로봇 메이커(Robotmaker) - 로봇의 과거, 현재, 그리고 미래

2017년은 로봇 산업에서 기록적인 해였다. 7년 연속으로 북미 로봇 수출이 상승세를 이어갔을 뿐만 아니라 전년도 대비 수출이 9퍼센트가 증가했기 때문이다. 자동차는 여전히 가장 큰 부문을 대표하지만 가장 큰 성장을 기록한 것은 자동차가 아니었다. 플라스틱과 고무(60%), 금속(54%), 식품 및 소비재(44%)가 북미 로봇 수출의 최대 성장 업종이었다.

로봇 공학 사용은 다양한 산업과 응용 분야로 다양화되고 있다. 로봇들은 거대한 조립 라인을 넘어 중소기업의 생산 현장으로 옮겨 가면서 중소기업들이 세계 경제에서 경쟁력을 갖추도록 돕고 있다. 세계적으로 로봇의 밀도가 높아지면서 세계 로봇의 시각도 긍정적이다. 모든 시선이 아시아, 특히 중국에 집중되어있다. 이 글에서는 네 개의 전통적인 로봇 제조사들의 기원을 탐구하고자 한다. 이 네 곳의 로봇 제조사들이 어떻게 산업과 자동화 세계에 영향을 미쳤는지 알아보자.

Toshiba(est. 1875)

도시바 기업의 출발은 1875년 일본 최초의 전신 장비 제조업체를 세운 일본의 유명 발명가 히사시게 다나카(Hisashige Tanaka)와 일본 최초의 백열등 공장을 세운 이치스케 후지오카(Ichisuke Fujioka)의 염원에서 비롯되었다. 1930년대 후반에는 두 회사가 합병하여 통합 전기 장비 제조업체인 도시바로 잘 알려진 도교 Shibaura Electric Co.를 설립하여 1978년에 공식 명칭이 되었다. 수십 년에 걸쳐 도시바 회사와 하청 회사들은 1985년 일본 최초의 유도 모터, 1921년 세계 최초의 이중 코일 전구, 1921년 세계 최초의 DCD 플레이어, 일본 최초의 가전제품 등을 개발했다. 1985년 도시바는 세계 최초로 노트북 PC 를 선보였다. 1938년에는 도시바의 기계 공구 사업부가 현재 사출 성형기, 다이 캐스팅 로봇, 산업용 공구 등을 포함하고 있는 도시바의 전신인 Shibaura 가 기계 공구 회사로 독립되었다. 지난해 도시바의 주식 자사주 매입은 모기업의 지분을 약 20퍼센트에서 불과 2퍼센트로 축소해 도시바가 더 이상 주식회사의 계열사가 되지 못하게 했다.

도시바 기계는 6축, SCARA, Cartesian을 포함한 포괄적인 범위의 로봇을 모두 사내에서 설계하고 제작할 수 있다. TM 로봇은 도시바와 제휴해 아시아 외 지역에서 도시바 로봇을 판매한다. TM 로봇 공학은 북미와 남미, 인도, 러시아, 유럽, 중동, 아프리카, 호주를 포함한 전 세계 공장에 수천대의 로봇을 설치했다. 그들은 또한 산업용, 상업용 애플리케이션 훈련을 제공하고 서비스를 지원한다.

미국 일리노이주에 위치한 TM Robotics의 CEO인 Nigel Smith는 “제조 공정의 자동화는 복잡한 문제이며 획일화된 해결책은 없다.”고 말했다. TM Robotics의 Global Robotics Report 에 따르면 유통 업체의 55퍼센트가 이른바 4차 산업 혁명의 시작이 고객들의 산업용 로봇 선택에 영향을 미친다고 말했다. 그러나 로봇에 대한 투자에 기득권을 가지고 있음에도 불구하고 우리는 제조업체들이 이 기회를 통해 자동화와 애플리케이션을 적절하게 평가하고 정보에 입각한 비즈니스 의사 결정을 해야 한다고 믿고 있다.

