속도·거리 감시(SSM)는 사람과 로봇 사이의 보호 분리 거리가 줄어들수록 로봇 속도를 낮추고, 계산된 경계가 침범되면 보호 정지하는 협업 운전 방식입니다. 최소 거리는 고정 숫자가 아니라 사람의 접근 속도, 로봇 반응·정지 시간과 거리, 센서 침입 깊이, 위치 오차와 불확실성을 합쳐 작업별로 계산하고 실측해야 합니다.
아래에서는 용어의 차이를 실제 시스템 경계, 실패 조건과 검증 순서로 나눠 살펴봅니다.
SSM은 사람과 로봇이 가까워질수록 속도를 단계적으로 낮추고 경계 침범 전에 보호 정지하는 안전 기능이다
SSM은 단순한 거리 센서 알람이 아닙니다. 안전 관련 감지 장치가 사람의 위치를 확인하고, 안전 제어가 로봇의 위치·속도·정지 성능과 비교해 정상 속도, 감속 속도 또는 보호 정지를 선택하는 폐루프 기능입니다.
ISO가 정리한 협업 운전 기술은 SSM을 포함해 안전정격 감시정지, 핸드가이딩, 동력·힘 제한을 구분합니다. 협동로봇 안전 모드의 상위 개념을 본 뒤, 이 글에서는 SSM 계산과 검증만 좁혀 다룹니다.
보호 분리 거리는 사람 접근 항과 로봇 반응·정지 항, 침입·오차 항의 합으로 구성한다
실무 계산의 뼈대는 ‘사람이 시스템 반응과 로봇 정지 동안 이동할 거리’에 ‘로봇이 위험 운동을 끝내기까지 이동할 거리’를 더하고, 감지 보호영역의 침입 가능 깊이와 사람·로봇 위치 불확실성을 보수적으로 보정하는 것입니다. 현재 거리 하나만 비교하면 감지 지연과 제동 중 이동을 놓칩니다.
ISO 13855:2024 공식 범위는 사람의 접근을 고려한 보호장치의 위치와 치수 결정을 다룹니다. 실제 상수와 상세 식은 적용되는 최신 표준 원문, 장치 제조사 자료와 위험성평가를 함께 사용해야 하며 웹 계산기 값을 그대로 설계 근거로 삼아서는 안 됩니다.
계산 입력은 명목값이 아니라 측정 정의와 최악 조건을 가진 요구사항으로 만든다
사람 접근은 정면 한 방향만 보지 않고 측면·후면·우회 경로, 상체 또는 손의 침입 가능성을 나눕니다. 로봇은 TCP 속도뿐 아니라 링크가 사람 쪽으로 휘두르는 속도, 장착 툴과 작업물의 돌출 길이, payload에 따른 제동 변화를 포함합니다.
센서는 scan 주기, 처리 지연, 안전 출력 전환 시간, 분해능, 반사율과 가림 조건을 기록합니다. 제어기는 안전 입력 수신부터 감속 명령이 실제 구동계에 전달되기까지의 최악 지연을 재고, 로봇 정지 시간은 가장 불리한 자세·속도·payload에서 확인합니다.
| 입력 항목 | 측정 대상 | 보수적으로 봐야 할 조건 | 증거 |
|---|---|---|---|
| 사람 접근 | 방향·경로·도달 | 지름길·몸 기울임 | 동선 관찰·시나리오 |
| 감지 | 주기·지연·오차 | 가림·저반사·경계 | 안전 센서 시험 |
| 로봇 | 반응·정지 시간/거리 | 최대 속도·payload·tool | 정지 측정 기록 |
| 통합 | 통신·논리·출력 | 최악 jitter·fault | 타임스탬프 로그 |
현장 사진에서 먼저 볼 것은 사람의 지름길과 로봇 링크의 실제 휩쓸림 공간이다
사진처럼 여러 사람이 로봇 주변을 오가는 환경에서는 바닥 표시만으로 접근 경로가 고정되지 않습니다. 작업자가 테이블 모서리를 돌아 손을 먼저 내밀거나 다른 사람이 센서를 가릴 수 있으므로, 감지영역은 정상 작업 동선과 예측 가능한 오사용을 모두 포함해야 합니다.
