[첨단 헬로티]
생산성 향상이 기업의 최우선 과제로 떠오르고 있는 요즘, 기업들은 인력을 운반과 같은 단순한 업무에서 벗어나, 전문성이 필요한 직무에 배치하고자 하는 요구가 증가하고 있다. AGV(자동무인대차)의 등장은 제조공장 내 부품 운송공정의 시스템에 많은 변화를 가져왔다.
실례로 국내의 한 완성차 제조사는 무인부품 운송비율을 2013년 30%에서 2016년 95%까지 끌어 올렸으며, 부품 자동공급시스템은 2013년 30%에서 2016년 70%까지 높였다. 결국 적자로 인한 기업운영에 어려움을 겪던 이 회사는 노사협정과 더불어, 단순 직무를 자동화 도입으로 변경함에 따라 생산성 향상과 원가절감을 이뤄 기업 정상화에 성공했다, 그리고 2018년 현재 초우량기업으로 탈바꿈했다. 이러한 움직임을 보이지 않았던 타 경쟁 완성차 제작업체가 철수 위험을 겪고 있는 상황과는 매우 대조적이다.
▲ 국내 AGV 시장 규모 (BROTHER GTR 자체 조사)
기존 국내 제조업체들은 과거 고가의 일본 제조사 AGV를 수입하여 소수 채용하여 왔으나, 뛰어난 성능의 AGV가 국내에서도 제작되어 시장에 유통되면서 국내 AGV 시장은 많은 변화가 생겼다.
국내 AGV 시장 규모는 아직 일본의 12.5~13% 선에 불과하지만, 가격 경쟁력 있는 국내제품이 시장에 활성화되면서, 기존 자동차 업계에 한정되어 있던 도입처가 IT·전자, 식품·포장, PCB 등 전 산업 분야로 확대되어 시장 규모가 확대되고 있다.
AGV가 제조공장 내에서 주로 사용됨에 따라, 가솔린이나 디젤을 바퀴의 동력으로 사용하기엔 제약이 많아 모션컨트롤 구동이 필수적으로 사용이 된다. 국내 AGV 시장과 AGV 심장이라고 할 수 있는 모션컨트롤 구동에 대해 AGV 제조업체인 동화에이텍 김강현 과장을 만나 자세한 얘기를 들어봤다.
▲ 동화에이텍 설계부 김강현 과장
Q. 아직은 AGV(자동무인대차)가 생소하다. 간략한 설명을 부탁한다.
A. AGV는 영어로 ‘Automated Guided Vehicle’의 약자로, 무인반송대차를 뜻한다. 즉, 기존 생산라인에서 인력 혹은 지게차 등에 의존하던 물품 운반구동을, 센서, 모터 등을 이용하여 자동으로 운반하게 해주는 물류 자동화용 전동차라고 이해하는 것이 좋다. 생산비 절감과 스마트 팩토리가 뜨거운 이슈로 떠오른 지금, 가장 많은 관심을 받고 있는 제품 중의 하나라고 생각한다.
▲ 유도방식에 따른 AGV 장단점 비교
AGV는 유도방식에 따라 몇 가지로 분류가 된다. 마그네틱 선을 사용하는 일반적인 AGV(MGV), 레이저 센서를 이용하는 LGV, 레일을 사용하는 RGV가 대표적이다. 유도방식마다 장단점이 존재한다.
Q. 동화에이텍은 ‘Magnetic Spot Guide’ 방식의 제조에 강점이 있다고 들었다. 기존 방식과는 어떻게 다른가.
A. 기존 많이 사용되었던 마그네틱 매립형 AGV는 바닥을 파내, 마그네틱테이프를 매립하는 형태로 진행이 된다. 그렇기 때문에 시공 과정이 복잡하고, 여러 사람이 진행하다 보니 시공 인건비의 부담도 컸다. 또한, 시공 후의 흔적도 많이 남고, 장비 구동 중 마그네틱이 훼손되는 경우도 빈번히 발생한다.
▲ TAPE 방식과 SPOT 방식의 비교. SPOT형 AGV는 시공·인건비
대폭 절감 및 정결한 바닥외관이 장점이다.
