로봇에 기계 제어 시스템을 통합하는 로보틱스 통합이 4차산업혁명이라는 트렌드와 맞물려 부상하고 있다.
단순하게 독립적으로 로봇을 구동하고 결과물을 가지고 작업을 진행하는 과정도 중요하지만, 라인에서 사용 중인 기존 제어기와의 원활한 인터페이스로 라인 속도의 완급을 조절하고, 작업 환경 데이터 자체를 수직ㆍ수평으로 통합하는 것이 점점 중요해지면서, 기존 제어시스템과 로보틱스의 통합이 점점 중요해지고 있는 것이다.
이러한 트렌드를 주도하고 있는 기업은 지멘스를 비롯한 로크웰 오토메이션, 오므론, B&R 등으로, 지멘스는 이미 4년 전부터 TIA Robotics 콘셉트를 릴리즈하기 시작했으며, 오므론은 어뎁트, B&R은 ABB, 미쓰비시는 자사 브랜드, 로크웰은 화낙로봇을 통합해서 시장에 로보틱스 통합 콘셉트를 확대해 나가고 있다.
통합 로보틱스는 시스템 자체의 원가절감 및 유지보수 측면에서의 절감이라는 이점은 물론,  커스터마이즈된 유니크한 비즈니스 모델을 확보할 수 있다는 이점으로 인해 현재, 빠르게 수요가 확대되어 나가고 있다.
지멘스 및 오므론, B&R 등 제조자동화 메이저 3사의 시장전략을 취재했다.

 

 

“머신 센트릭 로보틱스는 기계를 기준으로 통합해서 디지털 트윈으로 갈 수 있는 저렴한 형태의 솔루션이 될 수 있어”

 

R&B 사재훈 차장

 

Q. 통합 로보틱스가 트렌드라고 보나?
A. 4차산업혁명이나 스마트 팩토리라는 트렌드와 맞물려 지금은 로봇을 당연히 써야 하는 상황이고, 고객들이 로봇을 어떻게 활용할 것인가에 대해 질문을 많이 한다.

 

현재 로봇과 관련해 로봇에 AI같은 여러 가지 기능을 탑재해서 로봇 자체를 지능화하는 부분이 있고, 기존의 장비에 로봇을 인티그레이션하는 콘셉트가 있다. B&R은 로봇에 관련된 라이브러리나 소프트웨어를 공급을 해왔지만 로봇 솔루션을 가지고 있진 않았다.

 

그러다보니 수년전에, 기계 옆에 있는 로봇을 쉽게 인티그레이션 할 수 있는 라이브러리와 소프트웨어 패키지를 공급하는 전략을 수립했다. 또 몇 년 전에는 Open Robotics를 프로모션한 적이 있고, 이것이 로보틱스 통합의 레퍼런스가 될 수 있을 것 같다. 이러한 일련의 과정 중에 B&R이 ABB에 편입이 됐는데, ABB는 워낙 로봇에 강한 기업이기 때문에, ABB와 협업할 수 있는 머신 센트릭 로보틱스(Machine Centric Robotics)라는 비즈니스 모델을 만들게 됐다.

기계에 로봇을 통합하는 요구는 몇 년 전부터 있어왔다. 산업이 고도화되면 공정 자체가 고도화 되고, 생산성을 올리는 방법을 찾을 수밖에 없다. 예를 들어서 포장기나 사출기계는   제품이 실제로 생산되는, 프로세스가 주가 되는 메인장비가 있고, 그걸 이송하는 데는 여러 가지 기술이 필요한데, 그 중의 하나가 로봇이고, 트랙시스템이나 컨베이어 같은 물류장비가 메인장비 주변에 포진을 하게 된다.

다품종소량생산에 대한 요구가 증가하고 차별화된 제품생산을 하기 위해서, 그리고 남보다 빠르게 제품을 출시하기 위해서는 제조라인에 대한 최적화가 필요한 건 맞다. 과거 대량생산을 하던 것과는 다르게, 장비에 생산과 물류라인이 통합이 되면서, 로보틱스 통합과 같은 요구가 발생하게 되는 거고, B&R은 그러한 요구에 맞는 솔루션을 계속 출시하는 전략을 세우고 있다. 그러다보니까 로봇이 기계제어에 통합이 되는 기술에 대해서는 앞서 나가고 있다.

 

Q. B&R은 ABB와 통합이 되면서 날개를 단 셈이다.
A .그렇다. 그동안 몰라서 아니면 유통망이 없어서 못 들어갔던 시장에 ABB의 채널을 통해서 많은 사업이 이루어지고 있고, 내부적으로 크로스 비즈니스가 이루어지고 있다.

