35Kg급까지 제품이 다양하게 구성 되어 있어

한국화낙 양문석 차장(사진. 여기에)

 

Q. FANUC이 새로운 협동로봇을 출시한 것으로 알고 있다.

A. FANUC 산업용 로봇은 세계에서 가장 많이 팔린 로봇으로, 신뢰성과 내구성을 자타가 인정하고 있다. 이러한 기술력과 자신감을 기반으로, 지난 2015년 이미 검증되어 있는 모델을 협동 로봇화 시켰다. 올해, 시장의 니즈를 반영해서 CRX시리즈라는 협동 로봇을 새롭게 출시했다.

이 CRX 모델은 가반하중 10kg급부터 나오는데, 향후 시장 반응과 요구사항이 적용되어 모델이 추가될 수 있다고 생각된다.

CRX시리즈는 CRX-10iA와 10iA/L이 있는데, CRX-10iA는 표준 암으로 리치(Reach)가 1249mm, L타입은 롱암으로 리치가 1418mm다.

 

Q. 역시 시장에서 수요가 많은 가반중량 10Kg급 모델부터 출시를 했는데..

A. 협동로봇은 사람과 함께 작업을 하기 때문에 일반적으로 고중량 모델은 위험하다. 3Kg급부터 15Kg급 모델이 전 세계적으로 가장 많이 개발되어있다. 신모델은 그중 가장 사용량이 많다고 판단되는 10kg급부터 출시됐다. 드물게 20Kg급 모델까지 개발되어있는 회사가 있는데, FANUC 제품 중에는 세계에서 가장 가반하중이 큰 35Kg급의 협동로봇 모델까지 있다. 산업용 로봇까지 영역을 확대하면 FANUC은 가반하중이 0.5Kg에서 2.3톤까지 약 200 기종 이상의 라인업이 갖추어진 세계 최대의 로봇 메이커다.

 

Q. 현재 35Kg급 모델은 시장에서 수요가 많지 않기 때문에 주력을 안 할 것 같다.

A. 시장에서 35kg급 모델에 대한 수요가 항상 있어 왔다.

35kg급에서 요구되는 소재 무게는 15~30Kg 정도이며, 이 정도의 무게라면 작업자가 작업을 위한 이송 또는 상태(위치) 유지를 할 때면 충분히 스트레스를 받을 수 있는 무게다. 아직도 이런 공정이 수작업으로 이루어지고 있는 작업장이 많이 존재한다. 그렇기 때문에 35kg급의 협동 로봇에 대한 수요는 항상 존재할 것이다. 더불어 앞으로의 시장에서는 가반하중이 더 큰 협동로봇에 대한 요구가 있을 것으로 예상되고, 안전확보 솔루션의 향상에 따라 시장에 나올 것으로 예상된다.

 

Q. 어떤 분야에서 35Kg급 모델에 대한 수요가 있나?

A. 15~30kg의 소재를 다루는 수작업 공정은 거의 다 해당될 것으로 사료되지만, 대표적으로 언급할 수 있는 분야가 자동차 산업이다. 기본적으로 무게가 많이 나가는 부품들이 많으며 수작업으로 마무리해줘야 하는 작업들이 존재하기 때문이다. 예를 들어 자동차의 조향 장치는 케이블이 많이 달려있고 복잡해서 완전 로봇 자동화를 하는 것은 아직까지 무리이나, 35kg의 협동로봇과 함께라면 충분히 가능하다.

이외에도 배터리 장착, 타이어 장착 등 가반하중 10~20kg급 대에서는 할 수 없는 작업에 대해 가반하중 35kg급 제품에 대한 수요는 꾸준히 있을 것으로 본다.

 

Q. 스마트 팩토리나 4차산업혁명에서 왜 협동로봇이 중요한가?

A. 스마트 팩토리라는 것이 모든 공정의 무인자동화, 로봇자동화를 의미하는 건 아니다. 현존하는 기술로는 아직까지 모든 제조공정을 로봇으로 무인화할 수 있는 단계가 아니며, 사람이 반드시 필요한 공정이 존재한다. 그리고, 스마트 팩토리에서 강조하는 부분이 서로 데이터를 공유해서, 뭔가 문제가 생기면 빨리 문제를 공유해서 빠르고 안전하게 해결하는 것이다. 이 두 가지를 해결할 수 있는 솔루션 가운데 하나가 바로 협동로봇이다. 수작업 공정을 로봇과 사람이 같이 진행하면서 데이터도 같이 공유할 수 있게 되는 것이다.

