’10 최신 제조업용 로봇기술 세미나
제조용 로봇기술의 현재와 미래를 조망한다
생산성 향상이라는 제조업계의 오래된 과제 대해 최근 제시되고 있는 가장 주된 해답은 단연 로봇이다. 공작기계 업계도 예외는 아니다. 「SIMTOS」의 횟수가 거듭될수록 점차 공작기계들과 함께 하는 혹은 그 역할을 나눠가진 로봇들의 수도 점차 늘어가고 있다. 이러한 트렌드와 현장의 요구를 반영하여 「SIMTOS 2010」에서는 다시 한번 ‘최신 제조업용 로봇기술 세미나’를 마련하였다. 각기 다른 분야의 4명의 전문가가 제조용 로봇 관련 최신 트렌드와 지식을 전파하는 자리였던 본 세미나를 통해 기계산업의 미래를 엿보는 기회를 가져보자.
2010 제조업용 로봇 기술세미나
지난 「SIMTOS 2008」에서 처음 개최된 이후, 매번 제조용 로봇 관계자부터 사용자에 이르는 많은 이들의 참여와 관심 속에 치뤄졌던 ‘제조업용 로봇 기술세미나’가 이번 「SIMTOS 2010」기간 내에도 제조용 로봇의 수요자와 생산자를 비롯한 여러 관계자들에게 유익한 정보를 제공하기 위한 목적으로 개최되어 업계 관계자들의 발길을 이끌었다.
4월 16일 오후 1시부터 4시까지, 1시간 단위로 총 4개의 강연이 ‘최신 제조업용 로봇의 설계 및 현장 활용 기술’이라는 주제 하에 준비된 이번 세미나에는 각 분야의 로봇 전문가들이 강사로 참여하여 산업현장에 쓰이는 최신 로봇 트랜드와 정보를 다양한 실사례와 함께 제시되었다. 한편, 이날 세미나의 좌장은 경기공업대학 김규로 교수가 맡아 강연자 소개와 매끄러운 진행을 위해 힘썼다.
제조용 로봇에 대한 뜨거운 관심
이번 세미나의 강사진은 (주)NT리서치 김경환 대표, 고려대학교 송재복 교수, 삼성전자(주) 최용원 수석연구원 등 지난 세미나와 비슷하게 구성되었다. 한편으로는 한국가와사키머신시스템(주) 전철우 부장이 새로운 주제를 갖고 강사로 처음 참여하기도 했다.
지난 세미나와 비슷한 구성의 강사진이었지만 내용면에 있어서는 새로운 기술과 정보들이 추가·보강되어 한층 더 알찬 자리가 되었다고 할 수 있었다.
강연자들은 추가된 새로운 동향과 정보를 설명하기 위해 배정된 시간을 넘기면서까지 열정적으로 강의를 이어나갔으며, 참석자들도 130석에 가까운 세미나실 좌석을 모두 채우며 뜨거운 관심을 대변했다.
또한 각 강연이 끝난 후 가진 ‘Q&A’시간에는 참석자들의 질문이 이어졌고, 시간 관계상 답변이 충분히 이뤄지지 않은 상황에서는 강사와 참석자가 휴식시간까지 할애하여 질의와 답변을 이어가는 등 뜨거운 관심을 엿볼 수도 있었다.
하지만 전반적으로 발표 분량에 비해 다소 무리하게 시간이 배분되어진 탓에 준비된 내용의 상당 부분이 누락되고, 다소 급하게 진행된 부분은 이번 세미나의 아쉬운 점으로 지적되기도 했다.
제조업용 로봇 기술 생산자와 소비자 모두를 만족시킨 자리
정부로부터 많은 로봇지원사업들이 있었고 이에 따라 크고 작은 로봇 세미나와 행사들이 이어졌지만, 대부분이 지능형 로봇분야에 집중되어 있었던 것이 사실이다. 이러한 의미에서 이날의 제조용 로봇 기술 세미나는 실제 로봇산업의 근간이 되고 있는 제조업용 로봇 생산자와 소비자의 갈증을 풀어준 오아시스 같은 자리였다.
제조용 로봇의 다양한 분야 뿐 아니라 지능화 안전시스템 응용기술 등 실제 생산현장에서 필요로 하고 있는 여러 로봇기술에 대해서 기술정보를 제공하는 유익한 자리가 되었던 이날의 강연들의 내용을 간단히 짚어보도록 하자.
● 제조업용 로봇의 센서지능화와 PC제어기술
세미나의 첫 포문은 (주)NT리서치의 김경환 대표가 ‘제조업용 로봇의 센서지능화와 PC제어기술’이라는 주제로 열었다.
그는 우선 지능화 부문 중 센서, 센서 지능화 중에서도 현재 가장 기술이 확립 되어있고 현장에서의 활용도가 가장 높은 ‘비전’과 ‘힘 제어’ 두 가지에 대해 화낙의 예를 들며 개념 설명을 시작했다.
화낙은 변량생산에 대한 대응을 위해 로봇비전(3D카메라를 통한 거리정보 및 3차원 형상 그리고 이에 따른 핸들링 기술)을 통해 여러 수작업 공정을 개선해 왔다. 또한 힘 센서를 로봇 끝에 장착하여 조립이나 압입 등의 작업을 더욱 효과적으로 가능케 하였다.
