픽앤플레이스 공정, 협동로봇을 사용해야 하는 이유는 무엇인가?
2026. 04. 10
공장 라인에서 하루 수천 번 반복되는 집고 옮기는 작업. 제조업 현장에서 가장 빈번하게 발생하는 이 픽앤플레이스(Pick & Place) 공정은, 자동화 효과가 가장 빠르게 나타나는 영역이기도 합니다. 그런데도 아직 많은 현장이 이 작업을 사람에게 맡기고 있습니다.
그 이유는 단순합니다. 기존 산업용 로봇은 도입 비용이 높고, 설치에 공간 제약이 크며, 공정이 바뀔 때마다 재 프로그래밍이 필요했기 때문입니다. 하지만 협동로봇의 등장으로 이 방법이 달라지고 있습니다.
반복 공정을 사람이 계속 맡아야 하는 이유가 있나요?
국내 제조업은 구조적 인력난에 직면해 있습니다. 단순 반복 공정은 이직률이 높고, 작업자의 피로도에 따라 품질 편차도 생깁니다. 야간 연장 근무 비용은 늘어나고, 고중량·고위험 공정에서의 산재 리스크도 상존합니다.
• 단순 반복 인력의 잦은 이직과 채용 어려움
• 작업자 숙련도에 따른 불량률 및 품질 편차
• 야간·연장 근무 비용 증가와 생산량 예측 불안정
• 고중량·고위험 공정에서의 산재 리스크
이러한 흐름은 수치로도 뒷받침됩니다. 국제로봇연맹(IFR)이 발표한 ‘세계 로보틱스 2024(World Robotics 2024)’ 보고서에 따르면, 한국의 로봇 밀도는 2023년 기준 직원 1만 명당 1,012대로 세계 1위를 기록했습니다. 이는 직원 10명당 로봇 1대 수준으로, 한국이 전 세계에서 가장 빠르게 로봇 기반 생산 체계로 전환하고 있음을 보여줍니다. (출처: IFR World Robotics 2024) 헤럴드경제 또한 “인구 고령화와 노동력 부족으로 인해 한국의 협동로봇 시장은 매년 확대될 것”이라는 업계 전문가 발언을 인용하며 이 같은 추세를 보도한 바 있습니다. (출처: 헤럴드경제, 2025.09.25)
두산로보틱스 픽앤플레이스 솔루션은 무엇이 다른가?
두산로보틱스의 협동로봇 본체, 그리퍼, 시스템, 전용 소프트웨어를 통합하여 '집고-옮기고-놓는' 전 과정을 자동화해서 픽앤플레이스 공정을 수행할 수 있습니다. 그리고 대부분의 비전 시스템과 연동이 가능하기 때문에 고객사가 원하는 타입의 비전 카메라를 장착하여 작업 수행도 가능합니다. 그래서 3D 비전, 진공 그리퍼 등을 조합해 금속 프레스, 사출품 핸들링, 부품 패킹 등 다양한 공정에 바로 적용할 수 있습니다.
안전 펜스 없이 작업자와 같은 공간에서 협업이 가능하고 레이아웃 변경을 최소화해서 설치할 수 있으며, 기존 설비 사이에 그대로 투입할 수 있다는 것을 의미합니다.
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핵심 기술 3가지
1. 6축 고성능 토크센서 — 사람의 손처럼 섬세하게
두산로보틱스 협동로봇의 핵심 차별점은 독자 개발한 6개 고성능 토크센서입니다. 각 관절에 탑재된 이 센서는 미세한 힘의 변화를 실시간으로 감지하며, 형태나 무게가 조금씩 다른 제품을 집을 때도 손상 없이 처리합니다. 유리, 식품, 전자부품처럼 섬세한 소재에도 적용이 가능한 이유입니다.
이 기술을 바탕으로 두산 협동로봇은 ISO 안전 등급 최고 레벨(PLe, Cat4)을 확보하고 있으며, TÜV SÜD 국제 인증 평가에서도 최고 등급을 획득했습니다. 작업자와의 접촉을 0.1초 내에 감지해 즉시 정지하고, 반복 정밀도는 ±0.03~0.1mm 수준을 유지합니다.
2. Dart-Suite — 코딩 없이 공정을 바꾼다
두산로보틱스의 소프트웨어 플랫폼 Dart-Suite는 스마트폰 앱스토어와 유사한 구조로 협동로봇을 제어합니다. 드래그 앤 드롭 방식으로 작업 시나리오를 설정하고, 공정이 바뀔 때는 앱 교체만으로 즉시 전환됩니다. 복잡한 코딩 지식이 없는 현장 오퍼레이터도 직접 운용할 수 있는 이유입니다.
Dart-Suite는 세 가지로 구성됩니다. 웹 기반 앱 개발 환경인 Dart-IDE, 공정별 앱을 업로드·다운로드할 수 있는 Dart-Store, 그리고 로봇 구동과 앱 설치를 통합 관리하는 Dart-Platform입니다. 오전에는 전자부품 픽앤플레이스, 오후에는 포장·라벨링 작업으로 하나의 로봇이 공정을 탄력적으로 전환할 수 있습니다.
