[FA저널 SAMRT FACTORY 박규찬 기자] 일반적으로 제조 산업 현장에서 사용되는 로봇은 로봇 근처에서 함께 일하는 작업자들을 안전하게 보호하고자 펜스 안에 있다. 현존하는 많은 핸들링 전문가에 따르면, 이러한 추세는 점차 변하고 있으며 몇 년 안에 인간과 로봇의 직접적인 협업은 자동화 생산에 있어 꼭 필요한 구성요소가 될 것임을 예견하고 있다. 

슝크 협업용 그리퍼는 협동로봇에 필요한 도움을 준다. [사진=슝크]

그리핑 시스템과 클램핑 기술의 선도주자 슝크(SCHUNK)는 공동작업과 생산현장을 위해 잘 ‘길들여질 수 있는’ 그리퍼에 주력하고 있다. 관련된 전문가들은 머신 툴의 로딩과 언로딩과 같은 반복 작업을 점차 이러한 협업 시스템이 이어서 담당하게 될 것이라 예상하고 있다. 

작업자들은 주로 일부 기계들의 관리, 예를 들면 원자재나 마감 처리된 제품을 위한 기계 관리를 하고 협업 로봇이 이제 로딩 작업을 이어받아 하고 있다. 로봇과 보호 펜스의 기존 자동 솔루션들과 대조해 머신 툴은 협동 공정 중에도 자유롭게 접근할 수 있다. 협업 시스템의 또 다른 애플리케이션 영역은 건강을 위협할 수 있는 알루미늄 캐스트의 X-선 검사와 같은 분야 핸들링이 가능하다. X-선 머신 방사선 범위 내 직접적인 핸들링은 컴포넌트가 개별적인 기존 공정과 마무리를 위해 작업자에게 전달되기 전에 협업용 그리퍼가 이어서 할 수 있다. 

슝크에 따르면, 공정을 세분화하고 인간과 로봇이 분업을 하는 것은 점차 자연스러운 일이 될 것이다. 특히, 완전 자동화가 시행되기 힘든 곳이나 금전적인 이유로 경제적인 구성을 해야 하는 경우에 적용될 수 있다. 이 애플리케이션은 완전 자동화가 되기에는 생산수량이 적고, 수동적인 업무가 광범위하게 이루어지는 경우는 다소 적용이 우려된다. 

반대 상황도 마찬가지다. 협업 솔루션은 아래와 같은 상황에서 결정적인 이점이 있다. 우선생산성 향상되며 높은 수준의 유연성을 달성하고 작업자의 업무강도를 줄여준다. 더욱이 생산현장에서의 작업자의 부상 위험을 줄여주고 작업자의 상태로부터 독립적인 재생산 공정으로 지속적인 질을 유지할 수 있도록 한다.

규정을 준수하면서 슝크는 협업용 그리퍼에 중점적인 3가지 요소를 규정했다. 첫째, 그리퍼는 결코 파지 공정 중에 부상을 유발해서는 안 된다. 둘째, 그리퍼는 반드시 작업자와의 접촉을 인지해야 한다. 셋째, 그리퍼는 절대 파지한 공작물을 놓쳐서는 안 된다. 

LED 패널을 통해서 슝크 협업용 그리퍼는 계속해 작업자에게 현재 상태를 알릴 수 있다. [사진=슝크]

애플리케이션에 따라 혁신적인 가족경영기업 슝크는 다른 기술과 컴포넌트를 이러한 목적으로 사용하며 협업용 그리퍼의 기본 버전은 파지력의 제한을 포함하고 있다. 위험상황에서 발휘될 수 있는 파지력의 제한을 포함하고 있으며 그 제한은 140N이다. 뿐만 아니라, 협업용 호환 디자인은 둥근 모서리와 외관으로 부상의 위험을 최소화하고 있다.  

더욱이 미래에는 추가 다른 장치에서도 슝크 협업용 그리퍼를 장착하는 것이 가능해 보인다. 안전한 드라이브가 긴급정지 시에도 하중이 무거운 파트를 안정적으로 파지하도록 보장한다. 주변 상황을 감지하는 센서는 영구적으로 그리퍼의 주변을 제어하며 지능형 소프트웨어는 센서의 신호를 평가하고 작동될 수 있도록 한다. 산업용 로봇의 DIN EN ISO 10218 안전 지침이 슝크 협업용 제품 시리즈의 기반이 되며 미래의 DIN EN ISO 20218 측면까지 도입하는데 고려중에 있다. 뿐만 아니라 SCHUNK SVH 5 핑거 핸드는 이미 German Social Accident Insurance로부터 인증을 받아 협동 작업용으로 적합하다는 승인을 받았다. 

협업용 그리퍼 JL1은 작업자와 직접적으로 상호반응하고 소통하는 전 세계 첫 협업용 그리퍼로서 미래에 무엇이 가능한지를 보여주는 그리퍼다. 협업용 그리퍼는 제품의 혁신적인 기능과 디자인으로 Hermes Award를 수상하기도 했다. 내장된 센서와 지능적인 부분이 완벽하게 그리퍼에 통합돼 파지된 컴포넌트와 주위 상황에 대한 정보를 영구적으로 수집하고 공정을 위해 작동하고 상황에 따라 반응할 수 있다. 

평행파지와 각도 파지가 가능한 혁신적인 작동원리는 파지될 두 있는 제품의 다양성을 더욱 자유롭게 하며 핸들링을 상호적으로 가능하게 한다. 핑거에 내장돼 있는 촉각 센서는 안정적인 파지를 주시하고 섬세한 컴포넌트가 파손되지 않도록 한다. 특별히 개발된 파지 전략으로 인해 섬세한 그리퍼는 컴포넌트가 혹은 작업자의 손으로 파지됐는 지와 상관없이 실시간으로 행동을 변화해 적용한다. 특히 터치 스크린과 내장된 LED 패널이 작업자와 소통하며 즉각적인 상호작용을 할 수 있도록 한다. 즉, OPC UA 인터페이스로 그리퍼는 로봇과 상위 제어 유닛과 커뮤니케이션을 할 수 있다. 

[박규찬 기자 (editor@infothe.com)]

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