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[Monthly Focus] SF AW 2021에서 살펴본 로봇기술 로봇기술 두드러진 산업 자동화 전시회 정대상 기자입력 2021-10-01 10:23:47

난 2021년 9월 8일(수)부터 10일(금)까지 코엑스(COEX)에서 열린 ‘2021 스마트공장 및 오토메이션월드(SMART FACTORY + AUTOMATION WORLD 2021, 이하 SF+AW 2021)이 막을 내렸다. 450개사 1,800부스 규로로 개최된 이번 전시회는 국제공장자동화전, 한국머신비전산업전, 스마트공장엑스포가 통합 개최됐다. 

 

모터114가 전시한 ZLTECH의 AGV 전용 드라이브. 하나의 드라이브로 두 개의 휠 인 서보모터를 제어할 수 있다.

(사진. 로봇기술)

 

로봇과 쉽게 통합되는 툴

산업용 로봇 시스템에 있어 로봇 암과 주변기기의 호환은 갈수록 중요해지고 있다. 비전이나 그리퍼, 각종 로봇 툴 등을 로봇과 연동하기 위해서는 전문적인 엔지니어의 노력이 필요하다. 산업용 로봇과 주변기기의 호환에 오랜 시간과 인력이 투입되는 것은 로봇 공급사나 사용자 모두에게 곤혹스러운 일이다. 이 때문에 여러 로봇 메이커들은 주요 애플리케이션별로 특화된 소프트웨어 기능을 제공하거나, 여러 툴 메이커와 협력해 인터페이스 연동을 진행하고 있다. 

쎄텍 강정훈 차장(사진. 로봇기술)

 

센서 및 너트런러를 제조하는 국내기업 쎄텍은 얼마 전 한국가와사키로보틱스와 협력해 빠르고 쉽게 체결 로봇 자동화를 구축할 수 있는 로봇 툴을 개발했다. 이날 전시회에서 쎄텍은 자사가 개발한 로봇 전용 너트런너 툴을 이용해 너트런너 로봇 비전 시스템 데모를 선보였다. 


쎄텍의 너트런너 툴은 토크센서가 내장된 제품으로, 볼트 공급에 안착되는 위치나 볼트 유무를 확인하는 센서를 탑재했고, 로봇SI 업체들이 별도의 추가적인 개발을 할 필요 없이 바로 다관절로봇에 장착할 수 있도록 개발한 제품이다. 
 

쎄텍이 선보인 너트런너 로봇 비전 시스템(사진. 로봇기술)

 


이날 쎄텍은 가와사키로보틱스와 제우스의 다관절로봇에 툴을 장착해 시스템 데모를 선보였다. 쎄텍 강정훈 차장은 “다양한 소형 기종의 6축 다관절로봇에 장착이 가능하다”라며 “현재는 로봇 티칭팬던트에서 당사 너트런너 툴의 작업 현황이나 결과 등 데이터를 관리할 수 있도록 개발을 진행하고 있다”라고 전했다. 

 

온로봇 그리퍼와 나치후지코시 MZ04를 이용한 로봇 데모(사진. 로봇기술)


SA+AW 2021을 찾은 글로벌 로봇 메이커

올해 SF+AW 2021에서도 글로벌 로봇 메이커들의 참여가 눈에 띄었다. 예년 대비 참가사의 수는 줄었지만, 국내 산업박람회에서 보기 힘들었던 야마하가 이번 전시회에 최초로 참여했고, 로봇과 커넥터를 모두 아우르는 스토브리코리아도 이날 전시회에 참가했다. 
스토브리코리아가 이날 공개한 ‘TX2 터치’는 모델명처럼 살짝만 건드려도 즉시 로봇이 정지하는 민감한 협동로봇이다. 앞서 스토브리는 외부 센서를 이용해 산업용 로봇의 성능과 협동로봇의 안정성을 모두 갖춘 다관절로봇 TX2 시리즈를 선보인 바 있다. TX2 터치는 여기서 한 발 더 나아가 외부 센서 대신 세이프티 터치 스킨을 장착해 SIL3/PLe 안전 수준을 달성했다. 