Smith는 “TM 로봇을 차별화하는 것은 단순히 판매를 늘리기 위함이 아니라 고객에게 실질적인 도움을 주기 위한 노력이다. 연구에 따르면 제조업체의 64퍼센트가 연결을 구현할 때 가장 우려하는 부분은 초기 개발 비용이 너무 높다는 것으로 나타났다. 자동화에 대한 투자가 놀라운 보상을 거둘 수 있다는 것은 부인할 수 없지만 제조업체들이 올바른 종류의 기술에 투자하는 것은 매우 중요하다. TM 로봇 공학은 이런 조언을 해 줄 수 있다.”고 말했다.

TM Robotics는 최근 도시바 기계 TM 모델로 6축 로봇 제품군을 확대했다. 도달 거리가 길고 적재 하중이 높으면 대형 플라스틱 사출 성형기와 같은 대형 기계의 로봇 로딩과 하역이 가능하며 자동차, 의료, 포장과 제약 분야의 다른 산업용 애플리케이션도 가능하다. TVM 시리즈는 세 가지 모델로 제공된다. 가장 큰 X500 은 1715㎜의 최대 범위를 제공한다. X320은 1418㎜까지 도달할 수 있고 가장 작은 모델인 X700은 최대 1124㎜의 범위를 제공한다. 옵션인 선형 액추에이터에 로봇을 장착하여 각 모델의 작동 범위를 확장할 수 있다. 로봇 본체의 중량이 감소했음에도 불구하고 6축 TVM 범위는 X300 모델을 사용하여 페이로드를 최대 20㎏까지 관리할 수 있다. 더 큰 모델인 N320과 M500은 각각 15㎏과 10㎏을 처리할 수 있다. TVM 로봇은 또한 회사의 로봇 비전 인식 패키지인 TS Vision 3D를 포함한 다른 도시바 기계 장비와 완벽한 하드웨어 호환성을 제공한다.

세 가지 모델 모두 TSL300E 로봇 컨트롤러와 호환되며 BASIC 과 유사한 프로그래밍 언어인 SCOL로 프로그래밍 되어있다. 도시바는 시중에 나와있는 가장 다양한 SCARA 로봇 중 하나이기도 하다. 가장 최근에 추가된 것은 THE 400 이다. 고속 사이클 자동화에 대한 증가하는 수요를 충족시키기 위해 THE 400 로봇은 초당 7000㎜의 작동 속도를 달성하기 위해 이전 SCARA의 매커니즘과 제어 기능을 철저하게 재배치하며 표준 2㎏ 당 0.3초에 달한다. 또한 향상된 서보 제어 성능을 자랑하며 향상된 팔-추적과 보다 정확한 이동을 가능하게 한다.

MITSUBISHI (est. 1921)

대중들에게 자동차로 잘 알려져 있는 미쯔비시의 뿌리는 실제로 1870년대부터 약 150년간 이어져왔는데 그 때 야타로 이와사키(Yataro Iwasaki) 는 시코쿠 섬에 있는 강력한 토사 크란의 선박 회사를 세웠다. 이와사키는 배들의 깃발에 삼각형 모양의 상징을 사용했다. 상징의 뜻은 토사 크란 가문을 의미하는 3개의 오크 잎과 이와사키 가문을 상징하는 3개의 물밤을 합친 것이었다. Mitsubishi는 물밤을 의미하는 ‘mitsu’와 3을 의미하는 ‘hishi’를 합성한 것으로 일본인들은 주로 롬버스나 다이아몬드 모양을 의미한다. 그들은 종종 단어의 중간에 발생하는 ‘h’소리를 ‘b’ 소리로 구부린다. 그래서 Mitubishi가 되었다. 다이아몬드 세 개의 모양인 회사 로고는 오랜 세월을 견뎌냈다. 수십 년에 걸쳐 아와사키의 회사는 급속한 성장, 가족 후계자, 치열한 경쟁, 다른 산업으로의 확장, 그리고 결국 미쯔비시는 반도체 회사로 분리되었다. 후에 미쯔비시 중공업은 자동차, 항공기, 탱크, 버스를 개발했다.

