로봇메이커, ‘소형 수직다관절’ 주목한다
국내 수직다관절 로봇 시장이 총 10,000대가 채 되지 않는 상황에서, 그나마 리먼 사태 이후 주춤했던 자동차 시장의 여파로 중·대형 수직다관절 로봇의 포화 현상이 더욱 두드러지며 반대급부로 소형 수직다관절 로봇 시장의 각축전이 심화되고 있다. 최근에는 IT·전자 분야의 급성장뿐만 아니라 자동차 분야에서도 부품의 모듈화·전장화가 진행되며 소형 수직다관절 로봇의 수요가 증가하고 있으며, 지속적인 하락세를 맞이했던 태양광 패널 분야도 최근 회복세를 보여 시장이 창출될 것으로 기대되고 있다.
이러한 상황에서 기존 소형 수직다관절 분야에서 활약하고 있던 한국미쓰비시오토메이션, 덴소인터내셔널코리아 등 소형 수직다관절 로봇 전문기업과 한국화낙, 한국가와사키머신시스템 등 소형 라인업을 보유한 기업들이 아닌, 새로운 기업들이 이 시장을 주목하면서 유저들은 보다 다양한 로봇을 선택할 수 있게 됐다. 몇 해 전 한국 시장에 본격적으로 출사표를 던진 소형 로봇 전문기업 한국엡손과 더불어 ABB의 소형 로봇 시장 진출은 신선한 이슈로 다가왔고, 근래에는 쿠카로보틱스와 Nachi-fujikoshi가 소형 수직다관절 라인업을 확충하며 본격적인 소형 수직다관절 로봇 분야의 ‘춘추전국시대’가 펼쳐진 것이다.
그렇다면 ‘소형’으로 일컬어지는 수직다관절 로봇의 범위는 어디서부터 어디까지일까. 이 부분에 대해서는 규격으로 정해진 바는 없다. 다만 통상적으로 업계에서는 20㎏ 미만의 로봇을 주로 지칭하고 있으며, 이는 로봇메이커에 따라 상대적이다.
예를 들어 페이로드 10㎏까지의 라인업을 보유하고 있는 소형 로봇 전문메이커 덴소인터내셔널코리아의 관계자는 “덴소의 시선에서는 10㎏의 가반하중을 지닌 로봇이 중형으로 판단될 수 있다”고 전했다.
한편 현재 중·대형 모델 전문메이커들이 새롭게 출시한 소형 수직다관절 로봇들은 대부분 10㎏ 미만의 페이로드를 보유하고 있다.
인간을 대신하는 소형 수직다관절 로봇
중·대형 수직다관절 로봇이 중량물의 핸들링 등 인간의 힘으로 수행할 수 없는 작업을 대신해준다면, 소형 수직다관절 로봇은 인간이 기존에 해오던 작업을 대체한다고 볼 수 있다. 소형 수직다관절 로봇은 부품을 조립하거나, 작은 구성품을 핸들링하는 등의 작업에서부터 최근 비전 시스템의 진보와 더불어 검사 작업까지 영역을 확장했으며, 이는 지금까지 인력으로 수행되던 작업들이다.
자동화에 있어 로봇을 처음 도입할 때 가장 많이 반감을 샀던 부분은 역시 고도화된 기능을 가진 로봇이라도 오감을 지닌 사람만큼 정확하지 못하다는 부분이었다. 그러나 로봇은 사람과 다르게 피로를 느끼지 않고, 실수가 확연히 적다. 즉, 로봇의 원 사이클이 사람이 작업하는 것보다 느리다고 가정해도 쉬지 않고 생산이 가능하기 때문에 보다 높은 생산성을 자랑한다.
업계 관계자는 “고객들이 소형 다관절 로봇을 구입하는 이유 중 몇 가지를 꼽자면 안정적인 생산, 균일한 제품 품질을 꼽을 수 있다”며 “사람이 하면 아무래도 균일성이 떨어지고, 이는 곧 제품의 완성도 하락으로 직결된다”고 전했다.
또한 그는 “대형 다관절 로봇의 첫 번째 목표는 중량물을 드는 것”이라며 “반면 소형 다관절 로봇은 인간과 같이 공존하거나 인력으로 진행되던 작업을 대체한다”고 말했다.
경기가 불황일수록, 다양한 로봇 어플리케이션이 필요하다
소형 수직다관절 로봇이 적용되는 범위는 다양하다. 전기·전자, 식품, 의약, 솔라, 자동차 부품 등 폭 넓은 산업군에서 조립, 핸들링, 검사 등의 임무를 수행하고 있다.
국내 로봇시장의 경우 메인이 되는 산업은 아크용접, 차체 조립, 팔레타이징 등 중·대형 로봇이 적용되는 분야이며, 반면 소형 로봇은 매우 세분화된 어플리케이션에 다양하게 적용되고 있다.
