▲ PF-400 스카라 로봇 및 제어기를 포함한 내부 모습
세계 최대 전시회서 선보여진 PF-400
2년 전 ‘ALA Show’에서 ‘SLAS Show’로 이름을 바꾼 세계 최대의 랩 오토메이션 전시회가 지난 1월 13일부터 16일까지 미국 플로리다에서 열렸다.
바이오 생명과학 분야 핸들링 자동화의 선두주자 Precise Automation社의 스카라 로봇 PF 시리즈는 이 행사에서 총 9개 기업의 부스에서 무려 15대나 전시되면서 바이오산업에서의 경쟁력을 입증했다.
세계적으로 바이오산업을 포함한 보건의료 분야가 차세대 시장으로 부상하며 이와 관련된 산업 역시 오래 전부터 주목을 받아오고 있었다. 특히 보다 정밀한 연구 및 생산을 가능하게 하는 로봇은 바이오산업에 있어 이제 도입기를 지나 실용화 및 확산기에 접어들었다고 볼 수 있다. 현재 바이오 및 의료 산업 장비제조사들이 로봇을 활용한 자동화 솔루션을 선보이고 있으며, 이는 기존의 고경력 과학자들이 직접 수작업으로 시료 테스트 및 가공을 수천, 수만 회 진행하던 작업의 자동화 시대가 개막되었음을 알리고 있다. 즉, 현대의 바이오 분야 과학자들은 로봇의 활용을 통해 비로소 새로운 신약 및 치료제 개발, 유전자 정보 분석 등의 작업을 보다 효율적으로 수행할 수 있게 된 것이다.
▲ SLAS Show에 소개된 PF-400
로봇 에러를 원천적으로 차단한 PF-400
미국 실리콘밸리에 본사를 둔 Precise Automation社는 오래전부터 바이오산업의 시장성에 주목해왔고, 이에 적합한 로봇인 PreciseFlex(PF) 시리즈를 선보이며 바이오 로봇 분야의 선두주자로 자리매김하고 있다.
이 시리즈 중 PF-400 로봇은 외부전원 및 통신선만 외부에 노출되어 있고, 로봇 및 그리퍼의 제어기와 드라이버, 그리고 로봇 고장 원인의 대부분을 차지하는 모든 케이블 등이 로봇 몸체에 내장되어 있어 로봇 에러를 원천적으로 제거했다.
전체적인 구성은 그리퍼를 포함한 5축 핸들링 로봇으로 400㎜ Z축 스트로크, 550㎜ 평면 작업 반경에 1kg 중량물까지 취급할 수 있다.
또한 500g의 작업물을 500㎜/sec의 속도로 이송할 수 있고 ±0.2㎜의 작업 정밀도를 구현하고 있으며, Ethernet, RS-232, RS-485와 Digital IO를 기본적으로 탑재하고 있다.
▲ Precise Automation社에서 제공하는 Gripper
PF-400, “국내 바이오산업에서도 맹활약!”
위 그림은 전형적인 바이오 로봇 작업을 보여주고 있으며 각각 분리된 셀 또는 테스트베드에 있는 시료, 플레이트, 시약 등을 분석 및 검사, 배양, 혼합 또는 보관하는 곳으로 이송하는 작업을 한다.
로봇의 외부 링크가 바깥으로 움직이지 않고 Inner link 영역 안으로 동작해 최대작업 반경이 485㎜로 전체 장비 및 시스템의 Foot Print를 크게 줄일 수 있다.
PF-400만의 특징으로는 Absolute Encoder 타입의 서보모터 및 Guidance 1400 제어기를 채택하고 있어 고속으로 동작하던 중 에러가 발생했을 경우 원상복귀, 중력보상 기능에 의한 손쉬운 티칭 작업이 가능하다. 더불어 DFF(Dynamic Feeder Forwarder) Control 알고리즘에 의해 빠른 속도를 구현하면서도 부드럽고 조용한 모션과 다른 작업 중량물에 따른 모션의 자동 최적화가 가능하게 된다.
아울러 실제 바이오 분야에서는 제품을 집게 되는 로봇 그리퍼 및 핑거의 기능도 매우 중요하다.
PF-400의 경우 별도의 에어 공급 없이 로봇 내에 장착된 1축 모터 및 제어기 옵션에 의해 부드럽고 안전한 작업물 취급이 가능하고 Precise Automation社에서 제공하는 스피링 타입의 그리퍼를 사용하거나, 엔드유저가 직접 원하는 그리퍼를 제작해 활용할 수 있도록 구성되어 있다.
한편 Adaptive Robotics社의 이중엽 대표는 “현재 국내의 바이오 장비제조사에서도 이미 PF-400 스카라 로봇을 채택한 곳이 있으며, 관련 소프트웨어 및 제경비를 포함해 국내에는 3천만원대 초반가격으로 공급하고 있다”고 밝혔다.
▲ 바이오 로봇 작업
