기계산업人, ROBOT에 주목하다
「SIMTOS2010」에서 찾은 로봇기술 트렌드 5
지난 4월 중순의 일산 KINTEX는 그야말로 인산인해를 이뤘다. 세계 5대 공작기계전으로 성장한 「서울국제공작기계전(SIMTOS2010)」이 개최됐기 때문이다. KINTEX 5개 홀을 모두 채울 만큼 볼거리가 많았던 이곳에서 로봇은 비록 출품 수는 적었지만, 신기술과 신제품으로 무장한 채 갈 길 바쁜 관람객의 발길을 잡아 눈길을 끌었다. 정보화와 고도화의 기술이 융합되어 더 나은 생산시스템을 만들어가는 현 기계 산업에서 로봇은 제 몫을 다하는, 아니 새로운 기계 산업을 선도할 아이템으로 부상하고 있음을 재확인 시킨 것이다. 그 어느 때보다 다양한 기술과 어플리케이션 사례를 보여준 「SIMTOS2010」에서 제조용 로봇기술의 트렌드를 찾아보자.
기계 산업의 이슈 ‘생산시스템 고도화 & 노동력 부족해결’
로봇 융합기술 개발추진은 인건비의 상승이나 노동력 부족을 보충하기 위함은 물론 생산시스템의 고도화를 위한 것으로 이미 많은 성장을 이뤄왔다.
실례로 공작기계협회지에서는 “지난 2007년 가을 독일에서 열린 유럽 국제 공작기계 상품전시회(EMO)에는 공작기계와 융합한 로봇이 124대 출품됐으며, 2008년 가을에 개최된 일본 국제 공작기계 상품 전시회(JIMTOF)에서도 큰 폭으로 증가하는 경향을 보여 주고 있어 기술개발 경쟁은 치열하게 전개될 것”임을 전망한 바 있다.
특히, 생산 시스템 기술에 있어서 정보화와 고도화 기술은 마치 자동차의 양 바퀴 관계와 같이 상호 의존하는 형태로, 생산 시스템의 발전과 함께 로봇의 필요성도 높여준다.연구 현장이 제조업을 중심으로 하는 제품 생산에 있는 이상, 기초연구와 그 산업응용도 또한 밀접한 관계에 있기 때문이다.
공작기계의 복합화와 다축화, 그리고 제어기술
공작기계의 기술개발 경향은 복합선반이나 5축 제어 머시닝 센터(Machining Center) 등의 복합화, 다축화, 주축이나 기구의 고속화, 미크론 오더(Micron Order)의 고정밀도 가공에 대응하는 열변형 보전기술이다. 2008년에 개최된 일본 공작기계 전시회(JIMTOF2008)에서는 항공기 부품가공용의 대형 5축 가공기, 광학계나 의료분야의 초미소, 초미세한 부품이나 금형 가공용의 정밀 5축 가공기 등 유저의 주목에 부응하는 5축 가공기의 전시와 응용사례의 소개가 눈길을 끌었다.
특히, 이 분야에서는 일본의 화낙과 독일의 지멘스가 앞서 있는데, 이미 8~9축 이상의 제어기를 시장에 내놓은 이들은 공작기계는 물론이고, 다른 산업에도 이 기술을 적용하며 시장을 선점하기 위한 움직임을 보이고 있다.
화낙은 공작기계 사업부와 로봇사업부 모두를 운영하고 있기 때문에 조금 더 유리한 위치에서 빠르게 개발하고 있는 것으로 알려졌다.
이들은 이번 「SIMTOS2010」에서는 티칭펜던트에서 또 다른 변화를 줌으로써 눈길을 끌었다.
로봇시스템의 외관에서는 차이가 없지만 로봇과 공작기계를 함께 운용할 때 각자 별도의 티칭펜던트를 사용하던 것을 하나로 연동해 사용할 수 있도록 한 것이다. 일반적으로 로봇과 공작기계는 안전펜스를 친 후 사용하게 되는데, 공작기계를 컨트롤하기 위해서는 펜스 안으로 들어가 조작할 수밖에 없었던 문제점을 해결하기 위해 개발된 이 시스템은 로봇을 정지시켜 놓았다 할지라도 작업현장에 접근하는 것은 위험한 행동이기에 펜스 밖의 로봇의 티칭펜던트로도 이를 조작할 수 있게 했다. 몇 번의 터치로 화면을 전환해 로봇은 물론 공작기계도 컨트롤할 수 있는 것이다.
