[첨단 헬로티]
최근 협동로봇이 4차 산업혁명의 키워드 중 하나로 부각되고 있다. 단순히 ‘사람과 함께’라는 수준을 넘어 다양한 분야에서 여러 형태로 활용되고 있다.
협동로봇은 기존 자동화 산업에서 미흡했던 유연성 부분을 해결해주고, 다품종 소량생산, 수요자 맞춤형 생산 등을 구현할 수 있다는 장점이 이 시장을 성장케 하고 있다.
이 같은 변화에 따라 쿠카, 화낙, 야스카와 등 산업용 로봇 기업들도 협동로봇 시장에 발을 들여놓고 있다. 또 두산로보틱스, 한화정밀기계 등 국내 기업들도 이 시장에 욕심을 부리고 있는 상황이다.
기존 협동로봇 시장에서는 유니버셜로봇(45.33%), 리싱크로보틱스(10.73%), ABB(12.55%)가 전체 시장의 70%가량을 차지할 정도로 시장을 이끌었는데, 최근에는 화낙(Fanuc), 쿠카(KUKA), 야스카와전기(Yaskawa Electric) 등의 산업용 로봇 기업들이 이 시장에 발을 들여놓고 있다. 여기에 한화정밀기계, 두산로보틱스 등의 국내 기업들도 발빠르게 협동로봇을 출시하며 이 시장을 공략하고 있다. 국내외 주요 협동로봇 기업들을 간략히 짚어본다.
▲ 협동로봇 시장점유율
유니버셜로봇(Universal Robot)
유니버셜로봇은 2008년 UR3 출시를 통해 협동로봇 시장을 개척한 기업으로, 이 시장에서 글로벌 1위 자리를 차지하고 있다. 세계적으로 만 대 이상 판매하였는데, 주요 제품은 가반 중량과 작업 반경에 따라 UR3, UR5, UR10으로 나뉜다.
UR3은 11kg의 초경량 산업로봇으로 3㎏ 하중을 지지할 수 있고 작업 반경은 50㎝이다. UR5은 6축 다관절 로봇암으로 18㎏ 무게에 최대 5㎏의 하중을 지지할 수 있으며 작업 반경은 85㎝이다. UR10은 정밀도와 신뢰도를 요구하는 대형 작업에 적합한 로봇으로, 10㎏ 하중을 지지할 수 있고, 작업 반경은 130㎝이다.
유니버설로봇은 로봇 본체에 연결하면 바로 사용할 수 있는 애플리케이션 소프트웨어 무료 개발 툴 프로그램 ‘UR+’를 180개 참여 기업에게 제공하고 있다. 참여 기업들은 이를 통해 모듈을 개발하고 인증을 받아 판매하는 플랫폼 비즈니스 생태계 구축할 수 있다.
▲ 유니버셜로봇 협동로봇 라인업
ABB
ABB는 유니버셜로봇 다음으로 협동로봇 시장 점유율을 차지하고 있다. 또 기존 산업용 로봇 시장에서도 화낙, 쿠카, 야스카와 등과 함께 시장 지배자 역할을 해왔다. 따라서 향후 협동로봇 시장에서 시장점유율이 더욱 커질 것으로 예상된다.
ABB는 2015년 협동로봇 유미(YuMi)를 출시하였다. 유미의 특징은 양팔로봇이라는 점인데, 이는 외팔 로봇이 지닌 자유도의 한계를 극복한다는 것으로, 적용 범위가 한층 다양하다. 실제 유미로 스시를 만들고, 오케스트라를 지휘하기도 했다.
지난 해 말에는 한 팔로 구성된 협업로봇을 선보였다. 이 제품의 가반중량은 500g으로, 소형화를 통해 기존 조립라인에 쉽게 통합이 가능하다는 장점이 있다. 또 리드 스루(Lead-Through) 프로그래밍 기능이 적용되어 작업자가 별도 교육을 받을 필요가 없다.
ABB는 1994년 중국에 진출해 2005년 R&D 센터와 공장을 설립하고 지속적으로 투자하고 있으며, 최근 R&D 인력과 생산 규모를 2배로 늘리겠다고 발표했다.
2017년 11월에는 중소기업이 구매할 수 있는 3만 달러 수준의 협동로봇 시장 확대를 위해 사용자 인터페이스 화면을 표준화하고, 안전 표준을 가와사키와 함께 논의하고 있다.
