신시장 개척에 나선 스카라 로봇

폭넓은 솔루션으로 특화된 분야로 진출

올해 로봇 시장이 20~40% 감소할 것으로 예상되는 가운데, 스카라 로봇은 폭넓은 솔루션 공급으로 특화된 분야로 새로운 활로를 개척하고 있다. 단순한 이송과 적재에서 벗어나 비전 검사, 가공, 조립 등 새로운 기술을 결합하여 폭넓은 솔루션을 제공함으로써 특화된 어플리케이션 영역으로의 진출을 꾀하고 있다. 특히 스카라 로봇 업체들은 가격경쟁력, 고객 서비스 등의 내실을 다지면서도 수요창출이 예상되는 태양광, 2차 전지 분야에 집중하고 있어 새로운 경쟁구도를 형성하고 있다.
글·이진수 기자(LJS@motioncontrol.co.kr)

스카라 로봇이란 원래 Selectively Compliance Arm for Robotic Assembly의 준말로 수평 평면(X, Y)에서만 선택적으로 유연하고 빠른 구조의 Assembly 로봇 암(Arm)으로 1979년 일본의 Yamanishi Univ에서 전자부품 조립용 로봇 암(Arm)으로 개발, 발표하여 처음으로 명명되었다.
아뎁트 코리아의 이중엽 대표는 “우리가 흔히 보게 되는 수평다관절 4축 스카라 로봇은 Table 위에 설치된다 하여 Table-Top형 스카라 로봇으로 고속도 부품 조립 및 패키징, 핸들링, 솔더링, 소팅 작업 등에 사용되고 주로 10kg 이하의 작업물을 취급하게 된다.”며, “또한 반도체 웨이퍼 및 칩, 그리고 소형 Glass Module, 바이오 분야 등에는 Clean Class 1 이하의 클린룸 패키지의 스카라 로봇이 사용되고, 모바일(Mobile) 이동체 및 AGV 위에 탑재되어 사용되는 스카라 로봇도 있다.”고 설명했다.
또한 그는 “스카라 로봇에 사용되는 모터로는 Brushless AC Servo, Absolute Encoder Type이 가장 많으며, Direct Drive(DD) 모터를 채택한 로봇은 감속기 없이 고속도, 백래쉬 없는 고정밀 작업용의 제품도 상용화되고 있다.”고 덧붙였다.

로봇의 성능은 계속하여 향상되는 반면 가격이 지속적으로 내려가고 있음을 보여주고 있다.(국제로봇연맹자료)

2000년대 들어오면서 스카라 로봇은 미국, 일본, 유럽 및 우리나라의 로봇관련 업체에서 다양한 제품들을 출시하면서 시장경쟁은 치열해짐과 동시에 전체 시장의 볼륨은 큰 성장이 없는 정체된 상태에서 조금씩 확대되고 있다.
반면 로봇 부품 및 제조 코스트의 다운으로 인해 스카라 로봇 자체 가격은 지속적으로 하락하고 있어, 노동자 임금대비 로봇 설치 가격은 지속적으로 줄여 들고 있는 추세로 전체 시장의 볼륨은 가파른 성장은 아니지만 확대되고 있다.

스카라 로봇은 용접작업을 제외한 로봇이 가능한 대부분의 산업분야에 고속도의 조립, 핸들링, PNP 작업, 패키징 공정에 사용되고 있으며, 80년대, 90년대의 전자 산업 및 자동차 산업(부품)의 확장과 더불어 수요가 증대 되었다. 2000년대에 들어와서는 소중량의 제과, 식품, 농산물, 음료 제품의 고속도 패키징 작업으로 그 응용분야를 넓혀가고 있다. 단일 제품으로 가장 큰 시장이라면 HDD (Hard Disk Drive) 및 스토리지 분야이며, 이들 제품의 수요가 증대될 때 단기간에 엄청난 규모로 스카라 로봇을 필요로 한다.

아뎁트 코리아의 이중엽 대표는 “최근 들어 HDD의 수요 및 대형투자의 감소로 인해 스카라 로봇의 단기간 수요 및 팽창은 기대하기 어려울 것으로 예상되지만, 패키징 분야, 바이오 및 Opto Component 조립 및 핸들링 등으로 새로운 응용영역을 넓혀가고 있는 시점”이라고 설명했다.

The Economist 자료: 선진각국별 노동임금 대비 로봇 가격

경기침체 시장감소 전망
작은 스카라 로봇 시장

큰 폭의 성장세는 아니었지만 지속적인 성장세를 보여온 로봇 시장도 전세계적인 경기 불황을 벗어나진 못했다. 경제상황 악화, 소비감소, 생산성 저하, 설비투자 감소 등의 악순환으로 2009년도 로봇시장은 동반 침체를 맞이하고 있다. 업계 전문가들은 2009년도 국내 로봇의 수요 시장은 전년비 추정 20~40% 감소를 예상하고 있다.