이와 관련해 화낙의 관계자는 “이와 관련된 시장이 아직까지 활성화되지는 않았지만 로봇을 사용할수록 더 많은 어플리케이션과 기능들을 접목해 시장은 분명 커질 것으로 본다”는 의견을 전했다.
로봇에 의한 자동화 셀 생산 시스템
로봇에 의한 생산 시스템의 자동화는 설비비용과 자동화 효과의 교환 조건으로 결정된다. 제조현장에서 셀 생산방식에 이목이 집중되는 것은 작업자의 기능을 최대한으로 활용하여 설비에 비용을 들이지 않고 제품의 다양화와 생산량 변동에 유연하게 대응하기 위해서다. 설비에 비용이 들지 않으면 로봇에 의한 자동화 셀 생산 시스템이 요구되는 것은 당연하다.
그래서 제조업에서는 높은 생산성을 확보하면서 다품종 소량생산에 대응하도록 인간이 담당할 작업을 효과적으로 지원하는 여러 가지 형태의 셀 생산조립 시스템이 제안되어 왔다.
고임금 국가에서 충분한 국제 경쟁력을 유지하려면 인간은 인간이 아니면 할 수 없는 고부가가치를 창출할 수 있는 작업에 전념하고, 그 이외의 부수적인 작업은 로봇 등에 의해 자동화하는 것이 바람직하기 때문이다.
일본에서는 신에너지·산업기술총합개발기구(NEDO) 주관으로 2006년부터 5년간의 프로젝트로 작업자와 로봇이 효과적으로 협동 작업을 하는 셀 생산조립 시스템의 구축을 목표로 하는 프로젝트가 진행 중이다.
이 프로젝트에서는 인간과 로봇의 협조형 셀 생산조립 시스템의 요소기술을 개발하여 인간만으로 이루어지는 종래의 셀 생산조립방식보다도 고생산성으로 비용경쟁력을 가진 시스템을 확립할 수 있게 하였다.
1. “더 빠르고, 더 정확하게”
패러럴 로봇 경쟁시대 본격 돌입
지난 「iREX 2009」 전시장에 ABB와 아뎁트가 주도했던 패러럴 로봇시장에 화낙, 미쓰비시, 가와사키 등이 대거 진출했다는 소식이 전해진지 반년이 채 지나지 않아 이들 제품이 한국 「SIMTOS」에 착륙했다.
공작기계전문 전시회였음에도 불구하고 식품, 전자, 제약산업을 타깃으로 하는 이 로봇들을 선보인 곳은 가와사키와 화낙. 5홀 입구를 시작으로 전체 규모에 비해 작게 구성된 로봇관이었지만 이들 로봇의 출시로 참관객의 눈길과 발길을 사로잡는 데는 성공했다는 후문이다.
먼저 5홀로 들어서는 전시장 입구 왼쪽에 그들만의 상징색인 노랑으로 부스를 가득 채운 화낙은 입구에서 보이는 부스 전면에 로봇시스템을 전시해 눈길을 끌었다. 4~5대의 로봇을 출품한 화낙 부스에서 가장 많은 관심을 받은 것은 역시 패러럴 로봇이다. 화낙에서의 명칭은 겐코츠(주먹 : 拳骨, げんこつ) 로봇으로, 주먹을 쥔 모습을 본 따 이렇게 부른다고 한다. 이 로봇은 패러럴 로봇(병렬로봇), 델타로봇, 겐코츠 로봇 등으로 불리며 아직까지 통일된 이름을 갖지 못한 상태로 업계는 시장 확대를 위해서라도 명칭에 대한 부분을 쉽게 넘어가지 않을 분위기다.