어차피 전 공정 무인화는 안 되더라도, 공정을 좀 더 스마트화하기 위해서는 협동 로봇이 필요하다는 의미다.

스마트팩토리는 도입단계이고 구축단계도 기초, 중간, 고도화 등 여러 단계가 있다. 협동 로봇은 자동화가 곤란한 공정의 협업에 의한 반(半)자동화와 로봇을 이용한 데이터 생성에 유리하므로 도입이 촉진될 것이다.

 

Q. FANUC의 협동로봇은 기능적인 측면에서 어떤 장점이 있나?

A. 처음에 FANUC을 몰랐던 사람도 FANUC 제품을 써보면 잘 안 바꾼다. 그 이유 중 하나가 잔고장이 없기 때문이다. 현재 협동로봇 메이커뿐만 아니라 기존의 산업용 로봇 기업들도 협동로봇을 앞다퉈 내놓으면서 협동로봇 시장은 춘추전국시대에 들어서 있다. 이제 막 협동로봇을 도입해서 쓰고 있는 상황인데, 차후에는 분명히 신뢰성, 내구성의 이슈가 나오면서 메이커에 대한 선호도가 가려질 것이다.

로봇 트러블로 발생된 생산라인 정지로 인한 손실이 투자비와 비교하자면 더 크기 때문에 가격, 편리성도 중요하지만, 내구성이 선택의 중요한 요소로 자리 잡을 것이라는 의미다. 우리는 이 부분에 대해서는 경쟁사 대비 더 앞서 있다고 자부한다.

 

FANUC 협동로봇은 힘 센서와 비전 등을 자체개발해서 사용을 하고 있고, 임베디드 타입으로 탑재가 가능하다는 것도 중요한 장점 가운데 하나다.

신모델인 CRX 모델은 EOAT(Gripper 부착부위)에 바로 연결될 수 있도록 카메라, 추가 힘센서, 신호 케이블 Connector가 준비되어 있다(몸체 내부에 케이블이 포설되어 있고 ARM 외부에 케이블이 노출되지 않음).

또한, 신모델은 외부 그리퍼 등과도 간단하게 세팅하여 통신할 수 있게 하는 Easy Connect 기능이 추가되었으며, 로봇 암 자유도를 높여주는 Under Flip(로봇 내측으로 돌아서 뒤로 이동)이 가능하게 기구부가 설계되어 있다. 타사는 J3(축)의 영역이 최대 ±180, 즉 360도 이상 움직일 수 없다. 그러나 FANUC의 신기종인 CRX-10iA는 570도, CRX-10iA/L 540도를 움직일 수 있다. 이 부분은 전방 작업 후 후방 작업으로 이어갈 때, 경쟁사는 1축(J1)을 선회하여 돌아가야 하지만, CRX기종은 직선으로 이동할 수가 있는 것이다. 이 경우 사이클 타임 단축이 가능하며 누적이 될 경우 큰 차이가 있을 것이다.

 

티칭의 경우도 새로운 유저 인터페이스를 개발하여 손쉽게 메뉴얼 가이디드 티치가 가능할 뿐 아니라, 포인트를 그래픽화하여 터치&드래그 방식으로 프로그램 수정도 가능하며, 움직임에 대하여 펜던트 상에 모두 동일하게 3D 그래픽으로 표시되기 때문에 작업자가 쉽게 판단할 수 있게 했다. 참고로, 티칭 팬던트는 Tablet TP를 기본으로 했다.

 

Q. FANUC의 협동로봇은 세이프티 측면에서는 어떤 강점이 있나?

A. 새롭게 출시된 협동로봇은 세이프티 측면에서는 암 사이의 간격이 92mm로 끼임을 방지하였고(타사는 약 40mm수준), 태블릿 티칭 팬던트에 비상정지 버튼과 이네이블 스위치를 채용하여 산업용 로봇의 티칭 팬던트와 동일한 안전성을 갖추고 있다.

