▲ 부영테크의 3축 갠트리 로봇 시스템은 Y축의 활용으로 2축 갠트리 시스템의 단점을 보완했다.
자동차 부품을 대량으로 가공·생산하는 현장에서 제품의 로딩/언로딩을 담당하는 갠트리 시스템은 그간 2축으로 구성된 제품이 많이 사용되어 왔다. 하지만 공작기계 자체에서 발생되는 진동에 의한 CNC 가공 머신 등 공작기계의 미묘한 중심이송축의 틀어짐으로 인해 2축 갠트리 시스템은 그 한계를 노출시킬 수밖에 없었다. 부영테크는 이러한 2축 갠트리 시스템의 한계를 극복한 3축 갠트리 로봇을 개발, 호평을 받고 있다. 이에 본지에서는 부영테크의 3축 갠트리 로봇을 비롯해 갠트리 시스템과 관련된 그들의 다양한 경쟁력을 살펴봤다.
취재▶▶ 정대상 기자(press2@engnews.co.kr)
갠트리 로봇-기계간 중심불일치 “3축 갠트리 로봇에는 그런 거 없습니다!”
2009년 설립된 (주)부영테크(이하 부영테크)는 갠트리 로봇 시스템을 전문적으로 구축하는 기술집약형 기업이다. 특히 동사는 자동차 부품 가공 현장에서 주로 사용되던 2축 갠트리 시스템의 단점을 파악하고, 이를 보완할 수 있는 3축 갠트리 로봇 시스템을 시장에 선보이며 호평을 받고 있다.
“현재 타깃 시장으로 삼고 있는 자동차 부품 가공 생산 라인에는 구조적으로 한계를 지닌 2축 갠트리 시스템이 높은 비중으로 활용되고 있다”는 부영테크의 이종철 연구소장(이하 이 연구소장)은 “이에 동사는 기존 제품의 단점을 보완할 수 있는 3축 갠트리 로봇을 개발해 기존 2축 갠트리 시스템보다 높은 가격경쟁력으로 시장에 공급하고 있다”고 밝혔다.
그간 2축 갠트리 시스템은 공작기계 자체의 진동에 의해 공작기계의 중심위치가 틀어질 경우, 머신의 위치 틀어짐만큼 제품의 로딩/언로딩에 오차가 발생하는 구조적 문제점을 안고 있었다. 이에 대해 이 연구소장은 “근 보름마다 공작기계의 위치를 바로 잡는 번거로운 작업을 해야 했지만 유저들은 이를 당연하게 받아들이는 경우가 많았다”며 “그렇기 때문에 이러한 문제점을 원천적으로 해결해줄 수 있는 3축 갠트리 로봇 시스템을 적용해본 고객들은 동사의 제품에 더욱 매력을 느낀다”고 밝혔다.
말 그대로 동사의 갠트리 로봇 시스템은 상하좌우의 기존 2축 움직임에 전후로 180㎜까지 움직임이 가능한 Y축을 더해 공작기계의 가공중심이 틀어지는 만큼 전후방 움직임을 조종, 2축 갠트리 시스템의 단점을 극복했다.
뿐만 아니라 하나의 축이 더해짐으로써 2대 이상, 수십 대의 공작기계를 직렬로 설치함에 있어 척 중심선과 갠트리 시스템의 좌우 이송축을 일치시키는 까다로운 작업 역시 해결했다. Y축의 이송범위 안에서 가공물의 탈부착 및 원활한 시스템 운영이 가능하기 때문이다.
물론 개발에 있어 난점이 없었던 것은 아니다. 이 연구소장은 “설계와 실제 시스템의 강성 차이로 인해 정도 등에 있어 문제가 생겼다”며 “이를 극복하기 위해 LM가이드를 상하 4열로 배치해 진동을 없애는 등 고강성 구조를 실현, 결과적으로 Y축이 움직일 때도 0.01㎜의 높은 위치결정도를 구현할 수 있었다”고 밝혔다.
이러한 꾸준한 연구와 개발 끝에 부영테크는 고정도, 고속 작업이 가능한 3축 갠트리 로봇을 시장에 선보인 것이다.
이 연구소장은 “현재 3축 갠트리 로봇 시스템으로의 전환은 서서히 진행되고 있으며, 시장 확장성이 높은 분야”라며 자신감을 드러냈다.
