Mobility

산업용로봇이라고 하면 정해진 위치에 설치되어 일정한 패턴의 동작을 반복하여 움직이는 모습을 상상하기 쉬울 것입니다. 특정한 위치에 고정되어 있기 때문에 로봇의 작업영역은 제한되기 마련이죠. 만약, 로봇이 기동성(mobility)을 갖춘다면 어떨까요? 작업범위가 넓어지고, 경우에 따라서는 로봇 한대로 여러 가지 일을 수행할 수도 있지 않을까요?

Mount on linear track

사실 산업현장에서 LT(linear track) 위에 로봇암을 설치한 시스템은 전혀 새로운 어플리케이션이 아닙니다. 단지 자유도 하나 늘어난 것이지만 이를 통해 로봇이 도달할 수 있는 범위가 크게 확장되며 활용도가 늘어납니다. 시스템 통합(integration) 난이도 측면에서도 서보모터 하나 추가하는 것이므로 크게 어려운 기술은 아닙니다.

Industrial robots on linear track (출처: KL 2000, KUKA)

Mount on AGV

LT를 이용하면 로봇의 동작범위가 넓어지지만 고정된 라인을 벗어나지 못하는 한계가 있습니다. 최근에는 AGV(automated guided vehicle)에 로봇을 마운팅한 어플리케이션이 산업현장에 등장하였습니다.

Industrial robot on AGV (출처: iO-5, CASTEC)

AGV는 2차원 평면에서 자유롭게 이동할 수 있는 모바일 로봇이며, 산업현장에서 물건을 이송하는데 사용되어 왔습니다. 최근에 협동로봇 등 무게가 가벼운 로봇암이 등장하면서 AGV에 마운팅하여 사용하는 사례가 등장하였습니다. 로봇암을 통해 물건을 집고 AGV를 통해 이동한 다음 다시 로봇암이 물건을 내려놓음으로써 자동 물류 이송 작업을 수행할 수 있습니다. 대만의 CASTEC 이라는 업체는 Omron Adept 의 AGV 위에 Universal Robots 로봇암을 마운팅한 i-Operator라는 제품을 선보였습니다. 이 외에도 각종 전시회에서는 덴마크의 MiR^[각주:1], 일본의 Nidec^[각주:2] 등 다양한 AGV에 로봇암을 마운팅한 어플리케이션을 찾아보실 수 있으며 앞으로 이러한 제품이 더 많이 등장할 것으로 판단됩니다.

AGV는 inertial (gyroscopic) navigation 혹은 vision guidance 시스템을 통해 자기 위치를 파악하고 목표위치로 이동합니다.^[각주:3] 아무래도 이동형 로봇이다보니 산업용 로봇과 비교하여 위치정밀도 부족하기 마련입니다. 그래서 AGV 이동 후 로봇암이 작업을 하기 전, 비전 시스템 이용하여 위치를 보정하는 것이 일반적입니다.

로봇암을 마운팅한 AGV는 이동형 로봇 시스템이므로 안전펜스를 설치하는 것이 불가능합니다. AGV의 레이저 센서를 통해 장애물을 회피함으로써 충돌을 방지하고, 협동로봇의 힘 및 동력 제한기능을 통해 충돌 시 사람의 안전을 확보합니다.

Mount on drones

이동범위가 가장 넓은 로봇은 단연 드론(drone)일 것입니다. 공간을 자유롭게 움직일 수 있는 드론은 우리 주변에서 레저용이나 촬영용으로 사용합니다. 하지만 송전탑을 포함한 위험시설을 점검하거나^[각주:4] 물건을 나르는^[각주:5] 등 다양한 용도로 사용될 수 있습니다. 만약, 로봇암을 드론에 마운팅하면 어떨까요? 

Drone with robotic arm (출처: PD6B-AW-ARM, PRODRONE)

아직까지는 로봇암을 장착한 드론이 어떤 어플리케이션에 사용될 수 있는지 사례가 부족하지만 로봇암을 장착함으로써 작업성이 증대되는 것은 분명합니다. 서울대학교의 지능제어시스템 연구실에서는 드론에 매니퓰레이터를 장착하여 물건을 옮기는 등의 연구를 수행하고 있으며^[각주:6], 일본의 PRODRONE 에서는 두 개의 로봇암을 장착한 드론을 출시한 바 있습니다. 

로봇암이 더 가벼워지고 드론의 성능이 개선된다면 언젠가 산업용 로봇암을 장착한 드론이 공장에서 작업하게 될 수도 있지 않을까요?

1. https://www.youtube.com/watch?v=4hMA0p3IE5g [본문으로]
2. https://www.youtube.com/watch?v=lK_Xpxs2sNw [본문으로]
3. 참고 - https://en.wikipedia.org/wiki/Automated_guided_vehicle [본문으로]
4. http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=10004 [본문으로]
5. https://www.anadronestarting.com/%EC%95%84%EB%A7%88%EC%A1%B4-%ED%94%84%EB%9D%BC%EC%9E%84%EC%97%90%EC%96%B4-%EB%93%9C%EB%A1%A0-%EB%B0%B0%EC%86%A1/ [본문으로]
6. http://icsl.snu.ac.kr/index.php/research/ [본문으로]