제조 미래 여는 교두보 마련하다...산업 현장 패러다임 변화 시작한 日
‘스마트 제조, 미래 혁신의 꿈’을 가치로 내건 ‘매뉴팩처링 월드 도쿄 2025(Manufacturing World Tokyo 2025)’가 일본 지바현 마쿠하리 멧세에서 성황리에 열렸다. 올해로 37회차를 맞은 이 행사에는 앞선 전시회의 주요 기술이었던 산업·공장 자동화(FA)를 비롯해, 인공지능(AI), 로보틱스, 디지털 트윈(Digital Twin), 머신러닝(Maching Learning), 비전 시스템(Vision System) 등 산업 생태계를 근본적으로 변화시킬 첨단 기술이 한자리에 모였다. 각 분야 거대·혁신·유망 참가업체는 어떤 기술·솔루션으로 참관객의 이목을 사로잡았을지 자세히 조망했다.
[Japan Robotics & Components] 로봇 강국으로의 도약 시작한 일본
제조 산업은 끊임없는 진화를 거듭하며, 이제는 고도의 지능과 정밀성을 요구하고 있다. 이러한 시대적 요구에 부응하듯, 글로벌 제조 기술의 동향을 한눈에 볼 수 있는 매뉴팩처링 월드 도쿄는 혁신 기술의 경연장이었다. 그중에서도 최근 전 세계적으로 새로운 미래 먹거리로 떠오른 로봇 기술이 전시장에 제시됐다. 일본의 오랜 경험과 독보적인 기술력을 바탕으로, 새로운 제조 환경을 위한 핵심 로봇 솔루션이 참관객의 이목을 사로잡았다. 글로벌 제조 산업 혁신과 발맞출 일본의 로보틱스 및 부품 기술을 살펴봤다.
< THK > 팔레타이징 로봇, 이송 로봇
‘THK’는 일본에 본사를 둔 정밀 기계 부품 및 메카트로닉스 기술 업체다. 직선 운동 시스템 ‘LM 가이드(Linear Motion Guide)’를 세계 최초로 개발해 산업·공장 자동화(FA) 분야에 새로운 이정표를 제시했다.
회사는 로봇 부품, 고정밀 가공 기술, 시스템통합(SI) 및 설계 등 역량을 보유했다. 이를 통해 로봇, 공작기계, 반도체 제조 장비, 의료 기기 등 광범위한 산업 분야에 필수적인 핵심 솔루션을 제공하고 있다. 특히 연구개발(R&D)과 품질 관리에 집중해 지속가능한 혁신을 노리고 있다.
전시장에서는 앞선 기술적 강점을 바탕으로, 자사 핵심 기술을 결합한 모듈형 팔레타이징(Palletizing) 로봇을 선보였다. 구체적으로 리니어 가이드(Linear Guide)와 볼 스크류(Ball Screw) 등이 접목된 모델이다. 관계자는 고객이 자유롭게 맞춤 제작할 수 있는 유연한 로봇 솔루션을 제공하며 다양해지는 산업 요구에 대응하고 있다고 강조했다.
이 관계자에 따르면, 해당 팔레타이징 로봇은 액추에이터(Actuator)를 기반으로 최대 가반하중 10kg로 설계됐다. 특히 모듈형 액추에이터 설계를 내세웠다. 사용자의 용도나 생산 라인 요건에 맞춰 액추에이터 조합을 자유롭게 선택하고 변경할 수 있다. 이는 기존의 고정형 로봇 시스템으로는 대응하기 어려웠던 세분화된 작업이나 잦은 레이아웃 변경에도 유연하게 대처할 수 있게 해준다.
이 로봇의 핵심에는 THK의 각종 기술이 융합 적용됐다. 사물인터넷(IoT) 기반 상태 모니터링 솔루션 ‘옴니 에지(OMNI edge)’가 로봇의 가동 상황을 실시간으로 감시해 예상치 못한 다운타임(Downtime)을 최소화한다.
또한 고정밀 리니어 액추에이터 ‘KR-RL’과 소형 리니어 액추에이터 ‘SKR’ 등 THK의 주력 제품들이 결합됐다. 이를 통해 빠르고 정확한 동작을 구현하며, 팔레타이징 작업의 효율과 정밀도를 높인다.
