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[스마트 '로보월드 2017'] ③제조 및 협동 로봇

기사승인 2017.09.08  14:46:59

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- 한화테크윈ㆍ푸른기술ㆍ뉴로메카 등 참여

‘로보월드 2017’에는 제조업체들과 협동 로봇업체들이 대거 참여해 활발한 홍보 활동을 전개할 예정이다. 특히 올해 협동 로봇 시장 진출을 선언한 한화테크윈을 비롯해 두산로보틱스 등이 협동로봇관을 구성해 협동 로봇 시장 공략에 나선다.

국제로봇연맹(IFR)에 따르면 세계 로봇시장은 글로벌 금융위기 이후 연평균 18% 내외 성장률을 기록하고 있다. 특히 산업용 로봇은 자동차와 전자산업계의 로봇 자동화 도입 확산에 따라 연평균 20%의 증가율을 보였다. 미국 벤처캐피털 루프벤처스에 따르면 올해 전세계 산업용 로봇 시장은 지난해보다 13% 증가한 140억 달러(약 16조 1140억원)에 달할 것으로 추산하고 있으며 판매량으로는 20% 이상 증가할 것으로 내다봤다. 2025년에 이르면 산업용 로봇 시장은 338억 달러(약 39조원)로 성장, 2016년 대비 2.7배에 이를 전망이다. 특히 이 성장을 견인하는 것은 전통적인 제조 로봇이 아닌 협동 로봇이 될 것으로 보인다. 루프벤처스에 따르면 2025년까지 판매되는 산업용 로봇의 34%를 협업 로봇이 차지할 전망이다.

이번 로보월드 2017에 참여하는 제조용 로봇 및 협동 로봇에 관해 살펴본다.

▲한화테크윈

   
▲ 한화테크윈 'HCR-5'
한화테크윈은 40여년간 쌓은 정밀 기계 가공기술과 제어기술, 영상 분석 및 SW 기술과 더불어 무인 감시 경계 로봇, 자율주행 차량 등 다양한 로봇 관련 프로젝트 수행 경험을 기반으로 협동 로봇 사업을 진행하고 있다.

한화테크윈이 가장 먼저 출시한 HCR-5는 6축 다관절 로봇으로 작업 반경 915mm, 반복정밀 0.01m, 가반 중량 5kg의 협동 로봇이다. 안전성, 사용 편리성, 유연성 등 3가지가 장점으로 꼽힌다.

가장 중요한 안전의 경우 기존 산업용 로봇과 가장 차별화되는 부분이다. HCR은 외부 충격을 감지하면 정지하는 충돌감지 기능을 탑재하고 있다. 사전 설정한 힘 이상이 느껴지면 로봇은 그 즉시 동작을 정지하기 때문에 작업자의 안전을 보장한다. 특히 제어기 이중화 설계 등 다양한 조건을 충족해 ISO 13849-1의 PL-D 단계 수준으로 인증을 취득했다.

이와 함께 아이콘 기반의 직관적인 사용자 인터페이스로 마치 스마트폰 앱을 사용하듯 누구나 쉽게 사용할 수 있는 편리성을 갖췄다. 간단한 UI 외에도 다이렉트 티칭 기능도 탑재하고 있다. 이동할 점을 찍어 로봇이 최적의 궤적으로 움직이게 하는 포인트-투-포인트(Poin-to-Point) 티칭과 사용자가 로봇을 직접 잡고 움직인 로봇의 궤적 및 속도를 그대로 기억시키는 경로 기록(Path Recording) 방식이 있다.특히 이번 전시회에서 처음 선보이는 한화테크윈의 2D, 3D 비전시스템은 HCR-5에 손쉽게 장착할 수 있다.

로보스타

   
▲ 로보스타 '고속스카라로봇'
로보월드 전시회에 참가한 로보스타는 20년 이상 로봇 관련 연구개발 및 제조를 진행해온 제조용 로봇 전문업체다. 10여년간 LG산전(현 LS산전)에서 산업용 로봇사업에 소속된 엔지니어들이 1999년 독립해 국내 로봇 스타트업의 맏형격으로 볼 수 있다.

로보스타의 주요 제품으로는 직각좌표 로봇(클린), 리니어 로봇, 수평다관절 로봇(스카라), 데스크탑 로봇, 수직다관절 로봇, 컨트롤러, 글라스반송용 로봇, 웨이퍼반송용 로봇, 진공로봇, 정밀 스테이지 등 풍부한 라인업을 갖췄다. 로보월드 행사에서 이들 다양한 로봇 제품군의 성능과 기능을 확인할 수 있다.

