EVST 편집팀 작성 · 최종 업데이트: 2026년 6월 10일
협동 로봇(코봇)은 안전 펜스 없이 사람 옆에서 작업할 수 있도록 설계된 경량 산업용 로봇 팔입니다. 이는 각 관절에 장착된 토크 센서가 접촉을 감지하여 충돌로 인한 부상을 방지하기 위해 로봇 팔을 멈추거나 수축시키는 힘 및 동력 제한 기능을 통해 가능합니다. ISO/TS 15066은 사람과 로봇이 작업할 수 있는 거리를 규정하는 네 가지 협업 모드를 정의합니다. 2026년 기준 코봇의 최대 적재량은 3kg에서 30kg 사이이며, 작업 반경은 약 600mm에서 1,800mm에 이릅니다.
협동 로봇이란 무엇이며, 일반 로봇과 어떤 점이 다른가?
'협업'이라는 단어는 로봇의 기계적 설계 범주가 아니라 안전 기능을 설명하는 용어입니다. 협동 로봇은 여전히 서보 모터, 기어박스, 그리고 각 관절에 엔코더가 장착된 6축 관절 로봇 팔입니다. 협동 로봇이라는 명칭은 사람과 안전하게 작업 공간을 공유할 수 있도록 하는 추가적인 센싱 및 제어 기능과 부상 위험을 줄이도록 설계된 기계적 구조(둥근 표면, 낮은 이동 질량, 끼임 방지, 속도 제한 등)에서 비롯됩니다.
일반적인 산업용 로봇은 안전 셀 내부에서 속도, 적재 용량 및 반복성을 위해 설계되었습니다. 작동 중에는 작업 공간 내에 사람이 없다는 것을 전제로 합니다. 협동 로봇(코봇)은 최고 속도와 적재 용량을 희생하는 대신 공유 공간에서 작동할 수 있는 능력을 갖춥니다. 그 결과, 구축 경제성이 달라집니다. 코봇 셀은 일반적으로 울타리, 광전식 차단막, 그리고 울타리가 있는 산업용 셀에 필요한 추가 공간을 확보할 수 있으며, 이는 중소 제조업체에게 코봇의 주요 이점입니다. 다양한 코봇 유형과 선택 방법에 대한 자세한 내용은 당사 자료를 참조하십시오. 협동 로봇의 종류, 선택 및 활용에 대한 완벽 가이드이 기사는 그 기저에 깔린 안전 메커니즘에 대한 더 심층적인 분석을 통해 이를 보완합니다.
국제로봇연맹(IFRO)의 2025년 세계 로봇 보고서에 따르면, 협동 로봇은 전체 산업용 로봇 설치량에서 여전히 소수를 차지하지만, 단위 성장률 측면에서는 가장 빠르게 성장하는 분야로 남아 있습니다. 이러한 성장은 부품 무게가 가볍고 인간과 로봇의 근접성이 작업에 유용한 전자 조립, 기계 조작 및 포장 분야에 집중되어 있습니다.
협동 로봇의 작동 원리: 안전 메커니즘
협동 로봇의 핵심 기술은 접촉력을 감지하고 제한하는 방식입니다. 2026년에는 세 가지 접근 방식이 주를 이루며, 대부분의 양산형 협동 로봇은 두 가지 이상의 방식을 결합합니다.
관절 토크 감지
각 관절에는 토크 센서가 장착되어 있거나, 제어기가 모터 전류로부터 관절 토크를 추정합니다. 정상적인 동작 중에는 제어기가 프로그래밍된 속도와 경로에 대한 예상 토크 프로파일을 알고 있습니다. 측정된 토크가 임계값을 초과하면 제어기는 이를 예상치 못한 외부 힘, 즉 충돌로 간주하고 보호 정지를 작동시킵니다. 접촉부터 정지까지의 반응 시간은 수 밀리초 단위이며, 이 때문에 접촉력이 부상 임계값 이하로 유지됩니다.
