인간과 로봇의 협업 조립에서 로봇 안전

인간과 로봇의 협업 조립은 인간의 손재주 및 적응력과 로봇의 정밀성 및 내구성을 결합하여 제조업에 혁명을 일으키고 있습니다. 하지만 이러한 공유 작업 공간에서 로봇의 안전을 보장하는 것이 무엇보다 중요합니다. 이 문서에서는 인간과 로봇의 협업 환경에서 안전의 중요한 측면을 살펴보고 생산성을 극대화하면서 작업자를 보호하는 기술, 표준 및 절차에 대해 논의합니다. 이 정보는 협동 로봇을 구현하거나 협동 로봇과 함께 일하는 모든 사람에게 필수적인 정보입니다. 이 문서는 산업 환경에 초점을 맞추고 있습니다.

1. 인간과 로봇의 협업 조립이란 무엇인가요?

협동 조립이라고도 하는 인간-로봇 협동 조립은 사람과 로봇이 공유 작업 공간에서 함께 작업하여 조립 작업을 완료하는 방식입니다. 로봇이 안전 장벽 뒤에 격리되어 작동하는 기존의 산업용 로봇 설정과 달리 협동 로봇(코봇)은 물리적 장벽 없이 인간과 함께 작업하도록 설계되었습니다. 이 접근 방식은 인간과 로봇의 강점을 결합한 것입니다.

인간은 적응력, 문제 해결 능력, 손재주가 있는 반면 로봇은 정밀성, 반복성, 무겁거나 반복적인 작업을 처리할 수 있는 능력을 제공합니다. 이러한 시너지 효과는 생산성 향상, 품질 개선, 인간 작업자의 인체공학 향상으로 이어질 수 있습니다. 핵심적인 차이점은 공유 작업 공간과 인간과 로봇 간의 긴밀한 상호 작용입니다.

2. 인간과 로봇의 협업에서 안전이 중요한 이유는 무엇인가요?

모든 산업 환경에서 안전은 가장 중요하지만, 인간과 로봇이 같은 작업 공간을 공유하고 잠재적으로 직접 상호 작용하기 때문에 인간과 로봇의 협업에서는 안전이 더욱 중요해집니다. 전통적으로 산업용 로봇은 접촉 시 심각한 부상을 초래할 수 있는 강력한 기계입니다. 보다 안전한 상호 작용을 위해 설계된 협동 로봇이라도 안전 조치를 제대로 이행하지 않으면 잠재적인 위험은 여전히 존재합니다.

로봇과 사람이 충돌하면 가벼운 타박상부터 심각한 부상, 심지어 사망에 이르기까지 다양한 결과가 발생할 수 있습니다. 직접적인 신체적 위험 외에도 고려해야 할 심리적 요인도 있습니다. 작업자가 로봇과 함께 효과적으로 작업하기 위해서는 로봇 시스템이 안전하다고 느끼고 신뢰해야 합니다. 따라서 로봇의 안전을 보장하는 것은 법적, 윤리적 의무일 뿐만 아니라 인간과 로봇의 협업 애플리케이션의 성공을 위해서도 필수적입니다.

3. 협동 로봇의 주요 안전 기준은 무엇인가요?

여러 국제 안전 표준이 협동 로봇 시스템의 설계와 구현에 적용됩니다. 가장 중요한 것 중 하나는 협동 로봇 안전에 대한 구체적인 지침을 제공하는 ISO/TS 15066입니다. 이 기술 사양은 산업용 로봇의 안전을 다루는 ISO 10218-1 및 ISO 10218-2에 설명된 일반적인 안전 요구 사항을 기반으로 합니다.