로보스타는 제조용 로봇을 중심으로 자동화 장비사업으로 영역을 확대하고 있다. 종전의 제조용 로봇기술(H/W, S/W)을 활용한 모바일, 디스플레이, 자동차, 반도체, 전기전자, 이차전지 등 다양한 산업에 적용되는 제품군 확대는 물론 FPD장비, IT부품 제조장비, 반도체 장비 등 자동화 장비 사업으로 확대해 나갈 계획이다.

지속적인 신제품 개발과 고객 만족을 최우선시하는 경영 방침으로 꾸준히 사업을 확장해나가고 있으며 국내 제조용 로봇분야 선두주자를 넘어 글로벌 톱5 실현을 장기 비전으로 삼고 있다. 자회사로는 로보스타 상하이, 로보스타에스앤씨, 로보메디 등이 있다.

티이에스

   
▲ TES '디스플레이 이송로봇'
이번 로보월드 전시회에 참가한 티이에스는 반도체ㆍ디스플레이용 진공 이송 로봇 전문업체이다. 진공 이송 로봇은 고온, 진공상태에서 디스플레이 패널을 자동 이동시키는 시스템으로 진공 장비 핵심 요소다.

이동 과정에서 흔들림이나 처짐이 없고 파티클 발생을 최소화해야 하기 때문이다. 특히 패널 크기가 커질수록 높은 기술력이 요구된다. 그동안 이 분야 시장은 일본 기업이 장악해왔으나 대형 진공 로봇의 국산화로 미국, 일본, 중국 등에 수출하면서 이제 외국산 로봇과 대등한 경쟁을 펼치고 있다.

티이에스는 2015년 10세대 LCD용 진공 이송로봇에 이어 2016년 OLED용 로봇 개발을 마치고 양산에 들어갔다. 수년간의 연구개발로 설계구조를 단순화하고 내구성을 높이는데 주력했으며 향상된 제어 프로그램으로 안정성까지 크게 높였다.

이번 로보월드에서는 자체 개발한 진공 이송 로봇을 비롯해 유니버설 로봇, 일본 지능형 로봇 전문기업 ZMP의 물류로봇 '캐리로', 교육용 플랫폼 로보카 등 다양한 제품을 출품한다. 이 가운데 캐리로는 화물 운반에 사용하는 손수레에 로봇 기술을 적용해 짐의 무게를 경감해주고 지정된 영역을 자율적으로 이동하는 특징을 갖고 있다.

함께 선보이는 '로보카 1/10'은 ZMP가 자율주행 차량의 연구개발을 지원하기 위해 자동차 실물의 10분의 1 크기로 개발한 플랫폼이다. 온보드 개발지원, 디스크 용량 확장, 최신 와이파이 지원 기능이 있으며 CPU보드, 적외선 센서, 자이로스코프, 가속도 센서, 카메라, 엔코더 등을 갖추고 있다.

푸른기술

   
▲ 푸른기술 'PRM7-05I'
제조 분야에서 20년의 연륜과 노하우를 갖고 있는 푸른기술은 2012년부터 로봇사업을 추진해왔다. 2013년 고려대 지능로봇연구소로부터 로봇 팔 기술 이전을 받은 이후 산업용 7축 로봇 다중관절 및 시각 지능을 이용한 응용 시스템을 개발하고 취약 공정 로봇 보급사업에 적용했다. 이더캣 기반 BLDC 모터 드라이버(400W급) 및 PC기반 로봇 제어기 개발에 이어 올해는 국제 안전인증규격을 준수한 반복정밀도 0.1mm, 가반 하중 15kg급의 6자유도 협동로봇 기술개발 사업을 주관하고 있다.

이번에 출품하는 PRM7-05I는 동작의 유연성 및 효율성을 위해 인간의 팔 구조와 유사한 7축으로 구성돼 있으며 관절 토크 센서를 내장해 각 관절에 작용하는 토크를 손쉽게 제어할 수 있다. 고효율 소자를 사용하고 로봇 무게를 최소화해 자중 대비 최고의 동작 하중을 구현했고 각 관절의 토크센서를 이용해 힘제어 및 사용자 안전을 최우선으로 고려했다. 중공형 구조를 통해 외장 배선을 제거함으로써 인간친화적인 슬림 구조를 구현한 것도 특징이다. 동작면에서도 여유 자유도를 활용한 최적 동작은 물론 PTP, 리니어 등 다양한 모션 궤적을 구현한다. 이송, 적재, 검사, 머신 핸들링, 조립 분재 및 디버링 등 다양한 산업 현장 적용할 수 있다.