Mitsubishi Electric Corporation은 1921년 조선 회사(현 Mitsubishi 중공업)가 일본 고베에 있는 해양 선박용 전기 모터를 생산하는 공장을 폐쇄하면서 설립됐다. 그 이후 미쯔비시는 진보된 에어컨 시스템, 자동차 전자기기, 태양광 기술로 움직이는 위성, 그리고 원자력 발전 장비로 알려진 가전과 전기 기계의 선두주자가 되었다. Mitsubishi Electric은 또 스포츠 경기장용 세계 최초의 대형 LED 화면, 세계 최대의 소비자용 CRT 텔레비전 화면, 세계 최초의 나선형 인터넷 에스컬레이터, 세계 최초의 상용 엘레베이터, 안테나 기술 등 많은 혁신 기술을 선보였다. 1980년부터 Mitsubishi Electric 은 종합적인 자동차 제품 라인업을 제공해왔으며 사용자의 자동화 요구를 충족하는 단일 소스 솔루션으로 자리매김했다. 산업용 로봇의 MELFA 라인 외에도 CNC 제어 시스템, 레이저 전기 방전 장치(EDMs), 프로그램 가능 논리 제어기(PLC), 서보 시스템, 모션 컨트롤러, 인간 기계 인터페이스(HM) 등을 제공한다.

Mitsubishi Electric Automation Inc.의 제품 매니저 Alex Bonaire는 “제조 기술은 매일 더 똑똑해지고 있으며, 이제 기계 지능에 대한 요구사항이 표준이 되었다. 흔히 Industry 4.0 이라고 하는 전 세계적으로 발생하고 있는 스마트 머신 이동의 주요 옹호자로써 미쯔비시는 고객과 e-F@actory 파트너와 긴밀하게 협력하여 새롭고 흥미로운 자동화 방식을 사용한다.”라고 말했다. 또한 그는 “전 세계 어디서나 중요한 생산 정보에 액세스할 수 있는 소프트웨어 패키지에서 볼 수 없는 추세를 파악하여 실행 가능한 지능으로 런타임 데이터를 전환하는 ‘딥 러닝’ 기능을 갖춘 Edge 컴퓨팅 플랫폼에서 열 환경을 보완하여 정밀도를 높일수 있으며 Mitsubishi Electric은 사용자가 원하는 연결 경험과 진정한 지능형 기기를 가능하게 하는 도구를 제공하기 위해 차세대 솔루션 개발에 주력하고있다.”고 말했다. 최근 RIA(Robot Industry Association)의 Platinum Supplier로 등극한 Mitsubishi Electric 은 최근 MELFA FR 시리즈의 산업용 로봇을 선보였다.

MELFA FR 시리즈는 차세대 제조를 뒷받침하는 새롭고 보다 지능적인 솔루션을 제공하며 고급지고 유연한 생산 방식을 제공한다. 새로운 기능으로는 MELFA Smart Plus가 포함되어있는데 이 제품은 정확성과 시작 시간을 단축하고 정교한 힘 센서를 통한 설치를 더 단순하고 진보된 작업과 시각 센서와의 협력을 가능케 한다. 새로운 RH-FR 시리즈 4축 SCARA 로봇과 RV-FR 시리즈 6축 로봇은 모두 로봇과 IT 시스템의 원활한 통합을 위한 ‘e-F@ctory’ 솔루션을 지원한다. 새로운 CR800 컨트롤러는 사용자가 원하는 설정이 독립형이든 PLC든 상관없이 동일한 컨트롤러로 차세대 성능을 즐길 수 있도록 지원한다.

OMRON (est.1933)

OMRON의 이름은 모두 알지 못할 수도 있지만 전 세계적으로 5억개 이상의 장치에 통합된 얼굴 인식 기술에 영향을 미쳤을 기업이다. 또한 OMRON은 가정 혈압 측정 기술의 세계적인 선두 주자일 뿐만 아니라 최초의 자동 현금 자동 지급기, 최초의 자동 교통 통제 시스템, 그리고 자동차 거리 경고 시스템을 발명했다. OMRON 이름의 기원은 회사 설립자 카즈마 타테이시(Kazuma Tateisi)가 자신의 발명품을 판매하기위해 교토에 처음 차린 상점 Omuro에서 찾을 수 있다. 엑스레이 판매원이었던 친구는 곧 그에게 다음 발명품인 X-ray 기계의 타이머에 기름회로 차단기를 결합한 아이디어를 주었다. 이후 1933년, Tateisi Electric 제조 회사가 탄생했다. 회사의 설립 이후 타테이시는 전원 배전반에 사용할 유도형 보호 계전기를 개발했다. 보호 계전기에 대한 수요가 급증하자 타테이시는 회사에 미래를 걸기로 결정했다. 1941년 도쿄 대학의 항공 연구소의 요청에 의해 촉발된 타테이시 엔지니어들은 일본의 첫번째 마이크로 스위치에 대한 작업을 시작했다. 이 팀은 성공적이었지만 2차 세계 대전은 상업적 성공을 막았다. 회사의 상태를 유지하기 위해 타테이시는 조절식 난방 장치, 여성용 헤어 다리미, 마이크로 스위치를 사용하는 데스크톱 전기 라이터를 만들었다.