 

스토브리코리아 전시 부스 전경(사진. 로봇기술)


한편 야마하는 국내 주요 대리점 4개사와 공동으로 부스를 꾸려 전시회에 참가했다. 코로나19 이후 일본계 기업들의 대외 활동이 대폭 줄어든 상황에서, 그간 국내 자동화 관련 전시회에서 쉽게 보기 힘들었던 야마하가 공격적으로 참여한 만큼 많은 사람들의 관심이 쏠렸다.


이날 전시회에서 야마하는 반송시스템 LCMR200과 스카라 로봇을 중점 홍보했다. LCMR200은 고속·고정밀을 요구하는 분야에 적합한 고스펙 제품으로, 모듈 설계를 통해 제품 조율이 매우 간편하다. 야마하 측은 그간 사용 난이도가 높다는 고객사의 의견을 전극 반영해 ‘간편한 사용’에 가치를 둔 제품이라고 소개했다. 

 

스카라 로봇과 반송 시스템 LCMR200을 결합한 야마하의 데모(사진. 로봇기술)

 

시스템 기술로 변화하는 3D비전
차세대 기술로 여겨지던 3D비전은 이제 어느 정도 도입기를 넘어선 단계로 보인다. 몇 해 전까지만 해도 높은 가격과 정밀성 문제 등이 시장 확대의 걸림돌이 됐는데, 최근 3D비전 공급사들이 입을 모아 말하는 부분은 성능의 향상과 도입비용 부담의 경감이 진행되고 있다는 점이다. 이는 단순히 제품 가격 측면에서의 변화를 의미하는 바가 아니다. 최근 3D비전 공급사들의 화두는 사용자들이 시스템 관점에서 보다 합리적으로 3D비전을 도입하게 하는 것이다. 이날 참가한 3D비전 공급사들 또한 이 같은 업계 트렌드에 대응하는 신기술·신제품들을 선보였다. 

 

로아스 김광일 이사(사진. 로봇기술)

 

매크마인드(Mech-Mind)의 3D비전을 국내에 공급하고 있는 로아스의 김광일 이사는 “이전까지 3D비전은 제품 자체의 가격뿐만 아니라 주변 장치나 인건비 등 부가적인 비용의 부담이 컸다. 특히 로봇과 3D비전 간 연동이 원활하지 않았던 과거에는 실제 시운전에 소요되는 시간이 길어지면서 인건비 부담이 대폭 증가하는 사례가 많았다.”라며 “로아스가 공급하는 매크마인드 3D비전은 피스피킹이나 소팅, 디팔레이징, 빈피킹 등 각각의 애플리케이션마다 이미 만들어진 템플릿을 제공한다. 사용자는 완성된 템플릿을 수정해 시스템을 구축하면 되기 때문에 시운전 기간을 대폭 줄이면서도 시스템 구축 비용을 절감할 수 있다. 또한 이미 방대한 딥 러닝 데이터를 구축하고 있어 복잡하지 않은 형상의 물건이라면 별도의 딥 러닝 과정을 거치지 않고도 즉시 피킹 세팅이 가능하다.”라고 강조했다. 

 

로아스가 선보인 3D비전 매크마인드(사진. 로봇기술)


이날 로아스는 3m가량의 높이에서도 원활하게 빈피킹 작업을 수행할 수 있는 여러 데모 시스템을 전시했다. 김광일 이사는 “매크마인드의 경우 3m 높이에 3D비전을 설치했을 때 발생하는 오차가 약 3㎜에 불과하다”라며 “로아스는 자동차나 전기·전자, 물류 등 전방위적인 산업 분야에 매크마인드 3D비전을 공급하고 있으며, 특히 타사에서 실패한 프로젝트를 성공시켜 납품하는 등 레퍼런스를 쌓아나가고 있다”라고 전했다. 

 

픽잇코리아 구성용 지사장(사진. 로봇기술)

 

국내 로봇 자동화 분야에 선도적으로 3D비전을 알렸던 픽잇코리아의 구성용 지사장 또한 제품이 아닌 솔루션의 관점에서 접근하는 것이 중요하다고 제언했다. “3D비전 분야의 트렌드를 살펴보면, 이전까지는 3D비전 그 자체에 포커스가 집중됐었다면 최근에는 솔루션의 관점에서 접근하는 경향이 강해졌다. 최근에는 로봇 애플리케이션, 그 안에서도 세분화된 역할에 맞춰 새로운 세팅이나 인터페이스가 등장할 수 있다. 이 같은 과정을 거치며 각 애플리케이션에 적합한 솔루션들이 구체화되고 있다.”라고 귀띔했다. 


