인터뷰: 용접로봇 다운타임을 최소화 위한 기술개발에 박차
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제2회부산국제용접&절단&레이저설비산업전시회
용접로봇 다운타임을 최소화하기 위한 기술개발에 박차
한국화낙㈜ RS업무부서 임종식 부장
최근 새로운 기종의 로봇이 개발되어 나오면서 가장 변화가 빠른 부분이 인터페이스다. 한국화낙은 용접기메이커와 로봇메이커에서 서로 사용할 수 있는 커넥터를 꽂아 단번에 인터페이스를 끝낸다. 이밖에 화낙의 비전은 시운전 기간에 다운타임을 줄이는 데서 최고의 기능을 발휘한다.

1. 자동차산업에서 용접로봇은 얼마나 적용되고 있나?
국내 자동차메이커를 기준으로 살펴보면 용접 분야에서 로봇의 역할은 90% 이상을 차지한다. 요즘 자동차 완성차에서 용접 프로세스를 구축하는 엔지니어들 역시 자동화율을 따질 때 대부분 90% 이상을 목표로 잡는다. 이처럼 용접로봇을 가장 많이 쓰는 자동차 차체의 프로세스를 구축하는 데서도 목표 자동화율이 90%를 넘어섰다.

2. 한중일 용접로봇 시장의 동향은?
일본은 한국이 앞으로 어떠한 방향으로 가야할 지를 참고할 수 있는 시장이다. 또한 일본 자국에서의 로봇 판매 현황과 국내와 중국의 상황을 비교해 보는 것도 흥미롭다.
현재의 용접시장을 주도하는 것은 아크용접로봇이다. 그 중에서도 중국은 특히 아크용접로봇이 많은 부분을 차지한다. 스폿용접은 어느 정도 사람으로 하고 있지만 아크용접은 스폿보다 오히려 사람이 하기 어렵다는 인식을 가진 것으로 보인다. 이처럼 중국의 용접시장에서 아크용접로봇의 역할이 절대적이라는 사실은 국내 시장과도 연관시켜 생각할 수 있다. 때문에 인력으로 이뤄지고 있는 전통적인 용접시장에 용접로봇이 침투할 수 있는 부분이 많이 있다고 보인다.

3. 현재 레이저용접로봇의 확산에 대한 향후 전망은?
레이저용접이 시장 도입기에 와 있다. 그러나 과감히 적용하겠다고 나서기보다 주위의 추이를 살피고 있는 상태다.
그리고 일본의 로봇 어플리케이션 자료에서도 나타나듯이 레이저용접로봇은 아직까지 극소수에 불과하다. 레이저용접로봇메이커가 유럽에 편중돼 있는 영향 때문에 이러한 수치가 나왔다고 하더라도 아직 유저들이 레이저용접로봇 적용에 주춤거리고 있는 것만은 분명한 사실이다. 다만 글로벌기업인 G사의 경우 한국에서 생산하는 차를 국내에만 국한해 판매하지 않기 때문에 레이저용접을 벤더들에게 권유하고 있다고 한다. 이에 벤더 측에서는 국내의 다른 업체들의 동향을 살피며 검토하고 있는 단계다.
한국화낙에서도 이 시장이 어떻게 변화할 지 촉각을 곤두세우고 있다. 레이저용접으로 시장 재편되면 용접의 큰 축이었던 스폿용접과 더불어 특히 아크용접에서의 로봇 기능이 굉장히 많이 달라질 것이기 때문이다. 그러나 그러한 변화가 급격하게 일어나리라고는 생각하지 않는다.

4. 용접기와 로봇이 전체적으로 잘 이뤄져야 좋은 용접로봇이라 할 수 있다. 그런 점에서 한국화낙의 용접기와 로봇의 인터페이스는 어느 정도 수준인가?
전통적으로 로봇메이커는 용접기사업을 하고 있지 않다. 한국화낙도 마찬가지다. 그래서 용접기메이커와 연계해 인터페이스를 제작해서 쓸 수 밖에 없다.
인터페이스는 최근 새로운 기종의 로봇이 개발되어 나오면서 가장 변화가 빠른 부분으로 여러 가지 포맷들이 현장에서 쓰인다. 제일 고전적인 방식은 용접기와 로봇이 와이어 신호를 주고받는 것이다. 최근에는 용접기와 로봇이 진보하면서 서로 주고받아야 할 데이터가 많아짐에 따라 이러한 인터페이스로는 응답성에 문제가 있고 통신 내용에도 한계에 부딪혔다. 그러면서 통신 형태가 디지털 방식으로 바뀌었다. 그 중에 가장 보편화되어 있는 통신은 RS-232식으로 많은 용접로봇메이커들이 채택하고 있다.
그러나 한국화낙은 그것보다 앞선 아크링크 개념을 통신방식으로 사용하고 있다. 아크링크는 용접기메이커와 로봇메이커에서 서로 사용할 수 있는 커넥터만 꽂으면 용접기 인터페이스가 끝난다. 또한 용접된 결과를 실시간으로 지령, 피드백 받을 수 있어 용접에 있어서 용접기와 로봇의 응답성이 매우 빨라진다. 지금까지는 아크용접 후 의 용접결과는 용접물 자체를 시편으로 잘라 보거나 작업자가 육안으로 판단하는 게 일반적이었다. 그러나 현장에 아크링크를 채택하면서 로봇에 피드백된 데이터를 통해 품질관리가 가능해졌다. 또 여러 차종을 동시에 작업하면 로트 단위의 편차가 약간씩 발생하던 것을 기존에는 특별한 옵션을 통해 극복해 왔으나 아크링크를 통해 갭을 추정하고 최초의 용접물 위치를 체크해 용접을 하는 기능을 특별한 선택 사양 없이 구현할 수 있게 되었다. 이처럼 실시간 통신을 통해 인터페이스가 빨라지고 응답성이 좋아지면서 달라지고 있다.