전쟁 후 그 회사는 새로운 이름인 OMRON Tateisi Electronics로 새로운 출발을 시작했다. OMRON은 마이크로 스위치 릴레이, 열 스위치, 압력 스위치 등 신제품 판매 채널 확대에 주력했다. 50년대 후반 일본 전역에 자동화가 확산되면서 1억 사이클 이상 견딜 수 있는 고성능 정밀 스위치 시장 수요가 증가했다. 1960년 OMRON은 오사카 국제 무역 박람회에서 세계 최초 비접촉(솔리드 스테이드) 스위치를 선보여 전자 제품의 자동화 장치로의 통합을 가속화했다. 1970년대에는 컴퓨터, 통신 및 제어 기술 간의 상호 작용이 더욱 두드러지게 되었다. OMRON은 사람과 기계 사이의 새로운 종류의 상호 작용을 창조하는 궁극적인 목적으로 프로그램 가능한 로직 컨트롤러와 이미지 처리 기술의 개발에 주력했다. 1987년에 OMRON은 세계 최초로 초고속 퍼지 논리 제어 장치를 개발했다. 퍼지 논리와 제어 기술의 결합은 공장 자동화의 발전을 촉진했다.

2015년에 OMRON은 미국의 유일한 전통 로봇 제조업체인 Adept Technology를 인수했다. 이 확대된 OMRON의 로봇 제품에는 SCARA, 델타, 6축, 자율 이동식 로봇 등이 포함된다. 현재 OMRON Automation은 완전히 통합된 산업 자동화 솔루션 공급 업체이다. 그것의 제품 포트폴리오는 로봇 공학, 감지, 동작, 논리, 안전 그리고 시각을 포함한다. OMRON은 최근 세계 최초로 AI가 적용되어 탁구 훈련이 가능한 FORPHEUS를 미국 라스베이거스의 Consumer Electronics Show(CES) 에서 처음으로 전시했다.

AI가 장착된 로봇은 어떻게 OMRON 기술이 인간과 조화를 이루어 인간의 능력을 향상시키고 확장시키는데 도움을 주는 기계를 만들어내는지를 보여줬다. FORPHEUS는 탁구에서 인간과 경쟁하는 대신 선수의 기술 수준을 평가하고 플레이를 조정하여 경기 내내 보다 긴 랩을 장려하고 선수를 격려한다. FORPHEUS는 공을 식별하고 플레이어를 평가하는 3개의 카메라 시스템, AI 컨트롤러에 대응해 움직이는 고속 로봇 팔, 마치 뇌처럼 궤적 예측, 공을 치는 방법을 알려주는 모션 컨트롤러, 플레이어의 능력을 평가하는 머신 러닝 등 다양한 능력을 갖췄다.

FORPHEUS 는 또한 공을 던지고 서브하는 능력을 가지고 있으며 인간의 움직임을 바탕으로 한 충돌을 예측하고 경기의 상태에 적합한 소리를 낸다. OMRON Automation Americas의 회장이자 CEO인 Robb Black은 “OMRON의 자동화 기술은 미래의 스마트 제조와 공장을 가능하게 하기 위해 항상 더 발전된 솔루션을 개발하기위해 노력하고 있다. 여러 해 동안 산업 인터넷(IIoT)과 빅테이터의 증가하는 도전 과제를 보아 왔다. 자동차, 식품, 음료 포장, 반도체 등과 같은 산업 내에서 발생하는 문제들을 로봇 자동화로 극복할 수 있을 것이다. 올해 OMRON은 유연한 제조를 위한 자동화 과제와 기타 자동화 과제에 대한 해결책을 소개하고 추적 성과 전반적인 장비 효율성을 개선할 것이다. OMRON의 비전은 전 세계 사람들의 삶을 풍요롭게 하기 위해 자동화를 통해 제조업에 혁신을 가져오는 것이다.”라고 말했다.