▲뉴로메카

   
▲ 뉴로메카 협동로봇 '인디7'
뉴로메카는 산업용 필드 버스를 기반으로 한 임베디드 로봇 컨트롤러 분야의 전문업체이다. 2013년 설립된 뉴로메카는 IoT 및 로봇 기술을 통합해 스마트 로봇ㆍ스마트 공장용 제품 및 솔루션을 공급하고 있다. 주요 제품으로는 필드버스 기반 실시간 임베디드 로봇 제어기, 제어 소프트웨어, IoT 오픈 하드웨어 기반 임베디드 센서 및 게이트웨이 등이 있다. 뉴로메카는 이번 전시회에서 그동안 축적한 기술을 기반으로 개발한 협동로봇 인디(Indy) 시리즈를 선보인다. 인디시리즈는 2016년 연구용 플랫폼인 인디-RP로 첫 등장해 올해 3월 산업용 플랫폼인 인디 3/5/10 모델이 잇달아 선보였다. 가장 최근에는 SW 프레임워크 2.0이 적용된 인디7이 지난 9월 출시됐다.

인디 프레임워크 2.0은 더욱 향상된 제어 알고리즘이 가장 큰 특징이다. 안정성이 좋아진 3차원 공간 임피던스 제어, 기구학적 특이점 근처의 강력한 작업공간 제어, 학습 알고리즘 기반 충돌 감지와 중력 보상 파라미터 측정 등이 구현됐다. 이와 함께 블렌딩 처리된 관절 및 작업 공간의 경로를 생성해주고, 시간동기화 처리 다차원 사다리꼴 경로를 보여주는 새로운 경로 생성 알고리즘도 내장됐다. 이외에 HRI 인터페이스 개선 및 로봇 모션 스크립트 프로그래밍 강화도 이뤄졌다. 미쯔비시, LS메카피온 등의 상용 PLC 인터페이스를 지원하며 PLC오픈마스터 통합 등 원활한 시스템 통합을 구현해준다.

▲두산로보틱스

   
▲ 두산 협동로봇
두산은 공작기계 사업을 영위하면서 쌓은 정밀기계 가공기술 및 제어기술, 굴삭기 및 산업차량 사업을 통한 하드웨어 설계 기술, 산업용 로봇을 생산하던 메카텍의 기술력 등을 바탕으로 업계 최고 전문가들의 전문 지식을 결합해 로봇 하드웨어와 소프트웨어를 자체 개발했다. 특히 비전문가도 손쉽게 설치 및 프로그래밍할 수 있도록 애플리케이션 방식으로 프로그램을 구현하도록 함으로써 작업자가 함께 일해야 하는 협동로봇 작업의 장점을 극대화시켰다.

최대 1.7m의 로봇팔 작업 반경과 최대 15kg의 가반중량, 사람과의 협업에서 안전을 보장하는 충돌 감지력 등은 업계 최고 수준이다. 아울러 0.1mm의 반복 정밀도를 통해 정밀한 작업 지원이 가능하도록 했다. 이와 함께 협동로봇 각 축에 탑재된 고성능 토크센서는 사람의 손재주가 필요한 섬세한 작업도 수행이 가능하게 했으며 안전성도 크게 높였다.

두산로보틱스 관계자는 “토크센서가 없으면 모터로 힘을 추정해야 하는데, 우리 제품은 센서를 활용함으로써 6개 축에 전해지는 힘을 더 정확하게 감지할 수 있다”면서 “주변 물체와 미세한 접촉도 감지하고 즉각 정지시킬 수 있어 안전성도 극대화했다”고 설명했다.

하이젠모터

   
▲하이젠모터 델타로봇 패키지
하이젠모터는 이번 로보월드 행사에서 델타 로봇과 서보 시스템을 대중에게 선보인다. 100여종의 델타 로봇이 준비돼 어떤 용도든 맞춤형 모델이 가능하며, 이미 고객이 사용하고 있는 다양한 제어기와도 연동 가능하다. GMC, 마이크로PLC 등 하이젠모터 제어기 등을 비롯해 업종과 사용 난이도에 맞춰 최적화된 시스템을 구현해보일 예정이다.