파워 및 힘 제한(PFL)
파워 앤 포스 리미팅(PFL)은 가장 일반적인 협업 방식입니다. 로봇은 최악의 접촉 상황에서도 전달되는 힘과 압력이 해당 신체 부위에 대한 ISO/TS 15066 부록 A의 생체역학적 한계를 넘지 않도록 설계 및 구성됩니다. 이는 낮은 이동 질량, 속도 제한, 둥근 형상, 그리고 앞서 설명한 토크 감지 정지 장치의 조합을 통해 달성됩니다. PFL 덕분에 많은 응용 분야에서 협동 로봇은 안전 펜스나 광전식 안전 장치 없이 작동할 수 있습니다. 로봇 자체가 안전 시스템 역할을 하기 때문입니다.
속도 및 분리 모니터링
대안 또는 보완적인 방법으로는 외부 센서(안전 등급 레이저 스캐너, 3D 카메라 또는 안전 매트)를 사용하여 작업자의 위치를 추적하는 방식이 있습니다. 로봇은 주변에 사람이 없을 때는 최고 속도로 주행하고, 사람이 접근하면 속도를 줄이며, 안전 거리 기준을 초과하면 정지합니다. 이를 통해 더 빠르고 무거운 로봇도 작업 공간이 비어 있을 때는 생산 속도를 제한받지 않고 협업할 수 있습니다.
실제로 가장 효율적인 구축 방식은 여러 방법을 결합하는 것입니다. 기본 안전 장치로 전력 및 힘 제한을 적용하고, 작업자가 없을 때 처리량을 회복하기 위해 속도 및 간격 모니터링을 추가로 적용합니다. 조립 라인 구축 사례를 통해 업계에서 관찰한 바에 따르면, 최악의 경우를 대비한 최대 전력 제한(PFL) 속도에만 맞춰 구성된 협동 로봇은 작업 공간이 확보된 상태에서 고속으로 작동할 수 있는 동일한 로봇 팔에 비해 잠재 처리량의 40~60%를 손실할 수 있습니다. 이러한 이유로 대량 생산 라인에서는 하이브리드 구성이 기본으로 자리 잡았습니다.
ISO/TS 15066에 따른 네 가지 협업 모드
ISO/TS 15066:2016은 협업 작업에 대한 ISO 10218을 보완하는 기술 규격으로, 네 가지의 서로 다른 협업 방식을 정의합니다. 하나의 애플리케이션은 이러한 방식 중 하나를 사용하거나 여러 방식을 조합하여 사용할 수 있습니다. 애플리케이션에 필요한 모드를 파악하는 것이 안전한 협동 로봇 셀을 구축하는 첫 번째 단계입니다.
| 협업 모드 | 전달 방법 | 인간-로봇 상호 작용 | 일반적인 응용 |
|---|---|---|---|
| 안전 등급 모니터링 정지 | 사람이 공용 공간에 들어오면 로봇이 멈추고, 사람이 나가면 다시 작동을 시작합니다. | 협업 영역에 사람이 있는 동안에는 움직임이 없어야 합니다. | 로봇 셀의 수동 적재/하역, 간헐적인 공유 공간 작업 |
| 핸드 가이드 | 작업자가 수동 안내 장치를 사용하여 로봇 팔을 직접 움직이면 로봇이 가해진 힘에 따라 움직입니다. | 직접적인 물리적 안내, 작업자가 로봇의 움직임을 제어합니다. | 교육 경로, 보조 리프팅, 소량 부품 위치 지정 |
| 속도 및 분리 모니터링 | 로봇 속도는 안전 센서로 측정된 작업자와의 거리에 비례합니다. | 동적 속도 감소 및 최소 거리에서의 완전 정지 기능과의 공존 | 인간과 로봇이 번갈아 가며 가까이에서 작업하는 혼합 작업 공간 |
| 전력 및 힘 제한 | 설계 및 제어를 통해 접촉력과 압력은 생체역학적 한계 이하로 유지됩니다. | 직접 접촉 허용; 로봇은 예상치 못한 힘이 가해지면 정지합니다. | 작업자 옆에서 조립, 기계 조작, 포장 등의 작업을 함께 수행합니다. |
ISO/TS 15066에 따르면, 부록 A의 생체역학적 한계는 신체 부위별로 정리되어 있습니다. 얼굴과 두개골에 대한 한계는 팔이나 손에 대한 한계보다 훨씬 엄격한데, 이는 접촉 시 결과가 훨씬 심각하기 때문입니다. 정확한 위험 평가는 로봇 경로에서 접촉 가능성이 있는 부분을 접촉할 수 있는 신체 부위와 연결한 다음, 힘과 압력이 관련 한계 이하로 유지되는지 확인하는 것입니다. 따라서 특정 용도에 "안전한" 협동 로봇이 다른 용도에서도 자동으로 안전하다고 할 수는 없습니다. 공구, 부품 또는 레이아웃이 변경되면 접촉 시나리오도 달라지기 때문입니다.