앞서 얘기한대로, B&R은 최근, 머신 센트릭 로보틱스라는 용어를 만들었는데, 이는 기계제어 시스템에 로보틱스가 통합이 되는 솔루션이다. B&R이 ABB에 편입이 되면서 시작하게 된 개념인데, ABB의 검증되어있는 로봇 바디와 메커니컬 기술을 B&R에 통합시켜서, B&R이 잘 하고 있는 OEM 쪽 기계제어 어플리케이션을 로봇에 통합하는 콘셉트다.

 

여기에  B&R이 가지고 있는  엣지 아키텍처와 같은 스마트 팩토리 관련 솔루션들을 추가해 나가고 있다. B&R은 소프트웨어 라이브러리와 패키지 기술이 강하다. 그리고 기본적으로 제공하는 RT OS와 OPC UA 및 TSN을 포함한 산업용 표준 이더넷을 가진 기업이다.

 

이런 것들이 로봇을 단순히 로봇 단독으로 운영하는 솔루션보다 많은 혜택을 제공할 수 있다. 예를 들어 시그널 프로세싱이라든지 AR이라든지 거대한 형태의 머신러닝 같은 걸 처리하기 위해 필요한 컴퓨팅 백본을 B&R 솔루션으로 구성해서 로봇을 운영할 수 있다면, 이건 다른 형태의 로봇 솔루션이 될 수 있는 것이다. 이것이 고객들에게 제안할 수 있는 미래에 대한 가치라고 할 수 있다.

 

B&R은 ABB와 공동으로 ABB로봇에 B&R기계 제어 시스템을 통합하는 솔루션을 개발했다.

 

Q. 로보틱스 통합은 4차산업혁명에 어떤 역할을 하나?
A. 우선, 4차산업혁명과 현재 우리가 바라보고 있는 스마트 팩토리에 대해 얘기하자면,  흔히 공장 현장에 사람이 없고, 로봇이 현장의 사람을 대신하여 작업하고 있는 것을 그려볼 수 있을 것 같다. 이러한 사람을 대신하는 로봇을 보면서, 스마트 팩토리로 인하여, 현장의 근로자의 일자리가 없어지고 이에 따르는 많은 문제도 같이 발생할 것이라고 보는 시각도 있다.

 

사실 이러한 로봇의 활용은 이전부터 자동차 라인이나 물류에서는 로봇이 사람이 하고 있던 일이나 사람이 하기 힘든 일들을 많이 대신해 왔다. 4차산업혁명이라는 것은 말 그대로 산업혁명이다. 농업에만 종사하던 많은 근로자가 농업 이외의 산업에서도 일할 수 있도록 했고, 사람이 할 수 없을 것이라고 여겨졌던 일들을 기계들이 해내오고 있다.

이러한 것과 같이, 우리가 바라고 있는 4차 산업혁명은 이전에 자동화에서 가지고 있던 로봇의 사람 대용이 아닌, 로봇과 현재 우리가 가지고 있는 자동화를 좀 더 진화한 스마트 팩토리로 발전시켜 가는 것이라고 볼 수 있다. 이러한 진정한 스마트 팩토리로 가기 위해서는 단순작업을 하던 로봇이 사람과 같이 복잡하거나 예상치 못한 일에 대응을 할 수 있는 유연성을 가져야 하고, 하나의 로봇이 단순히 하나의 단순작업이 아닌 다양한 일을 할 수 있어야 한다.

 

또한 산업혁명이라는 말에 맞게 기존의 생산보다는 보다 많은 생산을 할 수 있어야 하는 것도 현재 시장의 요구사항이다. 이러한 스마트한 공장을 고려한다면, 빅데이터를 가진 AI 기능의 로봇이 단순학습이 아닌 머신러닝에 기반하여, 여러 가지 일을 할 수 있는 것을 기대하게 될 것이다. 이러한 로봇은 단순 작업을 해오던, 하나의 제어 시스템에서 단순한 일만 하는 현재의 로봇으로는 힘들고, 통합된 로봇으로 다양한 데이터에 접근 가능하고, 뛰어난 사고력을 바탕으로 다양한 일들을 수행할 수 있어야 한다. 이러한 로봇이 통합 로보틱스가 되지 않을까 생각한다.

 

Q. 그렇다면 B&R의 머신 센트릭 로보틱스는 4차산업혁명에서 어떤 역할을 하나?
A. 4차산업혁명은 기본적으로 자동화는 돼야 되고 자동화를 넘어서 그 이상의 기술과 콘셉트를 통해 새로운 부가가치를 창출하는 것이다. 머신 센트릭 로보틱스는 그 중의 하나의 옵션이 될 수 있다.