히라이 요시나리(Hirai Yoshinari) THK 물류 부문 선임 책임자는 “자사 핵심 고정밀 부품을 통합한 이 로봇 솔루션은 원천 기술력이 제조 현장의 미래를 어떻게 변화시킬지 보여주는 좋은 예시”라며 “앞으로도 고객 주도형 자동화를 가속화할 계획”이라고 전했다.
이어 전시장 현장에는 제조·물류 분야에서 활용되는 이송 로봇이 주목받았다. ‘시그나스(SIGNAS)’는 THK가 독자 개발한 ‘사인포스트 안내 시스템(Signpost Navigation System)’을 기반으로, 기존 무인운반차(AGV)를 개선한 자율주행로봇(AMR)이다.
기존 AGV가 바닥에 부착된 가이드 테이프나 자기 테이프를 따라 이동하는 방식을 채택했다. 시그나스는 로봇 전면에 장착된 두 대의 카메라가 경로상에 설치된 고유 식별 표시를 인식해, 스스로 위치를 파악하고 설정된 경로를 따라 정확하게 이동한다. 이는 생산 라인 변경 시 번거로운 가이드 테이프 재설치 작업을 생략하는 이점을 제공한다.
이시카와 신사쿠(ISHIKAWA SHINSAKU) THK 기술 영업 담당자는 “시그나스는 계단, 틈, 철판, 젖은 노면, 격자 바닥 등 다양하고 거친 환경에서도 안정적인 주행 성능을 발휘하며 물체 운반·견인 작업을 수행할 수 있다”며 “손쉬운 경로 설정과 변경 기능 또한 현장 작업자의 편의성을 극대화해, 복잡한 프로그래밍 지식 없이도 로봇 운영이 가능하다”고 강점을 강조했다.
< 하모닉드라이브시스템스 > 정밀 감속기, 로봇 모션 시스템
정밀 모션 제어 기술 분야 글로벌 업체 ‘하모닉드라이브시스템(Harmonic Drive Systems 이하 HDS)’가 감속기 기술력을 앞세워 이번 전시장에 모습을 드러냈다. HDS는 60년 이상 축적된 독보적인 기술력을 바탕으로 로봇, 반도체 제조 장비, 의료 기기, 항공우주 등 다양한 산업 분야에서 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 특히 고도의 정밀성과 신뢰성이 요구되는 분야에서 기술력을 전파하는 중이다.
대표적으로 무백래시(Backlash-free) 특성을 가진 하모닉 드라이브 감속기는 로봇의 부드럽고 정확한 움직임을 구현하는 데 필수적으로 활용된다. 사측은 이 분야에서 글로벌 시장 60~70%에 달하는 점유율을 확보했다고 언급했다.
HDS는 이번 전시회에서 자사 모션 제어 기술이 적용된 로봇 손(Robot Hand)을 시연했다. 이 데모는 외부 로봇 업체가 제작한 로봇 핸드(Robot Hand)에 자사 제품을 이식한 형태다. HDS의 감속기 및 모터 기술이 어떻게 실제 로봇 시스템에 이식돼, 정밀한 움직임을 구현하는지 보여주는 방식으로 참관객의 이해를 도왔다.
이번 시연은 액추에이터·감속기·모터가 로봇 손가락 내부에 장착된 모습을 통해, 휴머노이드 로봇(Humanoid Robot) 실현에도 기여할 것이라는 비전을 제시했다.
사토 신야(Sato Shinya) HDS 해외 영업 담당자는 “로봇 내부에 여러 개의 감속기가 장착된다. 모터만으로는 구현하기 어려운 더 큰 토크와 정밀한 움직임을 로봇에 제공하는 역할을 한다”고 소개했다. 그러면서 정밀 모션 제어와 작은 크기에도 큰 토크를 구현하는 기술력을 강조했다. 특히 기어가 맞물릴 때 발생하는 유격 현상을 최소화한 무백래시 역량이 핵심 기술이라고 어필했다.
아울러 그에 따르면, 화낙(FANUC)·야스카와(Yaskawa) 등 글로벌 로봇 제조사가 HDS의 제품을 사용하고 있다.
< 소프트뱅크로보틱스 > 수동·자율주행 하이브리드 이동형 로봇
‘소프트뱅크로보틱스(SoftBank Robotics)’는 글로벌 산업용·서비스 로봇 솔루션 업체다. ‘페퍼(Pepper)’·‘나오(Nao)’ 등 휴머노이드 로봇뿐만 아니라, 청소 로봇 ‘위즈(Whiz)’ 그리고 다양한 산업용·서비스 로봇을 개발·배포하며 로봇 기술의 대중화를 노리고 있다.