협동 로봇의 구조: 구성 요소 및 사양
협동 로봇의 사양서는 몇 가지 협업 관련 추가 사항을 제외하면 소형 산업용 로봇과 유사합니다. 선택 시 가장 중요한 매개변수는 다음과 같습니다.
- Payload — 그리퍼 또는 공구를 포함한 공구 플랜지에서의 최대 질량. 2026년 협동 로봇의 탑재 하중은 3, 5, 6, 10, 12, 16, 18, 20kg에서 최대 30kg까지 다양할 것으로 예상됩니다.
- 범위 — 작업 영역의 반경은 일반적으로 500mm에서 1,800mm입니다. 제품군 내에서 도달 거리와 탑재량은 서로 상충 관계에 있습니다.
- Repeatability — 로봇 팔이 얼마나 정확하게 지정된 위치로 돌아오는가(크기에 따라 일반적으로 ±0.02mm~±0.1mm). 반복성은 정확도와는 다른 개념으로, 대부분의 조립 및 유지보수 작업에 필요한 일관성을 측정합니다.
- 자유도 6축 협동 로봇은 일반적인 3D 작업에 표준이며, 7축 협동 로봇은 복잡한 공간에서 작업 범위를 넓혀주는 유연성을 제공합니다.
- 툴 플랜지 및 I/O — 그리퍼와 센서의 장착 인터페이스 및 전기/공압 연결부는 종종 손목을 통해 연결됩니다.
- 안전 등급 기능 — 구성 가능한 안전 구역, 속도 제한, 힘 제한 및 안전 등급이 부여된 모니터링 정지 기능은 모두 ISO 10218-1 및 IEC 61508/62061 기능 안전 수준에 따라 인증되었습니다.
협업 기능은 주로 제어기와 관절 감지 기능에 있으며, 눈에 보이는 단일 부품에 있는 것이 아닙니다. 따라서 동일한 탑재량과 도달 거리를 가진 두 로봇 팔이라도 특정 협업 작업을 수행하는 데 있어 안전성과 속도가 크게 다를 수 있습니다. 이러한 차이는 안전 제어기, 센서 해상도, 그리고 충돌 감지 기능의 정밀한 조정에 있습니다.
협동 로봇이 적용되는 분야
협동 로봇은 부품 무게가 가볍거나, 작업자와 가까이 있어야 하거나, 최대 작업 시간보다 로봇 팔을 재배치하는 유연성이 더 중요한 애플리케이션에서 그 진가를 발휘합니다. 2026년 가장 일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
머신 텐딩
CNC 기계, 사출 성형기, 프레스 브레이크의 로딩 및 언로딩 작업에 협동 로봇이 사용됩니다. 이 로봇은 블랭크를 집어 기계에 로드하고, 사이클이 완료될 때까지 기다린 후 완성된 부품을 언로딩합니다. 협동 로봇이 정지한 후에도 작업자가 기계에 접근할 수 있으므로 작업 셀의 유연성이 유지됩니다. 이는 설치 기반 기준으로 가장 큰 규모의 협동 로봇 적용 사례입니다.
조립 및 나사 조임
반복적인 체결, 삽입 및 집어 놓기 조립 작업은 종종 사람이 판단이 많이 필요한 단계를 처리하는 가운데 이루어집니다. 힘 제어형 협동 로봇은 프로그래밍된 힘 프로파일을 통해 부품 손상을 방지할 수 있는 삽입 작업(압입식, 끼워 맞추기)에 매우 적합합니다.