이번 전시회에서 공개한 빌릿 피커는 픽잇코리아의 강점을 잘 보여주는 신제품이다. 빌릿 피커는 단조 공정에 투입되는 빌렛만을 전문적으로 피킹하는 3D비전 시스템으로, 3D비전과 그리퍼가 통합된 형태의 솔루션이다. 


열악한 환경에서 작업이 진행되는 단조 공정은 3D비전 애플리케이션이 적용됐을 때 높은 공정 개선 효과를 얻을 수 있다. 실제로 국내 단조업계에서도 수요가 많은 상황이지만, 중소기업 비중이 높은 뿌리산업 분야의 업종 특성상 투자 여력이 여의치 않은 경우가 많다. 픽잇코리아는 국내 단조 업계의 시장 잠재성에 주목해 해당 애플리케이션에 특화된 빌릿 피커를 개발, 시스템 구축 시간을 획기적으로 단축시켰다. 구성용 지사장은 “빌릿 피커는 수만 번의 테스트를 통해 깊은 케이스 속의 빌릿을 바다까지 남김없이 꺼낼 수 있게 개발한 솔루션이다. 픽잇의 3D비전 시스템과 빌릿 핸들링 로봇에 특화된 소프트웨어가 통합된 로봇 앤드 이펙터로 속도와 정확성, 유연성, 비용 측면에서 효율적”이라고 설명했다. 

 

픽잇코리아의 빌릿 피커(사진. 로봇기술)


빌릿 피커는 툴 팁이 -45~+45° 내 범주에서 어떠한 위치에서도 작동할 수 있기 때문에 일반적인 직선형 또는 유선형 툴이 할 수 없는 피킹 작업까지 수행할 수 있다. 마구잡이로 쌓인 단조 빌릿을 피킹할 때 이를 제대로 피킹하기 위해서는 그리퍼가 정확한 지점에 위치해야 하는데, 상황에 따라서는 좁은 빌릿 케이스 내에서 정확한 지점에 그리퍼를 위치시키기 위해 로봇의 자세가 틀어지면서 케이스와 충돌하는 경우가 발생할 수도 있다. 반면 3D비전이 하나의 모듈로 통합된 빌릿 피커는 그리퍼가 정확하게 물체와 방향이 일치되지 않아도 유연하게 피킹할 수 있도록 설계됐다. 

 

한편 3D비전 애플리케이션의 핵심이 되는 3D비전센서 전문 기업 지비드코리아는 이날 전시회에서 3D비전의 이미지 데이터가 어느 정도 수준까지 발전했는지를 보여줬다. 노르웨이에 본사를 둔 3D비전센서 전문 기업 지비드는 구조광 방식의 하이엔드급 3D비전센서를 개발하는 기업으로, 글로벌 3D비전 메이커 픽잇이 얼마 전 공개한 픽잇HD 라인업에 지비드의 ‘비드 원+(ZIVID One Plus)’ 모델을 선택해 화제가 되기도 했다. 

 

컬러와 명함의 단차까지 이미지 데이터를 확보할 수 있는 지비드코리아의 3D비전센서 기술(사진. 로봇기술)


지비드코리아 최병호 지사장은 “우리 제품을 이용해 고객들은 필요한 이미지 데이터를 획득하고, 원하는 애플리케이션을 구현할 수 있다”라며 “범용으로 사용되던 TOF 방식의 한계를 경험한 고객들이 당사의 제품을 찾아 문제를 해결하고 있다. X, Y, Z의 좌표 데이터와 RGB 컬러 데이터를 모두 획득할 수 있으며, 특히 아주 얇은 단차 데이터까지 구분이 가능하다. 명함과 같은 얇은 대상물뿐만 아니라 A4 용지의 단차까지 구분할 수 있을 정도로 퀄리티가 높다.”라고 강조했다. 

