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[FUTURE] 뿌리산업, 로봇자동화로 견인
홍보영 기자|papersong@kidd.co.kr
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[FUTURE] 뿌리산업, 로봇자동화로 견인

국내외 제조업용 로봇시장 전망 ‘맑음’

기사입력 2014-10-28 02:01:48
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[FUTURE] 뿌리산업, 로봇자동화로 견인
출처=ABB코리아

[산업일보]
생산성 향상 및 기술력 확보, 작업환경개선을 위해 로봇자동화 구축을 통한 뿌리산업의 제조혁신이 활발하게 일어나고 있다. 국내 제조업용 로봇 시장은 2005년 5,138억 원에서 2008년 7,565억 원으로 가파른 성장세를 보이고 있으며, 매해 약 13%의 안정적인 성장을 지속하고 있다. 또 국제로봇연맹(IFR) 자료에 따르면 한국은 제조업 분야에서 1만 명당 로봇 활용대수(2012년 기준)가 396대로 전 세계 톱을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 일본 349, 독일 273, 미국 141 대로 그 뒤를 따른다.

중소제조업용 로봇시범사업

올해 7월 한국기계연구원(KIMM)은 ‘2014년도 취약공정개선로봇보급사업 신규지원 대상과제’를 공고했다. 산업통상자원부 주도, 한국로봇산업진흥원 총괄로 추진된 중소제조업용 로봇시범사업추진단은 2011년 4월 처음으로 중소제조업용 로봇시범사업에 착수해 올해로 벌써 네 번째. 주조, 금형, 용접, 소성가공, 표면처리, 열처리 등 뿌리산업 6대 분야 현장에 로봇 적용사업을 추진하고 있다. 한국기계연구원 정광조 박사는 “뿌리산업의 고도화 및 첨단화와 날로 변화하는 경제 환경에서 경쟁력을 갖추기 위해서는 로봇기술의 도입과 다른 첨단기술과의 융합이 필수적”이라고 말했다. 또 “6대 뿌리산업에서 제조업용 로봇의 도입은 생산성 및 수익성 증대와 함께 산업 환경 개선을 통해 3D산업에서 ACE산업으로 변화하는 밑거름이 될 것”이라며 “로봇기업에 있어서 뿌리산업의 제조업용 로봇 시장은 블루오션이 될 수 있으므로 전문성은 물론 고유기술을 확보하는데 주력해야 할 것”이라고 강조했다. 이와 함께 정부는 기술적, 정책적, 금융적 지원을 소홀히 해서는 안된다고 덧붙였다.
뿌리산업분야에서 대두됐던 이슈들을 해결해야 한다는 목소리는 이전부터 있었다. 이에 정부는 2011년 ‘뿌리산업 진흥과 첨단화에 관한 법률’한 제정하고, 3D산업으로 인식되던 뿌리산업을 ACE(Automatic, Clean, Easy) 산업으로 변화시키기 위해 노력해왔다. 중소제조업용 로봇시범사업도 그 일환으로 시작된 것.
이 사업은 상대적으로 제조환경이 열악한 중소제조기업에 로봇을 도입해 공정을 최적화하며 녹색제조환경을 조성하고 생산 경쟁력을 강화하기 위한 목적으로 실시됐다. 더불어 이를 통해 로봇 신 수요를 창출해 세계시장을 선도하려는 숨은 목표가 있다는 게 관계자의 설명이다. 또 뿌리기업의 제조공정 자동화를 통해 로봇 SI기업과 뿌리산업 기업 간의 선순환이 기대된다고 말했다. 이 사업을 통해 시장창출이 필요한 로봇기업은 시범시스템을 거치며 시장성을 검증하는 기회를 갖고, 로봇도입이 필요한 중소기업은 로봇도입으로 생산 공정을 고도화할 수 있다.
현재 10개 컨소시엄(53개 수요기업)으로 보급 및 확산 수행했으며, 2012년 매출실적 45.6억 원, 2013년 매출실적 189.7억 원, 올해 매출 예상실적 263.8억 원으로 공급처 총 누적 예상매출액은 499.1억 원(올해 말 기준)이다.

