로봇 - 말단장치 인터페이스 표준화를 위한 요구사항 도출

Derivation of Requirements for the Standardization of Robot End-Effector Interfaces

본 연구는 로봇 말단장치(end-effector)의 시스템 인터페이스 표준화를 위한 기초 연구로서, 산업 현장의 수요기반 요구사항을 도출하고 이를 체계적으로 분석하는 데 목적이 있다. 로봇 말단장치는 제조용 로봇 시스템에서 제품 종류와 공정 방식에 따라 다양한 형태로 활용되며, 작업 특화 기능을 수행하는 핵심 구성요소다. 특히 장치 간의 신속한 교체와 다양한 로봇과의 호환성 확보를 위해, 시스템 인터페이스의 표준화 필요성이 대두되고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 제조업체 및 로봇 말단장치 사용자 기업을 대상으로 수요조사를 실시하였으며, 표준화가 시급한 항목으로 인터페이스 구성이 공통적으로 지목되었다. 이에 따라 인터페이스 항목을 중심으로 국제표준(ISO 9409, ISO/WD 24112) 및 국내 단체표준(KOROS 등)을 분석하고, 구성 요소별 요구사항을 정리하였다. 분석 대상에는 커넥터 유형, 핀 배열, 전원 및 신호 전송 방식, 정전기 방지, 통신 프로토콜(RS485, IO-Link등), 기계적 체결 구조 등 실질적 기술 항목이 포함된다. 각 항목은 현장 적용성과 표준 정합성을 고려하여 구조화되었으며, 본 연구는 향후 로봇 말단장치의 모듈화 및 상호운용성 확보, 표준안 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

This study aims to establish foundational requirements for standardizing the interface of a robot end-effector by reflecting practical needs identified through industry-driven investigation. Robot end-effectors are essential components of manufacturing robot systems, performing task-specific functions such as gripping, welding, or fastening. Given the diversity of workpieces, process types, and operating environments, the ability to rapidly replace and universally apply these devices is crucial for production flexibility and efficiency. To identify areas in need of standardization, a survey was conducted targeting robot and end-effector manufacturers as well as industrial users. Results consistently highlighted the interface between robots and end-effectors as a key challenge in achieving interoperability and modular integration. Based on these findings, this study focuses on standardizing mechanical, electrical, and communication interfaces. Relevant international standards such as ISO 9409 and ISO/WD 24112, along with domestic group standards, were reviewed to derive component-level technical requirements. Core elements identified include connector types, pin configurations, power and signal transmission methods, electrostatic discharge (ESD) protection, communication protocols (e.g., RS485, IO-Link) and mechanical fastening mechanisms. These interface requirements are organized to ensure compatibility across systems, improve interchangeability, and reduce customization burdens at deployment. This research provides a technical foundation for the development of standardized end-effector interfaces, facilitating future efforts in system modularization, interoperability, and alignment with international norms.