로봇기술 매거진 월간 로봇뉴스 - 로봇기술

로봇용 유압 액추에이터 개발에 성공한 (주)케이엔알시스템

다음 세대 로봇기술의 허브로 도약한다

로봇산업의 규모가 확대됨에 따라 로봇업체들 간의 경쟁 역시 달아오르고 있다. 이러한 가운데 독자적인 기술 개발을 통해 로봇산업의 블루오션 시장을 이끌어가고 있는 업체, (주)케이엔알시스템의 행보가 주목받고 있다. 견마로봇, 웨어러블 로봇, 바이오 로봇 등 연일 뉴스를 쏟아내고 있는 로봇 분야에서 독창적인 요소기술로
 로봇기술의 다음을 이끌어가고 있는 (주)케이엔알시스템을 본지가 찾았다.
취재▶▶박서경 기자(press2@engnews.co.kr)

시험기 허브 업체 케이엔알시스템, 로봇을 준비한다
(주)케이엔알시스템(이하 케이엔알시스템)은 “한국에도 미국의 벨 연구소와 같은 사설 연구소가 하나쯤 있으면 좋겠다 싶었다”라는 김명한 사장과 류성무 상무의 바람에서부터 시작된다. 각기 최적설계와 로보틱스 분야에서 박사학위를 수여한 두 사람이 의기투합하여 시험기와 로봇이라는 두 가지 테마로 시장에 뛰어든 것이 벌써 10년 전, 2000년의 일이다.
“시뮬레이터급 시험기가 중단기적으로 수익을 낼 수 있는 사업이라면, 로봇은 중장기적인 시각에서 세계적인 기업으로 발돋움하는 발판 역할을 할 사업이라 생각했다”라며 초창기부터 지금까지의 케이엔알시스템의 큰 방향을 언급한 류성무 상무는 우선, 100억을 훌쩍 뛰어 넘는 동사 매출에 있어 상당부분을 차지하고 있는 시험기 사업분야에 대한 설명으로 인터뷰를 시작했다.
“사업을 처음 시작하던 2000년 당시 국내 시험기 분야는 저가 시험기 위주로만 생산하고 있었으며, 시뮬레이터급 시험기는 거의 전무하여 전량 수입에 의존하고 있었다”라며 사업 시작 당시의 국내 시험기 시장을 설명한 그는, 현재 케이엔알시스템이 자동차, 철도, 토목, 에너지, 재료 등 각 분야별 시험평가팀을 운영하면서 시험기 제작뿐 아니라 시험 관련 서비스 대행 사업 등을 통해 시험기 분야에서 국내 최고의 업체로써 위상을 달리 하고 있음을 밝혔다.
이미 100억원을 훌쩍 넘는 매출을 올리고 있으며, 나아가 수출을 통해 고가의 시험기를 제작하는 외국기업과 대등하게 경쟁하고 있는 등 시험기 분야에서의 선전은 동사의 기술력을 가늠해 볼 수 있는 지표가 되고 있다.

시험기 분야 노하우, 로봇분야로까지 이어져
시험기 분야의 노하우와 기술력이 단순히 이 분야에만 한정되는 것은 아니다.
창업 당시부터 로봇기술을 활용한 고부가가치의 시뮬레이터 시험기를 개발하여 수익모델을 창출하고, 시험기에서 얻은 기계, 유압기술을 로봇기술에 적용해 필드로봇과 요소부품을 개발하여 블루오션 제품을 개발하고자 했던 것이 케이엔알시스템의 큰 그림이었던 만큼 각 사업군이 갖는 기술 연관성은 매우 밀접하다.
“언급한 시뮬레이터급 시험기에는 고수준의 메카트로닉스 기술, 제어 기술, 소프트웨어 기술 등 높은 수준의 로봇기술이 필수적이다. 이는 케이엔알시스템 연구소의 팀장급 이상의 연구진들이 모두 로보틱스 전공자인 것만 보아도 알 수 있다.”는 류성무 상무의 말처럼 시험기 분야에서 쌓아온 동사의 기술력은 직접적으로 로봇 사업 분야에 적용되고 있다.
특히 동사가 중점을 두고 있는 로봇사업부분이 전문 서비스 분야 및 방위산업, 특수산업 등에 활용되는 필드로봇들이라는 점을 상기한다면 더욱 그렇다.