포장 및 팔레타이징
최종 포장 및 경량 팔레타이징 작업입니다. 협동 로봇 팔레타이저는 로봇 팔의 최대 적재량까지 상자를 처리하여 팔레트에 안정적인 적재물을 쌓습니다. 더 무거운 상자의 경우 적재량이 제약 조건이 되므로 일반 팔레타이징 로봇이 작업을 수행합니다.
품질 검사 및 실험실 자동화
카메라나 센서가 장착된 협동 로봇은 반복적인 검사 작업을 수행하며, 실험실에서는 샘플, 피펫, 기기 관리 등을 담당합니다. 울타리가 없는 구조는 사람과 장비가 좁은 작업대를 공유하는 환경에 적합합니다.
용접 및 표면 마무리
협동 로봇 용접은 짧은 이음매와 소량 생산으로 인해 밀폐형 용접 셀을 설치할 필요가 없는 소규모 작업장에서 빠르게 성장하고 있습니다. 협동 로봇은 힘 제어를 통해 샌딩, 연마 및 디버링 작업도 처리할 수 있습니다. 그러나 무거운 부품에 대한 지속적인 대량 용접에는 밀폐형 6축 암이 여전히 적합한 도구이며, 이에 대해서는 당사 문서에서 자세히 다루고 있습니다. 중공업용 용접 로봇 가이드.
위험하고 극한적인 환경
방폭형 협동 로봇은 화학, 도장, 에너지 시설과 같이 가연성 분위기가 있는 환경에서도 협업 작업을 가능하게 합니다. 이러한 환경에서는 표준 협동 로봇 하우징이 아닌 인증된 방폭형 하우징이 필요합니다. 자세한 내용은 관련 가이드를 참조하십시오. 위험한 환경을 위한 방폭형 협동 로봇 인증 세부 정보는 다음과 같습니다.
협동 로봇 vs. 산업용 로봇: 각각의 장점은 무엇일까요?
협동 로봇과 기존 산업용 로봇 중 어떤 것을 선택할지는 기술이 더 발전했는지의 문제가 아니라 적용 분야에 따라 결정해야 합니다. 아래 표는 두 기술의 장단점을 보여줍니다.
| 요인 | 협동로봇 | 기존 산업용 로봇 |
|---|---|---|
| Payload | 일반적으로 3~30kg | 5~800kg 이상 |
| 속도 | 안전상의 이유로 제한됨; 분리 모니터링을 사용하면 더 빠름 | 높은, 사이클 시간에 최적화됨 |
| 안전 보호 | 위험 평가 후 울타리가 없는 경우가 많습니다. | 울타리가 쳐진 감방, 광전식 안전 커튼, 연동 장치 |
| 바닥 공간 | 크기가 작고, 보호 장치가 필요 없습니다. | 더 큰 규모이며, 안전 구역이 포함됩니다. |
| 이동 | 빠르고, 팔을 움직여 여러 작업을 동시에 수행할 수 있습니다. | 속도가 느립니다. 세포는 반영구적입니다. |
| 알맞다 | 낮은 탑재량, 높은 혼합 비율, 인간과 밀접한 작업 | 대용량, 높은 탑재량, 지속적인 사이클 |
이러한 선택에 대한 완전한 의사결정 프레임워크는 함께 제공되는 분석 자료를 참조하십시오. 협동 로봇 vs 산업용 로봇: 2026년, 귀사의 공장은 어떤 로봇을 선택해야 할까요?요약하자면, 협동 로봇은 적재량이 적고, 사람과 공간을 공유하는 것이 유리하며, 생산 라인 변경이 잦을 때 유리합니다. 반면, 일반 로봇은 생산량과 적재량이 많고 작업 셀을 전용으로 사용할 수 있을 때 유리합니다.
협동 로봇의 안전한 배치: 위험 평가
협동 로봇은 "별도의 검토 없이 바로 사용 가능하다"는 오해가 흔히 있습니다. 로봇 팔 자체는 협업을 위해 설계되었지만, 로봇 팔과 툴, 부품, 레이아웃, 작업 내용 등 전체적인 적용 환경을 평가하고 인증해야 합니다. ISO 10218-2 및 ISO/TS 15066에 따라 시스템 통합업체(최종 사용자일 수도 있음)는 전체 협동 로봇 적용 환경에 대한 위험 평가를 수행할 책임이 있습니다.