로봇의 기준점 하나만 추적하면 팔꿈치 링크나 긴 툴이 먼저 사람에게 닿을 수 있습니다. 사람과 가장 가까운 로봇 형상 또는 검증된 보호 모델을 사용하고, 툴 변경 때 형상·payload·정지 곡선이 함께 갱신되는지 확인합니다.
속도 구역은 생산성 등급이 아니라 서로 다른 보호 분리 거리를 가진 안전 상태다
일반적으로 먼 구역에서는 작업 속도, 중간 구역에서는 감속 속도, 가까운 구역에서는 보호 정지를 사용합니다. 각 속도 상태마다 로봇의 정지 시간과 거리가 달라지므로 동일한 경계에 색만 바꾸는 방식이 아니라 각 경계와 속도의 조합을 검증해야 합니다.
로봇 추론 지연처럼 비안전 AI의 평균 지연을 SSM 안전 응답에 섞지 않습니다. 사람 검출이나 경로 예측에 AI를 보조로 쓰더라도 안전 기능이 의존하는 경로, 진단 범위와 고장 시 감속·정지는 독립적으로 명확해야 합니다.
로봇 정지 성능은 매뉴얼 값과 실제 셀 조건이 다를 수 있으므로 실측한다
제조사 정지 성능 자료는 출발점이지만 바닥 설치, 축 자세, payload 질량과 무게중심, 툴 관성, 마모와 전원 조건에 따라 실제 정지 거리가 달라질 수 있습니다. 가장 빠른 TCP 위치만 찾지 말고 사람 쪽으로 움직이는 모든 위험 링크의 정지 궤적을 측정합니다.
ISO 13849-1:2023은 안전 관련 제어부의 설계·통합 방법을 다루지만 특정 응용의 요구 성능수준을 대신 정해 주지는 않습니다. 위험성평가에서 필요한 성능을 정하고 센서, 논리, 구동 정지까지 전체 안전 기능으로 검증해야 합니다.
센서 가림과 추적 손실은 거리가 멀어졌다는 뜻이 아니라 안전 정보가 사라졌다는 뜻이다
팔레트, 작업물, 다른 사람 또는 로봇 자체가 사람을 가리면 마지막 위치를 유지한 채 계속 운전해서는 안 됩니다. 추적 confidence, 마지막 유효 관측의 age와 센서 health를 안전 상태 전환 조건으로 만들고, 정의된 시간 안에 복구되지 않으면 감속 또는 보호 정지합니다.
로봇 센서 융합은 일반 추적 정확도를 높일 수 있지만 안전 기능에서는 센서 독립성, 공통 원인 고장과 진단 범위를 별도로 평가해야 합니다. 서로 같은 네트워크와 전원에 매달린 두 센서를 단순히 이중화라고 부르면 안 됩니다.
SSM은 정지 후 재시작과 예기치 않은 움직임까지 상태기계로 정의해야 한다
사람이 경계에서 물러났다고 즉시 원속도로 복귀하면 센서 튐이나 몸의 재진입에 의해 불안정한 가감속이 반복될 수 있습니다. 복귀 지연, hysteresis, 재시작 확인, 작업물 상태와 주변 설비의 준비 조건을 안전 상태기계에 명시합니다.
ISO 10218-2:2025 공식 범위는 로봇 응용과 셀의 통합, 시운전, 운전, 유지보수와 폐기까지 다룹니다. SSM도 센서만의 성능이 아니라 로봇 셀 전체의 운전 모드, 인터록과 인계 절차 안에서 확인해야 합니다.
검증은 가장 느린 제동이 아니라 가장 불리한 사람·로봇의 닫힘 속도를 재현한다
시험점은 경계 한 곳만 찍지 않고 센서 모서리, 가림이 생기는 지점, 로봇이 사람 쪽으로 최대 상대속도를 만드는 자세와 구역 전환선에 배치합니다. 정상 접근, 달려드는 접근을 가정한 표준 조건, 손만 먼저 내미는 조건과 추적 손실을 분리해 기록합니다.
ISO/TS 15066:2016은 협동 산업용 로봇 시스템과 작업 환경을 보완합니다. 표준의 현재 유효성, 적용 국가의 법규와 2025년판 ISO 10218의 요구를 함께 확인하고, 시험 장비의 교정과 불확실성을 보고서에 남깁니다.