반면, SPOT형 AGV는 20Ø 정도의 네오디움 자석만 매립하는 형태로 진행되다 보니, 누구나 손쉽게 시공이 가능하여 인건비가 절약되고 외적으로도 매우 정결하다. 그 외에 기존 마그네틱테이프는 최소 1m당 4,000~6,000원 선으로, 수백 미터 라인을 움직여야 하는 구간에는 이 가격 또한 만만치 않다. 하지만 SPOT 타입은 1m당 400~600원 선으로 10분의 1에 불과하다.
Q. AGV의 모션 컨트롤(GTR V 시리즈 채용) 구동은 어떻게 구성되는가.
A. AGV(무인자동대차)는 전선 없이 구동할 수 있어야 하기에, 배터리를 통해 전원을 공급한다. 배터리를 통해 전원을 공급하다 보니 모터, 드라이버뿐만 아니라 센서, 터치스크린, RFID 등 모든 부품의 입력전압이 통일화되어야 한다. 동화에이텍를 포함하여 많은 AGV 제작업체가 DC 24V 배터리를 사용하고 있는데, 이는 부품 입력전압의 통일이 편리하기 때문이다.
▲ AGV의 모션 컨트롤 구동 구성
타 해외 제품을 사용하다, BROTHER GTR V-SERIES(24V 사양)으로 변경했는데, 타 해외제품에는 400W , DC 48V 제품밖에 없었다. 이에 48V 배터리를 구매하여, 모터 외 나머지 부품을 변압 후, 전압을 공급하다 보니 배터리와 SMPS의 부피가 커지고, 변압을 위한 추가 구성이 필요했다. 결국 AGV의 부피가 증대하고, 원가가 많이 올라가 비효율적일 수밖에 없는 상황이 발생했다. GTR V-SERIES는 400W, DC 24V 라인업이 갖추어져, AGV가 매우 콤팩트해졌고, 원가절감도 이루어질 수 있었다.
Q. GTR V 시리즈를 채용 후, 전압 라인업 외에 다른 이점이 있나.
A. 초기 국내 저가형 BLDC 제품을 주로 사용하였을 때, 드라이버가 정말 엉망이었다. GAIN이나 PI 설정 중 어느 한 개라도 잘못 입력되면, 모터와 드라이버가 손상됐다. 어쩔 수 없이 고가의 타 해외브랜드를 오래 사용하다, GTR V-SERIES로 대체하였는데, 몇 가지 특성이 정말 뛰어났다.
▲ 타 해외브랜드 제품 사용과 GTR V 시리즈 채용 후의 비교
우선 AGV가 구동 시, 운동 반대방향으로 외력을 가할 때의 에너지 적층현상이 사라졌는데, 즉 외력으로 모터구동을 막고, 다시 동작할 때 동일토크로 구동이 가능하였다. 또한, 감속기 일체형으로 인해, 타사 대비 토크가 저감속비에서는 15% 정도, 고감속비에서는 40% 정도 높았다. 실제 기존 400W, 1/50 감속비를 쓰던 구동을 400W, 1/30로 변경하여 동일토크를 구현, 속도를 높일 수 있었다. 그 외 서울 본사에서 부산까지 직접 내려와, 밤늦게까지 대응이 이루어지는 등 기술 대응도 상대적으로 매우 뛰어났다.
▲ 동화에이텍 대표이사, 설계팀원 및 GTR 일동
Q. 동화에이텍의 향후 비전은 무엇인가.
A. 비록 현재 내수 위주, 오토모티브 업체의 주문이 많은 편이지만, IT·전자, 식품·포장, PCB 등 AGV가 확대 적용될 수 있는 시장은 무궁무진하다. 오토모티브 외 타 업계의 시장 확대가 첫 번째 목표이며, 수출 물량을 증대시키는 것이 두 번째 목표이다.
▲ GTR V-SERIES. 용량 : 50~400W(2019년 출시 예정), 12~48V.
BROTHER GTR과의 파트너십도 강화하여, 동반성장하고 싶은데, 현재 V-SERIES는 750W 제품이 없어 어쩔 수 없이 서보모터를 사용한다. 서보모터는 가격대도 높고, 제어 등 여러 과정이 불편하다 보니, 2019년에 출시예정인 750W급 V-SERIES를 매우 기대하고 있다.
