협동로봇 정의

협동로봇(Collaborative robot, Cobot)은 자동화가 어려운 고난도 가공, 조립 공정을 로봇으로 대체하거나 작업자와 협업을 통해 생산성을 향상하는 로봇입니다.

인간과 직접적인 상호작용을 한다는 점이 일반 로봇과의 차이점입니다.

복잡한 프로그래밍이 없이도 로봇에게 작업을 명령할 수 있습니다.

협동로봇은 다양한 산업 분야에서 수요가 커지고 있습니다.

협동로봇 필요성

인간과 함꼐 협력이 가능한 협동로봇은 불완전한 환경에서도 유연하게 접목할 수 있기에 다양한 산업군에서 수요가 증가하고 있습니다.

• 기존 산업용 로봇과 달리 설치 공간의 제약이 없기에 공간 절감이 가능합니다.
• 배용, 생산성, 유연성 관점에서 산업 효율성을 증대시킬 수 있습니다.

협동로봇은 위험한 작업을 대신하고 작업자를 보호하고 생산성 향상에 기여합니다.

고령화, 4차 산업혁명의 대두라는 사회적 트렌드에 맞춰서 인간과 기계의 융합과 협력이 강조되고 있기에 필요성이 증대됩니다.

협동로봇 가치사슬

후방산업 : 모터, 스마트액추에이터, 감속기, 센서, 구동, 모션제어, 통신제어, 시스템설계, 공압, 비전, 인식, 소프트웨어, 소재, 제품디자인

전방산업 : 자동차, 조선, 전자, 금속 및 기계, 식품 및 음료, 가구 및 비품, 플라스틱 및 폴리머, 제약 및 화학, 농수산 산업 등

협동로봇의 분류

협동 방식별 분류

• Safety-rated Monitored Stop : 작업영역에 사람이 없을 때만 작동하는 로봇
• Hand guiding : 사람이 수작업 장치를 사용하여 이용하는 로봇
• Speed&Separation Monitoring : 로봇과 사람 사이의 거리를 모니터링하며, 안전거리를 확보하여 작업하는 로봇
• Power &force Limiting : 일정 값의 동력 또는 힘이 감지되면 로봇이 즉각 작동을 멈춤으로써 사람의 상해를 방지하는 로봇

협동로봇 산업분석

✔️협동로봇은 다양한 산업 환경에 맞춰 유연하게 작업자를 도울 수 있으며 로봇을 사용한 작업자는 생산성과 안전을 보장 받습니다.

공장과 창고에서 인공지능과 빅데이터 도입이 활발해지면서 대다수의 공정에서 협동 로봇이 대규모로 활용될 가능성이 큽니다.

또한 스마트 공장 전환 추세로 협동로봇이 큰 관심을 받을 수 있습니다.

글로벌 제조기업들이 자동화 영역이 확대되고 있으며, 이를 통해 생산성이 향상되고 있습니다.

✔️국내 중소기업은 협동 로봇 시장을 선점하기 위해 적극적인 투자와 핵심 기술을 선도화 하고 있습니다.

세계적으로는 Universal Robot, Rethink Robotics 등에서 실험적으로 만든 협동 로봇이 KUKA, YASKAWA, FANUC 등 대부분의 로봇 제조사들과 경쟁을 하고 있습니다.

기존의 협동로봇과 차별화를 통한 전략적 기술 개발 접근이 필요하고, 이 기술은 변화하는 작업 환경에 대응할 수 있어야 합니다.

✔️국내외 협동 로봇 관련 산업 정책은 인간-로봇 공존과 생산성, 만족도 향상을 높이는 방향으로 진행되고 있습니다.

협동로봇 시장분석

협동로봇 세계시장은 2019년 5억 8400만 달러에서 2025년 50억 7400만 달러로 10배이상 확장될 전망입니다.

산업용 로봇은 중국, 미국, 일본, 한국, 독일 등 5개국이 세계시장의 74%를 차지하고 있습니다.

한국에서는 2019년 482억원에서 2025년 4,191억원으로 성장할 것으로 전망됩니다.

협동로봇 기술개발 동향

협동로봇 기술개발 이슈

✔️협동로봇을 둘러싼 인공지능, 빅데이터 등 첨단기술이 빠르게 발전하여 협동로봇 상용화를 가속하고 있습니다.

협동로봇에 인공지능을 접목하여 다양한 작업환경에서 적용이 가능합니다. 또한 3D프린팅 기술을 통해 생산의 리드타임을 단축할 수 있습니다.

✔️협동로봇 기술을 통한 작업 현장의 효율성과 유연성이 증대됩니다.

협동로봇의 핵심 기술 및 기본성능은 사물인터넷, 빅데이터, 센서/인지, 액추에이터 기술 분야의 융합을 통해 Pick&Place / Machine TEnding / 조립(Assembly) / 적재(Palletizing) / 포장(Packing) 과 같은 기능을 안전하게 구현하는 것입니다.

안전한 인간-로봇 협동 작업을 지원하고, 쉽고 편리한 사용을 위한 직관적인 교시 기술을 발전시키고 있습니다.

✔️협동로봇은 작업자의 행동과 습관을 바탕으로 적응하는 방향으로 기술이 발전됩니다.

적응적 사고를 제어하고, 사람과 유사한 양팔 로봇 기술을 개발해야하고, 협업로봇용 전자-유압 액추에이터 기술을 개발하고 있습니다.

협동 로봇 해외 주요국가 발전동향

미국은 Rethink Robotics, Precise Automation, Aubo등이 있습니다. 해당 업체들이 출시한 로봇은 미국 내 제조업 활성화에 적극적으로 기여하고 있습니다.

독일은 KUKA AG, Franka Emika 등의 기업이 있습니다. 특히 Franka Emika에서는 가격경쟁력이 뛰어나며, 7개의 축과 관절에 걸리는 힘을 실시간으로 감지하며 섬세한 작업이 가능합니다.

일본은 FANUC, Yaskawa 등의 기업이 협동로봇의 발전을 이루고 있습니다.

협동로봇 대한민국 발전동향

현대로보틱스, 한화정밀기계, 두산로보틱스, 뉴로메카의 기업들이 있습니다. 2019년 두산 로보틱스는 신형 협동로봇 A시리즈를 발표하고 2020년부터 판매하기 시작했습니다.

아직 유니버설 로봇이나 화낙등에 비해서 기술적으로 뒤쳐져 있는 현실입니다.

최근 두산로보틱스의 IPO를 볼때 공격적으로 협동 로봇시장에 진출하기 위한 노력이 보입니다. 큰 발전을 보여주면 좋겠습니다.

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