회사는 다양한 로봇 라인업을 효과적으로 관리하기 위해 세분화된 역량을 갖추고 있다. 각 제품군별로 특화된 R&D·제조·판매·마케팅·기술지원 등 능력이 총동원된다. 특히 글로벌 지사를 비롯해, 다양한 로보틱스 업체와의 파트너십 네트워크 구축해 유기적인 협력 체계를 이끄는 중이다.
소프트뱅크로보틱스는 앞선 파트너십 정책을 강조한 콘셉트로 이번 전시회에 참가했다. 이 일환으로 중국 로봇 업체 푸두로보틱스 하이브리드 AMR ‘푸두 T300(PUDU T300)’을 선보였다. 해당 제품은 수동 모드와 자율 모드를 겸비한 모델로, 작업자가 직접 끌고 이동할 수 있는 유연성을 제공한다. 동시에 복잡한 환경에서도 자율주행으로 대상물을 운반한다.
예를 들어, 예측 불가능한 장애물이 발생하거나 임시 경로 설정이 필요한 경우에도 작업자가 직접 개입하여 효율적인 운반을 지속할 수 있다. 여기에 복잡한 환경에서도 스스로 경로를 계획하고, 장애물을 회피하며, 안전하게 목적지까지 이동하는 자율주행 능력을 갖췄다.
소프트뱅크로보틱스 관계자는 “사용자 친화적인 PUDU T300을 통해, 물류 자동화 도입의 진입 장벽을 낮추는 데 집중하고 있다”며 “중소 규모 사업장부터 대규모 물류 창고에 이르기까지 폭넓은 현장에서 생산성 향상에 기여할 것으로 기대하고 있다”고 전했다.
< Chieftek Precision > 콤팩트 고정밀 협동 로봇
정밀 모션 제어 부품 및 로보틱스 기술 업체 ‘Chieftek Precision(이하 CPC)’이 이번 전시회에서 초소형 6축 협동 로봇을 공개하며 참관객에게 주목받았다. 대만에 본사를 둔 CPC는 리니어 가이드, 볼 스크류 등 기계 부품과 로봇 완제품을 아우르는 독자 기술력을 갖췄다. 일본 시장에서는 야치요 산업 주식회사(Yachiyo Industrial)를 공식 유통 파트너로 두고, 일본 내 긴밀한 협력 관계를 유지하고 있다.
아테나 쉬(Athena Hsu) CPC 사장 특별 보좌관은 자사 강점으로, 핵심 부품의 85%를 자체 생산하는 수직 통합 생산 능력을 꼽았다. 모터·드라이버·컨트롤러 등 로봇 내부에 설치되는 주요 부품을 직접 제조함으로써 제품의 품질과 정밀도를 극한으로 끌어올릴 수 있다는 설명이다. 더불어 이는 CPC 로봇이 최대 10마이크로미터(μm)에 달하는 높은 반복 정밀도를 달성하는 비결이기도 하다고 설명했다.
전시장에서는 핀 삽입 데모 시연을 통해 극도로 미세한 간격에도 정확하게 핀을 삽입하는 6축 협동 로봇(코봇)이 동작을 연출했다. 이 코봇은 6자유도(DoF) 기반 소형·경량화된 크기로 설계됐고, 무백래시 기반 정밀한 모션 제어 기술이 적용됐다. 로봇 팔이 유격 없이 부드럽고 정확하게 움직이는 모습이 참관객에게 인상적으로 비춰졌다.
해당 코봇은 조립·검사·가공 등 고정밀 작업을 요구하는 산업 분야에서 활동하는 중이다. 주목할 점은 로봇에 필수적인 비전 시스템(Vision System) 통합 역량을 갖췄다는 것이다. 고가의 3D 카메라 대신 일반 카메라와 로봇의 정밀한 포지셔닝 기술을 결합해, 실시간으로 물체를 감지하고 정확하게 검사하는 장면이 시연됐다.
쉬 보좌관은 “부스에 배치된 자사 6축 코봇은 의료 장비를 포함한 광범위한 산업 분야에서 새로운 자동화 가능성을 열어갈 것으로 기대된다”고 말했다. 그러면서 회사는 이 같은 로봇 관련 기술과 더불어, 장비·시스템 등 다양한 FA 솔루션도 함께 제공하고 있다고 부연했다.
헬로티 최재규 기자 |