 

재점화되는 서비스로봇 시장

우리 정부의 국내 로봇산업 육성은 서비스로봇에서 시작됐다. 2008년 9월 29일 지능형로봇개발및보급촉진법, 속칭 지능형로봇법이 제정되면서 국내 로봇업계에는 상당한 정부자금이 투입됐지만, 불과 10년 전까지만 해도 이 분야는 투입된 리소스 대비 성과가 없는 대표적인 분야라는 인식이 강했다. 


최근에는 인식이 많이 달라졌다. 정부의 인큐베이팅이나 외부 투자 자금으로 운영되던 스타트업 중심의 산업구조를 탈피하고 이제는 이름만 대면 알 수 있는 유명 대기업과 중견기업, VC들이 모두 주목하는 시장이 됐다. 이 시장에 ‘배팅’하는 기업들의 업종도 다양하다. 국내 양대 전자 대기업은 물론 통신사나 배달앱 업체도 서비스로봇에 드라이브를 걸고 있다. 

 

휴림로봇의 테미(사진. 로봇기술)

 

이전까지도 우리나라 서비스로봇 분야는 IT나 콘텐츠 기술 측면에서 강세를 보여 왔다. 여기에 최근 물류로봇 시장의 급부상으로 AGV나 AMR 등 자율주행로봇 기술이 비약적인 발전을 이룩하면서 양질의 서비스로봇 제조 기반이 갖춰진 셈이다. 시기적으로 코로나19로 인한 비대면 서비스의 수요도 증가하면서 이제 서비스로봇은 방역, 안내, 배달, 택배, 순찰·방범 등 전방위적으로 확산되는 추세이다. 


이날 전시회에서도 자율주행로봇을 기반으로 한 서비스로봇 기업들이 눈길을 끌었다. 특히 휴림로봇은 전시회에 참석하지 못하는 해외바이어 등을 위해 전시장 자율주행로봇 ‘테미’로 아바타 전시 체험을 할 수 있도록 서비스를 제공했다. 이는 자율주행기술과 텔레프레즌스 기능, 인공지능이 융합된 테미 플랫폼의 특징이 잘 드러난 사례이다.


휴림로봇은 그간 준비해왔던 AMR ‘테트라-DS5’도 이날 전시회에서 공개했다. ROS 기반 운영체제를 갖춘 테트라-DS5는 ROS는 라이다센서와 초음파센서, 3D카메라를 적용해 물류창고와 같은 복잡한 실내 환경에서 정밀한 자율주행이 가능하다. 페이로드는 120㎏으로, 제조 현장의 소형 물품이나 물류창고 등에 적합하다. 

 

휴림로봇의 테트라-DS5(사진. 로봇기술)


자율주행 방역로봇 ‘코로봇(Corobot)’으로 CES2021 혁신상 수상의 영예를 안았던 힐스엔지니어링은 이번 전시회에서 새로운 자율주행로봇 라인업 ‘헤이봇(Heybot)’을 선보였다. 
헤이봇은 힐스엔지니어링이 이번 전시회에서 최초로 실물을 공개한 키오스크 로봇으로, 전시회장이나 쇼핑센터, 관공서 등 공공장소에서 방문객들을 위해 다양한 역할을 수행할 수 있다. 방문객은 헤이봇의 터치스크린에 키워드를 입력해 원하는 정보를 얻을 수 있고, 필요한 경우에는 헤이봇이 직접 따라다니며 안내할 수 있도록 요청할 수도 있다. 

 

힐스엔지니어링의 헤이봇(사진. 로봇기술)


이 로봇의 특징은 일반적인 키오스크 로봇과 달리 그 역할이 단순 안내에 국한되지 않는다는 점이다. 특히 힐스엔지니어링은 그간 축적해온 다양한 방역 관련 기능들은 융합해 참관객들의 시선을 모았다. 헤이봇은 참관객들의 얼굴을 통해 체온을 측정하거나 마스크 착용 여부를 체크하는 한편, 마스크 미착용 참관객에게는 마스크 착용을 유도하도록 음성으로 안내할 수 있고, 외부의 공기를 흡입해 정화한 후 배출하는 공기 청정 기능도 탑재했다. 

 

헤이봇은 사람의 얼굴을 인식해 마스크 착용 유무를 판별하고, 마스크 미착용 시 마스크 착용 유도 안내를 한다.