5. 용접로봇은 제이 기술, 소프트웨어 기술, 센서기술 등 고도의 기술을 필요로 하는데 이와 관련한 한국화낙의 기술개발 현황은?
용접작업에서 로트나 용접대상물이 바뀌거나 또는 로봇은 이미 현장에서 용접을 하는 상태에서 새로운 제품이 들어가야 되는 경우가 빈번하게 발생한다. 그럴 때 시운전 기간을 줄여 다운타임을 최소화해야 하는데 여기서 화낙의 장점이 발휘된다. 비전하면 화낙이라고 하는 인식이 있는데 화낙은 용접에도 비전 기능을 개발, 접목시켰다. 보통은 로트가 바뀌면 기존의 제품을 미리 더 많이 생산해 두고 새로운 제품을 티칭하거나 오프라인 프로그래밍을 통해 신규 모델에 대응한다. 그런데 이런 경우 실제로 맞는지 확인하는 작업에 꽤 오랜 시간이 소요된다. 하지만 화낙은 비전카메라를 통해 용접물의 위치를 읽기 때문에 새로운 용접대상물이 오더라도 비전카메라를 장착한 로봇이 대상물을 바로 읽어 프로그램을 수정한다. 실제로 새로운 로트로 다양한 제품들을 생산할 때 비전을 응용하는 화낙의 기술은 큰 장점으로 다가온다.
또 화낙이 갖고 있는 전통적인 제품 중의 하나가 고속 토치 Recovery 기능이다. 특히 아크용접을 하다 보면 토치가 틀어지는 경우가 있다. 이럴 때 얼마나 빨리 복구하느냐가 생산성과 직결된다. 사람이 기계적으로 토치를 조정해 줄 수도 있지만 품질에 민감한 부분이기 때문에 정도를 높이기 위해 작업자가 토치 프로그램을 수정해 줄 수 밖에 없다. 그런데 화낙은 소프트웨어 방식으로 토치를 복구한다. 로봇이 토치의 원래 형상을 기억하고 있다 토치가 틀어지면 스스로 프로그램을 수정하는 것이다.
이처럼 비전을 응용하거나 토치 틀어짐을 신속하게 복구하는 것 이런 것들이 화낙의 강점이다. 특히 자동차 1,2차 벤더는 기본적으로 양으로 승부하는 경향이 있었는데 이제는 차종의 수명이 짧아지고 한 라인에 A, B, C 차종을 같이 용접해야 하는 경우도 생겼다. 그러면 시간 단위로 차종을 달리해 생산해야 한다. 화낙은 이처럼 많은 변화를 요구하는 상황에서 민첩하게 대응할 수 있도록 준비되어 있다.