요즘 갠트리 로봇 시스템 ‘측정, 자동옵셋, 불량 판별까지 OK!’
▲ 콤팩트한 사이즈의 구동반전장치(왼쪽)와 ATOS(오른쪽)
동사의 3축 갠트리 로봇 시스템에는 주목할 만한 옵션이 몇 가지 있다. 그중 하나가 자동공구옵셋장치이다.
동사가 개발한 ATOS(Automatic Tool Offset System)는 가공된 제품을 자동으로 측정해 불량을 판별하고 관리치수에서 벗어난 값을 미리 지정한 툴에 자동으로 공구옵셋하는 장치로, 모든 가공품을 전수 검사하는 효과를 얻을 수 있고, 작업자가 일일이 공구옵셋을 수동으로 입력해야 하는 번거로움 및 공구옵셋 값을 반대로 입력해 발생되는 오조작을 원천 방지할 수 있는 시스템이다. 현재 장착되는 ATOS는 3번째 버전으로 기존 버전에서는 작업자가 미리 지정해둔 옵셋값이 공구보정 되었지만, 현 3세대 시스템에서는 제품의 측정값을 수치로 읽어 기준 치수에서 벗어난 양만큼 CNC 공작기계의 지정 TOOL에 공구보정 된다. 즉, 기준에서 3미크론이 벗어낫다면 정확히 3미크론이 공구옵셋되는 식이다. 또한 소프트웨어적으로 툴 파손을 감지하는 기능이 추가됐다.
이 연구소장은 “반복되는 가공으로 인해 가공 툴이 마모될 경우, 똑같은 수치를 기반으로 작업을 한다고 해도 공구가 마모되는 만큼 제품의 치수가 차이가 나게 된다”며 “이제는 갠트리 로봇 시스템이 측정, 자동옵셋, 불량 판별까지 실행할 수 있다”고 밝혔다.
또한 구동반전장치는 전 공정에서 가공된 제품의 반대편을 가공하기 위해 가공품을 180° 뒤집어 주는 역할을 하는 장치로서, 고강성 LM가이드 베어링 및 로드리스 실린더를 적용해 고정도 및 고속작동이 가능하다.
빌트-인(Built-in) 타입 2축 갠트리 시스템으로 공간 활용도 극대화!
▲ 빌트-인 타입의 2축 갠트리 로봇 시스템은 공작기계와 일체형으로 구성되어 있다.
동사의 갠트리 시스템 중 눈여겨 볼 제품이 또 하나 있다. 바로 빌트-인(Built-in) 타입 2축 갠트리 시스템이다.
CNC 선반 등 공작기계의 로딩/언로딩 작업을 수행함에 있어 갠트리 시스템보다 가격경쟁력이 높은 오토로더의 장점과 공압 구동 방식을 병용해 속도가 느려진 단점을 보완한 빌트-인 타입 갠트리 로봇 시스템은 이러한 문제를 해결함은 물론, 기존 오토로더의 가장 큰 문제점으로 지적됐던 공간 활용도를 대폭 개선한 제품이다.
공작기계 1대당 1대의 오토로더가 필요했던 기존의 시스템에서 오토로더 자체의 부피는 현장의 공간 활용도면에서 불리한 점으로 작용했다. 이 점에 착안한 동사는 공작기계 상단에 가공머신과 일체화된 형태의 빌트-인 타입 2축 갠트리 로봇 시스템을 구성, 공간 활용도를 대폭 개선했다.
“공작기계 전면부에 오토로더가 위치함으로 인해 작업자가 공작기계에 접근하기 힘들었고, 혹여 공작기계가 말썽을 일으키거나 위치를 이동해야 할 경우 오토로더를 분리해내고 재조립하는 과정이 필요했다”는 이 연구소장은 “이러한 단점을 빌트-인 타입의 2축 갠트리 로봇 시스템으로 해결함은 물론, 기존의 공압 구동 방식을 서보 2축 구동으로 바꿔 초고속 로딩/언로딩이 가능하게 만들었다”고 밝혔다.
이 밖에도 빌트-인 타입 2축 갠트리 로봇은 시스템이 공작기계에 부착됨으로써 공작기계의 위치 변경에 관계없이 균일한 로딩/언로딩을 실현할 수 있다.