3. AI 비전 시스템 — 비정형 제품도 정확하게
3D 비전과 결합한 두산로보틱스의 픽앤플레이스는 적치 상태가 일정하지 않은 컨테이너나 비정형 작업물에서도 안정적인 인식과 집기 동작을 수행합니다. 그리퍼가 물체를 집는 순간 강도·크기 차이를 측정해 인식하는 저비용 고효율 방식도 채택하고 있으며, 이 기술은 CES 2024 혁신상(인공지능 부문)을 수상했습니다.
다품종 소량 생산이나 제품 변경이 잦은 환경에서 특히 효과적입니다. 기존 지그 의존도가 높은 자동화 대비 유연성이 높아, 소품종 대량보다 변동이 잦은 생산 환경에서 도입 효과가 극대화됩니다.
어떤 현장에서 검증됐나?
아래는 두산로보틱스 픽앤플레이스 솔루션이 실제 현장에서 적용된 주요 사례입니다.
- 전자·반도체- PCB 기판 이송 및 검사 장비 투입 생산성 28% 향상, 불량률 18% 감소
- 식음료 - 박스 소팅 및 팔레타이징 작업 인원 2.5명 대체, ROI 19개월 달성
- 자동차 부품 - 금속 가공물 머신 텐딩 및 적재 공정 사이클 20% 단축, 산재 리스크 제로
- 프레스·금속 라인 - 철판 가공 후 고중량 적재 자동화 투자 회수 1년 목표, 작업자 이탈 감소
- 물류·전자상거래 - 박스 피킹, 분류, 컨베이어 투입 주문 처리 속도 40% 향상, 생산 효율 30% 개선
특히 프레스 공정 사례는 설계 4주, 제작 2주, 현장 설치 및 안정화 2주를 포함해 총 8주 이내에 프로젝트가 완료된 것으로 보고됩니다. 도입 전 단계에서 ROI 시뮬레이션을 먼저 제공하여 의사결정자가 수치로 판단할 수 있도록 지원합니다.
협동로봇과 산업용 로봇, 무엇이 다른가?
협동로봇(Cobot)과 기존 산업용 로봇은 크기만 다른 것이 아닙니다. 도입 방식, 비용 구조, 유연성에서 본질적인 차이가 있습니다.
- 도입 기간 표준 공정 기준 약 8주 내외 커스터마이징으로 설치 시간 단축
- 초기 투자 중소 제조업도 접근 가능, 평균 2년 내 회수 설비·안전 장치 포함 CapEx 상대적으로 높음
- 공정 변경 Dart-Suite로 앱 교체만으로 즉시 전환 프로그램 변경·지그 재설계 등 추가 작업 필요
- 운용 인력 현장 오퍼레이터도 직접 티칭·운용 가능 전문 로봇 엔지니어 의존도 높음
자주 묻는 질문
기존 라인을 멈추지 않고 설치할 수 있나요?
두산로보틱스 협동로봇은 콤팩트한 설치 풋프린트와 간편한 셋업 덕분에, 동급 6축 다관절 로봇 대비 절반 수준으로 설치가 간단하며 AC/DC 제어기를 제공하기 때문에 AGV·AMR과의 결합도 가능합니다, 라인 중단 없이 순차 설치할 수 있습니다. 전문 엔지니어가 현장을 점검하고 최적 배치를 제안합니다.
비전문가도 직접 운용할 수 있나요?
Dart-Suite의 직관적인 UI와 Easy Teaching 기능 덕분에 복잡한 프로그래밍 없이도 현장 오퍼레이터가 기본 운용과 공정 변경이 가능합니다. 초기 설치 후 약 1~2주의 안정화 기간을 거치면 독립 운용이 가능합니다.
다품종 소량 생산 환경에도 맞나요?
오히려 다품종·변동이 잦은 환경에서 협동로봇의 유연성이 극대화됩니다. Dart-Suite의 앱 전환 기능과 AI 비전 시스템의 비정형 인식 능력을 활용하면, 제품이 바뀌어도 재프로그래밍 시간을 최소화하며 즉시 대응이 가능합니다.
안전성은 어떻게 검증됐나요?
ISO 안전 등급 최고 레벨(PLe, Cat4)을 확보하고 있으며, TÜV SÜD 국제 인증 평가에서 최고 등급을 획득했습니다. 6개 토크센서가 접촉을 0.1초 내에 감지해 즉시 정지하므로, 별도 안전 펜스 없이도 작업자와 같은 공간에서 운용이 가능합니다.
픽앤플레이스 자동화, 어디서부터 시작할까?
자동화 도입의 첫 번째 장벽은 '우리 공정에 맞는지 알 수 없다'는 불확실성입니다. 두산로보틱스는 이 문제를 해결하기 위해 도입 전 단계에서 현장 진단과 ROI 시뮬레이션을 먼저 제공합니다. 인력 투입 현황, 설비 가동률, 제품 스펙을 바탕으로 자동화 가능 영역과 예상 투자 회수 기간을 수치로 확인할 수 있습니다.
한 번 도입한 협동로봇은 픽앤플레이스에만 머물지 않습니다. Dart-Suite 플랫폼과 AI 기반 제어를 바탕으로 머신텐딩, 조립, 검사 등 다양한 공정으로 확장 적용이 가능하며, 이는 장기적인 총소유비용(TCO)을 낮추는 전략이 됩니다.