 

또한 가벼운 힘에도 안전하게 정지되도록 고감도 접촉 정지 기능이 탑재되어 있으며, 단단한 물체에 접촉하게 되면 즉시 반전하여 정지하도록 되어 있다. 또한, 필요시 암을 밀어서 안전하게 대피할 수도 있다.

또 2축암 위에 상태표시 LED가 있어서 로봇의 동작 상태에 따라 점등 색을 변경하여 작업자가 로봇 상태를 빠르게 확인하여 혹시 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있게 했다.

이 모든 기능은 TS15066을 기반으로 한 ISO10218-1 인증을 획득했다.

 

Q. 티칭 펜던트는 어떤 장점이 있나?

A. 티칭 팬던트는 두 가지 타입이 있다. FANUC 로봇에 익숙한 고객들은 일반 산업용 팬던트를 사용할 수 있고, 신형 태블릿도 선택이 가능하다. 고객이 편한 걸 선택할 수 있게 했다.

신형 티칭 태블릿형 팬던트가 다른 업체와 다른 점은 태블릿과 TP 베이스를 분리할 수 있도록 한 것이다. TP 베이스에는 태블릿을 사용자가 안전하게 조작하며 이동할 수 있도록 거치 손잡이에 Deadman Switch라고 불리우는 안전 스위치가 포함되어 있으며, 별도의 비상정지 버튼을 포함하고 있다.

 

분리가 된다는 것은 부품 고장시 해당 부품 교환이 편하며 비용을 절감시킬 수 있다라고 생각할 수 있다.

앞서 기능 면에서도 언급했지만, 신형 태블릿 티칭 펜던트는 어려운 프로그램 용어로 디스플레이 되는 것이 아닌, 최대한 그래픽화 시킨 유저 인터페이스를 적용했기 때문에 초급자도 빠르게 적응하여 쉽게 사용할 수 있을 것이다.

 

Q. 비전센서를 자체개발해서 사용하나?

A. FANUC Robot을 사용하는데 비전이 필요하다면 거의 대부분 FANUC 비전 센서를 탑재해서 사용한다. 대략적으로 90%이상일 것이다. 종류도 2D, 3D(3DL, 3DV, AREA센서) 등 다양한 솔루션이 있다.

FANUC 로봇이 추구하는 것이 로봇의 지능화다. 이걸 추구한 지가 20년도 더 됐다. FANUC 모델명 중간에 ‘i’가 포함되어 있는데 이건 인텔리전트를 의미하는 것이다. 과거에는 국내산과 유럽/일본제품을 비교해봤을 때 기본적인 기능에서조차도 많은 차이가 있었지만, 지금은 단순 기능들에 대해서는 기술이 좁혀져서 차이가 크지 않다. 기술은 점점 발전하고 또한 많이 공개되어 있기 때문에 굳이 못 따라 올 게 없다. 따라서 선발 주자는 후발주자와의 격차를 두기 위해서 늘 혁신적인 새로운 기능을 우선적으로 개발하고 탑재해야 한다.

 

FANUC 로봇은 경쟁사들과 차별화하기 위해서 과거부터 지능화를 추구했고, 지능화의 첫 번째로 시도한 것이 비전이고, 그다음이 힘 센서다. 로봇이 자체적으로 판단해서 느낄 수 있도록 눈을 달아주고, 힘 센서를 탑재해서 힘에 대한 감각을 느끼는 걸로 지능화를 시작했다. 타사는 비전이나 힘 센서를 제어장치에 연결하기 위해 PC를 쓰지만, FANUC은 PC 없이 비전이나 힘 센서를 제어장치에 직접 연결할 수 있다.

FANUC 로봇의 장점 가운데 하나가 비전으로, 예를 들어보겠다. A라는 비전 전문업체의 비전은 전문업체의 제품이기 때문에 좋을 수 있다. 그리고 B라는 로봇 메이커가 있다고 하자. 두 기기는 통신으로 연결하여 작업을 진행할 수 있다. 하지만, 초기 세팅시 칼리브레이션이라는 작업이 필요한데 카메라에서 보이는 화면상 거리와 실제 사물 간 거리를 매칭시켜주는 작업이다. 다른 업체들은 그 작업을 수동으로 해야 된다. 왜냐면 각 기기가 따로 개발되어 있고 별도의 프로세스를 가지고 있기 때문이다. 즉, 불편하고 시간이 소요된다.