M-1iA라는 모델명의 4축과 6축 소형로봇, 그리고 M-3iA라는 모델명의 대형로봇으로 나눠져 있다. 4축은 일반적인 픽 앤 플레이스(Pick & Place) 동작에 주로 사용되며, 6축은 조립도 가능하다. 힘과 적용범위를 낮추더라도 속도를 놓여 제약 및 식음료에 포커스를 맞춘 로봇인 것이다.
입구 맞은편에 위치한 가와사키 로봇 역시 그들의 픽 앤 플레이스(Pick & Place) 작업을 위한 패러럴 로봇을 전면에 배치했다. 가와사키의 경우 지난해 출시와 동시에 영업을 시작한 상태로 오는 6월 1일부터 열리는 포장전(Korea Pack)에 참가하는 대리점을 통해 다시 한 번 만날 수 있다. 이들은 이미 각 산업별 든든한 SI 시스템 파트너사들이 있기에 가능성은 높다고 자신감을 보이고 있다.
화낙과 가와사키 두 기업은 이들 로봇을 통한 솔라, 식품, 제약, 반도체 등 그들이 기존이 활동하지 않았던 시장으로의 진출을 꾀하고 있다. 특히, 향후 성장가능성이 높은 솔라 산업에 욕심을 내며 한국시장에서의 성공적인 데뷔무대를 치러냈다.
패러럴 로봇 경쟁시대 본격 돌입… 뒤따라가는 국내 로봇기업
이번에 화낙과 가와사키가 여러 종의 다양한 용도의 패러럴 로봇을 대거 공개한 패러럴 로봇은 거미의 다리와 같이 생긴 3개 이상의 다관절 축이 맨 끝에 하나로 연결돼 있어 고속의 작업을 수행할 수 있는 제품이다.
‘패러럴 로봇’은 쉽게 얘기하면 지능도 갖고 있어 색상, 제품, 위치 등을 정확히 인식해 사람 손이 도저히 따라갈 수 없을 정도의 속도로 정렬, 이송, 착상하는 작업을 유연하게 수행해 식품, 제약, 솔라 분야에서 인기를 끌고 있다.
이미 ABB, 아뎁트를 통해 최근 몇 년간 국내에서도 꽤 자주 볼 수 있었는데, 이들이 갖고 있던 특허권이 풀리면서 지난해 말부터 일본의 로봇기업들이 관련 신제품을 대거 쏟아내며 화제를 모으기도 했다.
그럼에도 불구하고 시장을 선도하고 있는 ABB와 아뎁트는 아직까지 특별한 움직임을 보이고 있지는 않지만, 이미 선점하고 있는 시장에서 이전 모델보다 더 나은 신제품을 계속해서 소개하며 시장 확대를 노리는 모양새다.
ABB는 지난 3월 「aimex2010」에서 1300mm 모델(FlexPicker)을 출품해 눈길을 끌고 1600mm 에리어를 커버하는 기종이 출시된 것을 알리는데 주력했으며, 아뎁트(Adept Quattro-s650HS)는 최대 가반중량 6.0kg까지 가능한 제품으로 위생처리 등급승인을 받아 계속해서 시장을 선도해나가고 있다. 이들 제품은 실제 반도체 웨이퍼 및 솔라셀 작업에서의 레퍼런스를 충분히 갖고 있어 안정적인 시스템 구축을 선호하는 고객들에게 유리하게 접근해 시장을 넓히고 있다.
국내 로봇기업들도 이 시장을 간과하고 있지 않다. 지난 2007년 (주)로보스가 고속포장용 지능형 패러럴 로봇을 개발하며, ‘제5회 인천IT기술상’을 받았었고, 이엠코리아(주) 역시 한국기계연구원과 병렬 기구형 가공조립 지능로봇을 개발해 화제를 모은 바 있다. 또 최근에는 다사로봇의 패러럴 로봇 시장 진출 소식도 들린다.
하지만 이 로봇의 개발기술만을 확보했을 뿐 상용화하는 것은 아직까지 엄두를 내지 못하고 있어 이 시장에서 뒤처지는 상황을 보이고 있다.