하지만 센서 입력을 위한 확장 보드가 필요하다는 점, 센서입력을 이용한 지능 알고리즘을 로봇 컨트롤러에서 처리한다는 점, 센서 모듈이 로봇 컨트롤러에 종속적인 점, 이종시스템간 통합의 어려움 등 센서 지능화의 기술적 문제가 제기된 바 있다. 김 대표는 이를 로봇과 로봇제어기를 그대로 인정하고 로봇제어기의 일부 기능만을 PC로 가져와 제어하는 방법으로 해결해 나갈 수 있음을 설명하고, 자연스럽게 ORiN2(Open Resource interface for the Network)에 대한 설명으로 넘어갔다.
그는 ORiN의 개발 배경 및 보급 역사, 현재 상황에 대해 상세히 설명하며, “로봇 언어의 Esperanto를 염두에 두고 시작했지만 그렇게까지는 진행되지는 못하고, PC를 사용하여 통합적으로 여러 이종의 로봇을 제어하는 규격으로 발전했다”고 정의했다.
이어 ORiN2에 대해서는 Device를 추상화해 통일적/투과적인 Access 수단을 주는 기술로 정의하고, 표준화된 사양으로 간결한 접속이 가능하다는 점과, 짧은 개발 기간과 유지비용, 범용품이라는 점을 장점으로 꼽았다. 또한 PC제어와 PLC제어의 차이점을 설명하고 범용언어로 프로그래밍 공수 저감 및 유지/보수 향상으로 생산성이 높아질 수 있음과 공장 정보화 시스템에 대한 예시와 장단점을 설명하기도 했다.
이와 함께 ORiN2를 이용한 센서 지능화 사례들도 소개됐다. 논스톱 외관 검사 로봇 NTVision-NS의 경우 비전과 로봇제어를 PC한대에서 진행하기 때문에 고속으로 작업이 가능하여 무정지동작으로 검사가 가능하다는 장점을 갖고 있다.
또한 LabView와 ORiN2와의 응용사례 그리고 역각지능을 기반으로 하는 직접교시 ForceMate-DT(힘 제어 로봇)도 동영상을 통해 소개됐다.
● 중소기업용 협업로봇의 개발
고려대학교 송재복 교수가 맞은 두 번째 강연은 ‘중소기업용 협업로봇의 개발 현황’이라는 주제로 이뤄졌다.
그는 기존 산업용 로봇이 자본 집약적이고 복잡한 대기업 중심의 로봇이라고 밝히며, 중소기업에서 실제로 사용할 수 있는 ▲인간과의 안전한 협업이 가능하고 ▲간편하고 직관적 조작이 가능하며 ▲다양한 작업을 수행하는 쉬운 설치의 저가형 로봇을 만들어야 한다고 주장한다. 송 교수는 이를 위해 운용의 용이성, 작업의 다양성, 사용의 안전성이 보장이 되어야 한다고 밝히고, 각각에 따른 기술들을 소개했다.
운용의 용이성을 위한 방안으로 직접 교시 및 재현 기능을 들었는데, 이는 작업자가 로봇에게 직관적으로 교시하고 로봇은 교시된 데이터를 바탕으로 작업을 수행하는 방법이다. 이를 통해 프로그래밍을 거치면서 생기는 인건비 지출을 없애고, 다양한 작업을 수행 가능케 할 수있다고 송교수는 말한다. 이에 대한 예로써 ‘KUKA ROBOT’과 ‘YASKAWA MOTOMAN’의 사례와 EU의 중소기업용 로봇 프로젝트인 ‘SME 로봇’ 등이 소개됐다. 설명과 함께 제공된 동영상에서는 그래픽이나 음성과 결합된 직접교시의 예와 함께 실제 산업현장의 가공작업을 묘사하는 경로 추종 및 펙인홀에 대한 직접 교시 및 재현의 동영상이 소개되어 그 기술수준을 세미나 참가자들에게 각인시켰다.
작업의 다양성 측면에서는 힘제어 기술이 어필되었다. 송교수는 기존 RCC(Remote Center Compliance)를 소개하며 수동 장치의 근본적 한계에 대해 설명했다. 그리고 이를 개선하기 위해 유연한 조립작업을 위한 능동 힘 제어 기술의 필요성을 강조했다. 힘 제어 기반 부품 조립의 다양한 예와 함께 다양한 조립 전략이 소개되기도 했는데, 여기에는 ▲조립물끼리의 접촉, 이동·검색을 통해 삽입하게 되는 Blind 검색 기반 조립 ▲조립물의 관성변수를 추정하여 조립물의 중력 효과를 상쇄해 접촉력을 추출하는 센서 보상 등이 있다. 정밀 기계가공에서는 특징점을 교시함으로써 부품 형상을 인식하고, 그라인딩 두께를 결정하는 식으로 그라인딩이 이뤄지는 직관적 그라인딩 기술(CWRU)가 소개되기도 했다.
마지막으로 로봇 충돌 안전기술에 대한 다양한 전략들도 언급되었는데, 여기에는 ▲센서를 통한 실시간 감지를 통해 충돌을 원천적으로 방지하는 충돌 예측 및 회피 기술 ▲앞서 언급된 단계에서 실패했을 경우 비상정지, 무중력 상태, 반사작용 등을 통해 충돌을 최소화 하는 충돌대응 ▲마지막으로 스프링, 댐퍼, 링크 등 기계 요소만을 사용하여 충격을 흡수하는 수동적 충돌 대응 시스템 등이 있었다. 송 교수는 각각의 단계에 해당하는 안전기술들을 소개하고, 이들의 실제 효과에 대해서는 직접 실험한 동영상을 통해 확인시켜 주었다.
