일본산업뉴스요약

협동 로봇 보급 본격화
현장의 노동력 부족을 보완하는 ‘구세주’

로봇 회사들이 사람과 함께 작업 가능한 ‘협동 로봇’의 보급에 힘을 쏟고 있다. 주요 업체들은 제품 라인업을 확충하고 있다. 중소기업 등 지금까지 로봇을 다룬 적 없는 신규 이용자를 노리고 사용 편의성 향상에도 주력한다. 안전 철책을 설치하지 않고 활용 가능한 협동 로봇은 설치의 자유도가 높고, IoT와 조합시킨 다품종소량생산과의 친화성에도 우수하다. 노동력 부족을 보완하는 ‘구세주’로써 기대를 모은다.

“협동 로봇은 수 년 동안 현재의 산업용 로봇 시장에 필적하는 규모가 될 거라고 전망된다.” 스위스 ABB그룹의 페르 베가드 너스 로봇 부문 대표는 협동 로봇의 잠재 수요의 크기를 확신한다. 이러한 견해의 배경에는 협동 로봇의 도입 수월하다는 것이 있다.

예를 들어 사람과 접촉한 경우에 정지하는 등 안전 대책을 확충했기 때문에 안전 철책을 설치하지 않고 활용할 수 있게 되었다. 현장을 철책으로 나눌 필요가 없어져 사람과의 연계 및 기존의 생산 라인으로의 도입이 용이해졌다. 레이아웃도 변경하기 쉬워져 다품종소량생산 및 짧은 제품 싸이클에 대한 대응도 가능해진다.

야스카와전기의 오가와(小川) 이사는 “사람 안에서 작업 가능한 협동 로봇은 지금까지 로봇의 과제의 돌파구가 된다.”며 기대한다. 화낙은 가반질량 15kg의 협동 로봇 ‘CR-15iA’를 개발했다. 이미 전개 중인 가반질량 35kg, 7kg, 4kg의 협동 로봇의 제품 라인업을 확충했다.

라인업만이 아닌 협동 로봇의 활용도 확대한다. 와이어 컷 방전가공기 ‘로봇 컷’을 생산하는 본사공장에서는 고가반 협동 로봇 ‘CR-35iA’를 도입했다. 무거운 부품을 이 로봇으로 작업자에게 운반해 조립 작업을 지원한다. 사람과 로봇이 각자 잘하는 분야를 살려 전체의 생산성을 향상시킨다.

“로봇을 처음으로 다루는 이용자가 도입하기 쉬운 로봇을 추구했다.”(가와사키중공업의 사나다(真田) 부장) 가와사키중공업은 2015년에 협동 로봇 ‘듀아로1’을 투입했다. 기존의 생산 라인으로의 적용을 상정해 사람과 같은 두 팔로의 작업 대체가 용이하도록 팔을 두 개 채용했다. 로봇 본체와 콘트롤러를 일체화하여 대차에 태워 1명 분의 작업 공간에서도 간단하게 이동 및 설치가 가능하게 만들었다.

또한 산업용 로봇에서는 6축 수직다관절이 주류인 가운데 한 팔이 4축인 수평다관절(스카라)을 채용했다. 축 수가 증가하면 작업의 폭이 확대되지만 조작하기에 복잡해지는 것을 배려해 신규 이용자라도 도입하기 쉬운 설계를 도입했다.

이 전략의 연장선상에 있는 것이 2018년 봄에 투입하는 ‘듀아로2’이다. 스카라인 것은 같지만 세로 방향으로 움직이는 암(팔)의 범위를 기존 대비 약 3.6배인 550mm로 확대했다. 깊이가 있는 박스에도 상자를 넣을 수 있도록 만들었다. 기존 대비 더욱 복잡한 포장작업으로의 적용을 요구하는 이용자의 의견을 받아 저가모델이라고도 할 수 있는 듀아로1에서 기능을 추가했다.

야스카와전기는 2018년 봄에 이동이 용이한 협동 로봇 ‘MOTOMAN-HC10DT 핸드 캐리 타입’을 투입한다. 목적 장소에서 대차를 고정시킬 수 있다. 안전 센서도 탑재해 주위 360도 안에 사람의 침입을 감시한다. 사람이 없는 경우에는 통상의 로봇과 동등한 고속동작이 가능하며 사람의 접근을 감지한 경우에 안전동작으로 전환하는 기능도 갖추고 있다.

중소기업에서는 다품종소량 및 노동력이 필요한 작업도 많고 대기업과 비교해 로봇의 도입이 추진되지 않았다. 생산량의 변동에도 대응 가능한 협동 로봇은 숙련기술자의 보조 역할로써 활용하는 등 다양한 사용 방법이 기대된다. 한편 로봇의 조작에는 동작을 지시하는 프로그래밍 등의 전문지식이 필요해 전문 기술자를 배치하는 것이 어려운 중소기업에서는 복잡한 조작이 로봇 도입을 꺼리는 요인이 되고 있었다.

이러한 상황을 타개하기 위해 업체들이 대책에 나선다. 야스카와전기는 미국의 개발부문 주도로 협동 로봇의 동작을 터치패널로 가르칠 수 있는 조작 시스템을 개발한다. 동작범위 등을 지시하는 조작 버튼을 없애고 전면액정화면을 채용했다. 프로그래밍 언어도 약어가 아닌 알기 쉬운 표현을 도입한다.

야스카와전기가 해외에서 로봇의 기본 성능을 개발하는 것은 처음이다. 2018년 봄 투입을 목표로 IT 관련 기술자 및 네트워크가 충실한 미국에서 로봇의 사용 편의성을 갈고 닦는다.

후지코시는 2018년 안에 협동 로봇 ‘CZ10’의 투입을 예정하고 있다. 암을 직접 움직이면서 목적의 동작을 가르치는 다이렉트 티칭 기능을 탑재한다. 예를 들어 선반에 있는 부품을 들고 운송하는 경우에 목적 위치로 암을 고정해 각도를 맞추는 등 정밀한 작업을 가능하게 만들었다.

프로그래밍에서는 암의 이동 및 잡는 등의 동작을 가르치는 프로그램을 하나의 덩어리로 터치패널에 표시한다. 이용자는 손가락으로 덩어리를 움직이면서 블록을 조립하는 것처럼 감각적으로 프로그램을 짤 수 있도록 했다.

후지코시의 구자키(国崎) 연구원은 “누가 봐도 사용하고 싶어지는 유저 인터페이스가 중요해진다.”라고 하며 개발단계인 이 프로그래밍 기능에 힘을 쏟는다.

한편 가와사키중공업과 ABB는 협동 로봇의 조작 시스템의 공동개발에 나선다. 프로그래밍 및 조작화면 등의 인터페이스를 공통화하여 이용자가 하나의 조작계로 어느 쪽의 로봇이라도 다룰 수 있도록 한다. 가와사키중공업의 하시모토(橋本) 상무는 지금까지 로봇을 도입한 적이 없는 “중소기업 관계자 분들도 사용할 수 있도록 하는 것이 하나의 커다란 목표”라고 하며 빠르면 2년 후에 성과를 내고 싶다는 전망을 보인다

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