ISO/TS 15066은 협업 애플리케이션의 위험 평가, 안전 기능 및 검증 방법에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 여기에는 네 가지 협업 작업 모드가 정의되어 있습니다: 안전 등급 모니터링 정지, 핸드 가이딩, 속도 및 분리 모니터링, 전력 및 힘 제한. 이러한 안전 표준을 준수하는 것은 협동 로봇 시스템이 필요한 안전 요건을 충족하는 데 매우 중요합니다. 이러한 표준은 종종 작업자가 안전 절차에 대한 자세한 정보를 확인할 수 있도록 요구합니다. 정보가 있는 페이지가 일시적으로 다운되었거나 새 웹 주소로 영구적으로 이동되었을 수 있습니다.

4. 협동 로봇에 사용되는 주요 안전 기능 및 기술은 무엇인가요?

협동 로봇은 인간 작업자의 부상 위험을 최소화하기 위해 여러 가지 안전 기능과 기술을 통합하고 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• 전력 및 힘 제한(PFL): 이는 코봇의 기본적인 안전 기능입니다. PFL 로봇은 로봇이 가하는 힘과 동력을 제한하도록 설계되어 사람과의 충격이 안전한 임계값 이하로 유지되도록 합니다. 이는 민감한 힘-토크 센서와 규정 준수 조인트를 사용하여 달성하는 경우가 많습니다.
• 안전 등급 모니터링 정지: 이 기능은 사람이 정의된 안전 구역에 들어가면 로봇이 멈추고 정지 상태를 유지하도록 합니다. 로봇은 사람이 구역을 벗어나고 의도적으로 재시작 명령을 내릴 때만 작동을 재개합니다.
• 손 안내: 이를 통해 작업자는 로봇을 직접 잡고 수동으로 로봇을 움직일 수 있습니다. 로봇의 센서가 가해지는 힘을 감지하고 그에 따라 로봇 팔을 움직입니다. 이는 로봇에게 새로운 작업을 가르치거나 조립 중 미세 조정을 할 때 자주 사용됩니다.
• 속도 및 분리 모니터링: 이 전략은 센서(예: 레이저 스캐너, 비전 시스템)를 사용하여 로봇과 사람 사이의 거리를 모니터링합니다. 로봇의 속도는 이 거리에 따라 자동으로 조정되어 사람이 접근하면 속도를 줄이거나 멈춥니다.

5. 협업 애플리케이션에서 위험 평가는 어떻게 수행되나요?

위험 평가는 모든 협동 로봇 애플리케이션을 구현하는 데 있어 중요한 단계입니다. 여기에는 잠재적 위험을 식별하고 관련 위험을 평가하며 이러한 위험을 완화하기 위한 조치를 구현하는 것이 포함됩니다. 위험 평가 프로세스는 일반적으로 기계 안전에 대한 일반 표준인 ISO 12100에 설명된 것과 같은 구조화된 접근 방식을 따릅니다.

위험 평가는 로봇 자체, 최종 효과자(도구), 공작물, 작업 공간, 사람의 작업 등 협업 애플리케이션의 모든 측면을 고려해야 합니다. 또한 잠재적인 오용이나 예기치 않은 사건도 고려해야 합니다. 목표는 위험을 허용 가능한 수준으로 줄여 인간 작업자의 안전을 보장하는 것입니다. 위험 평가의 결과는 적절한 안전 기능 및 전략을 선택하는 데 도움이 됩니다. 해당 페이지의 정보가 일시적으로 다운되었거나 새 웹 주소로 영구적으로 이동되었을 수 있습니다.

6. 인간과 로봇의 협업을 위한 다양한 안전 전략에는 어떤 것이 있나요?

특정 애플리케이션과 위험 평가 결과에 따라 인간과 로봇의 협업에 사용할 수 있는 여러 가지 안전 전략이 있습니다. 이러한 전략에는 앞서 설명한 안전 기능의 조합이 포함되는 경우가 많습니다.