 

로봇 제품군이 B&R 시스템에 완전히 통합됐다.

앞으로 제조현장과 물류에서 로봇은 반드시 쓰일 것이다. 로봇은 열악한 환경에서 인간이 하지 못하는 일을 인간을 대신해서 해내는 기계장치다.
머신 센트릭 로보틱스는 이것과는 달리, 기계의 효율을 올릴 수 있는 지능화된 로봇의 통합이라고 말할 수 있다. 예를 들어서 사출기계에서 여러 가지 플라스틱 제품이 사출돼서 나오는데, 사출기의 구동시스템을 보면 사출이 되고 나서 몰드를 오픈한다.

 

생산성을 올리기 위해서 몰드가 열리는 순간에 로봇이 동기가 돼서 사출기계 내부적으로 들어가고 이걸 실시간으로 처리해서 완성된 제품을 꺼내는 등 여러 가지 기능들이 들어간다. 진공을 해서 끄집어낸다든지 그리퍼로 집는다든지 하는 여러 가지 어플리케이션이 필요한데, 그걸 기계와 동기화해서 할 수 있으면 가장 좋은 거다.

그리고 4차산업혁명에서 많이 얘기가 되는 것이 예지보전 혹은 장비수명을 늘리는 것이다. 장비에 대한 투자비용을 최대한 뽑아내고 거기에 대한 예지보전을 하겠다는 것이다. 그리고 또 하나는 에너지비용의 절감이다.

 

이를 위해서는 기계장비 자체에 있는 컴퓨터가 주변에 있는 설비들의 데이터를 수집하고 1차 초기 분석을 해서 AI나 이런 쪽에 전달해주면 편하게 작업이 수행될 수 있다. 발생한 데이터들이 상당히 많다. 리얼타임성을 보장해서 태그들이 발생하기 때문에 거기에 대한 데이터들도 많은데, 그게 기계를 제어하는 컨트롤러 내부적으로 처리가 되면 가장 좋은 콘셉트가 될 수 있고, 비용적으로도 이점이 있다.

 

이런 걸 할 수 있는 컴퓨팅파워를 B&R이 공급을 하고, 거기에 로봇까지 통합하는 콘셉트를 제안을 하는 것이다. B&R은 컨디션 모니터링이나 에너지 모니터링 등 다양한 라이브러리가 있고, 예지보전이라든지 머신러닝을 돌릴 수 있는 다양한 라이브러리들, 거기에 대한 플랫폼(SW 운영체제)과 4차산업혁명이라는 트렌드가 요구하는, 로봇의 순수기능을 넘어설 수 있는 소프트웨어 라이브러리를 같이 공급할 수 있다.

 

Q. 기존의 B&R PC제품을 사용해서 로봇을 컨트롤하는 것인가?
A. B&R이 가지고 있던 산업용 PC인 APC910, 2200, 3100시리즈를 사용한다. APC910은 컴퓨팅파워가 높은 고사양 PC로, CPU로 탑재가 가능하고 2테라바이트 이상의 SSD를 장착할 수 있다. APC3100은 중간정도의 컴퓨팅파워를 가진 CPU가 탑재가 되고 거기에 필요한 CFast 카드라든지 적정한 수준의 스토리지가 탑재가 된다. 또 APC2200은 콤팩트한 사이즈의 임베디드화 되어있는 PC다. 6축 로봇의 경우에는 가장 저사양의 산업용 PC로 제어가 가능하다. 머신 센트릭 로보틱스 콘셉트에 따라서 이 3가지 종류의 PC 플랫폼을 제공을 한다.

 

B&R 시스템으로 제어되는 COMAU 로봇

 

Q. 로봇을 제어하는 컨트롤러가 따로 있고, 기계를 제어하는 컨트롤러가 따로 있는 게 전통적인 콘셉트인데.
A. 장단점은 있을 것 같다. 예를 들어서 대량생산 라인에서 설치되어 있는 장비의수가 많을 때  개별 장비를 교체하는 비용이 더 저렴한 제조라인, 대표적인 게 장비가 서면 문제가 생기는 반도체라인인데, 이럴 때는 바로 교체를 하고 진단은 나중에 한다. 구형장비부터 신형장비까지 여러 가지 섞여 있을 때 그걸 관리하는 부분도 상당히 어렵다. 좀 더 모듈화 되어있는 CPU들을 사용해서 모듈만 교체해서 가는 경우에는 장점이 될 수 있는데, 일반적인 자동화 콘셉트 상 이 두 가지를 합하면 원가절감이 되고, CPU가 합쳐져서 내부적으로 처리가 된다는 건 고속처리가 가능하다는 걸 의미한다.