아울러 복잡한 구성품들을 간편하게 조립할 수 있는 2축 갠트리 로봇 플레이트를 개발해 코스트를 대폭 절감했다.
가격 경쟁력의 열쇠 ‘설계, 제어, 시스템 구축까지 자체 기술로!’
끊임없는 연구와 개발로 타깃 수요층이 요구하는 최적의 갠트리 로봇을 개발하고 있는 동사가 지닌 가장 큰 경쟁력은 바로 설계에서부터 제어, 시스템 구축까지 일체의 외주 없이 자체적으로 수행할 수 있는 기술력이다.
이 연구소장은 “3축 갠트리 로봇 시스템의 경우 기존에 현장에서 사용되고 있는 2축 갠트리 시스템보다 오히려 30%가량 가격이 저렴하며, 빌트-인 타입 2축 갠트리 시스템 역시 오토로더와 비교해도 뒤처지지 않을 만큼 가격경쟁력이 있다”며 “이처럼 합리적인 가격을 구현할 수 있었던 가장 큰 이유가 바로 설계, 제어, 시스템 구축의 모든 부분을 외주 없이 자체적으로 처리할 수 있는 기술력이 있기 때문”이라고 밝히며, 동사의 제품이 순수 토종 기술력의 산물임을 밝혔다.
부품 가공에서부터 제어를 위한 PCB 기판까지 직접 제작하는 등 핵심기술을 순수 자사 기술로만 구현하는 등 생산 공정의 혁신을 통해 가격 경쟁력까지 취했다는 것이 이 연구소장의 설명이다.
이러한 기술력을 갖추기 위해 각고의 노력을 아끼지 않았다는 그는 “현재 자동차 부품 가공 분야를 주요 타깃시장으로 삼고 있지만, 플라스틱 취출 등 로딩/언로딩 작업이 가능한 곳에는 언제든지 적용할 수 있는 기술력을 갖추고 있다”고 밝혔다.
부영테크, 고객의 요청에 언제든지 달려갈 준비 완료
현재 국내에서 높은 비중을 차지하고 있는 자동차 부품 가공 분야의 중소기업 등을 타깃시장으로 높은 가격경쟁력과 뛰어난 효율의 갠트리 로봇 시스템 공급을 목표로 하고 있는 동사는 이 분야에 대한 시장 잠재성을 높게 평가했다.
“중소규모 기업의 경우, 3축 갠트리 로봇이나 빌트-인 타입 갠트리 로봇의 존재 자체를 모르는 경우가 많아 사용하지 못하는 경우도 있다”는 이 연구소장은 “이를 위해 보다 적극적으로 마케팅을 진행할 계획”이라고 밝혔다. 실제로 기업 설립 2년 만에 갠트리 로봇 시스템 50라인 구축을 달성한 동사는 현재 꾸준히 증가하는 수요와 호의적인 시장 반응으로 인해 월 20라인 생산 시스템을 구축했다. “현재 매월 10라인 가량 꾸준히 수주가 이뤄지고 있다”는 그는 “추후 레퍼런스가 쌓이고, 고객들에게 동사의 갠트리 로봇 시스템이 각인될 때를 대비해 올해 안으로 월 30라인 생산 시스템을 구축할 계획”이라고 밝혔다. 아울러 동사는 생산 시스템 혁신을 진행함과 동시에 화성과 대구 지역에 생산 거점을 마련, 전국 어디든 2시간 이내 A/S 및 기술대응이 가능한 시스템을 구축했다. 이 밖에도 다가오는 ‘2012 로보월드’ 참가를 통해 동사의 갠트리 로봇 시스템을 알리면서 꾸준히 시장에 동사의 아이템들을 알릴 계획이다. 고객이 요구하는 갠트리 로봇을 끊임없이 개발해 보다 다양한 시스템을 구축하고, 기존의 불편함을 해소하겠다는 부영테크. 현재 기존 갠트리 시스템의 대체 수요에서부터 신규수요까지 모두 아우를 수 있는 생산 시스템을 구축해 시장의 요구에 대응하는 그들의 미래가 기대된다.
(주)부영테크 www.bytec.co.kr
