3kg이다. P-Rob는 용도에 따라 4~6축 자유도로 구성 가능하다.

[2017로보월드 특집] 연결기사 보기
① 4차 산업혁명, 그리고 로봇
② 어딜 가나 발길 붙잡는 협동로봇
③ 새로운 도약의 기반, 국산의 힘!
④ 빼놓을 수 없는 핵심 부품

About 김솔 기자

다양한 취재 경험을 살려 여러분께 읽고 싶은 기사, 재미있는 기사 보여 드리겠습니다:)