물론 분산되어 있는 시스템의 장점이 있다. 분산되어 있는 시스템의 장점은 하나의 CPU가 처리할 수 없는 일들을 CPU를 여러 개로 나눠서 분산해서 처리하는 것이다. 그러다 보니까 중앙에 있는 CPU가 기계와 로봇을 동시에 제어할 수 있고, 거기에 비전과 다양한 센서나 시그널들을 통합해서 제어할 수 있으면, 단독기계로 봤을 때는 상당히 좋은 콘셉트다. 내부적으로 데이터가 처리가 되니까.

 

그리고 페일(Fail)에 대한 리스크가 있다고 하면 여러 가지 방식의 이중화를 사용하면 된다. CPU에 대한 이중화라든지 링에 대한 이중화, 케이블에 대한 이중화, 파워에 대한 이중화 이런 식으로 해서 장비 자체를 파워풀하게 만들고, 다운되지 않는 콘셉트로 가는 게 추세인 것 같다. 아직까지 이중화하는 것은 비용이 많이 들기 때문에 수요가 많지는 않고, 대신에 여러 기능을 통합해서 맞춤형으로 제작하는 형태로 많이 가는 것 같다.

가장 큰 문제는 특정 컨트롤러를 분산해서 장비를 셋업하면 카피가 쉬워진다는 것이다. 그러나 통합되어 있는 제어기 내부의 소프트웨어 패키지로 혹은 라이브러리로 커스터마이즈드 되어있는 어플리케이션에 응용이 되어있는 건 카피 자체가 불가능하다. 소스코드가 제어기 안에 들어가 있는 것도 아니고, 실행파일이 안에서 돌기 때문이다. 따라서 이것은 자체적으로 자산을 보호하는 방법이 될 수도 있다. 이처럼 통합 콘셉트는 장점이 많다.

 

Q. 머신 센트릭 로보틱스는 정말로 하나의 컨트롤러가 다관절 로봇과 그 외 기계들을 모두 제어할 수 있나?
A. 하나의 컨트롤러가 6축 다관절 로봇과, 하나의 포장기계와, 주변에 있는 컨베이어를 다 제어할 수 있다. 요즘 나오는 실리콘 자체의 파워가 워낙 좋기 때문에 컴퓨팅파워를 가질 수 있다. 충분히 가능한 콘셉트다. 그런 식으로 해서 장비를 고도화 시켜서 하이엔드 머신으로 만드는 게 가능하다. 그러려면 CPU를 좋은 걸 써야 한다.

 

어플리케이션을 구동시킬 수 있는 라이브러리를 검증되어 있는 걸 공급할 수 있느냐, 기술적으로 문제가 없느냐 이건 다른 문제다. 실리콘 기술 자체가 올라가기 때문에 자연스럽게 컴퓨팅파워가 올라갈 수밖에 없다. 그걸 어플리케이션화 시킬 수 있는 소프트웨어 라이브러리를 가지고 있는 기업들이 시장에서 살아남을 수 있고, 기업들이  그런 식으로 전략을 가져가고 있다.

Q. 그렇다면  B&R은 한 대의 컨트롤러로 몇 대의 로봇을 통합 제어할 수 있나?
A. 몇 대 로봇까지 통합할 수 있느냐는 설계하기 나름이다. 로봇이 어떤 수준의 컨트롤 어플리케이션을 해야 되느냐, 반대로 여기서부터 시작을 해서 그 이후에 현재 가지고 있는 CPU 파워와 라이브러리로 몇 축까지 제어가 가능하다는 것이 역으로  설계가 된다. 단순히 우리 컨트롤러로 몇 축까지 제어한다는 것은 어폐가 있다. B&R의 전략은 플랫폼을 제공하고, 그 안에 들어가는 어플리케이션을 구성하는 것은 고객의 기술로 가는 거고, 거기에 대한 설계를 공동으로 해서 최적화된 솔루션을 만드는 것이다.

APC2200으로 6축 다관절 로봇을 제어할 수 있다. 실제로 피아트그룹의 코마우(Comau) 로봇이 APC2200을 로봇 컨트롤러로 사용하고 있다.
로봇에 기계 제어 시스템을 통합하는 로보틱스 통합 콘셉트는 B&R이 다른 경쟁사보다 훨씬 먼저 시작을 했다. 4차산업혁명에 맞는 요소기술들을 B&R이 어떻게 상품화 시킬 것인가에 대한 숙제다. 현재까지는 머신 센트릭 로보틱스와 EnMon, ConMon으로 부가기능을 추가하고, 그리고 비전 인티그레이션, 세이프티에 대한 통합, 자유로운 PC파워 사용 등, 이런 부분에 대한 것은 준비가 되어 있다. 남아있는 건 AI나 머신러닝 기술이 어떤 형태로 B&R 기술에 통합이 되느냐 하는 것이다.

