"협동로봇 충돌 안전 계산하고 써야죠"
산업용 다관절 로봇 가운데 사람과 가까운 곳에서 작업한다는 '협동로봇'이라는 개념이 로봇 업계 관심사다. 다만 협동로봇이라는 범주는 업계 편의로 정한 것일 뿐이다. 특정한 안전 기준을 충족하지 않으면 다른 로봇 팔들과 같은 위험성을 수반한다. 예전까지는 산업용 로봇을 안전하게 쓰는 방법으로 가장 먼저 울타리를 떠올렸다. 여기서 한 발 나아가 센서를 활용하기도 했다. 사람이 일정 구역에 다가갔을 때 로봇이 자동으로 멈추게 하는 원리다. 위의 두 수단은 충돌 위험도와 무관하게 위험 상황이 발생할 확률 자체를 원천 차단하는 방식이었다. 공간 여유가 충분한 산업 현장이라면 울타리 설치가 안전을 위한 최선의 방법일 수 있지만, 소규모 사업장이나 공장 밖 일상이라면 얘기가 다르다. 번잡한 울타리를 설치하는 것보다 '충돌해도 안전한 로봇'을 만드는 문제에 대해 고민해야 한다. ■ 협동로봇 울타리 없애는 'PFL' 협동로봇을 포함한 모든 산업용 로봇은 '산업안전보건기준에 관한 규칙'을 따른다. 이 가운데 운전 중 위험 방지(제223조)를 위해서는 안전매트와 높이 1.8미터 이상의 울타리를 설치하도록 규정하고 있다. 다만 2016년부터는 특정 안전기준에 부합하는 경우 울타리 설치를 면제해주기 시작했다. 울타리 없이 로봇과 협동 작업을 하는 경우 한국산업표준(KS) 혹은 국제기준에 부합하는 충돌방지조치가 필요하다. 국제기준은 이런 운전 방식을 ▲속도 및 위치 감시(SSM) ▲핸드가이딩컨트롤(HGC) ▲동력·힘 제한 모드(PFL)로 구분하고 있다. SSM은 작업자가 일정 거리로 접근할 때 로봇 속도를 자동으로 줄이거나 멈추는 보호 조치를 의미한다. HGC는 작업자가 로봇 몸체를 직접 손으로 붙잡고 움직이며 작업하는 경우를 뜻한다. PFL은 사람이 로봇에 충돌해도 상해를 가하지 않도록 제한된 힘으로 움직이도록 제한하는 기능이다. 특히 PFL 모드는 로봇 근처에 사람이 다가와도 정지하지 않아도 되기 때문에 안전하게 협동 작업이 가능하며 생산성을 높일 수 있는 방식으로 주목받고 있다. 이 충돌 안전성을 검증하는 방식에 대한 연구도 활발하다. 안전 기준을 지키면서 어느 정도의 속도까지 로봇을 빠르게 작동할 수 있는지가 관건이다. 충돌 안전성은 실험이나 시뮬레이션으로 계산 가능하다. 실험은 로봇 설치 이후 측정이 가능한 반면 시뮬레이션은 로봇 설치 전에도 다양한 충돌 시나리오에 대해 안전성을 예측할 수 있다. ■ 세이프틱스, 전국서 협동로봇 안전 세미나 개최 세이프틱스는 로봇의 충돌 안전을 분석하는 기술 기업이다. 기계공학 박사인 신헌섭 대표가 경희대 로봇공학연구실에서 스핀오프해 2020년 창업했다. 회사는 협동로봇 안전지능(AI) 기술에 특화된 시뮬레이션 기술을 확보하는 중이다. 세이프틱스는 지난해 11월 협동로봇 안전 분석·설계 솔루션 '세이프티디자이너'를 출시하고 상당수 수요처에 이 기능을 도입한 바 있다. 기자는 지난 5일 서울 금천구 G밸리 기업시민청에서 열린 '세이프틱스 협동로봇 표준·규제 세미나'에 참가해 프로그램을 써봤다. 이날 행사에서는 홍승택 한국로봇산업협회 팀장이 연사로 나서 로봇 자동화 안전성 검증이 필요한 배경에 대해 발표했다. 김휘연·임정호 세이프틱스 팀장은 세이프틱스 솔루션을 소개하고 참가자들이 직접 프로그램을 이용해볼 수 있도록 도왔다. 세이프티디자이너는 협동로봇이 움직이는 순간마다 발생하는 힘과 압력을 예측한다. 협동로봇 도입 검토·공정 설계 과정에서 PFL 협동모드 기준 충족 여부를 분석해 충돌안전계산서로 제공한다. 기준 내에서 최적 속도를 추천해 생산성도 높일 수 있다. 또한 세이프티디자이너가 제공하는 충돌안전계산서로 협동로봇 설치 작업자 안전인증을 획득할 수 있다. 국내에서 협동로봇 안전 인증을 획득할 수 있는 안전계산서는 세이프틱스가 유일하다. 세이프틱스는 이번 행사를 시작으로 오는 21일까지 전국 각지에서 같은 주제로 협동로봇 안전에 대해 소개할 예정이다. 6일 안산, 7일 수원, 12일 화성, 13일 아산, 14일 대전, 19일 대구, 20일 창원, 21일 부산에서 세미나가 열린다.