6. 지난 2007년 자동차 관련산업의 용접로봇 수요가 감소했다. 이에 대한 앞으로의 전망은?
제조용 로봇은 자동차와 관련된 시장이 80% 이상으로 매우 높은 비중을 차지한다. 그러나 이미 국내 자동차와 자동차관련 산업에서 용접로봇이 그만큼 적용되는 것으로 나타나고 있다. 게다가 지금처럼 자동차와 관련된 투자가 감소하거나 투자처가 해외로 이동하면 국내 로봇의 절대적인 수요가 줄어들 수 밖에 없다. 이에 대해 로봇메이커로서 대체수요를 찾고 시장이 어떻게 흘러갈 지에 대해서도 충분한 고민이 필요하다. 때문에 자동차 차체 및 부품의 용접이 어떻게 변화해 갈 것인지가 초미의 관심사다.
그 중에서 변화의 조짐이 나타나는 분야가 플라스틱 몰딩이다. 플라스틱 몰딩은 로봇을 이용할 수도 있지만 전통적으로 다관절로봇을 생산하는 메이커들이 아닌 플라스틱 몰딩 전용메이커들이 플라스틱 몰딩 전용, 사출기 전용의 액츄에이터를 만들어 사용한다. 일반적으로 쓰이는 다관절 로봇이 6축이라면 이것은 3축 정도의 구성만으로 해결이 된다. 이러한 플라스틱 몰딩이 급격히 늘어나고 있다. 디스플레이 시장에 쓰이는 부품들, 휴대폰, 그리고 자동차 부품들이 플라스틱을 응용한 소재로 빨리 변화하고 있다는 생각이다. 그렇다면 앞으로 로봇에서 용접이 차지하는 부분이 일정 부분 줄어들고 플라스틱 몰딩을 응용하거나 그 부품을 조립하거나 하는 방향으로 변화할 것이다.
그러나 용접과 관련해 자동차 차체가 어떠한 경향으로 갈지에 대해 묻는다면 테마는 확실하다. 바로 경량화다. 그리고 자동차를 만드는 소재를 경량화해야만 연비를 개선하고 친환경적인 자동차를 만드는 데 기여할 수 있다. 현재 자동차 소재들이 알루미늄으로 대체되고 있으며 플라스틱 사출 기술이나 그러한 기계들이 발전하면서 스틸에서 일부 고강성의 플라스틱으로 소재가 변화하는 추세다.
그렇다면 용접로봇은 앞으로 좀더 고기능의 조립이나 핸들링으로 가는 수밖에 없다고 생각한다. 그러나 용접로봇 시장이 당장 사장될 것이라 생각하는 것은 아니다. 단적으로 미국이나 유럽에서도 스폿용접, 아크용접이 전체 로봇시장에서 1, 2위를 굳건히 지키고 있다. 제조용 로봇을 가장 많이 생산하는 나라인 일본도 세계 각국으로 수출하는 로봇 중 부동의 1, 2위는 아크용접과 스폿용접이다. 이러한 경향은 당분간 지속될 것이다.
단순 반복 작업을 정확하게 해내는 로봇의 특성은 2015년경에 이르면 사람이 하는 작업의 대부분을 로봇이 대신하게 되는 패러다임으로 바뀌어 갈 것이라고 본다. 그렇기 때문에 용접시장의 볼륨이 줄어들기 보다는 오히려 확대될 것이다.

7. 타사와 차별화된 한국화낙의 경쟁력은 무엇인가?
국내 용접시장은 보편적인 기능을 갖춘 범용화된 로봇이 대부분이다. 그러나 앞으로 이종금속간의 용접, 알루미늄 용접 등 고품질 용접시장으로 빠르게 대체될 가능성이 있으며 이 시장이 성장하리라고 본다.
유저들은 새로운 사업에서 기존의 로봇을 대체해 재사용할 수 있는가를 일부 검토할 수 밖에 없다. 그러나 용접기의 성능이나 그 밖의 여러 가지 때문에 지금 보편화되어 있는 용접기로 대체해서 쓰기는 어렵다. 한국화낙은 고품질 용접시장의 성장에 따라 여기에 가장 적합한 두 가지 모델을 내놓을 계획이다. 용접기를 포함한 패키지로 각 분야에 전용화된 제품을 출시할 예정이다. 새로 나온 상품들은 시장의 흐름을 앞서 가는 제품들로 변화하는 용접시장에 기민하게 대처할 수 있을 것으로 생각한다.

8. 올해의 용접로봇 매출을 확대하기 위한 방안은?
지금까지 화낙의 로봇은 CNC나 다른 사업군의 영향 때문에 보수적이라는 평을 얻었다. 그러나 새해에는 달라진 모습으로 고객에게 다가갈 수 있도록 노력할 것이다. 특히 올해 화낙은 로봇사업에 있어 좀 더 의욕적으로 나설 계획이다. 화낙의 색깔인, 노란색은 ‘황금’ 또는 ‘굉장히 소중한 것’을 의미한다. 바로 고객이 그런 느낌을 받을 수 있는 제품을 만들겠다는 의지를 반영한 색이다. 이처럼 좋은 제품과 함께 고객의 요구를 만족시키고 문제가 생겼을 때 신속하게 대처하는 능력을 화낙의 장점으로 만들어가야 한다고 생각한다. 한국화낙이 갖고 있는 열린 토론문화를 통해 이를 실현시킬 수 있을 것이라 생각한다.
로봇메이커들이 제조업로봇, 서비스로봇, 의료용로봇 등 사업영역을 폭넓게 늘리고 있다. 그러나 한국화낙은 제조업로봇만 하면서 오직 한 우물만 파는 기업으로 전문성을 높여갈 것이다.
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