▲ ABB 협동로봇 ‘유미(YuMi)’
리싱크로보틱스(Rethink Robotics)
리싱크로보틱스는 2008년 설립된 협동로봇 기업으로, 2012년 백스터(Baxter)를 출시한 후 단기간에 이 시장에서 시장점유율 3위를 차지했다. 2015년에는 성능이 개선된 후속 모델 소이어(Sawyer)를 출시하였다.
소이어는 19㎏의 경량 로봇으로 가반중량은 4㎏이다. 소이어는 중소형 규모 공장에 적합하며, 회로기판 검사나 기계관리 등 정밀 작업이 요구되는 업무에 투입되어 인간과 같은 공간에서 작업할 수 있도록 설계됐다. 특히 디스플레이 화면이 있어 작업 공정 모니터링이 가능하다.
리싱크로보틱스는 단일 로봇 컨트롤러로 모든 것을 연결하는 소프트웨어 플랫폼인 인테라 5(Intera 5)를 제공하고 있는데, 2017년 12월 초 소프트웨어 업데이트(인테라 5.2)를 완료하였다. 업데이트 버전에서는 IoT 기술을 적용하여 데이터 수집장치 기능을 수행하고 사용자에게 실시간으로 로봇 운영 정보를 제공한다.
▲ 리싱크로보틱스의 협동로봇 ‘소이어(Sawyer)’
화낙(FANUC)
화낙은 산업용 로봇 세계 1위 기업으로, 누적 로봇 생산량은 50만 대를 넘어섰다. 로봇 매출은 1,900억 엔으로 기업 전체 매출의 35.4% 수준이다.
화낙은 지난 2015년 3월 협동로봇 CR-35iA에 이어 소형 협동로봇인 CR-4iA와 CR-7iA를 출시하였다. 최근에는 고속 정밀 SCARA 로봇 SR-3iA(가반중량 3㎏)와 SR-6iA(가반중량 6㎏)를 출시하였다. 화낙의 협동로봇은 독자 개발한 안전기능과 센서 등에 의해 사람과의 충돌을 방지할 수 있으며 충돌하더라도 소프트 커버가 충격을 완화하여 준다. 특히 CR-35iA는 세계 최초로 최대 35㎏의 물체를 들어올릴 수 있다.
화낙의 장점은 기존 산업용 로봇 및 CNC 산업과 결합해 제공할 수 있다는 것이다. 이미 이 두 시장에서 선두 자리에 있기 때문에 시장 확대 측면에서는 가장 유리하다고 볼 수 있다. 특히 화낙은 스마트공장 플랫폼인 ‘FIELD 시스템’을 제공하고 있어 다양한 형태로 결합한 협동로봇 기반 스마트공장 서비스를 제공할 수 있을 것으로 예상된다.
화낙은 2018년 8월, 신규 공장을 건설해 로봇 생산 규모를 월 6,000대에서 1만1,000대 규모로 늘리는 것을 목표로 하고 있다.
▲ 화낙 협동로봇 라인업. 좌측부터 CR-3iA, CR-7iA/L, CR-7iA, CR-4iA
쿠카(KUKA)
쿠카는 1973년 세계 최초로 전기구동 6축 로봇을 개발하면 기술력 측면에서 세계적으로 인정받은 기업이다. 산업용 로봇 시장에서는 화낙, ABB와 함께 3대 기업으로 꼽힌다. 협동로봇 시장에서는 ABB, 화낙보다 앞선 2013년에 협동로봇 ‘LBR 이바(LBR iiwa)’를 출시하였다.
LBR 이바는 7개의 축으로 이루어져 탁월한 유연성을 제공하며 14㎏까지 핸들링이 가능하다. 또 고성능 충돌 감지 알고리즘을 내장하고 있어 모든 축에서 충돌을 조기에 감지, 유연하게 반응한다.
쿠카는 2016년 말, 중국의 가전 기업인 Midea 그룹에서 2023년까지 독일 법인의 독립성과 고용 유지를 조건으로 45억 유로에 인수하였다. 현재 중국에 연 1만 대 이상의 로봇 생산 공장을 가동 중이며, 상하이의 두 번째 공장과 R&D, 교육, 생산시설을 갖춘 광저우의 산업단지가 2019년까지 완성되면 중국 내 생산 능력이 연 5만 대에 이를 전망이다.