(사진. 로봇기술)


힐스엔지니어링 관계자는 “이 밖에도 특정 시간대를 설정해 로봇이 주기적으로 작업을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어 정해진 시간에 공간을 순회하면서 밀집된 사람들이 흩어지도록 안내하는 등의 역할도 가능하다.”라고 전했다.  

 

SMIC, 스마트공장 이정표 제시

스마트공장은 그 구성요소가 광범위한 만큼 한눈에 개념을 파악하기 어렵다. 스마트제조혁신센터(이하 SMIC)는 이번 전시회를 통해 3가지 주제로 구성된 특별관으로 제조공정의 현 주소를 조망하고, 미래 방향에 대해 제시했다. 


이번 SF+AW 2021 주제관은 SMIC와 한국전자기술연구원(KETI)이 ‘스마트제조업의 미래(Smart Manufacturing of the Future)’를 주제로 꾸렸다. 
가장 먼저 참관객들의 눈길을 사로잡은 것은 SMIC R&D 성과를 보여주는 모듈형 공정 라인 데모였다. SMIC는 간단한 전자제품을 생산하기 위한 5개 공정(재료 로딩-부품 조립-볼트 체결-레이저 마킹-품질 검사)을 선보였는데, 해당 생산라인은 각각의 작업을 수행하는 하나의 셀 공정들이 표준 커넥터로 직렬 연결돼 있다. 첫 번째 공정에만 파워를 투입하면 모든 모듈 공정이 가동되며, 공정 순서를 변경하거나, 새로운 공정을 추가할 때는 각 모듈을 재배치 및 추가하는 것만으로도 가능하다. 특히 주목해야 할 부분은 로봇과 자동화 주변기기, 센서, 서보드라이브, PLC 등을 각기 다른 브랜드의 제품으로 구성했다는 점인데, SMIC 관계자는 “본 센터에서는 다양한 브랜드의 자동화기기를 통합할 수 있도록 상호운용성 테스트를 지속적으로 추진하고 있다. 이는 각각의 브랜드마다 상이한 통신언어를 표준 프로토콜로 변환해 이종 간의 장비를 조합해도 데이터를 획득하거나 분석할 수 있다.”라고 밝혔다. 

 

모듈형 공정 라인(사진. 로봇기술)


이 밖에도 SMIC는 ‘스마트워크벤치’라고 명명된 수소자동차용 매니폴드 제조 공정 데모를 선보였다. 국내 상장사에 실제 적용되고 있는 스마트워크벤치는 작업자가 보다 편리하고 효율적으로 작업할 수 있도록 여러 가지 스마트기술을 도입한 솔루션이다. 이 기술은 AR 글라스나 통신이 가능한 툴, 협동로봇, 빔 프로젝터 등을 활용해 작업자가 공정에 대한 정보에 보다 쉽게 접근할 수 있도록 하고, 비숙련자도 효과적으로 작업을 수행할 수 있도록 개발됐다. 

 

스마트워크벤츠(사진. 로봇기술)


SMIC 관계자는 “예를 들어, 작업자가 AR 글라스를 쓰면 지금 어떤 작업을 해야 하고, 어떤 부품을 어디에 체결해야 하는지 등을 증강현실로 확인할 수 있다. 또한 볼트 체결 시 발생하는 토크 값 등을 스마트 툴에 저장하고, 해당 데이터를 서버에 전송해 양·불 판정을 확인할 수도 있다. AR 글라스 착용 후 작업에 피로감을 느끼는 작업자라면 빔 프로젝트롤 이를 대체할 수 있다. 원하는 작업 테이블에 작업 지시서를 빔 프로젝트로 투사해 비숙련자도 작업을 원활하게 수행할 수 있도록 한다. 만약 해당 공정이 단순 반복 작업일 경우에는 협동로봇으로 이를 대체할 수도 있다.”라며 “가장 중요한 것은, 숙련된 작업자들이 지닌 작업 지식이나 노하우를 디지털로 전환해 초심자나 신입들에게 교육용으로 활용하거나 실제 작업 시 효율을 높일 수 있다는 점”이라고 말했다. 

정대상 기자
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