• 신체적 접촉을 의도하지 않았습니다: 이 시나리오에서는 로봇과 사람이 같은 일반 구역에서 작업하지만 직접 접촉하지 않습니다. 일반적으로 속도 및 간격 모니터링과 안전 등급을 받은 모니터링 정지를 통해 안전이 보장됩니다.
• 가끔 신체 접촉 가능: 이 전략은 로봇과 사람 사이에 가끔 접촉이 발생할 수 있음을 인정하지만 로봇은 이러한 접촉의 힘과 동력을 안전한 수준으로 제한하도록 설계되었습니다. 힘과 힘 제한은 이 시나리오의 핵심 기능입니다.
• 고의적인 신체 접촉 의도: 핸드 가이딩과 같은 일부 애플리케이션에서는 로봇과 사람 간의 의도적인 신체 접촉이 필요합니다. 안전은 힘-토크 센서 및 규정 준수 조인트와 같은 로봇의 고유한 안전 기능에 의존합니다. 인간과 로봇의 협력은 산업용 협동 로봇의 안전과 인체공학에 큰 영향을 미칩니다.

7. 로봇 컨트롤러는 안전에 어떻게 기여하나요?

로봇 컨트롤러는 안전 시스템의 핵심 구성 요소입니다. 로봇 컨트롤러는 로봇의 센서를 모니터링하고 안전 관련 신호를 처리하며 로봇의 동작을 제어하는 역할을 합니다. 컨트롤러는 관련 안전 표준을 충족하도록 설계되고 인증을 받아야 합니다.

컨트롤러는 속도 및 분리 모니터링 또는 동력 및 힘 제한과 같이 선택한 안전 전략을 구현합니다. 로봇의 위치, 속도, 힘을 지속적으로 모니터링하고 사전 정의된 한계를 초과하면 안전 정지를 시작합니다. 또한 컨트롤러는 비상 정지 버튼 및 안전 라이트 커튼과 같은 안전 관련 입출력을 관리합니다. 컨트롤러는 안전을 보장하는 데 사용됩니다.

8. 협동 로봇 안전에서 센서는 어떤 역할을 하나요?

센서는 안전 시스템의 '눈과 귀'로서 로봇의 환경과 사람의 존재 여부에 대한 중요한 정보를 제공합니다. 특정 안전 전략에 따라 다양한 유형의 센서가 사용됩니다.

• 힘-토크 센서: 이러한 센서는 일반적으로 로봇의 조인트 또는 엔드 이펙터에 통합되어 적용되고 있는 힘과 토크를 측정합니다. 파워 및 힘 제한과 핸드 가이딩에 필수적입니다.
• 레이저 스캐너: 이 센서는 로봇 주변에 2차원 안전 구역을 만듭니다. 사람이나 물체가 이 영역에 들어오면 스캐너가 이를 감지하여 로봇 컨트롤러에 신호를 보냅니다.
• 비전 시스템: 카메라와 이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 작업 공간에서 사람의 존재와 위치를 감지할 수 있습니다. 이 정보는 속도 및 간격 모니터링에 사용하거나 다른 안전 기능을 트리거하는 데 사용할 수 있습니다.
• 로봇 스킨: 터치를 감지하는 데 사용되는 센서입니다.

이러한 센서는 로봇 컨트롤러에 실시간 데이터를 제공하여 잠재적 위험에 신속하게 대응하고 작업자의 안전을 보장할 수 있도록 합니다.

9. 공동 조립을 위한 구체적인 안전 절차는 무엇인가요?

기술적 안전 기능 외에도 공동 조립 작업의 안전한 운영을 위해서는 구체적인 안전 절차가 필수적입니다. 이러한 절차는 공동 작업 공간에서 일하는 모든 직원에게 명확하게 정의되고 전달되어야 합니다.

• 교육: 작업자는 로봇의 작동, 안전 기능 및 비상 절차에 대해 철저히 교육받아야 합니다.
• 작업 공간 디자인: 작업 공간은 충돌 위험을 최소화하고 로봇의 작동 영역에 대한 명확한 시각적 단서를 제공하도록 설계되어야 합니다.
• 정기 검사: 센서와 안전 장치를 포함한 로봇 시스템을 정기적으로 검사하고 유지 관리하여 올바르게 작동하는지 확인해야 합니다.
• 비상 절차: 로봇 오작동이나 충돌과 같은 비상 상황에 대응할 수 있는 명확한 절차가 마련되어 있어야 합니다.