이와 관련해 류성무 상무는 “필드로봇에는 상당히 많은 부분에서 기계요소를 필요로 한다. 이는 상대적으로 우리가 고성능 시험기를 구축하면서 나온 기술이 상당한 연관성을 갖는다는 이야기”라고 밝히며, “로봇기술은 대부분 두 가지 이상의 기술이 융합되는 경우가 많은데, 이러한 특징 때문에 여타 산업군의 회사들이 로봇 분야로 진출하기도 하고, 로봇 전문업체들이 일반 산업으로 범주를 옮겨가거나 도움을 주기도 하는 것이 최근의 추세이다.”고 덧붙였다.
류성무 상무가 언급한 것과 마찬가지로 동사 역시 시뮬레이터급 시험기를 개발?제작하면서 로보틱스 기술과 상당 부분 관련이 있는 기구학과 자체 개발한 컨트롤러 기술 등을 쌓을 수 있었으며, 이를 통해 로봇기업으로써 갖춰야할 경쟁력을 하나씩 갖춰나갔던 것이다.
또한 고성능 시험기 개발 과정에서 축적된 설계, 해석, 가공, 조립, 제어기(하드웨어 및 소프트웨어), 운용 프로그램에 이르는 일련의 과정을 자체적으로 소화해 내며 쌓은 노하우들도 로봇기업으로써 동사의 가치를 높이고 있다.
이러한 배경을 바탕으로 케이엔알시스템은 현재 유압을 사용한 로봇용 유압 요소부품을 개발하여 주문?생산하고 있으며, 내년 초에는 일반 양산 제품을 출시할 계획에 있다. 또한 다족형 견마로봇, 유압형 웨어러블 로봇, 고중량 유압 로봇팔 등 유압기술을 적용한 완성품 개발 및 기술지원에도 활발한 활동을 하고 있으며, 외에도 바이오 로봇 분야와 수중 로봇 분야에도 새로운 연구 및 개발을 이어나가고 있다.

다이나믹한 힘을 원한다면 로봇용 유압 액추에이터
앞서 열거한 로봇 사업군 중에서 현재 케이엔알시스템에서 가장 큰 기대를 걸고 있는 부분은 로봇용 유압 액추에이터이다.
류성무 상무는 “컴포넌트(Component) 기술이 기반이 되지 않으면 로봇이 사업화 되었을 때 우리나라는 로봇산업의 주인이 되지 못하겠다 싶었다. 액추에이터와 같은 요소 부품들이 개발되어야 로봇산업에 중소기업이 기여할 수 있을 것이라 생각했다.”며 연구 동기를 밝혔다.
유압을 기반으로 한 로봇용 액추에이터는 크기 대비 출력비에 있어, 모터기반에 비해 월등하고, 특히 로터리형의 경우 감속기가 필요치 않은 구조라 제어에 있어서도 백래쉬와 같은 비선형적 장애물이 없다는 이점을 가진다.
하지만 다른 기술들이 그러하듯 유압 액추에이터 역시 하루 아침에 개발된 것은 아니다.

그는 “시험기 사용이 성능과 신뢰성을 평가하는 단계인 만큼 빠른 속도나 큰 힘을 필요로 한다. 하지만 큰 힘을 낼 수 있는 유압 기술이 시험기 분야에서 가치를 인정받기 위해서는 수 마이크로미터 대역의 제어까지도 가능해야 한다. 시험기 분야에서 정밀성, 힘, 속도를 유압으로 구현하는 것이 자체 기술로 가능해지자 이를 로봇에 적용했다.”고 밝히며 기술의 바탕에 시험기 분야에서의 노하우가 적용되어 있음을 강조했다.
한편, 로봇용 유압 액추에이터 사업에 착수하면서 케이엔알시스템은 몇 가지 우선순위를 매겨 하나씩 해결해나가기 시작했는데, 그 첫 번째가 로봇용 유압 액추에이터의 대중화였다.
“우리만 열심히 한다고 되지는 않는다. 로봇 산업계를 봤을 때 유압으로도 로봇을 구동할 수 있다는 인식부터 선행되어야 시장이 넓어지는 것이라 본다.”라는 말로 자신의 생각을 밝힌 류성무 상무는 요소기술을 개발함과 동시에 ‘어떻게 유압의 기술들이 적용될 수 있으며, 어떠한 용도로 쓰여 질 수 있을까’를 홍보하는 일부터 실행해 나갔다. 그 결과 최근에는 유압을 사용하는 과제들이 다수 생겼으며, 현재 견마로봇, 웨어러블 로봇, 고중량 로봇 암 등 다양한 과제에 케이엔알시스템의 로봇용 유압 액추에이터가 적용되고 있다.

다음으로 동사는 ‘개발된 애플리케이션을 로봇화 하기 위한 컴포넌트들은 어떻게 구해야 하는가’라는 생각의 연장선에서 연구를 이어나갔다. 이러한 연구의 결과로써 동사는 로봇용 유압 액추에이터 뿐 아니라, 로봇용 펌프, 로봇용 밸브 등을 개발 또는 개발 중에 있다. 현재 주문생산으로 제작되고 있는 이들 제품은 내년 초 출시를 앞두고 있다.
출시를 앞둔 이들 제품에 관련해 류성무 상무는 “4년여 개발과정을 거쳐 노하우를 쌓아오면서 하드웨어 제작기술에서 만큼은 자신한다”라고 말하며, “시장에 알리기 위해 초기에 유압로봇을 직접 개발하고 있지만, 결국은 모터 시장에서의 ‘맥슨 모터’와 같은 기업이 인정받듯, 유압로봇에 사용되는 액추에이터 하면 케이엔알시스템을 떠올리게 되는 로봇용 유압 액추에이터 전문 기업이 되는 것이 목표다.”라는 말로 강한 자신감을 드러냈다.
이러한 류성무 상무의 자신감을 뒷받침 하듯, 최근에는 로봇 유압 액추에이터를 이용한 다양한 로봇의 개발 사례 소식이 전해지고 있다. 다시 말해 유압 액추에이터의 활용사례가 점차 늘어나고 있다는 것이다.
이러한 트렌드의 가장 큰 배경이라면 모터 대비 순간적으로 낼 수 있는 힘의 크기가 월등하기 때문이다.