▲ 쿠카 협동로봇 ‘LBR 이바(LBR iiwa)’
야스카와전기(Yaskawa Electric)
야스카와전기 역시 화낙, ABB, 쿠카와 같이 산업용 로봇 시장을 이끌고 있는 기업이다. 로봇 부문 비중은 기업 매출의 35.5%에 해당한다. 생산 설비는 월 3,000대인데 2019년까지 월 5,000대 수준으로 늘리고, 중국 내 생산을 월 1,200대로 확대할 계획이다.
야스카와전기는 2015년에 쿠카를 인수한 중국 가전기업 Midea와 합자회사를 설립하고 산업용 로봇 생산과 판매를 시작했다.
야스카와전기는 2017년 협동로봇 ‘모토맨 HC10(Motoman HC10)’을 출시하였다. 이전에 출시한 양팔형 로봇 ‘모토맨 SDA 10A’가 있었지만, 모토맨 HC10이 사실상 본격적인 협동로봇이라 할 수 있다. 이 제품은 실리콘 몸체를 채용하였고, 편리한 조작 방식과 프로그래밍이 장점이다.
2017년 6월에는 무게가 7kg에 불과한 경량 로봇 ‘모토미니(Moto MINI)’를 출시하였다.
▲ 야스카와전기 협동로봇 ‘모토맨 HC10(Motoman HC10)’
두산로보틱스
두산로보틱스는 협동로봇이 미래 성장동력이 될 것이라는 판단 아래 2015년 설립돼 지난해 12월 연 2만 대 규모의 협동로봇 공장을 준공하였다. 공장 준공 이후 본격적으로 협동로봇 4개 모델 양산에 들어갔다.
두산로보틱스의 협동로봇(M0609, M1509, M1013, M0617)은 6개 축 모두에 토크센서를 탑재해 더 정확한 감지를 할 수 있도록 했다는 것이 특징이다. 또 사람과 가장 가까운 곳에서 작업이 가능하며, 힘감지력이 우수해 별도의 안전펜스 없이 작업이 가능하다. 가반중량은 모델에 따라 최대 15㎏이며, 작업 반경은 1.7m다.
두산로보틱스의 협동로봇은 그간 공작기계 사업에서 축적한 정밀기계 가공 기술 및 제어기술, 산업용 로봇 생산 기술을 활용했다. 따라서 제조현장에 바로 적용할 수 있다는게 두산로보틱스 관계자의 설명. 두산로보틱스는 올해 1,000대의 협동로봇 판매를 목표로 하고 있다.
▲ 두산로보틱스 협동로봇 M0609
한화정밀기계
최근 사명을 변경한 한화정밀기계(구 한화테크윈)는 국내 기업 중에서는 협동로봇을 비교적 일찍 출시하고 시장 공략에 나서고 있는 기업이다. 한화정밀기계는 처음 ‘HCR-5’를 출시하고 로봇산업 시장에서 기술력을 인정받았다. 이어 가반 중량이 3㎏, 12㎏인 ‘HCR-3’과 ‘HCR-12’도 차례로 내놓아 협동로봇 시장에 본격 진입했다.
한화정밀기계는 복잡한 프로그래밍 없이 사용할 수 있는 사용자 환경(UI)과 터치식 작업 지시 화면 등을 특장점으로 내세운다. 특히 로봇을 직접 움직이면서 작업을 지시하는 ‘직접지시 기능’과 하나의 제어기로 2개의 로봇을 운영할 수 있다는 점은 한화정밀기계만의 경쟁력이다.
한화정밀기계 관계자는 “타사의 제품과 비교해 초기 투자비를 현저하게 절감할 수 있을 것”이라며 “제어기와 작업 지시 화면을 공용으로 사용하는 만큼 경쟁사 로봇 한 대 값으로 두 대를 운용할 수 있는 셈”이라고 설명했다.
지난 3월에는 싱가포르 정밀기계 자동화 기업 PBA그룹과 합자법인을 설립하며 시장 확대를 꾀하고 있다.
▲ 한화정밀기계 협동로봇 HCR-5
<본 기사는 [머신앤툴 2018년 6월호]에 게재되었습니다.>
