1. 시작하기

• 로봇 애플리케이션에 대해 시스템 통합자가 수행한 위험성 평가에 따라 안전 관련 기능 및 인터페이스를 사용하여 작업 셀을 구성하기 위해 필요한 정보는 본 두산로보틱스 설치 및 사용자 매뉴얼을 충분히 숙지하고 참조하세요.
• 로봇의 안전 시스템이 시스템결함을 발견하면, 즉 비상정지 회로의 선이 끊기거나, 위치 센서가 파손되거나, 제어용 통신 불량 등 하드웨어 이상이 감지되면 정지분류 0이 즉시 개시됩니다. 한편, 로봇의 안전시스템이 안전 감시 기능 수행 중 위반을 감지하면, 즉 비상정지 스위치가 눌리거나, 보호 정지신호가 입력되거나, 외부 충격이 감지되거나, 로봇의 위치, 속도, 운동량 등 물리적 파라메터가 설정한 제한치를 초과할 경우는 안전설정메뉴의 정지모드설정에 설정된 모드로 로봇을 정지시킵니다(정지분류 0, 1, 2중 택일).

2. 안전정격 정지 기능

• STO(Safe Torque Off): 정지 분류(Stop Category) 0에 해당하는 정지 모드로 모든 조인트 모듈의 모터 전원을 즉시 차단하고 브레이크 작동만으로 강제 정지합니다. 브레이크는 감속을 위한 제동 용도가 아니라 구동력이 상실(전원 차단 등)되었을 때 현재 자세를 유지하는 용도로 사용됩니다. STO를 사용할 경우 브레이크 마모나 감속기 수명이 단축될 수 있으므로 불가피한 경우가 아니면 SS1 사용을 권장합니다. 
• SS1(Safe Stop 1): 정지 분류 1에 해당하는 정지 모드로 모든 조인트를 가능한 최대로 감속하여 멈춘 후 모터 전원을 차단하고 브레이크를 작동하여 정지합니다. STO와 마찬가지로 감속하여 멈춘 후 전원이 차단된 상태이므로 정지 기능 해제 후 서보 온(Servo On)을 해야 로봇을 작동할 수 있습니다. 
• SS2(Safe Stop 2): 정지 분류 2에 해당하는 정지 모드로 모든 조인트를 가능한 최대로 감속하여 멈춘 후 SOS (Safe Operating Stop)로 전환됩니다.

• SOS(Safe Operating Stop): 모터 전원이 공급되고 브레이크를 작동하지 않은 상태(Servo On)로 현재 위치를 유지하는 모니터링 기능입니다. 비정상적인 위치 변화가 감지되면 STO로 전환됩니다.

 

 

• 비상 정지 버튼의 경우 SS1 정지 모드가 기본값으로 설정되어 있습니다.
• 추가로 비상 정지 버튼이 필요할 경우 위험 평가를 진행한 후 컨트롤박스에 부착할 수 있습니다.
• 비상 정지는 위험 감소 방법으로 사용해서는 안 되고 2차 보호 장치로 사용해야 합니다.
• 비상 정지 버튼이 추가로 필요한 경우 로봇 애플리케이션에 대한 위험성 평가를 실시해야 합니다. 추가되는 비상 정지 버튼은 IEC 60947-5-5를 준수해야 합니다.

3. 안전정격 감시 기능

• 조인트 위치 감시: 조인트의 최대 회전 각도 제한
• 조인트 속도 감시: 조인트의 최대 회전 속도 제한
• TCP 위치 방향 감시: 직교공간에서 TCP 의 위치 방향 제한 및 감시(운전영역, 단독작업영역, 협동작업영역, 침범금지영역, 공구방향 유지감시 영역, 충돌감지 등 별도 지정영역)
• TCP 속도 감시: TCP 가 동작 가능한 최대 이동 속도 제한
• TCP 외력 감시: TCP 에 가해지는 최대 외력 제한
• 충돌 감지: 로봇 암에 각 관절에 가해지는 외력 토크 제한
• 운동량 감시: 로봇 암에 가해지는 최대 Momentum 제한
• 기계적 동력 감시: 로봇 암이 낼 수 있는 최대 동력 제한