또한 로봇의 트렌드가 과거 정밀한 운동, 가정용, PC와 연동되는 기술 위주에서, 최근에는 인텔리전스(Intelligence)는 좀 낮더라도 사람이 처리하기 어려운 일을 보조해주는 필드 로봇과 산업용 로봇 쪽으로 이동하고 있는 것도 로봇용 유압 액추에이터 시장의 미래를 밝게 해주고 있다.
류성무 상무는 “유압로봇은 해외에서도 프랑스, 미국 등에서 기초 단계로 소개되기 시작한 시장이므로, 이미 성숙된 모터 기반 로봇시장과는 다른 새로운 시장이 될 것이다”라며 유압로봇시장의 가능성을 긍정적으로 평가했다.

차세대 성장 동력, 바이오 로봇
케이엔알시스템에서 주력하고 있는 또 다른 로봇분야는 바이오 로봇이다.
바이오 로봇이라 하면 흔히 수술용 로봇을 먼저 떠올리겠지만, 현재 동사가 주력하고 있는 부분은 로봇기술을 적용한 의료 장비, 그 중에서도 혈액검사 로봇시스템과 O-Arm, C-Arm과 같은 포터블 타입(이동이 가능한)의 CT기기이다. 혈액검사 로봇시스템은 지식경제부 전략기술 개발사업 주관업체로써 참여하고 있으며, O-Arm과 C-Arm의 경우 메카니즘 부분을 어시스트하며 연구 개발에 참여하고 있다.
특히 내년 출시를 계획하고 있는 혈액검사 로봇은 과거 큰 방 하나를 차지할 만큼 복잡하고 규모가 큰 검사공정 2~3㎡ 수준으로 축소시키고 프로세스 또한 간편화한 장비이다.
한편, 류성무 상무는 “현재 추세로는 사람 몸에 직접 닿게 되는 디바이스로써의 로봇(수술 로봇)은 개발 과정이나 승인 단계가 매우 복잡하다. 때문에 사람과 직접 접촉하지 않는 의료 장비를 로봇화 시키는 것은 신뢰성만 확보된다면 빠른 성과를 낼 수 있다.”고 밝히며, “수술용 로봇 보다 의료장비를 로봇화 시키는 시장이 상대적으로 매우 크며 부가가치도 상당히 높다.
삼성과 같은 대기업이 바이오 로봇 분야에 진출하고자 하는 이유도 이 때문”이라며 추후 바이오 로봇 분야에 대한 기대를 내비쳤다.
이어 그는 “시험기 사업이 그러했듯, 바이오 검사 로봇들도 수순이 있다”고 밝히며, “혈액로봇은 시작일 뿐이다”라는 말로 앞으로 이 분야에 많은 투자와 연구를 이어나갈 것임을 시사했다.

로봇 요소부품 시장의 선두업체를 노린다
현재 사측에서 가장 기대하고 있는 로봇용 유압 액추에이터와 관련해 류성무 상무는 “국가를 설득 못하면 고객 설득도 할 수 없다. 다음으로 연구자를 설득 못하면 고객도 설득 하지 못한다.”라는 생각으로 단계를 밟아 나가고 있으며, 지금이 앞서 말한 다음 단계임을 표명했다.
그는 “현재는 로봇용 유압 액추에이터를 이용한 다양한 어플리케이션을 내놓고 홍보하는데 주력하고 있다. 때문에 유압 액추에이터의 퍼포먼스를 확실하게 알지 못하는 고객을 위해 설계까지도 기술진이 참여해 진행하고 있다.”고 밝히며, “앞으로 각 연구기관이 유압 액추에이터를 지금의 모터처럼 각 쓰임에 맞게 사용자가 스스로 붙여 쓸 수 있는 수준까지 확산시키는 것을 목표로 한다”고 말한다.
국내 로봇 산업에서 남들과 다른 길을 선택해, 10년이라는 짧은 시간동안 로봇 기술의 허브 연구소로 자리잡은 케이엔알시스템.
다시 한번 5년이라는 시간 안에 필드로봇과 요소부품 시장에서 선두업체가 되겠다는 류성무 상무의 말이 내심 기대되는 이유다. 

(주)케이엔알시스템 www.KNRsys.com