 

그러나 FANUC은 패턴화 되어있는 그리드판을 해당 위치에 놓고 자동으로 판단하여 스스로 칼리브레이션 작업을 할 수 있다. 작업자는 로봇이 주변 장치와 충돌이 발생하는지만 관찰하고 있으면 된다. 또한, 비전 카메라 등에 위치 변경이 있는지 수시로 확인하고, 문제가 발생시 자동으로 다시 칼리브레이션을 할 수 있도록 프로그램할 수 있다. 즉, 라인정지 시간을 최소화할 수 있는 것이다. 어떻게 이게 가능하냐면 FANUC에서 비전과 로봇을 개발하였고, 한 CPU가 비전과 로봇프로그램을 직접 연산하고 매칭을 하기 때문이다. 이게 지능화다. 이런 식으로 타사와 기능적인 차이를 두고 있다. FANUC은 그래서 모든 지능화 기기를 직접 자체개발하고 있다. 인공지능화 되어 있는 부분, 모니터링 이런 것도 다 자체개발해서 사용한다.

 

 

FANUC 협동로봇 CRX-10iA 시리즈(사진. 한국화낙)

 

Q 현재 로봇 자체가 인공지능화 되어 있다는 의미인가?

A. 로봇이 스스로 고장을 진단하고 작업여건의 변화를 감지하여 최적의 작업을 해나가는 스마트 팩토리의 궁극적인 로봇형태는 구현하려면 시간이 걸릴 것이다. 로봇의 인공지능화는 향후 발전해 나가는 방향이다. 지금은 AI를 이용하여 로봇의 지능화를 가속 시키고 있다. 그 사례가 AI를 이용한 Bin-Picking, AI를 이용한 비전 검사 등이다.

즉, 인공지능화를 적용한 기술들이 나오고 있으며, 그 범위와 능력을 더 확대해 나가고 있다.

 

Q. 그렇다면 FANUC 로봇에 인공지능이 탑재가 될 시점은 언제인가?

A. 이전의 로봇 자동화는 셀(Cell) 단위의 자동화를 기반으로 하고 있다. 자동차 메이커의 경우는 셀의 규모가 크고 각 셀 간은 PLC를 이용하여 접속된 형태이다. 스마트 팩토리는 셀과 셀 간 로봇과 로봇 간이 초고속 통신으로 네트워크화하고 생산기기로부터의 다량의 정보(Data)가 생성되고 처리될 것이다. 그렇게 되면 데이터가 흐르는 로봇-공장-클라우드 별로 AI가 사용되어 데이터 트래픽을 최소화하고 데이터의 처리를 하게 될 것이다. FANUC은 로봇에 실제적으로 필요한 AI기능, 공장 단위에 필요한 시스템 기기를 준비하고 있다.

 

Q. FANUC의 협동로봇은 틸트 설치가 가능한가?

A. CR-35IA(가반하중 35kg)를 제외한 나머지 협동로봇은 Floor(0도), Angle mount(0~180도 사이), Upside-down(180도) 설치 모두 대응이 가능하다. 설치시 조건에 따라 간단한 티칭 펜던트상 설정 변경으로 사용이 가능하다.

 

Q. FANUC의 협동로봇은 모든 축이 교체가 가능한가?

A. FANUC의 제품 제조 모토가 Reliable, Predictable, Easy to Repair이다. 즉, 제품에 신뢰성이 높아야 하며, 고장은 예측될 수 있어야 하며, 고장시 쉽게 수리가 되도록 제품 설계 초기 검토 시부터 고려되어서 개발된다. 외부 커버를 쉽게 탈착하여 각 축에 대한 모터를 교체하는 것은 가능하며 어렵지가 않다.

