산업용 로봇과 무인 반송 차량

핵심 정리

산업 자동화는 생산 과정의 작업과 물류를 기계·제어 장치로 수행해 생산을 효율적으로 진행하는 방식이다. 산업용 로봇은 정해진 작업을 반복 수행해 작업의 균일성을 높일 수 있으며, 제품 품질의 균일화에도 기여한다. 로봇은 작업을 어떻게 가르치고 제어하는지에 따라 구분한다. 미리 입력한 프로그램의 순서에 따라 동작하는 시퀀스 로봇과 작업자가 동작을 직접 가르친 뒤 그 내용을 저장해 다시 실행하는 플레이백 로봇은 교시 방식이 다르다. 시퀀스 로봇은 미리 입력된 프로그램에 따라 순차적으로 작업하는 산업용 로봇이다.

작업자가 로봇을 직접 조작해 작업 정보를 교시하고 저장한 뒤 재생하는 로봇을 플레이백 로봇이라 한다. 작업 환경의 변화에 따라 스스로 제어를 바꾸는 로봇은 적응 제어 로봇이며, 감각 기능을 활용해 환경에 대응하는 로봇은 지능형 로봇으로 구분한다. 인간과 비슷한 형태로 작업자의 노동을 보완하는 로봇은 휴머노이드 로봇이다.

생산 설비 사이의 물류를 담당하는 무인 반송 차량은 AGV라고 한다. AGV는 정해진 경로를 스스로 운행하며 자재·물품·제품을 자동으로 운반한다. 로봇이 생산 작업을 수행한다면 AGV는 작업에 필요한 물자나 제품을 옮기는 역할을 한다. 컨베이어 시스템도 자동으로 물체를 이동시키지만, 일정한 속도로 움직이는 자동 이동식 조립 라인에서 활용되는 방식이다. 자동 창고 시스템은 선반에 주소를 부여하고 크레인으로 제품의 입·출고를 자동 관리한다.

자동화의 목적과 방식은 생산 체계에 따라 다르다. FMS는 유연성이 높은 자동화 생산 시스템이며, 3D 프린팅은 다품종 소량 맞춤형 생산을 가능하게 한다. 3D 프린팅의 적층형은 재료를 쌓아 형상을 만드는 방식이고, 절삭형은 재료를 깎아 가공하는 방식이다.

자세히

산업용 로봇과 무인 반송 차량은 모두 생산 자동화에 쓰이지만 수행하는 기능은 구분해야 한다. 산업용 로봇은 생산 공정에서 정해진 작업을 맡고, AGV는 생산에 필요한 물자나 제품을 운반한다. 따라서 문제에서 물체를 잡거나 공정 작업을 반복하는 장치를 묻는다면 로봇의 작업 방식과 유형을 살피고, 공장이나 창고 안에서 물자를 옮기는 장치를 묻는다면 AGV인지 확인한다. 설비의 이름만 외우기보다 ‘무엇을 하는가’와 ‘어떤 방식으로 움직이는가’를 나누어 보면 선택지를 판단하기 쉽다.

로봇의 제어 유형을 구분할 때는 동작을 로봇에 전달하는 과정에 주목한다. 시퀀스 로봇은 작업 순서를 미리 프로그램에 입력하고, 그 순서에 맞춰 동작을 수행한다. 여기서 핵심은 순서가 사전에 정해져 있다는 점이다. 작업자가 실제 동작을 하나씩 직접 가르치고 이를 저장한 뒤 재생하는 것이 아니라, 미리 입력된 프로그램을 따라 순차적으로 작업한다. 그러므로 ‘미리 입력된 프로그램’이나 ‘순차적인 작업’이라는 단서가 있으면 시퀀스 로봇을 찾는다.

플레이백 로봇은 교시와 재생의 순서로 이해하면 된다. 먼저 작업자가 로봇을 직접 조작해 필요한 동작을 가르친다. 로봇은 그 작업 정보를 저장하고, 이후 저장된 동작을 재생한다. 즉, 작업자가 동작을 가르쳐 저장한 다음 반복 수행하도록 하는 방식이다. 프로그램에 미리 입력된 순서를 수행하는 시퀀스 로봇과, 작업자가 직접 조작해 교시한 동작을 저장·재생하는 플레이백 로봇은 ‘미리 입력’과 ‘직접 교시’라는 차이를 중심으로 구분한다. 작업 순서를 기억해 반복 재생한다는 설명도 플레이백 로봇에 해당한다.

지능형 로봇과 적응 제어 로봇은 환경 변화와 제어의 관계로 구분한다. 지능형 로봇은 감각 기능을 활용해 환경을 인식하고 대응하는 유형이다. 적응 제어 로봇은 공구 마모와 같은 작업 환경의 변화에 따라 제어를 바꾸는 유형이다. 따라서 환경 변화에 맞춰 제어를 바꾼다는 설명은 작업을 교시하고 그대로 재생하는 플레이백 방식과 다르다. 감각 기능을 가진 로봇이라는 단서와 공구 마모 등 변화에 맞춰 제어하는 단서는 각각 지능형 로봇과 적응 제어 로봇을 가리킨다.

휴머노이드 로봇은 인간과 비슷한 형태를 갖추고 작업자의 노동을 보완하는 로봇이다. 이 유형을 판단할 때는 형태와 역할을 함께 본다. 인간과 비슷한 모양이라는 특징만 제시될 수도 있고, 작업자의 노동을 보완한다는 기능이 함께 제시될 수도 있다. 어느 경우든 휴머노이드라는 유형을 인간과 비슷한 형태 및 노동 보완의 관계로 연결한다. 산업용 로봇이 작업을 균일하게 반복한다는 점은 작업의 일관성과 제품 품질의 균일화에 기여하는 이유가 된다. 자동화의 효과를 묻는 문항에서는 로봇이 작업을 수행한다는 사실뿐 아니라 반복 작업의 균일성도 고려한다.

AGV는 공장이나 창고에서 물자를 운반하는 무인 반송 차량이다. 차량은 정해진 경로를 따라 스스로 운행하며 자재와 제품을 자동으로 옮긴다. 경로를 따라 움직인다는 설명은 AGV를 판별하는 중요한 단서다. 사람이 탑승해 직접 운전하는 운반 수단과 달리 무인으로 운행하며, 생산 공정 사이의 물류 이동을 맡는다. 문제에서 ‘무인 반송차’, ‘무인 반송 차량’, ‘무인반송차’처럼 표현이 달라도 주어진 경로를 자동으로 운행해 물자를 옮기는 설비라면 AGV를 가리킨다.