시범 사업 사례 … (주)동아이엔지 컨소시엄

전년도 시행된 3개의 컨소시엄 중, (주)동아이엔지 컨소시엄은 (주)거원산업, (주)두올산업, (주)서우산업 등 3개의 수요기업으로 구성됐다. 동아이엔지 컨소시엄에서 수행한 시범사업 프로젝트는 자동차 트림공정 기업에 3차원형상 절단 및 피어싱공정 자동화시스템, 대량생산라인의 무인자동화 시스템, 사양별 무인자동화 로봇시스템을 구축하는 일이었으며, 정부출연금 6억 원, 민간부담금 4억9700만 원을 지원받아 총 사업비 10억9700만 원이 지출됐다.
수요기업 중 하나인 (주)거원산업 관계자는 이번 시범사업을 통해 “3차원형상절단 및 피어싱공정 자동화시스템을 적용한 뒤, 전체 피어싱공정에 걸리는 시간이 200초에서 90초로 크게 단축돼 작업자 피로도가 현저히 감소했으며, 생산목표를 30,000대로 높일 수 있었다”며 만족감을 표했다. 거원산업에는 현대 수직다관절 6축 로봇 2대, 하이브리드초음파시스템 2대, Carmat 더블무빙시스템 1set, Carmat Fix Jig 2set, 흡, 집진 스크랩배출장치 1set, 로봇제어 CAD, CAM S/W가 적용됐다. 또 기존 수작업 시 있었던 Burr 발생이 사라져 훨씬 높은 품질의 가공품 생산이 가능해졌으며, 무인자동화 시스템으로 작업인력난이 해소되는 효과도 있었다.
(주)두올산업은 무인자동화 시스템을 적용하기 전, 1차 프레스 성형 후 후가공을 해야했고, 2차 컷팅, 본딩, 액세서리 부착 후 수작업에 의존해야했다. 자연히 작업인원이 부족했고, 플레스와 후가공에 약 180초의 시간이 소요돼 효율적인 생산이 어려웠다. 그러나 관계자의 말에 따르면 무인자동화 시스템을 적용한 뒤, 작업인원이 5명으로 줄었으며, 가공시간이 85초로 줄어들어 대량생산이 용이해지는 등 생산성이 크게 증가해 연간 생산목표를 150,000대로 상향조정했다. 수작업 시 발생했던 Burr가 사라져 품질도 눈에 띄게 향상됐다. 두올산업은 현대수직다관절 6축 로봇 2대, 고출력초음파컷팅기 2대, 고속엔드밀장치 2대, 싱글베이스 무비시스템 1set, Matfloor Fix Jig 1set, Auto스크랩토출시스템 1set, 로봇제어 CAD, CAM S/W를 적용했다.
마지막으로 (주)서우산업은 현대자동차 그랜저(수출, 내수용) Carpet 외곽트림, 홀가공 무인자동화 라인을 구축해 프레스성형후 후가공 시간이 160초에서 81초로 단축됐다. 이로써 수출사양 국가별 모델 변경 시, 즉각적인 대응이 용이해졌을 뿐만 아니라 가공라인 무인화로 작업인원이 10명에서 2명으로 줄어 인건비가 절약됐다. 이 기업 또한 생산성이 크게 향상돼 생산목표를 연간 180,000대로 높였다.

[FUTURE] 뿌리산업, 로봇자동화로 견인
출처=ABB코리아


中 자동화설비 수요 ↑, 韓 수출 전망 ‘맑음’

이처럼 국내에서 로봇자동화 설비 구축이 활발하게 이뤄지고 있는 가운데, 해외에서도 자동화 생산 설비에 대한 수요가 크게 증가하고 있다는 소식이 속속 들리고 있다. 특히, 중국의 제조환경이 자동화 생산 공정으로 대대적인 탈바꿈을 시도하고 있어, 이에 따라 국내 제조기업들의 시장 진출이 한층 탄력을 받을 전망이다.
작년에는 장국 장쑤성 옌청시와 난통시에서 장쑤성 과학기술청 산하 국가간 기술교류 전문 기관인 JITTC(Jiangsu Center of International Technology Transfer)가 처음으로 한국 측(KOTRA)과 공동 주관해 ‘한-중 생산자동화기술협력 로드쇼’를 열어 한국 기업에 대한 관심을 표현하기도 했다.
중국의 생산자동화 수요는 2010년 이후 매해 크게 성장하고 있다. 이는 중국의 인건비 상승, 고령화, 청년층의 공장 취업 기피현상 등으로 숙련 노동자 구인난이 심화된 데 따른 것으로 보인다.
KOTRA 상하이무역관은 자동화시장이 향후에도 폭스콘(전자), 북경기차, 상해기차, 둥펑 등 중국 현지 전자, 자동차 브랜드 업체들의 공장자동화에 힘입어 2015년까지 3500억 위안(약 570억 달러)의 규모로 성장할 것이라고 전망했다.
중국은 일본에 이어 세계 2위의 자동화기기, 로봇 수출국으로 주요 자동화 분야는 자동차 산업과 전자산업이 전체의 67%를 차지하고 있어, 자동차와 전자산업분야에서 강세인 한국의 시장 진출 전망이 밝다. 하지만 현재 스위스의 ABB, 일본의 FANUC, YASKAWA, 독일 KUKA 등 유럽과 일본 기업이 설비 시장의 70%를 점유하고 있는 실정이다.
그러나 세계 로봇 연맹이 발표한 자료에 따르면 중국은 핵심 기술과 부품에 있어 수입에 크게 의존하고 있는 것으로 나타나 한국 자동화 기업의 향후 중국 진출과 중국 기업과의 협력 전망이 밝아 보인다.
KOTRA 관계자는 기존 중국 시장을 점유하고 있는 일본계, 유럽계 설비와 차별화 진출 방법으로 “중국 정부의 자동화 산업 육성을 위한 세제 혜택과 자금지원 정책 및 기술 교류 사업을 지원받는 현지 자동화 설비 업체와의 기술교류·합작을 통한 시장개척, 우리의 IT 기술을 접목한 원격 모니터링, 제어가 가능한 ‘스마트 팩토리’ 개발”을 제안했다.
KOTRA 김상철 상하이무역관장은 “중국 기업의 한국 제조기술에 대한 관심도가 높다”며 “기술 유출에 대한 우려보다 한시라도 빨리 우리 기술을 중국에 심어 지속가능한 거래 관계를 성립해야 한다”고 밝혔다.