4. 안전신호 입출력 기능

 

• 이중화된 인터페이스를 기반으로 입력 신호간의 불일치가 감지되거나 출력 신호에 대한 피드백에서 불일치가 감지되면 로봇을 정지시키고 에러메시지를 표시하게 됩니다. 포트 1-2, 3-4와 같은 조합으로 기능이 정의되는 것이 이중화된 인터페이스 사용의 의미합니다.
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• Safe Torque Off: Low일 경우, 모터 전원을 즉시 차단하고 브레이크를 체결하여 로봇을 강제로 정지
• Emergency Stop: Low 일 경우, 안전정지 모드에서 설정한 Emergency Stop의 정지 모드에 따라 정지
• Protective Stop: Low 일 경우, 안전정지 모드에서 설정한 Protective Stop의 정지 모드에 따라 정지
• Reduced Speed: Low 일 경우, 협동 작업 영역이 설정되지 않은 경우 태스크에서 설정한 속도의 20%로 감속, 협동 작업 영역 설정 시 동작 속도 비율이 지정된 경우에는 이 비율로 감속하여 작동
• 3 Pos Enable Switch: 사용자 보호를 위한 작동 허가 장치로서 3 위치 스위치를 연결할 때 사용, High 일 경우, 수동 모드에서 조그 불가능, 정지, 서보 온 불가능
• Handguiding Switch: 사용자 보호를 위한 작동 허가 장치로서 핸드가이딩 스위치를 연결할 때 사용, High 일 경우, 핸드가이딩 불가
• Playback Resume: 자동모드 중 핸드가이딩을 포함한 수동 가이드를 사용한 후 프로그램 실행을 재개할 때 사용, High 일 경우, 자동 모드 프로그램 실행 재개
• Protective Stop & Auto Resume: 안전 매트 등의 안전 장비들과 연동하여 사용, High 일 경우, 안전 입력 신호에 의해 Protective Stop 상태가 되었을 경우 티치 펜던트를 이용해 프로그램을 재시작하지 않아도 자동으로 프로그램을 재시작
• Dynamic Zone Enable: 충돌 임시 무효 영역을 동적으로 활성화시킬 때 사용, High 일 경우, 충돌 임시 무효 영역 설정 시 안전 입력을 등록했을 경우 충돌 임시 무효 영역을 활성화

• Emergency Stop: 비상 정지 버튼 누름, 외부 비상 정지 버튼 누름, 자가 진단 이상이 감지되었을 때 외부 시스템에 비상 정지가 필요한 상황임을 알리기 위해 사용, Low 일 경우, 비상 정지 필요
• Safe Torque Off: Low 일 경우, 로봇이 STO 상태
• Safe Operating Stop: Low 일 경우, 로봇이 SOS 상태
• Safe Stop Event: Low 일 경우, 안전 정지상황 발생
• Normal Speed: Low 일 경우, 로봇이 태스크 프로그램에서 설정한 정상 속도로 작동 중
• Reduced Speed: Low 일 경우, 로봇이 협동 작업 영역에 위치하거나, 외부 감속 모드 신호 입력에 의해 감속 작동 중
• Auto Mode: Low 일 경우, 로봇의 현재 상태가 자동 모드
• Manual Mode: Low 일 경우, 로봇의 현재 상태가 수동 모드
• Standalone Workspace: Low 일 경우, 로봇의 TCP가 단독 작업 영역에 위치해 있음
• Collaborative Workspace: Low 일 경우, 로봇의 TCP가 협동 작업 영역에 위치해 있음
• Collision Detection Overriding Zone: Low 일 경우, 로봇의 TCP가 충돌 감지 별도 지정 영역에 위치해 있음
• Tool Orientation Monitoring Zone: Low 일 경우, 로봇의 TCP가 공구 방향 유지 감시 영역에 위치해 있음

5. 정리

• 산업용 로봇 표준안전규격, ISO 10218-1 & 2
• 협동로봇 국제안전규격, ISO/TS 15066
• 두산로보틱스 설치 & 사용자 매뉴얼, https://robotlab.doosanrobotics.com