서보모터, 서보드라이브, 감속기, 엔코더는 다축으로 구동되는 관절로봇의 핵심부품이다. 그간 우리 로봇 제조사들은 국내 관절 모듈 관련 기술의 미흡으로 고가의 외산 제품을 활용할 수밖에 없는 상황이었으며, 이에 따라 해외 수출 등에 있어 만족할 만한 가격 메리트를 확보하지 못했다. 세인플렉스(주)는 이 같은 구조적 문제를 해결하기 위해 고분해능 자기식 엔코더를 개발, 국내 로봇 제조사들의 관심을 모으고 있다.
세인플렉스(주) 한창수 대표이사(사진. 로봇기술)
국내 로봇산업 숙제 엔코더, 국산 기술로 개발
조립 기반 로봇 제조의 한계점이 부각되면서 우리 로봇산업의 글로벌 경쟁력 제고를 위해 핵심부품 국산화에 대한 목소리가 높아지고 있다.
국내 제조용 로봇 시장은 응용기술을 중심으로 발전해왔다. 제조 플레이어 풀이 좁고, 핵심부품에 대한 내재화가 부족한 제조용 로봇 분야는 소프트웨어, 콘텐츠 등이 부각되는 서비스·전문서비스 로봇과 달리 규모의 경제 실현을 통한 원가절감이 매우 중요한 분야로, 특히 관절 액추에이터를 구성하는 서보모터, 서보드라이브, 엔코더, 감속기 등이 높은 원가 비중을 차지하고 있다.
이와 같은 이유로 최근 관절 액추에이터 부문 핵심부품의 국산화에 대한 산·학·연·관의 관심이 높다. 이미 우리 로봇산업계를 구성하는 생태계에서는 이 분야의 지원과 연구, 개발, 제품화를 실현함으로써 국내 로봇산업의 저변을 다지기 위해 노력하고 있다.
국내 로봇 제조사들이 세인플렉스(주)(이하 세인플렉스)가 개발한 고분해능 자기식 엔코더(이하 로봇 엔코더)를 주목해야 되는 이유도 여기에 있다. 세인플렉스는 한국에 본사를 두고 중국 쑤저우에 공장을 보유하고 있는 마그네틱 응용 전문 기업이다.
세인플렉스 한창수 대표이사는 “로봇 관절부를 형성하는 핵심부품 중 하나인 엔코더는 대부분 일본, 독일 기업들의 제품들을 사용하고 있다. 6축 다관절로봇의 경우 이 외산 엔코더가 대당 6개가 적용되는데, 이는 로봇 완제품의 원가를 결정할 수 있을 정도로 비중이 크기 때문에 로봇 제조사의 경쟁력을 좌지우지할 수 있는 부품이다.”라며 “좁은 국내 시장을 넘어 중국, 인도 등 거대 시장에서 활약하기 위해서는 특히 원가절감이 중요하며, 이에 따라 핵심부품의 국산화가 선행되어야 한다.”라며 개발 동기를 밝혔다.
세인플렉스가 개발한 고분해능 자기식 엔코더(사진. 세인플렉스)
주목받는 국산 로봇 엔코더
세인플렉스는 마그네틱 응용 전문 기업으로서 로봇 핵심부품까지 개발하면서 지난한 과제를 해결해야 했다. 한창수 대표이사는 “로봇 엔코더를 개발하기 이전, 자동차 휠 스피드 엔코더에 마그네트를 공급하면서 경험했던 마그네트 다극 착자 기술을 기반으로 약 4년 전 부천산업진흥재단이 주관한 로봇 핵심부품 개발 관련 정부사업에 참여하게 됐다. 당시 재단 측 관계자 및 심사위원들 여론이 국내에서는 성공할 수 없다는 방향으로 흘렀다. 이에 누군가는 해야 한다, 실패하더라도 도전할 필요가 있다고 강력하게 설득했다.”라며 당시를 회고했다.
그러나 세인플렉스는 사업 참여 이후 또 다른 난제에 부딪혔다. 바로 로봇 엔코더에 대한 착자 기술이다. 동사는 처음 인크리멘탈 타입 21비트 엔코더 개발에 도전하면서 Ø30의 공간에 200극을 착자해 21비트 엔코더 파형을 발생시켜야 했는데, 이는 기존에 동사가 진행해왔던 착자 기술보다 높은 수준의 기술력이 요구된다. 이를 위해 한창수 대표이사는 독일, 일본 등 선진국 자료를 참고하는 한편, 과거 대기업 등에서 엔코더, 3.5인치 플로피디스크 등을 개발, 제조했던 전문가들을 찾아가 자문을 구했다.
