협동로봇의 구성과 원리, 그리고 정의: 산업용 로봇과 무엇이 다를까?

어릴 때 아는 태권브이
그리고 휴머노이드 로봇 등
로봇은 참 다양합니다
로봇이라는 것의 정의를 어디까지 둬야 할까요?
그리고 우리가 지향하는 로봇은 왜 사람의 형태일까요?
그리고 협동로봇은 무엇일까요?

처음 저도 이 업계에 발을 들이면서 협동로봇에 대해 자세히 몰랐던 것 같아요
다축관절로봇 흔히 말하는 산업로봇과 많이 혼동이 있었는데요
오늘은 협동로봇의 정의와 원리에 대해 포스팅 해 보겠습니다!

🤖 협동로봇이란 무엇인가요?

**협동로봇(Co-bot)**은 ‘사람과 함께 일하도록 설계된 로봇’을 뜻합니다.
전통적인 산업용 로봇이 사람과 분리된 공간에서 동작한다면,
협동로봇은 작업자와 같은 공간에서, 함께 협업하는 것이 핵심이에요.

예를 들어, 한 작업자가 조립 부품을 위치에 맞춰 놓으면
옆에서 협동로봇이 나사를 조이고, 다른 공정을 이어받는 방식으로 말이죠.

이런 특징 덕분에 협동로봇은 중소 제조업, 연구소, 물류창고, 병원 등
보다 유연하고 좁은 공간에서도 안전하게 사용될 수 있습니다.


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🔩 협동로봇의 기본 구성 요소

협동로봇도 기본적으로는 기계장치입니다. 하지만 사람과 협업하기 위한 특별한 구성을 갖고 있어요.

📌 1. 로봇 암(Arm)

사람의 팔처럼 관절이 여러 개로 이루어져 있으며, 물체를 집거나 위치를 이동하는 역할을 합니다.

보통 4~6축(또는 그 이상)의 자유도를 갖고 있어 정교한 동작이 가능하죠.

📌 2. 컨트롤러

로봇의 ‘두뇌’ 역할.

사용자가 지정한 경로, 속도, 힘 등을 계산하고 제어합니다.


📌 3. 센서 시스템

협동로봇이 산업용 로봇과 가장 다른 부분입니다.

힘 센서, 토크 센서, 비전 센서 등을 통해 사람의 존재를 인식하고 충돌을 감지해 즉시 멈추는 기능이 있어요.


📌 4. 엔드이펙터(End-Effector)

말단 장치, 즉 로봇 팔 끝에 붙는 툴입니다.

진공 그리퍼, 나사 체결기, 솔더링 툴 등 작업에 따라 다양하게 교체 가능합니다.



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🔬 협동로봇의 작동 원리

협동로봇은 사용자의 명령을 기반으로 ‘경로’, ‘힘’, ‘속도’를 계산하여 움직입니다.
하지만 여기서 중요한 건 ‘안전한 협업’을 위한 제어 알고리즘입니다.

충돌 감지: 센서를 통해 사람이 가까이 오거나 충돌이 감지되면 즉시 작동 중지

속도/힘 제한: 작동 시 과도한 속도나 힘이 발생하지 않도록 제어

가르치기 모드(Teach Mode): 사람 손으로 직접 로봇을 움직이며 작업 경로를 지정 가능

이런 원리 덕분에 협동로봇은 단순한 자동화를 넘어서
‘함께 일하는 동료’에 가까운 존재로 받아들여지고 있습니다.

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⚙️ 산업용 로봇과 협동로봇, 뭐가 다를까?

구분	산업용 로봇	협동 로봇
설치 위치	울타리 안, 격리 구역	작업자와 같은 공간
안전 장치	외부 차단 장치 필수	내장형 센서 및 자동 정지 기능
속도/파워	빠르고 강함	느리고 안전함
유연성	고정된 작업 위주	다양한 공정 유연하게 대응
프로그래밍	전문가용, 복잡함	비교적 쉬운 인터페이스

 

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🧾 협동로봇과 산업안전보건법, 꼭 알아야 할 기준

사람과 함께 일하는 협동로봇은 무엇보다도 안전이 생명입니다.
그래서 법적으로도 협동로봇을 다룰 때는 기존 산업용 로봇과 구분된 기준을 적용하고 있어요.

2020년 이후 대한민국에서는 협동로봇에 대해 산업안전보건법 제32조 및 관련 고시에 따라
아래와 같은 안전조치 의무가 명시되어 있습니다.

✅ 핵심 요약: 사업주의 안전조치 의무

1. 로봇과 작업자의 협업 구간을 명확히 정의할 것
2. 비상 정지 장치 및 속도/토크 제한 기능을 설치할 것
3. 협동로봇 사용 전, 위험성 평가 실시 및 교육 이수 필수
4. 작업 중 로봇 이상 작동 시 즉시 정지 시스템 구축

이러한 기준은 단순히 ‘로봇이 안전해야 한다’는 수준을 넘어
작업 환경, 작업자, 사용 목적에 따라 달리 평가되어야 한다는 원칙을 담고 있습니다.

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🛡️ 협동로봇의 안전 인증, 어떤 걸 받아야 하나?

협동로봇은 국내 기준뿐 아니라 국제 안전 기준도 적용받습니다.
대표적인 인증은 다음과 같습니다:

인증설명

ISO 10218-1, 2	산업용 로봇의 기본 안전 요구사항
ISO/TS 15066	협동작업에 특화된 국제 기술사양, 협동로봇 필수
KCs (Korean Certification Safety)	국내 사용을 위한 제품 안전 인증
CE 인증	유럽 시장 수출 시 필수, 전기적 안전·기계적 안정성 포함

 

안전 인증은 도입 전 사전 검토 대상이며,
실제 작업 현장에 설치 후에는 설치 적합성 평가와 작업자 교육 이수도 반드시 함께 진행해야 합니다.

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🏭 협동로봇이 실제로 사용되는 산업군은?

협동로봇은 특정 산업에 국한되지 않고, 점점 다양한 분야로 확장되고 있습니다.

1. 전자·반도체 제조업

• 정밀 조립, 납땜, 레이저 마킹 등
• 작업 환경이 깨끗하고 정교해야 해서 협동로봇이 적합

2. 자동차 부품 산업

• 볼트 체결, 품질 검사, 단순 반복 작업
• 무거운 산업용 로봇 대신 안전하고 유연한 작업이 가능

3. 식음료 및 포장

• 박스 포장, 라벨 부착, 적재 등
• 사람 손이 닿기 어려운 반복 업무에 투입

4. 물류 및 창고 자동화

• 픽앤플레이스, 제품 분류, 이송 자동화
• 좁은 공간에서도 협업 가능

5. 의료 및 교육 분야

• 수술 보조, 재활 훈련, 로봇 코딩 실습용 등
• 사람 중심 환경에서도 사용할 수 있는 유일한 로봇

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✍️ 마무리하며

이제 협동로봇은 단순한 자동화 장비를 넘어서
‘사람과 함께 일하는 존재’로 법과 윤리 안에서 움직이는 로봇으로 진화하고 있습니다.

협동로봇을 제대로 이해하려면 기술만 보지 말고,
안전, 법제도, 실제 현장 적용까지 함께 살펴보는 시각이 필요합니다.

여러분의 현장에 협동로봇을 도입하려 한다면,
이 글이 기준이 되는 정리 가이드가 되었길 바랍니다.