이러한 절차는 기술적 안전 기능과 결합하여 인간과 로봇이 협업하는 환경에서 작업자를 보호하는 종합적인 안전 시스템을 구축합니다. 안전 절차는 모든 팀원이 액세스할 수 있어야 합니다. 웹사이트가 일시적으로 다운되었거나 새 웹 주소로 영구적으로 이전되었을 수 있습니다.

10. 인간-로봇 협업 시스템에서 안전의 미래는 어떻게 될까요?

인간과 로봇의 협업 분야는 끊임없이 진화하고 있으며 안전 기술도 지속적으로 발전하고 있습니다. 앞으로 몇 가지 트렌드가 나타날 것으로 예상됩니다:

• 더욱 정교해진 센서: 3D 비전 시스템 및 촉각 센서와 같은 센서 기술의 발전은 로봇의 환경에 대한 더욱 상세한 정보를 제공하여 안전성을 향상시킵니다.
• 인공 지능(AI): AI는 로봇이 사람의 움직임을 예측하고 반응하는 능력을 향상시켜 상호작용을 더욱 안전하고 직관적으로 만드는 데 사용될 수 있습니다. 머신러닝 알고리즘을 학습시켜 잠재적으로 위험한 상황을 인식하고 적절한 안전 대응을 트리거할 수 있습니다.
• 적응형 안전 시스템: 미래의 안전 시스템은 작업 공간의 변화하는 조건에 적응하여 특정 작업과 사람의 행동에 따라 실시간으로 안전 구역과 로봇 동작을 조정할 수 있습니다.
• 인간과 로봇의 상호작용이 개선되었습니다: 사용자 인터페이스와 커뮤니케이션 방법의 발전으로 인간이 로봇을 더 쉽게 이해하고 상호작용할 수 있게 되어 오해와 오류의 위험이 줄어들 것입니다.

이러한 발전은 인간과 로봇의 협업 시스템의 안전성과 효율성을 더욱 향상시켜 다양한 산업 분야에서 이 기술을 더욱 광범위하게 채택할 수 있는 길을 열어줄 것입니다.

주요 내용

• 인간과 로봇의 협업 조립은 인간과 로봇이 공유 작업 공간에서 함께 작업하는 것입니다.
• 인간과 로봇의 밀접한 상호작용에서는 충돌과 부상의 가능성이 있으므로 안전이 매우 중요합니다.
• ISO/TS 15066과 같은 주요 안전 표준은 협동 로봇의 안전에 대한 가이드라인을 제공합니다.
• 협동 로봇은 전력 및 힘 제한, 안전 등급 모니터링 정지, 속도 및 분리 모니터링과 같은 안전 기능을 사용합니다.
• 위험 평가는 잠재적 위험을 식별하고 완화하는 데 매우 중요합니다.
• 인간과 로봇의 상호 작용 수준에 따라 다양한 안전 전략이 사용됩니다.
• 로봇 컨트롤러는 안전 기능을 구현하고 센서를 모니터링하는 데 중요한 역할을 합니다.
• 힘-토크 센서, 레이저 스캐너, 비전 시스템과 같은 센서는 중요한 안전 정보를 제공합니다.
• 교육 및 작업 공간 설계를 포함한 구체적인 안전 절차는 안전한 운영을 위해 필수적입니다.
• 인간과 로봇의 협업에서 안전의 미래에는 더욱 정교한 센서, AI, 적응형 시스템, 향상된 인간과 로봇의 상호 작용이 포함됩니다.
• 안전 정보가 있는 웹사이트가 일시적으로 다운되었거나 새 웹 주소로 영구적으로 이동했을 수 있습니다. 이러한 상황에 대비해야 합니다.