 

Q. 협동로봇 비즈니스 성과는 어떠한가?

A. 같은 10Kg급이라고 해도 일반 산업용 로봇보다 협동로봇이 훨씬 비싸다.

이런 이유로 협동 로봇 적용의 초기단계인 현재 시점에서 협동 로봇을 사는 기업은 도전적이고 실험적인 기업이다. 중소기업에서 쉽게 투자하기가 어렵다. 물론 나라에서 지원금이 나와서 실험적으로 투자하는 경우도 종종 있지만, 대부분 국산 협동로봇에 해당된다. 대기업들도 대부분 연구소 쪽 위주로 도입을 시작한다. FANUC은 한국에서 대기업 위주로 소량의 판매실적을 가지고 있다.

당장 판매대수를 늘리는 것도 중요하지만, 향후 시장이 성숙 됐을 때 그 한 부분을 확보하기 위해 기술과 자본을 투자하고 있는 거다. 초창기에 시장을 선점하는 것도 중요하지만, 그게 다가 아니다. 초기에 반짝하고, 이후에 버티지 못하고 쓰러져 버리면 아무 소용이 없다.

 

Q. 국내 협동로봇 시장 전망은 어떻게 하나?

A. 현재 일반 산업용 로봇 시장도 작년 대비 많이 침체되어있다. 코로나 사태로 인해 투자가 지연되고 이미 계약이 완료된 수량도 납품을 지연 시켜달라는 경우가 늘고 있다. 힘든 시간을 보내고 있다. 이런 상황에서 협동로봇은 도전적이고, 시험적인 측면으로 가져가는 상황이라 더 상황이 좋지 않다. 투자가 많이 줄어 들었다.

또한, 한국 정서상 ‘빨리빨리’의 경향이 있는데, 협동 로봇은 안전을 위해 한정적인 속도로 운영될 수밖에 없기 때문에, 이런 속도 제한을 정확히 인지하지 못해서 협동 로봇을 적용하고도 속도를 올리지 못해 적용에 실패하는 경우도 발생하고 있다.

 

즉 새로운 어플리케이션에 대한 실적 등이 많이 쌓여야만 협동 로봇이 보편화될 수 있다고 보는데, 아직 그 시점이라고 말하기에는 이른 것 같다. 이 부분은 산업용 로봇이 처음 나왔을 때 산업부분에서 적용됐던 상황을 따라가지 않을까 예상된다.

다른 시점으로 본다면 고객과 어플리케이션 개발 및 연구/테스트에 성공한 협동 로봇 메이커가 향후 경쟁에서 유리한 위치를 선점할 수도 있을 것 같다.

 

현재 협동로봇 제조사는 일반 산업용 로봇 제조사보다 많다. 하지만 공급에 비해 수요는 일반 산업용 로봇에 비해 비교가 되지 않을 정도로 적다. 협동로봇 적용이 보편화되지 않은 시점에서 장기적인 플랜을 가지고 오랜 기간 동안 경쟁을 해야 하지만, 협동로봇만을 제조하는 제조사의 경우에는 많은 경영상의 어려움을 겪게 될 것이고, 수익창출 없이 손실을 감수하는 경우가 대부분이다. 이에 장기간 경쟁에서 버티며 늘 새로운 시장을 따라갈 수 있는 제조사 외에는 현재의 제조사 수량보다 줄어들 것으로 생각된다.

 

그렇다고 해서 협동로봇 시장이 안 좋은 건 아니다. 개발이 덜 된 거다. 산업용 로봇도 처음에 대단히 비쌌다. 현장에서 사용시 이점이 확인되고 검증되며 공급이 늘어났으며, 경쟁에 의한 가격이 하락되어 수요가 터졌다. 협동로봇도 초기의 일반 산업용 로봇의 도입시기와 마찬가지다. 협동로봇을 안 써도 되는데 적용되었던 경우는 점점 줄어들 것이다. 처음에는 수요가 조금 늘었다가 정체될 수 있다. 하지만, 앞으로 분명히 늘어날 것이다. 인건비는 올라가고 산업재해에 대한 위험요소를 줄여야 하는 의무가 제조책임자에게 있기 때문에, 협동 로봇 수요는 늘어날 수밖에 없다.