한국미쓰비시전기오토메이션의 정완 과장은 “각 기업의 생산설비 가동율은 최악의 상황을 맞이하여, 기업의 생존을 위협하고 있는 상황으로 투자보다는 현재 상황을 유지 또는 위기탈출에 안간힘을 쓰고 있는 것이 현 주소”라고 침체기를 겪고 있는 로봇 시장의 실정을 설명했다.

스카라 로봇 시장의 규모는 전체 로봇 시장 규모의 5~10% 미만으로 상당히 적으며, 국내 시장의 대부분을 국내 로봇 메이커들이 점유하고 있는 상황이다. 스카라 로봇은 수직 다관절 로봇 보다는 가격은 저렴하고, 직교로봇 보다는 다소 비싸지만 가격대비 성능은 뛰어난 것이 가장 큰 장점이다.

정완 과장은 “직교 로봇의 경우에는 생산라인에 탄력적 적용과 이후 생산설비, 변경에 있어 유연성 있는 적용이 용이하지 못해 재사용이 어려운 문제점도 있다. 이에 대한 보완책으로 전부는 아니겠지만 향후 직교 로봇의 일부를 스카라 로봇이 대체할 것으로 생각된다.”며, “그러나 직교로봇의 시장이 큰 만큼 쉽게 스카라 로봇으로 전환되기에는 어려운 상황”이라고 말했다.

신기술 신기능 접목
특화된 분야에 집중

침체된 시장상황을 개척할 활로를 찾기 위해, 시장확대와 수요창출을 위해, 스카라 로봇 업체들은 고객이 쉽게 다가가고 쉽게 다룰 수 있는 기술개발에 집중하고 있다. 시장의 요구를 적극 반영하고  있는 업체들의 행보가 주목된다.

로보스타의 최실중 과장은 “최근 스카라 로봇은 기존 자동차 및 전용기 관련 시장에서 고객이 필요로 하는 어플리케이션 영역으로  확대되고 있다. 예를 들어, 솔라 셀, 식음료, 반도체 및 전기전자 등 분야에서 스카라 로봇의 사용이 증가하고 있다.”며, “기능적인 면에서도 단순한 이재(이송, 적재) 용도에서 비전 기술 등을 결합한 응용분야로 확대되고 있을 뿐만 아니라 지속적으로 고속화, 고가반 하중화에 대한 시장의 요구를 반영하고 있으며, 기구부의 대형화 요구도 커지고 있다.”고 설명했다.

아뎁트 코리아의 이중엽 대표는 “스카라 로봇의 기술적인 추세는 머신 비전 기술을 접목시켜 마치 로봇이 눈을 가진 것처럼 작업물의 모양 및 형태, 방향, 크기 또는 외관 상태의 검사 결과에 따라 인식 및 판단 기능이 부가된 비전 가이던스(Vision-Guidance) 기능이 접목되고 있다.”고 말하며, “특히 최근의 신재생 에너지 산업의 대대적 투자 확대 등에 힘입어 솔라 셀 제조, 2차 전지 등의 제조공정에서 스카라 로봇의 새로운 수요가 창출될 것으로 예상된다.”고 덧붙였다.

응용 분야를 위해
소프트웨어 핵심으로 부각

특정한 어플리케이션의 적용과 응용을 위해, 스카라 로봇은 하드웨어 보다는 응용 소프트웨어가 핵심으로 부각되고 있다. 업계에서는 스카라 로봇의 경쟁력은 곧 소프트웨어라는 개념이 확산되고 있다.

다사로봇의 김원준 과장은 “스카라 로봇의 사용자들은 제품을 선택할 때, 가격과 성능을 동시에 만족하는 제품을 선택한다.”며, “다사로봇에서는 사용이 쉽고 호환성이 높아 에러가 적고 수정이 원활한 프로그램을 자체 개발하고 교육을 실시해 고객들의 요구를 충족시키고 있다. 또한 스카라 로봇 제품의 70~80%를 차지하는 불량 원인인 많은 케이블 문제를 줄이기 위해 케이블을 암내부에 내장하여 외형적으로 Cableless 형식의 제품으로 시장요구에 대응하고 있다.”고 말했다.

다양한 라인업 구축
니츠 마켓 공략

지난 3월 다사로봇은 HDD 및 반도체 공정에 적합한 소형 클린 스카라 로봇을 개발 및 출시하고 본격적인 마케팅 활동을 전개하고 있다. 다사로봇의 소형 클린 스카라 로봇은 기존 스카라 로봇과 다른 클린형 로봇(반도체 공정에 접합)으로 Clean Class10을 실현했다. 이 소형 클린 스카라 로봇은 작업 시, 원점 복귀가 필요없어 약 20% 이상의 생산성을 향상시키는 것이 특징이다. 기존 스카라 로봇과 함께 다사로봇은 소형 클린 스카라 로봇의 제품 라인업을 구축함으로써 산업용 로봇시장에서의 경쟁력 향상과 반도체 시장에서의 사업역량을 강화하는 기반을 마련한 것이다.

다사로봇의 DSM 시리즈

다사로봇의 김원준 과장

다양한 고객층
폭넓은 솔루션 제공

로보스타는 오래된 역사에 따른 우수한 제품의 신뢰성 및 안정성을 확보하고 있다.