점검표는 계산 항마다 센서·논리·구동계의 실제 증거를 연결한다
계산서에는 사람 접근 가정, 감지 지연, 안전 논리 주기, 네트워크와 출력 지연, 로봇 반응·정지 시간, 위치 오차와 추가 여유를 같은 단위와 같은 기준점으로 기록합니다. 평균과 최댓값을 섞지 말고 채택한 최악값의 근거를 명시합니다.
시험 로그에는 로봇 프로그램·안전 설정·tool/payload 버전, 센서 firmware와 field set, 측정기 교정 상태를 포함합니다. 계산은 통과했지만 현장 설정이 다른 문제를 막으려면 이 구성 식별자가 재검증 트리거와 연결돼야 합니다.
작업물과 주변 설비가 바뀌면 보호 분리 거리도 다시 계산할 수 있다
긴 작업물, 날카로운 툴, 컨베이어 속도, 고정물 위치 또는 작업자의 접근 방향이 바뀌면 닫힘 속도와 위험점이 달라집니다. 로봇 코드가 같아도 위험성평가와 SSM validation은 변경 영향 분석을 거쳐야 합니다.
로봇 기능안전 PL·SIL에서 설명한 안전 기능 사양에 변경 목록을 연결하고, 정기점검에서는 센서 정렬·오염, 제동 성능 추세와 무단 field 변경을 확인합니다. 고장이나 near-miss 뒤에는 원래 계산의 가정이 실제로 맞았는지 되짚습니다.
SSM 합격은 거리 계산서, 기능 고장 시험과 현장 반복 실측이 같은 결과를 낼 때다
문서 합격만으로 끝내지 않고 센서 고장, 통신 단절, safety output fault, 잘못된 tool 선택과 과도한 payload를 주입해 정의된 안전 상태로 전환되는지 봅니다. 동시에 정상 작업에서 불필요한 정지가 과도하지 않은지 기록하되 생산성을 이유로 안전 여유를 임의로 줄이지 않습니다.
최종 인수 기준은 모든 접근 시나리오에서 실제 최소 거리가 계산 경계 안으로 들어오지 않고, 추적 손실과 구성 오류가 안전하게 처리되며, 재시작이 통제되고, 변경 후 재검증 절차가 실행되는 것입니다. 계산식은 이 증거를 묶는 추적성 문서입니다.
| 검증 층 | 시험 | 합격 증거 | 재검증 계기 |
|---|---|---|---|
| 계산 | 항별 최악값 | 단위·기준점·여유 | 접근·속도 변경 |
| 기능 | field 전환·정지 | 상태·타임스탬프 | logic·firmware 변경 |
| 고장 | 가림·단선·stale | 감속·보호정지 | 센서·network 변경 |
| 현장 | 자세·payload 반복 | 실측 거리·불확실성 | tool·cell 변경 |
속도·거리 감시 SSM에서 자주 묻는 질문
SSM 보호 거리는 항상 같은 값인가요?
아닙니다. 사람 접근 방향, 로봇 속도·자세, payload·tool, 센서와 제어 지연에 따라 달라집니다. 속도 구역별 계산과 실측이 필요합니다.
로봇 제조사가 제공한 정지 시간만 쓰면 되나요?
출발점으로는 쓸 수 있지만 실제 설치·자세·payload·tool 조건에서 가장 불리한 정지 시간과 거리를 확인해야 합니다.
일반 카메라의 사람 검출을 SSM 센서로 써도 되나요?
안전 기능에 사용하려면 요구되는 안전 무결성, 고장 진단과 전체 응답 성능을 입증해야 합니다. 일반 AI 검출 정확도만으로는 충분하지 않습니다.
사람이 멀어지면 로봇이 자동으로 다시 빨라져도 되나요?
위험성평가와 안전 상태기계가 허용하고 hysteresis·재시작 조건이 검증된 경우에만 가능합니다. 단순 거리 회복만으로 재시작하지 않습니다.
SSM 시험은 한 번만 하면 되나요?
아닙니다. tool·payload·안전 설정·센서 위치·로봇 프로그램 또는 작업자 동선이 바뀌면 영향 분석과 재검증이 필요합니다.
SSM 수치와 성능수준은 적용 법규, 최신 표준 원문, 위험성평가와 검증된 장치 자료로 결정해야 합니다. 이 글은 설계·검증 구조를 설명하며 특정 셀의 안전 인증을 대신하지 않습니다.