“로봇·전기·기계 안전성, 설계 단계부터 고려해야”
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“로봇·전기·기계 안전성, 설계 단계부터 고려해야”
  • 윤현기 기자
  • 승인 2021.10.31 04:22
  • 댓글 0
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이승환 에스피아이디 이사, ‘로봇·제어시스템·기계류 기능안전’ 소개
각 분야별 표준 존재로 적용 어려워…다수 컨설팅 경험 기반 최적 서비스 제공 가능

[데이터넷] 최근 4차 산업혁명으로 인해 로봇뿐만 아니라 철도, 자동차 등 각종 도메인 분야에서 전기/전자, 기계류 안전이 대두되고 있는 만큼 제품 혹은 부품 설계 단계부터 안전성을 고려해야 한다.

28일 <데이터넷TV>에서 개최된 ‘2021 에스피아이디 온라인 컨퍼런스’에서 이승환 에스피아이디 이사는 ‘로봇, 제어시스템, 기계류 기능 안전 소개’를 주제로 이들의 안전을 위해 어떤 것들을 고려해야 하는지 상세히 설명했다.

현재 대부분의 안전 규격은 ISO 표준을 따른다. 우선 로봇 기계류 안전 표준의 적용 대상 시스템은 로봇, 로봇제어시스템, 로봇이 설치돼 있는 공장인 스마트팩토리와 일반 제어시스템, 기계, 공압, 유압 시스템을 포함한 일반 기계시스템까지 해당된다. 또 시스템 하드웨어·소프트웨어, 반도체까지 아우르는 전기·전자시스템도 적용 대상이다.

이에 적용되는 표준은 ISO 13849로, 제어시스템 및 기계에 대한 전반적인 안전 표준이다. ISO 13849는 안전에 대한 표준 지표를 제시하며, 퍼포먼스 레벨(PL) a부터 e까지의 등급으로 구분된다. e등급이 가장 안전성이 높은 요구 사항으로, 자동차 기능 안전인 ISO 26262의 ASIL C, D 대한 수준과도 같은 등급이다. 이는 단위 시간당 10억개 중 하나가 고장이 날 순간 고장률을 의미한다.

이승환 에스피아이디 이사가 로봇·제어시스템·기계류 기능 안전을 위한 표준과 적용 방안을 소개했다.
이승환 에스피아이디 이사가 로봇·제어시스템·기계류 기능 안전을 위한 표준과 적용 방안을 소개했다.

ISO 13849 적용 프로세스는 시스템 한계를 결정하고 위험 요인을 파악한 후, 그에 대한 추정가 평가가 이뤄진다. 이에 따라 위험성 감소 대책을 도출하는데 크게 ▲본질적인 설계에 대한 대책 ▲방어 설비에 대한 대책 ▲사용 정보에 대한 대책의 세 가지 방면으로 나눌 수 있다.

기계 안전에 대한 것은 ISO 12100으로, 위험성 평가 감소에 대한 표준이다. 여기서는 사람의 건강에 해(害)를 끼치는 지가 주요 포인트다. 대표적인 기계적 위험은 전기적 위험, 열에 의한 위험, 소음, 진동, 방사선, 환경 등을 들 수 있다. 역시 이러한 위험성 제거를 위해 안전 설계 조치, 방어 조치, 사용 정보 단계에서 위험을 감수하는 것을 목표로 한다.

산업용 로봇시스템에 대한 안전은 ISO 10218을 적용한다. 산업용 로봇은 산업자동화 응용을 위한, 자동제어 및 재프로그램 가능한 다목적 머니퓰레이터로 3축 이상 프로그램이 가능하며, 고정 또는 이동 가능한 것을 의미한다. 협동 로봇도 산업용 로봇 범주 안에 포함된다.

이 표준에서는 로봇의 전원 재가동이 동작을 유발하지 않아야 하고, 설계에서 보호되지 않는 위험원을 보호하기 위해 추가 보호 대책을 마련해야 하는 등 로봇에 필요한 안전 요구 사항들과 이들을 어떻게 검증할 것인가 하는 방법까지 정의하고 있다.

또 ISO 20218은 산업용 로봇과 연동되는 센서 혹은 로봇 말단장치의 설계 및 통합을 위한 안전조치에 대한 지침을 제공하며, ISO TS 15066은 각종 라인에서 사람과 같이 협동하는 로봇에 대한 안전 표준이다. 협동 로봇은 사람과 협동으로 작업하기에 사람이 상해를 입을 가능성이 높아 안전에 더욱 주의해야 한다.

끝으로 많은 이들이 알고 있는 IEC 61508은 전기/전자/프로그램 가능한 전자 안전 관련 시스템의 기능 안전 표준으로, 총 7개 파트로 이뤄져 있다. 그중 파트 1~3이 일반적인 요구 사항, 시스템 요구 사항, 소프트웨어 요구 사항이 제품에 적용되는 직접적인 요구 사항에 해당한다.

이승환 이사는 “오늘 발표는 로봇 제어시스템과 기계류를 현장에서 어떻게 안전하게 설계할 수 있을지 돕기 위한 자리였다”며 “에스피아이디는 철도, 자동차 등 각종 도메인 관련 다수 안전 컨설팅 수행 경험을 보유하고 있으며, 회로나 소프트웨어 시스템 레벨의 세부적인 부분까지 안전 설계에 필요한 도움을 제공한다”고 강조했다.

한편 이번 ‘2021 에스피아이디 온라인 컨퍼런스’는 한국IBM과 유니포인트의 후원 아래 ‘글로벌 품질표준의 실질적 대응 방안’을 주제로 온라인에서 진행됐다.



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