하이젠모터의 강점은 1963년 LG전자 사업부로 출범한 후 지난 반세기 이상 모터 사업에 집중해왔다는 점이다. 지속적인 R&D 투자를 통해 서보 모터와 서보 드라이브, 모션 제어기 등 일련의 제품에 대한 제품 완성도를 높였으며 지금은 명실상부한 국제 경쟁력을 갖췄다고 보고 있다. 특히 3상 유도 전동기와 서보 드라이브, 모터를 동시에 생산하는 기업으로는 국내에서 유일하다. 인더스트리 4.0 본 고장인 독일에서 개발된 공개형 국제 통신 프로토콜인 ‘이더캣(EtherCat)’ 인증을 국내 최초로 서보 드라이버에 획득하기도 했다.

최근에는 이들 핵심 요소를 접목한 로봇을 신규 출시해 의료, 식품, 포장 산업 등에 진출을 준비하고 있다. 이를 위해 하이젠 모션&로보틱스 사업부를 신설하는 등 제조용 산업 로봇과 SI 분야에 새롭게 도전하고 있다. 모터 전문 기업에서 강소 로봇 전문기업으로 거듭난다는 것이 하이젠모터의 비전이다.

일진메카닉스

   
▲ 일진메카티스 'TM-5' 협동로봇
일진메카닉스는 테크맨로봇(TM)사의 국내 공식대리점으로 TM 로봇의 국내 시장 판매 및 기술지원을 총괄하고 있다. 4차 산업혁명 시대에 대응하기 위해 토탈 공장자동화 솔루션 제공 및 협동 로봇 산업 선두주자로 부상한다는 비전을 갖고 있다.

TM로봇은 협동 로봇 및 비전기술 분야 전문업체로 지난해 8월 TM로봇 첫 런칭 이후 100여명의 현장 전문가와 150여명의 R&D센터 연구원들이 자동화 솔루션 개발에 박차를 가하고 있다. TM의 목표는 로봇을 스마트폰처럼 대중화하고 모든 산업현장의 자동화를 현실화하는 것이다.

이번에 출품하는 제품은 TM5-700과 TM5-900으로 첨단 비전시스템 내장돼있다. 사용자 경험을 토대로 설계된 TM 로봇 핸드가이드 티칭 기능이 있어 다른 로봇보다 더욱 간편하게 사용할 수 있다. 각 관절의 모든 포즈와 포인트를 핸드가이드 기능을 통해 자유롭게 변경할 수 있는 것이 장점이다.

가이텍코리아

   
▲ 가이텍코리아 리씽크로보틱사의 협동로봇 '박스터(오른쪽)와 소이어 로봇'
가이텍코리아는 전세계 첨단 로봇 업체와 파트너십을 맺고 다양한 로봇 판매와 제조, 그리고 로봇운영체제(ROS)를 기반으로 한 첨단 로봇 산업 지원과 서비스에 주력하고 있다.

미국의 페치 로보틱스, 리씽크 로보틱스, 스모키 로보틱스는 물론 캐나다 클리어패스 로보틱스와 키노바 로보틱스, 유럽의 샤도우 로보틱스, 로봇닉, 스탠리 이노베이션 등이 가이텍코리아의 파트너 로봇업체들이다. 이와 함께 터틀봇의 제조 라이센스를 확보하고 있으며 아시아 ROS에 대한 교육 및 마케팅에도 주력하고 있다.

이번 로보월드에 출품하는 제품은 미국 스모키 로보틱스의 오보-i5(AUBO-i5)와 리씽크의 박스터 및 소이어 협동 로봇이다. 오보-i5는 첨단 기술과 사용자 친화적 설계가 결합된 협업로봇으로 오픈소스 아키텍처를 채택하고 있다. 관절간 통신은 CAN 버스 통신을 사용해 로봇을 3~7 자유도로 구성할 수 있다. 이 모듈식 설계로 사용 목적에 따라 링크 수와 조인트 사이의 길이를 변경할 수 있다. 조립, 포장, 용접, 픽앤플레이스, 검사, 기계관리, 연구개발 등 다양한 영역에서 적용 가능하다.

조인혜 ihcho@irobotnews.com

<저작권자 © 로봇신문사 모바일 무단전재 및 재배포금지>
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