그는 “이렇게 인크리멘탈 타입 엔코더 개발에 성공하고, 이후 앱솔루트 타입 엔코더까지 개발하는데 성공했다.”라며 “기존 방식과 다른 고유의 기술을 적용함으로써 보다 우수한 특성을 보여준다. 특히 캘리브레이션의 경우 칩을 제조하는 모 독일계 기업의 착자 기술 대비 현저히 우수한 수치를 기록하고 있으며, 지난해 11월에는 해당 기업 엔지니어가 당사를 방문하기도 했다.”고 귀띔했다.
한편 로봇 핵심부품은 고신뢰성을 요구하기 때문에 실제로 개발 및 제품화에 성공해서 수요처를 찾기 힘든 실정이다. 그러나 세인플렉스는 현재 국내 최초로 협동로봇을 개발한 기업에 로봇 엔코더를 납품하고 있으며, 덧붙여 대기업과도 심도 깊은 논의를 진행하고 있다.
지난 2017년 하반기에 제품화를 성공한 이 회사는 이듬해 2018 로보월드에 참가해 폭발적인 시장의 호응을 이끌어냈다. 한창수 대표이사는 “당시 약 80여 개에 달하는 기업들이 관심을 보였고, 실제로 약 30~40개 이상 업체들과 의미 있는 논의를 진행했다”라며 “또한 중국 심천 소재의 로봇 감속기 기업으로부터 샘플 의뢰를 받아 올해 수주를 확정함으로써 중국 교두보를 마련했고, 한편으로는 파커, 맥슨모터 등 글로벌 모터 메이커와도 논의하고 있다”고 전했다.
세인플렉스는 국산 엔코더 개발로 국내 로봇산업 발전에 일조하고 있다(사진. 세인플렉스).
로봇 완제품 경쟁력 제고
한창수 대표이사는 우리 로봇 제조사들이 국산 핵심부품을 사용해야 되는 중요한 근거로 ‘고객화(Customization)’를 꼽았다. 그는 “우리나라는 자동차, 반도체, FPD, 스마트폰 등 거대한 시장을 보유하고 있으나 대부분 외산 로봇이 적용되고 있다. 그러나 외산 기업들은 자사 요소기술 등을 전수해주지 않는다.”라며 “반면 국산 부품을 사용해 핵심부품을 내재화하고, 모션제어에 대한 기술을 습득 및 축적함으로써 로봇 완제품의 경쟁력을 더욱 높일 수 있다. 당사 부품의 경우 외산 엔코더 대비 원가절감을 실현할 수 있고, 신속한 커스터마이징이 가능하기 때문에 사용자의 입장에서 향후 응용 범위를 더욱 확장시킬 수 있다.”고 강조했다.
연내 리니어 엔코더 라인업 확보
세인플렉스는 개발된 로봇 엔코더를 향후 리니어모터, 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, 이하 VCM) 등의 분야까지 확장하고, 나아가 리니어 타입 고정밀 광학식 엔코더를 개발, 자체 VCM 스테이지에 적용함으로써 엔코더 응용 분야까지 비즈니스를 확장할 계획이다.
세인플렉스 엔코더는 현재 국내 협동로봇 기업들에게 공급되고 있다(사진. 세인플렉스).
한창수 대표이사는 “리니어 엔코더 시장 또한 향후 큰 확장이 가능한 분야로, 올해 중 리니어 엔코더 라인업 구축을 마무리하고 본격적으로 이 시장을 공략할 것”이라며 “현재 국내 제조업계는 고용 여건의 변화에 따라 자동화 요구가 증가하고 있다”라며 “세인플렉스의 엔코더가 자동화 도입 비용 부담으로 고민하고 있는 국내 제조업체들의 고민 해소에 도움이 되고, 나아가 우리 제조업계가 진정한 4차 산업혁명 시대를 맞이하는데 일조할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.
한편 세인플렉스는 로봇 산업에서 더 나아가 의료용 기기, 물류 등 여러 산업 분야에 그간 국내에서 시도하지 못했던 자석 기반의 센서, 액추에이터와 같은 다양한 어플리케이션을 개발할 예정이다. 이를 통해 사업을 보다 다각화하고, 수입 대체는 물론 국내 기술 경쟁력 확보로 인한 해외 시장으로의 비즈니스 전개까지 염두에 두고 있다.