또 B&R CPU 중에 Compact-S라는 게 있다. 이 제품은 PLC 기능을 할 수 있는 컴퓨팅파워를 가지고 있다. B&R은 추가적인 I/O확장이라든지 모든 종류의 산업용 통신을 공급을 하는 유연성을 장점으로 하는 기업이다. Compact-S를 옆에다 붙여서 유니버셜 컨버터로 만들어서 쓸 수도 있다. Compact-S는 손가락 두 마디만한 아주 작은 PLC인데, 이 옆에 내가 원하는 하드와이어드 시그널이랑 필요한 통신카드를 붙인다.

 

산업용 게이트웨이 콘셉트인 것이다. Compact-S CPU는 기본적으로 7종의 MS SQL 인터페이스를 무상으로 공급을 하고, OPC UA 서버, 웹서버 이 3가지 요소기술을 기본사양으로 탑재하고 있다. 어디든 쓰일 수가 있다. 어떤 제조라인이든 어떤 자동화라인이든 산업용 게이트웨이가 필요한 부분들은 통합이 될 수가 있다. 그걸 맞춤형으로 시그널을 선택해서 쓸 수가 있다. 오렌지박스의 축소판이라고 할 수 있다. 솔루션은 만들기 나름이다. 우리는 Compact-S라는 솔루션을 공급하는 거고, 거기에 탑재되는 솔루션들은 사용자들이 정하는 것이다. Compact-S는 작년에 한 업체에만 700대가 판매가 됐다.  이런 콘셉트로만 지난 한해 1000대 이상 팔렸다.

우리가 가진 기술을 잘 활용하게 됐을 때 원하는 IoT 컨텐츠를 만들면서도 쉽게 비즈니스를 다양하게 만들어 쓸 수 있는 거다. 지금 설명한 건 고객이 역으로 제안을 한 케이스다. Compact-S는 IoT 게이트웨이로 사용을 하거나 표준 DAQ의 백본이 될 수 있다고 생각한다. B&R 제품은 소프트웨어 라이브러리까지 모듈화 되어있어서 가져다 쓰면 되는 콘셉트이기 때문에 제조에 대한 리스크가 없다. 우리 플랫폼을 가져다가 고객이 솔루션화 시키는 거다.

기존에 사용하고 있는 구형공장의 로봇에 이런 식으로 플랫폼으로 통합해서 IoT에 대한 준비를 할 수가 있다. 예를 들어서 기존에 로봇이 가지고 있는 시그널들을 어쨌든 간에 수집을 해서 사용을 해야 하는데, 거기에 대한 인터페이스가 없는 경우에 우리 제품을 가지고 간단하게 게이트웨이 형태로 만들 수가 있다.

 

Q. ABB에는 당연히 로봇 컨트롤러가 있기 때문에 비즈니스적으로 중복되는 건 아닌가?
A. 그렇지 않다. 로봇 컨트롤러는 고유의 노하우가 있다. B&R PLC나 플랫폼이나 머신 센트릭 로보틱스가 아무리 좋아도 따라갈 수가 없다. 머신 센트릭 로보틱스로 순수한 로봇 솔루션을 만드는 접근방식이 아니다. 기계에 통합이 되어야 하는 로봇에 대한 컨트롤 시스템 즉, 새로운 시장에 대한 솔루션을 제공하겠다는 것이 우리의 접근방식이다. 로봇 특히 다관절 로봇 같은 경우 여러 축을 동기제어해서 어플리케이션한다. 로봇 팬던트에 들어가 있는 사용자 인터페이스는 엄청난 노하우가 들어가 있고, 표준화가 많이 되어 있다. 시장이 겹치지는 않는다.
 
Q. B&R은 로봇에 기계 제어 시스템을 통합하는 데 있어서 어떤 경쟁력을 지니고 있나?
A. B&R은 3년 전에 ABB와 통합이 됐다. 그리고 현재 ABB 그룹 내의 ABB Robotics 디비전과 같은 디비전에 속해 있다. 다른 주요 로봇과 PLC 등의 자동화 관련 경쟁사를 봤을 때, ABB B&R과 같이, 로봇과 자동화를 모두 보유하고 있는 회사가 그리 많지 않다. 올해부터 머신 센트릭 로보틱스라는 이름으로 ABB의 로봇 바디와 B&R의 컨트롤러로 제어하는, 통합된 솔루션을 시장에서 볼 수 있을 것이다.