로보스타의 최실중 과장은 “로보스타는 스카라 로봇 시장에서 국내 최대의 물량을 판매하고 있어 다양한 고객층을 보유한 것과 현장의 적용 경험이 많은 것이 강점”이라며, “또한 로보스타의 기술은 시장에서 요구하는 필드 버스의 사용이 용이하며, 비전 등의 기술을 결합하여 풍부하고 폭넓은 솔루션을 고객에게 제공하고 있다.”고 강조했다.

현재 로보스타는 고가반, 고하중용 RGA 시리즈를 표준 제품으로 판매하고 있으며, 최근 고가반 하중 타입(Max.30kg) 출시하여 시장에서의 역량을 넓혀가고 있다. 향후에는 초고속/초대형 스카라 로봇의 개발까지 계획하고 있다.

로보스타의 RGA 시리즈

기술적 우위 살려
새로운 영역 개척

한국미쓰비시전기오토메이션은 스카라 로봇의 단순한 역할에서 벗어나 비전 검사, 가공, 조립 등의 영역을 넓혀 새로운 시장의 개척을 위해 노력을 기울이고 있다. 또한 국내 메이커들의 기술적 한계로 판로를 개척하지 못한 전기, 전자, 조립, IT 분야를 분야에 주요 타깃시장으로 역량을 집중하여 부가가치를 높이고 있다.

한국미쓰비시전기오토메이션의 정완 과장은 “기존 시장에서의 국내 업체들과의 영역다툼은 의미가 없으며, 부가가치를 높일 수 있는 분야에 포커스를 맞추며 사업을 전개하고 있다.”고 밝히며, “미쓰비시전기는 PLC, Servo, Motion Controller, Inverter, HMI 등 관련기술에 있어 선도적 역할을 하는 산업용 전기 제어의 토털 솔루션 전문기업이며, 이러한 기술은 로봇 기술에도 그대로 적용되고 있어 기술적 우위에 있다고 자부한다.”고 말했다.

지금까지는 로봇에 비전을 적용하려면 비전과 로봇 전문업체를 각각 컨택하고 설계해야 하는 등 전체 시스템의 적용을 위해서는 여러가지 기술적 어려움이 있었고 많은 비용이 소모됐다. 최근 미쓰비시전기는 MELFA Vision 소프트웨어를 개발하고 로봇과 비전 기술을 함께 제공함으로써 고객의 시간과 비용을 절감시켜주는 이점까지 제공하고 있다.

정완 과장은 “그동안 옵션으로 취급하였던 이더넷, 트랙킹, 부가축 확장기능 등을 기본 사양으로 한 새로운 기종 출시로 가격인상 없이 최고 사양의 제품을 제공하고 있다. 주변 기기와의 간단하고 간편한 인터페이스, 네트워크 확장성 등은 미쓰비시 전기가 고객에게 제공하는 최고의 기술이라고 생각한다.”며, “미쓰비시전기는 기술력을 가진 판매망 구축으로 기술상담에서 시스템 제안, 시뮬레이션, 교육, 셋업에 이르기까지 신속한 서비스를 제공함으로써 고객의 만족도까지 높이고자 노력하고 있다.”고 덧붙였다.

최근 한국미쓰비시전기오토메이션은 RH-SH 시리즈를 대체할 RH-SDH, RH-SQ 시리즈의 공급을 시작했다. RH-SDH 시리즈는 이더넷, 트랙킹, 비전, USB, 부가축 기능이 기본적인 사양이다. RH-SQ 시리즈는 미쓰비시전기가 공급하는 모든 제어기기에 보다 쉽게 인터페이스가 가능하면서, 설치 및 유지비를 크게 낮출 수 있는 것이 장점이다. 특히 로봇의 친화성을 높이기 위해 PLC를 기반으로고객의 접근성을 용이하게 하였으며, 모션 컨트롤러, 네트워크 제어, CNC 제어도 함께 가능하도록 원스톱 토탈 솔루션을 제공한다.

한국미쓰비시전기오토메이션의 RH-SQ 시리즈

진보된 기술력
고객 충성도 높아

아뎁트(Adept)는 1983년 설립 이래로 혁신적인 기술 개발을 통하여 로봇 및 제어기 제품의 성능을 향상시켜 왔을 뿐만 아니라 신기술을 적용하여 제품의 가격도 내리는 전략을 전개해 왔다.

아뎁트 코리아의 이중엽 대표는 “한번 Adept의 고객이 되면, 제품의 성능과 수명은 계속 향상되고, 지속적으로 가격이 다운되는 제품 및 솔루션을 제공받을 수 있다.”며, “이런 이점을 제공받아 Adept 제품을 장기적으로 사용하는 고객이 많다.”고 Adept만의 차별화된 장점을 강조했다.
또한 그는 “제품의 신뢰성 및 안정성이 높아, 대부분의 고객은 서비스 및 관리 비용을 줄이기 위해서 Adept 컨트롤러를 많이 사용하고 있다.”고 덧붙였다.

아뎁트 코리아의 이중엽 대표

솔라 셀 제조공정에 사용되고 있는 Adept 스카라 로봇