협동 로봇의 구성요소

 

협동 로봇(Collaborative Robot, 코봇)은 사람과 함께 안전하게 작업할 수 있도록 설계된 로봇입니다. 산업 현장에서 별도의 안전 펜스 없이도 작동하며, 다양한 센서와 정밀한 제어 기술을 통해 인간과 협력하는 것이 특징입니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다. 

 

※ 산업용 로봇과의 차이점: 산업용 로봇은 고속·고하중의 반복 작업에, 협동 로봇은 사람과 함께하는 안전하고 유연한 작업에 최적화되어 있습니다. (사진 L: 산업용 로봇, R: 협동 로봇)

 

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협동 로봇의 주요 구성 요소

 

✅ 로봇 암(Robot Arm)은 사람의 팔처럼 여러 개의 관절로 구성된 부분으로, 일반적으로 6축 또는 7축으로 되어 있어 유연하고 정밀한 움직임이 가능합니다.

 

인간의 팔은 7축. 로봇 암은 6축이면 대부분의 작업에 충분. 7축은 사람처럼 더욱 유연한 제어가 가능. 

✅ 구동 장치(Actuator)는 각 관절을 움직이는 힘을 제공하는 장치로, 보통 서보 모터와 감속기(기어박스)로 구성됩니다. 서보 모터는 회전 위치, 속도, 토크를 정밀하게 제어할 수 있어 협동 로봇의 정확한 동작에 필수적입니다. 로봇 암의 "Joint" 모듈에 해당됩니다. 

 

✅ 엔드 이펙터(End Effector)는 로봇의 손 역할을 하며, 작업 목적에 따라 그리퍼, 흡착패드, 드릴, 납땜기, 용접기 등 다양한 형태로 교체하여 사용합니다.

✅ 센서(Sensor)는 협동 로봇의 핵심 요소 중 하나로, 힘/토크 센서, 충돌 감지 센서, 비전 센서 등이 포함됩니다. 이를 통해 사람과의 접촉을 감지하고, 외부 환경을 인식하며, 작업의 정확성을 높일 수 있습니다.

✅ 컨트롤러(Controller)는 로봇의 두뇌에 해당하는 부분으로, 센서와 구동 장치를 연결하고 전체 동작을 제어합니다. 사용자는 컨트롤러를 통해 로봇을 프로그래밍하거나, 티칭 펜던트(Teaching Pendant)를 이용해 직접 움직임을 가르칠 수 있습니다.

✅ 안전 시스템(Safety System)은 협동 로봇이 사람과 안전하게 협업할 수 있도록 돕는 장치로, 속도 제한, 힘 제한, 비상 정지, 안전 정지 기능 등이 포함됩니다. 국제 안전 규격(예: ISO 10218, ISO/TS 15066)을 충족하는 설계가 이루어집니다.

✅ 통신 인터페이스는 로봇이 외부 시스템과 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 장치입니다. PLC, 센서, HMI, 클라우드 등과 연결하기 위해 Ethernet/IP, Modbus, PROFINET 등 다양한 산업용 통신 프로토콜을 사용합니다.

✅ 이 외에도 협동 로봇에는 프레임(구조체), 케이블, 브레이크 장치, 온도 및 전류 모니터링 기능 등 다양한 보조 요소들이 포함되어 있어 정밀하고 안전한 협업이 가능하게 합니다.