 

대기업에서는 연구소를 운영하고 새로운 공법을 연구하고 하면서, 협동 로봇을 적용해보고 운영하고 있다. 중소기업에서는 장비를 하나 사면 그만큼 효과를 봐야 하기 때문에, 정부의 지원 자금 등이 없으면 지금 당장 도입하기는 어려울 것이다. 대기업에서 새로운 공법 연구가 완료되어 현장 검증이 완료되는 시점, 많은 중소기업들이 협동 로봇을 적용하는 투자가 많아지는 시점에는 수요가 급속히 증가할 것으로 생각된다.

 

Q. 어떤 분야에서 협동로봇의 수요가 늘어날 것으로 보나?

A. 특정한 수요 분야가 있다고 보지는 않는다. 앞서 말했듯이 어플리케이션이 많이 개발된 공정 쪽으로 수요가 늘어날 것이다. 지금 나오는 협동로봇들은 다 소형이다. 소형을 쓰는 데 위주로 수요가 늘어나고 있다. 자동차 분야에서 소형을 쓰는 데는 한정적이다. 전자제품 분야에서는 많이 쓰일 수 있다고 본다. 또, 전시효과를 노리는 서비스 분야에서도 수요가 늘어날 것으로 예상된다.

 

Q. 협동로봇의 향후 기술 트렌드를 어떻게 예상하나?

A. 소형만으로는 협동로봇의 시장이 클 수가 없다. 소형 로봇이 많이 팔리지만 전체 만 대 가운데 50%를 차지할 것으로 생각하나? 그렇지 않다. 협동로봇을 만드는 업체가 많은데 시장이 커지려면 가반하중이 큰 로봇이 나오게 돼 있다. 힘든 작업을 하고 무거운 걸 들기 위해서는 가반하중이 큰 모델로 갈 수밖에 없다. 그런데 이건 어려운 일이다. 무거운 걸 든다는 건 그만큼 위험요소가 크다는 뜻이기 때문이다.

 

지금은 안전성 때문에 가반하중이 큰 협동로봇이 없지만, 소형 가반하중으로는 협업을 하는데는 한계가 있다. 안전을 위한 추가 방안이 확보되면서 가반하중을 더 올린 협업 로봇이 개발되어 출시될 것으로 보인다.

그리고 미래지향적인 기술로는 빅데이터를 이용한 딥러닝 기술 접목이 확대될 것으로 예상이 된다. 지금까지는 로봇이 지시를 받은 대로 움직이는데 그쳤지만, 향후에는 로봇이 스스로 판단해서 인간과 협업을 할 수 있는 기술이 개발될 것이다. FANUC에서도 이 부분을 미래의 기술로 인식하여 가장 많이 투자하고 있다.

 

Q. 한국화낙의 협동로봇 시장확대 전략은 무엇인가?

A. 기존의 산업용 로봇과 혼재 사용되는 경우가 늘어나고 있다. 협동로봇을 도입한 후 5~6년이 경과하면서 이후에는 내구성이 중요한 화두가 될 것이며, 이 부분에서 FANUC의 협동로봇은 큰 강점을 가지고 있다.

그리고 신형 CRX 모델이 국내에서도 곧 판매가 될 예정이다. 이전 모델과는 완전히 다른 외형과, 기존 FANUC만의 집약된 다양한 기술 및 새롭게 개발된 기능이 추가되어 있기 때문에, 좋은 성과가 있을 것으로 예상한다. 기대해도 좋을 것이라고 자부한다.

 

Q. 향후 협동로봇 관련 사업 포트폴리오에 대한 설명을 부탁한다.

A. FANUC의 새로운 협동 로봇인 CRX 시리즈는 현존하는 협동로봇 중 가장 좋은 제품일 것이라고 자부한다. 여기에 산업용 로봇에서는 옵션인 부하 추정 기능, DCS 기본기능, 간단 힘 제어 기능 등을 기본 기능화하고, 고객의 시스템요구에도 발 빠르게 대응할 것이다. AI 응용 검사, 빈픽킹 등 AI를 활용한 기능을 CRX에 가장 먼저 적용하여, 실제적인 메리트를 만들 수 있도록 할 것이다.