 

산업용 PC APC2100

 

Q. 구체적인 방법에 대해 설명해 달라.
A. 보편적인 로봇 컨트롤러는 로봇이 필요로 하는 공간에서 단독으로 사용하는 경우보다는, 현장의 제어시스템과 정보 및 데이터를 상호 교환하면서 구동을 한다.

 

이런 경우, 이 기종 간의 제어 시스템의 통신 및 Safety PLC 등 안전을 위한 시설 등의 추가기능 등에 의해 제한된 동기능력에 의해 진행상의 제한된 정밀도를 가지며, 로봇과 제어시스템의 제한된 통신 및 인터페이스로 인해 생산성에 제한을 가지게 되고, Safety 기능 면에서도 분산되거나 제한되어 생산성에 제약을 가져오게 된다. 또 다양한 플랫폼의 시스템에 의해, 개발기간과 다양한 전문가(로봇/Safety)를 필요로 하며, 현장의 서비스 발생 시 다양한 PLC에 따른 진단과 서비스가 필요해지는 등의 제약 조건을 갖게 되고, 자동화의 통합으로 인한 생산성 제약까지 초래할 수 있다.

이와 달리, ABB B&R의 머신 센트릭 로보틱스는 검증된 ABB 로봇과, 수년간 개발한 B&R의 mapp Robotics의 사용으로, 쉬운 개발 환경을 가지고 있고, 이 외의 Vision/Safety 등을 포함하더라도, 하나의 제어 시스템에서 구동하기 때문에, 이외의 통신이나 인터페이스가 필요하지 않으며, 세이프티 기능 때문에 제약이 발생하는 것을 최소화 할 수 있다.

 

Q. 기계 제작사들이 로보틱스 어플리케이션을 더욱 손쉽게 만들 수 있도록 사전 구성된 소프트웨어 모듈에 대한 설명을 부탁한다.
A. B&R에서는 7년 전부터, mapp Technology라는 새로운 개념의 소프트웨어 패키지를 만들어서 사용해 오고 있다. mapp Technology는 m(odular) app(lication)의 약자로서, 현장에서 많이 사용하고 있는 다양한 어플리케이션을 만들어서, 새로운 기계를 만들 때, 이미 검증이 끝난 모듈화된 어플리케이션을 가져다가 사용한다는 개념으로, Recipe/User Account/ File Handling/PackML/EUROmap 등 다양한 모듈과 더불어, CNC/Vision/Safety 등 앞서 언급한 통합 로봇에 필요한 부가 솔루션과 더불어, mapp Robotics에서는 mappDelta/mappScara/mappRoboArm4Axis/ mappRobo6Axis/mappRoboticsFlex 등 다양한 로봇에 대하여, 미리 구성되어 있어서, 로봇 암의 길이 및 사양만 선택하면, 로봇을 구동 시킬 수 있다.

 

산업용 PC APC910

 

Q. 센서와 로봇 동작 간의 동기화라는 측면에서 B&R은 고객에게 어떤 이점을 제공할 수 있나?
A. 센서에서 오는 신호는 크게, 일반 신호, 세이프티 신호, 비전 신호 등으로 구분될 수 있고, 일반 신호는 신호의 사용 용도에 따라서, 해당 제어 시스템으로 직접 연결되어 있다. 가령, 로봇에 필요한 신호는 로봇 제어기로, 자동화에 필요한 신호는 자동화 제어기로 직접 연결된다. 세이프티나 비전 같은 경우는 일반적으로 해당 제어기가 따로 존재하여, 세이프티나 비전으로 들어오는 신호는 해당 제어기에서 가공을 하여, 로봇이나 자동화 제어기로 신호를 데이터로 변환하여 제공한다.

 

이와 같이, 다양한 제어기에서 해당 신호를 받고 이를 각 제어기에서 가공하여 다른 제어기로 제공한다면, 이에 따라서, 시간의 딜레이가 발생을 하거나, Raw 데이터가 아닌 가공 데이터로 핸들링하기 때문에 제약이 발생할 수 있다.

반면, B&R의 머신 센트릭 로보틱스의 경우, 모든 데이터가 하나의 제어 시스템으로 귀속되면, 가공할 필요 없이 해당 프로그램을 직접 구동시켜서, 시간적인 부분이나 데이터의 로스가 발생하지 않아서, 로봇 및 부가적인 기능들과 동기를 맞추어서 작업이 가능하고, 이에 따라서, 생산성의 향상까지 이루어질 수 있다.