한 로봇기업 관계자는 “경기 불황 시 유저들이 가장 먼저 고려하는 부분이 인건비 절감이며, 이에 따라 오히려 로봇 도입을 긍정적으로 생각하는 경우가 많다”며 “기존에는 소형 로봇이 적용되는 분야가 중·대형 로봇 분야보다 약간 뒤쳐져 있었지만, 경기 불황 및 인건비 상승 등의 요인으로 인해 단축, 직교좌표, 스카라, 수직다관절 로봇 등을 찾기 시작했다”고 말했다. 또한 그는 “이러한 상황에서 높은 자유도를 필요로 하는 공정에서 소형 수직다관절 로봇의 수요가 증가하면서 유수 로봇메이커가 집중하고 있다”고 덧붙였다.
콤팩트하면서도 공간활용도는 뛰어나게!
소형 수직다관절 로봇은 초창기에 비해 많은 진보를 이뤄왔다. 부드러워진 디자인과 더불어 더욱 슬림하게 그리고 콤팩트하게 변모되어왔으며, 천장, 벽, 바닥 등 다양한 곳에 설치 가능한 타입들이 등장했다. 슬림화를 위해 싱글암, 듀얼암 등 기구부적인 부분의 다양성이 확보되었고, 보다 높은 공간활용도와 작업 간섭 최소화를 위해 중공형, 내장형 타입 등으로 케이블의 배선을 최대한 간소화시켰다.
- 제어 vs 제어
대부분의 대형 수직다관절 로봇은 소형 수직다관절 로봇보다 1~2축가량이 많기 때문에 로봇의 이동궤적에 대한 제어기술이 더 요구되는 것으로 알려져 있으며, 일례로 일부 엔드유저들은 대형 수직다관절 로봇기업이 처음 소형 모델을 출시했을 때 “대형 로봇메이커의 브랜드 가치가 소형 수직다관절 모델에 대한 신뢰로 이어졌다”고 평한 바 있다.
하지만 일각에서는 다른 목소리도 나온다. 로봇 제어의 측면에서 기술력이 비슷할 수 있지만 소형 수직다관절 로봇 전문기업들의 경우, 이 로봇이 적용되는 분야를 고려해 오랜 시간동안 지속적으로 업그레이드해 왔기에 이 분야에서만큼은 우세할 것이라는 점이다.
- 좁은 매니퓰레이터 공간을 극복하라
케이블링과 내부에서 발생하는 열처리 부분에 대한 부분도 언급됐다. 몇 해 전 소형 수직다관절 로봇 시장에 출사표를 던진 한 로봇메이커의 관계자는 “고속 작업에 주로 적용되는 소형 수직다관절 로봇은 케이블링이 내부로 되어 있는 경우가 많은데 로봇이 콤팩트하게 그리고 빨리 움직이다보면 내부 케이블에 가해지는 데미지가 높다. 두 번째로 로봇 내부에 발생하는 열이 대형 수직다관절 모델보다 높아 이 열처리에 대한 부분에서도 노하우가 필요하다.”고 밝혔다.
- 비전시스템의 진보
비전시스템의 발전은 소형뿐만 아니라 전체적인 수직다관절 로봇 어플리케이션의 지능화로 이어졌다. 그중에서도 특히 소형 로봇들은 기존의 핸들링을 넘어 인간이 수행하던 검사 시스템으로까지 영역이 확장됐다.
긴장하는 로봇메이커, 웃음짓는 엔드유저
소형 수직다관절 로봇 전문기업들은 해당 분야에서 오랜 기간 축적해온 노하우와 기업 경쟁력으로 꾸준히 고객들의 요구를 수용하기 위해 노력하고 있다. 특히 그들은 세분화된 페이로드와 다양한 옵션 사항 등으로 고유의 영역에 대한 경쟁력을 잃지 않고 있는 상황이다.
한편 중·대형 수직다관절 로봇에 주력하다 최근 몇 년 사이에 소형 라인업을 확장한 로봇메이커들은 소형 수직다관절 부문에 대한 라인업은 상대적으로 취약할 수 있으나, 그간 중·대형 분야에서의 노하우와 신뢰를 기반으로 삼아 차츰 소형 모델군을 확장하고 있는 추세이다.
이에 따라 로봇메이커들 간에는 보이지 않는 기류가 형성되며 새로운 시장 구도가 형성되는 듯하며, 더불어 어플리케이션 확장성이 용이한 이 분야에서 새로운 시장을 창출하기 위해 노력하고 있다.
이러한 분위기가 소형 로봇 도입을 고려하고 있는 엔드유저들의 입장에서는 반가울 수밖에 없다. 선택의 폭이 그만큼 넓어졌기 때문이다.
이에 본지에서는 소형 수직다관절 로봇 도입을 고려하고 있는 유저들을 위해 기존의 소형 로봇 전문 메이커와, 신제품으로 소형 로봇을 런칭한 로봇 메이커들을 만나 각각의 경쟁력을 소개하기로 한다.