- 위험 요소를 파악하십시오. 로봇 경로에서 사람과 접촉할 가능성이 있는 모든 지점, 공구 관련 위험 요소(날카로운 그리퍼, 뜨거운 엔드 이펙터) 및 처리 중인 부품을 모두 지도에 표시합니다.
- 협업 방식을 분류하세요. 작업에 ISO/TS 15066 모드 4가지 중 어떤 모드를 사용할지, 그리고 주기의 어느 단계에 사용할지 결정합니다.
- 생체역학적 한계를 검증하십시오. 동력 및 힘 제한 작동의 경우, 계산 또는 힘-압력 시험 장치를 이용한 측정을 통해 각 접촉 부위의 접촉력과 압력이 해당 신체 부위에 대한 부록 A의 제한치 미만으로 유지되는지 확인하십시오.
- 안전 기능을 구성합니다. 안전 제어기에서 속도, 힘, 구역 제한을 설정하고 유효성을 검사하십시오.
- 문서화하고 검증하십시오. 평가 결과를 기록하고, 실제 제작된 셀을 평가 결과와 비교하여 검증하며, 도구, 부품 또는 레이아웃이 변경될 때마다 재평가를 실시하십시오.
실제로 EVST 애플리케이션 엔지니어가 현장에서 협동 로봇 셀을 시운전할 때 가장 흔하게 발견되는 문제는 로봇 팔 자체는 힘 제한 범위 내에 있더라도 그리퍼나 날카로운 모서리가 있는 부품이 부록 A의 제한을 초과하는 접촉 압력을 발생시킨다는 점입니다. 이러한 문제를 해결하는 방법은 대개 로봇 교체가 아니라 그리퍼 재설계, 모서리 보호 장치 추가, 또는 해당 경로 구간의 속도 감소입니다. 구매자들이 협동 로봇을 사용하면 안전 설계가 필요 없다고 생각하는 경우가 많은데, 바로 이 부분을 간과하는 것입니다.
EVST의 협동 로봇 제품군
청두에 본사를 두고 원링에 생산 시설을 갖춘 EVST는 7년 동안 100개국 이상에 자동화 장비를 공급해 왔습니다. EVST의 협동 로봇 제품군은 3kg부터 30kg급까지의 페이로드를 지원하며, 3kg/620mm 암, 6kg/917mm 암, 12kg/1,300mm 암, 18kg/900mm 암 등의 모델을 출시했습니다. 또한, EVST는 기존의 QJAR 산업용 로봇, SCARA, delta 제품군 외에도 위험 환경에 적합한 방폭형 협동 로봇과 케이터링 서비스용 협동 로봇 라인을 생산하고 있습니다.
EVST의 인증 기록에 따르면, 이 회사의 협동 로봇 생산 라인은 IATF 16949 자동차 등급 품질 인증을 획득했으며, 제품은 CE, SGS, TUV 등 제3자 인증을 받았습니다. 방폭형 협동 로봇은 가연성 환경에서의 사용 등급을 충족하여 표준 협동 로봇 하우징으로는 진입할 수 없는 환경에서도 협동 작업을 수행할 수 있습니다. 또한, EVST는 1건의 발명 특허(CN ZL 2020 1 1601091.6)를 등록 완료했으며, 4건의 발명 특허가 심사 중이고, 2건의 소프트웨어 저작권을 보유하고 있습니다. 100개국 이상에 걸쳐 현장 시운전 및 위험 평가 지원을 제공하는 현장 엔지니어링 네트워크를 통해 이러한 역량을 뒷받침하고 있습니다.
자주 묻는 질문
협동 로봇이란 간단히 말해서 무엇일까요?
협동 로봇은 안전 펜스 없이 사람 옆에서 안전하게 작업할 수 있도록 제작된 로봇 팔입니다. 관절에 토크 센서를 사용하여 접촉을 감지하고 신속하게 정지하며, 무게가 가볍고 속도가 제한적이며 표면이 둥글게 설계되어 접촉 시 발생하는 힘과 압력이 ISO/TS 15066에 정의된 부상 유발 한계를 넘지 않도록 합니다.
협동 로봇은 정말 안전 펜스가 필요 없는 걸까요?