머신 센트릭 로보틱스 개념을 쓰게 되면 우리가 가지고 있는 CPU에서 다양한 어플리케이션이 구성이 되는 거고, 센서라는 게 센서 자체가 지능화 될 수도 있지만 외부에 신호를 줘야 되는 제품이다.

 

우리는 센서 데이터를  리얼타임으로 수집할 수 있는 모듈들을 가지고 있으니까, 센서만 안 만들 뿐이지 센서에서 연결돼야 하는 시그널들은 다 준비가 되어있다. 단순 센서뿐만 아니라 부대 컴포넌트들, 예를 들어서 센서는 비전 카메라와 같이 돌아야 된다. 혹은 센서가 동작하는 시점에 주변에 있는 로지스틱 관련된 정보들이 동기화돼서 운영이 돼야 되고, 센서에서 발생하는 정보를 포함해서 예를 들어서 데이터처리라든지 QR코드라든지, RF태그 등이 연동이 돼서 실시간으로 가공된 데이터를 만들어야 한다고 했을 때, 이건 다른 컨트롤러들이 할 수가 없다. 로봇 컨트롤러가 어떻게 하나? 센서도 하나가 아니다. 이 부분은 B&R 같은 회사가 아니면 할 수가 없다. 이 부분은 센서와 로봇을 동기화하는 중간에 매개체 역할로 B&R 솔루션이 쓰일 경우 상당한 강점이 될 수가 있다.

유니버셜 컨버터 간에 매개체 역할로 B&R 솔루션이 쓰일 경우 상당한 강점이 될 수가 있다. 유니버셜 컨버터도 그런 솔루션 가운데 하나가 될 수가 있다. 기존에 있는 로봇과 센서를 연결해서 데이터를 동기화하고 상위로 올려야 하는 경우에 머신 센트릭 로보틱스 이외에 다른 패키지 형태로 쓸 수가 있는 부분들이 있고, 실제로 이 부분도 하고 있다. 로봇을 위한 유니버셜 컨버터, IoT 게이트웨이로 판매가 됐다. 아까 얘기한 Compact-S도 로봇용 게이트웨이로 쓴 사례다.

쓰기 나름이다. 이런 유연성 때문에 맞춤형 제조라인에 대한 플랫폼으로 B&R이 강점을 인정받고 있다. 4차산업혁명을 위한 플렉시블 매뉴팩처링에 대한 플랫폼으로 B&R이 보다 각광을 받는 시대가 올 것으로 기대한다.

 

Q. 로보틱스를 포함한 해당 기계의 전체 모션 시퀀스를 시뮬레이션하고 최적화하는 시뮬레이션 측면에서 갖는 B&R의 경쟁력은 무엇인가?
A. 로봇이나 모션제어 등의 시뮬레이션은 실제 로봇과 장비 등을 만들기 전에 타당성을 검사하거나 실제 현장에서 시운전을 진행할 때, 프로그램에 대한 부분을 미리 검토하여 시운전시간을 줄여 줄 수 있는 큰 이점을 가지고 있다.

B&R에서는 B&R의 SceneViewer와 같은 프로그램으로 로봇과 장비 그리고, B&R의 Track System(ACOPOStrak / SuperTrak)의 시뮬레이션 구동을 직접 보여주고, 물리적인 계산이나, 물리적인 디자인을 하기 위한, matlab Simulink/mapleSim/Industrial Physics 등 다양한 시장의 시뮬레이션 툴과 상호 작용하여, 실제 기계 및 로봇을 만들어서 구동하기 전에 모니터로 구동하는 모습을 보여주고, 디자인을 수정할 수 있다. 이러한 시뮬레이션 기능으로 스마트 팩토리에서 요구하는 디지털 트윈 구현을 직접적으로 돕고 있다.

 

Q. 로보틱스를 B&R 제어와 결합한 글로벌 사례를 소개해 줄 수 있나?
A. B&R에서는 Open Robotics라는 이름으로 10여 년 전부터, B&R의 제어 시스템으로 주변의 로봇과 자동 시스템을 제어해 왔다. 간단하게는 B&R의 X20 System의 I/O 모듈을 생산하는 조립 라인에서, 6축 다관절 로봇과 SCARA, 그리고 Delta 로봇을 사용하여 생산 라인의 최적의 생산을 구현하고 있고, 트럼프(Trumpf)사의 Cutting and Bending 라인에서 그록, b+m 의 자동차의 페인트 라인, PIAT 그룹의 코마우 로봇 구현 등 10여년의 많은 경험을 가지고 있다.