EPSON (est.1942)

1942년 봄, 일본 나가노의 스와호 기슭을 따라 시계 가게 주인이 시계 부품을 생산할 수 있는 Daiwa Kogyo Ltd.를 설립했다. 이것은 Seiko Epson Corporation의 전신이 되었다. 1956년 최초의 기계식 시계인 Seiko Marvel이 출시되었다. Seiko Group은 1964년 도쿄 하계 올림픽의 공식 시간 기록원으로 선정되었을 때 시간 기록을 위해 인쇄 타이머가 필요했다. 따라서 전자 프린터를 개발하기 시작했다. 1968년에 이 회사는 세계 최초의 소형 디지털 프린터를 선보였다. 이후 1975년 차세대 프린터인 전자 프린터(EP-son)가 출시되면서 EPSON 브랜드가 탄생했다. EPSON 로봇은 1980년대 초에 사내 시계 제조 공정의 생산성과 품질을 향상시키기 위해 로봇 기술을 개발하기 시작했다. 정밀 조립 로봇인 SSR-H 시리즈는 1983년 이 회사의 첫 번째 공장 자동화 제품이었다. 오늘날 EPSON 로봇은 EPSON 인쇄 헤드, 기타 프린터 구성 요소, 프로젝터, 인쇄 카트리지 및 전자 제품을 포함한 다양한 제품과 함께 Seiko 시계를 조립한다.

EPSON의 로봇은 전 세계의 다른 최고 제조업체 시설에서도 열심히 일하고 있다. EPSON은 지난해 세계 최초로 소형 접이식 기술을 적용한 독특한 6축 로봇 Flexion N2를 선보였다. EPSON 의 6축 로봇은 모두 슬림 라인 디자인으로 공장 바닥 공간을 절약하고 전력, 속도, 손이 닿지 않는 상태에서 다른 로봇들이 할 수 없는 일에 적합하다.

EPSON은 로봇 기능을 향상시키기 위한 비전 및 힘의 안내, 진동을 줄이고 성능을 향상시키기 위한 통합 모션 센서 등 다양한 통합 옵션을 제공한다. EPSON RC+ 소프트웨어는 사용자 친화적이어서 자동화 설정이 빠르고 쉽다. 10월에 있었던 Assembly 쇼에서 소개된 Synthis T3 All-in-One SCARA 로봇은 로봇 베이스에 컨트롤러가 내장되어 있어 중요한 작업 공간을 절약하고 설치를 간소화한다. 복합적인 선형 슬라이드 기반 시스템과는 달리 일체형 로봇은 몇 분 안에 설치가 가능하다.

110v 또는 220v 로 실행되며 배터리가 필요하지 않으므로 유지 보수 시 공장 가동 중단 시간과 전체 소유 비용이 줄어든다. 소형 경량 솔루션은 대형 업무용 봉투를 제공하면서 라인 슬라이드 시스템보다 공간을 적게 사용 한다. 자동차 및 의료 개발에서 실험실 자동화 및 소비자 가전에 이르기까지 다양한 애플리케이션에서 선택 및 배치, 조립, 부품 취급 역할들을 소화해낼 수 있다. EPSON America, inc.의 POS 프린터 및 로봇 제품 관리이사인 Gregg Brunnick은 “EPSON은 업계에서 가장 광범위한 SCARA 로봇(300개 모델 이상)을 보유하고 있으며 세계에서 가장 뛰어난 SCARA 로봇 제조업체이다. 우리는 계속해서 정밀도, 속도, 사용 편의성 면에서 EPSON SCARA 의 전체 라인업을 개선하는데 초점을 맞출 것이다.

우리의 타깃은 5 마이크론 이하의 정밀도를 제공하는 일부 SCARA 로봇을 사용하는 고속, 고정밀 애플리케이션이다. 또한 EPSON은 자가 학습 로봇, 부품 고장 시기를 알려주는 자기 진단, 조립 공정 AI 통합 등이 가능한 미래 솔루션 Industry 4.0 통합을 다룰 예정이다.”라고 말했다.