대부분의 경우 필요하지만, 자동으로 필요한 것은 아닙니다. 펜스가 필요한지 여부는 전체 작업 환경, 로봇 팔과 공구, 작업물, 그리고 수행해야 할 작업에 대한 위험 평가를 통해 결정됩니다. 하중이 적고 속도가 낮은 작업의 경우, 위험 평가 후 펜스 없이 작업하는 경우가 많습니다. 하지만 날카로운 공구, 무겁거나 모서리가 날카로운 부품, 또는 고속 작업이 요구되는 경우에는 추가적인 안전 장치나 속도 및 간격 모니터링이 필요할 수 있습니다. 협동 로봇은 펜스 없는 레이아웃을 가능하게 하지만, 위험 평가를 통해 펜스 설치가 가능한지 여부를 판단해야 합니다.
협동 로봇에 필요한 탑재량과 도달 거리는 얼마인가요?
부품 무게와 그리퍼 무게를 더하여 페이로드를 결정하고, 대략 20~30%의 여유를 두십시오. 소형 부품의 기계 조작에는 5~10kg 용량의 암이 일반적이며, 팔레타이징이나 더 무거운 부품을 다룰 때는 16~30kg 용량의 암이 적합합니다. 작업 범위는 작업 영역 전체를 커버해야 하며, 일반적으로 탁상 작업이나 기계 조작 작업에는 600mm~1,300mm, 팔레타이징 작업에는 더 긴 거리가 필요합니다.
ISO 10218과 ISO/TS 15066의 차이점은 무엇입니까?
ISO 10218(1부 및 2부)은 산업용 로봇 및 로봇 통합을 위한 핵심 안전 표준입니다. ISO/TS 15066은 협업 작동에 특화된 기술 사양으로, 부록 A에 네 가지 협업 모드와 생체역학적 힘 및 압력 제한을 추가합니다. 협업 애플리케이션은 이 두 표준을 모두 충족해야 합니다. 구매자 중심의 자세한 내용은 당사 가이드를 참조하십시오. EVST 제품 사이트의 협동 로봇 안전 기준.
협동 로봇은 얼마나 빨리 움직일 수 있나요?
출력 및 힘 제한 모드에서 협동 로봇의 속도는 제한되어 최악의 경우에도 접촉 거리가 생체역학적 한계 내에 유지되며, 이는 기존 로봇보다 훨씬 낮은 수준입니다. 속도 및 거리 모니터링 기능을 통해 작업자가 보호 구역에 없을 때는 동일한 로봇 팔이 기계적 최대 속도에 가깝게 작동하다가 사람이 접근하면 속도를 줄이거나 멈출 수 있습니다. 이러한 하이브리드 구성은 협업 안전성을 유지하면서 손실된 처리량을 대부분 회복할 수 있습니다.
다음에 갈 곳
특정 협동 로봇을 적재 용량 및 도달 범위 요구 사항에 맞춰 선택하고 견적을 받으려면 EVST 제품-현장 가이드를 참조하십시오. 협동 로봇 탑재 하중 선택 범위는 3kg에서 30kg까지입니다.울타리 없는 감방을 지정하기 전에 구매자가 알아야 할 안전 기준에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 협동 로봇 안전 기준에 대한 구매자 설명보다 포괄적인 건축 또는 구매 결정에 대해서는 다음을 참조하십시오. 협동 로봇 vs 산업용 로봇그리고 수익을 추정하기 위해, 우리의 중소기업 제조를 위한 협동 로봇 투자 수익률 계산기구매 관련 문의 사항은 EVST 영업팀으로 연락 주시기 바랍니다. 연락처 페이지.
저자 소개: EVST 편집팀은 자동화 프로젝트를 평가하는 엔지니어 및 운영 책임자를 위해 산업용 로봇 및 지능형 제조에 관한 글을 작성합니다. 2018년 청두에서 설립된 EVST(EVS TECH CO., LTD)는 600건 이상의 자동화 프로젝트를 수행했으며 100개국 이상에 제품을 수출하고 있습니다. EVST는 QJAR, 협동 로봇, SCARA 및 델타 제품군에 걸쳐 IATF 16949 자동차 등급 인증과 CE/SGS/TUV 제3자 인증을 획득했습니다.