자동화구축 적용로봇

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출처=ABB코리아


수직 다관절 로봇(Vertical Articulated Robot)

수직다관절 로봇은 이름처럼 인간의 관절과 유사한 인공관절들이 조합된 로봇이다. 공간상의 한 점을 결정하며, 관절에 의한 운동이 수직면이나 3차원에 걸쳐 이뤄진다. 자동화 로봇 중에서 움직임이 인간의 팔과 가장 유사해 동작이 유연하다. 또 설치 공간에 비해 넓은 작업영역을 확보하기 때문에 핸들링, 조립공정, 실링공정, 디버링, 검사공정 등에 폭넓게 사용된다.

직교좌표형 로봇(Rectangular or Cartesian Coordinated Robot)

직교좌표계를 이용해 앞뒤로 운동하며 작업을 수행하고, 서로 직각인 2축 이상의 운동조합으로 공간상의 한 점을 결정해주는 로봇이다. 기계적 각도 및 정확도가 높아 정밀조립, 핸들링, 팔레타이징, 픽&플레이스, 검사, 실링 등 다양한 작업에 이용된다.

원통좌표형 로봇(Cylindrical coordinate Robot)

원통좌표형 로봇은 가장 오래전에 개발된 제조업용 로봇 중 하나다. 직교좌표형 로봇과 유사하지만 직교좌표형 로봇과 달리 특정 지점, 혹은 기둥을 중심으로 원통좌표형운동(회전운동)을 통해 공간상의 한 점을 결정한다. 원통좌표형 로봇은 작업영역이 넓고 작업공간에 유연성이 있으며, 위치 결정 정밀도가 높아 주로 핸들링에 이용된다.
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출처=ABB코리아


수평 다관절 로봇(Horizontal Articulated Robot)

수평다관절 로봇은 수직다관절 로봇과 유사한 다관절 형태의 로봇으로 관절에 의한 운동이 수평면, 즉 XY면에서 이뤄지는 것이 특징이다. 조립, 용접공정에 사용된다.

극좌표형 로봇(Polar or Spherical Coordinate Robot)

팔의 부착부를 받침점으로 치켜 올리거나 내리는 극좌표형운동을 통해 공간상의 한 점을 결정하는 로봇이다. 극좌표형 로봇은 복잡한 움직임이 원활하며, 작업영역이 넓다는 장점이 있다. 빠른 속도로 팔을 지면에서 경사진 위치로 이동하거나 밑으로 들어가게 하는 형태의 움직임도 가능하기 때문에 용접, 도장 등의 작업에 사용한다.

데스크탑형 로봇(Desk Top Robot)

데스크탑형 로봇은 데스크(책상) 정도 크기의 중소형 로봇을 모두 일컫는다. 공간성과 사용용도를 고려해 직교좌표형, 수평, 수직다관절 등 다양하게 이용할 수 있다.

특수용도 로봇(Application Specific Robot)

진공, 해저, 우주 등의 특수성이 있는 공간에서 작업을 수행하는 산업로봇으로 다양한 기능의 로봇이 결합된 형태를 지니며, 이름 그대로 특수한 용도에 사용된다.

산업1부 홍보영 기자입니다. 국내외 무역과 로봇, IoT, 기계·금형산업에 대한 참 소리를 전합니다.^^


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