Q. 기계제어와 로보틱스가 통합이 되는 것이 트렌드라고 보나?
통합 로보틱스는 두 가지 장점이 있다. 첫 번째는 시스템 자체의 원가가 절감이 된다. 두 번째는 유지보수 측면에서 절감이 된다. 이 두 가지 측면에서 원가절감이 되면서, 플러스 내 기술을 보호하고 커스터마이즈된 유니크한 비즈니스 모델을 보유할 수 있다.

지금은 프로모션 단계다. 핵심은 머신 센트릭 로보틱스를 잘 할 수 있는 엔지니어다. B&R은 엔지니어를 충원했다. 향후 시장에 대비를 하고 있다. 이걸로 새로운 시장을 발굴하는 개념은 아니고, 기존 고객에게 애드밸류를 제공하는 개념으로 접근을 하고 있다.

 

Q. 향후 로보틱스 통합의 시장 및 기술 전망에 대한 의견을 부탁한다.
A. 가까이서 찾아보더라도, ABB에서는 B&R을 많은 디비전 중에서 로보틱스와 같은 디비전으로 편성하여, 머신 센트릭 로보틱스라는 기존의 Open Robotics에서 한 단계 업그레이된 개념의 통합 로보틱스를 준비해 왔다.

또한 흔히 말하는 스마트 팩토리를 준비하는 공장에서는 단지 비싼 로봇이나 설비를 들여서 인건비를 줄이려는 노력 보다는, 실질적인 생산성을 높이면서, 다양한 상품을 필요한 만큼 생산하려는 다품종 소생산의 스마트 팩토리로 가고자 하는 노력을 하고 있다.

 

이러한 설비의 다변화를 충족하기 위해서라도 단지 사람의 대용이 아닌 로봇과 설비 간 원활하고 유연한 변화가 필요한 것이고, 이러한 요구는 통합적인 로보틱스 이외에는 공장 현장에서는 대응할 방법이 없기 때문에, 앞으로 이 시장은 지속적으로 발전해 나갈 수밖에 없다. 이에 따른 기술은 생산에서 사용하고 있는 협동로봇을 뛰어넘는 솔루션으로 진화하게 되어 있다.  로보틱스 시장은 커질 수박에 없다.

 

사실 자동화를 하기 위한 가장 쉬운 방법은 사람을 빼고 로봇을 넣는 거기 때문이다. 그래서 협업로봇 시장이 커지고 있는 거고, 산업용 로봇도 소비재 시장에 쓸 수 있는 비즈니스가 개발이 되고 있는 걸로 알고 있다.

로봇은 필수적인 부분이고, 로봇 컨트롤러가 PLC 시장으로 넘어가고 싶어 하는 거다. 로봇 컨트롤러가 기능을 제공하면 작은 형태의 PLC를 대체할 수 있는 거니까. 로봇 솔루션을 공급하는 업체들은 그쪽 시장을 노리는 거고, 반대로 우리 B&R같은 업체들은 로봇을 기계에 통합해서 할 수 있는 솔루션을 시장에 제안하는 거다. 이에 대한 선택은 사용자가 하는 거다.

하지만 로보틱스 기술이 시장에 도입돼서 자동화하는 것들은 필수적으로 가야 할 것 같다. 왜냐면 자동화가 되고 난 이후에 스마트 팩토리가 구축이 가능한 것이지, 자동화가 준비가 안 되어 있으면 상당히 어렵기 때문이다. 중요한 건 로봇이 도입되면서 사라지는 일자리에 대한 솔루션들을 기업들이 찾아야 한다는 것이다. 상생할 수 있는 모델을 만드는 것이 기업하는 사람들의 과제인 것 같다.

앞으로 머신 센트릭 로보틱스가 발전 방향이 될 수 있을 것 같다. 기계를 제어하는 제어기가 로봇을 통합하고, 비전과 센서 시그널을 통합해서 데이터를 전처리하는 엣지솔루션이 되는 것이다. 이런 식으로 통합이 되는 형태로 갈 것 같다.

순수 로봇 솔루션 입장에서 로봇 자체가 주변 부대설비를 통합하고 진단해서 로봇의 고유한 솔루션을 강화시키는 방향이 있고, 메인설비 즉 기계를 기준으로 통합되는 형태로 솔루션이 나오지 않을까 싶다. 거기에 당연히 IT에 대한 인프라들이 커넥티비티돼서 자연스럽게 디지털트윈을 구현할 것으로 보인다.

머신 센트릭 로보틱스는 기계를 기준으로 통합해서 디지털 트윈으로 갈 수 있는 고가성비ㆍ고효율의 솔루션이 될 수 있다.