제조업 혁신의 키 ‘협동로봇’

자동차, 전기·전자 분야 제조현장에서 가장 많이 사용…기존 로봇시장과 차별 성장


제조업용 로봇은 인간이 수행하기에 힘들고 유해한 작업을 대신하거나 단순 반복 작업을 하는 데 사용되는 로봇으로 자동차, 전기·전자 분야 제조현장 등에 서 가장 많이 사용되는 로봇이다. 최근에는 인간과 함께 작업할 수 있는 안전한 협동로봇 제품이 산업 분야 곳곳 에서 활약하고 있어 기존 제조용 로봇 시장과는 차별화된 새로운 시장의 성장 이 예고되고 있다. 


국제로봇연맹(IFR)의 통계에 따르면 우리나라는 세계적으로 로봇 밀도가 높은 국가라고 한다. 실제로 국내의 로봇 시장 성장률은 세계에서 유래를 찾아볼 수 없 을 정도로 빠른 성장을 보이고 있다. 


서비스 로봇시장 2024년 145조원


시장조사업체 스트래티지 애널리틱 스에 따르면 전 세계 서비스 로봇 시장 은 2019년 310억달러(약27조원)에서 2024년 1220억달러(약145조원)로 크 게 확대될 것으로 전망하고 있다. 연평 균 29% 이상 성장하고 있는 것을 의미 한다. 이처럼 시장 전망이 밝은 만큼 향 후 경쟁도 치열해질 것으로 보인다. 새로 발간된 국제로봇연맹의 2020년 세계로봇-제조업용 로봇 보고서에 따 르면 전 세계 제조현장에서 가동 중인 로봇 대수는 12% 증가한 2,700만대이다. 


전 세계 로봇 신규 판매 대수는 37 만3000대로 여전히 높은 수준을 유지한 다. 이는 2018년 대비 12% 줄어든 수치 지만 역대 3번째로 높은 판매량이다. 국제로봇연맹 밀턴 게리 회장은 “오늘날 전 세계 제조현장에서 가동 중인 누적 제조업용 로봇 대수는 역대 최고 수준”이라며, “이는 스마트제조와 자동화 성공사례에 힘입어 5년(2014-2019) 사 이 85% 증가한 수치이며, 최근 판매량 이 12% 감소한 것은 로봇의 주요 고객 산업인 자동차와 전기/전자산업의 어려 움을 반영한다”고 말했다. 국제로봇연맹의 상위 15개국 제조업 용 로봇 연간 판매대수 통계에 따르면 아시아에 신규 판매된 로봇 비중은 세 계 전체 공급량의 3분의 2를 차지한다. 


중국의 신규 판매 대수는 약 14만500 대로 2018년과 2017년 수준을 밑돌지 만, 5년 전인 2014년도의 5만7천대보다 두 배 이상 높은 수치다. 아시아 2대 시 장의 판매 대수는 모두 감소하여 중국은 9%, 일본은 10% 하락했다. 


인간-로봇 협업 활용은 증가 추세


국제로봇연맹은 전 세계 인간과 로봇 의 협업 현황도 분석했다. 산업용 로봇 과 협동 로봇은 상이한 성장 그래프를 보이고 있는 것으로 나타났다. 보고서 에 따르면 인간-로봇 협업 활용은 여전 히 증가하고 있는 추세로, 산업용 로봇 은 판매 대수가 줄어든 데 반해 협동 로 봇은 2018년 1만6000대에서 2019년 1 만8000대로 증가했다. 이러한 판매 수치는 2019년 기존 산업용 로봇의 전반 적인 감소 추세와는 대조적이다. 협동 로봇을 공급하는 업체는 계속 증가하고 있으며, 사용 분야 역시 조금 씩 확대되고 있다. 협동로봇이 전체 제 조업용 로봇 시장에서 차지하는 비중은 4.8% 정도지만 시장 도입 초기라는 것 을 고려하면 성장 속도가 대단히 빠른 편이다. 협동로봇은 기존 제조용 로봇보다 낮 은 진입장벽으로 대기업 중소기업 할 것 없이 자동화를 위한 효과적인 솔루션을 제공할 수 있으며, 인간과 기계의 협력 이 성공적인 제조업 혁신을 위한 열쇠가 될 수 있기 때문이다. 


협동로봇을 통한 공장 자동화


덴마크의 트렐레보그 씰링 솔루션 (Trelleborg Sealing Solutions)은 기계 를 현대화하는 주변 생산 현장들의 흐름 에 맞추어 유니버설 로봇의 UR5를 생산 현장에 투입했다. 플라스틱과 폴리머를 다루며 유닛 한 개짜리부터 수백만 개까 지 모든 범위의 주문을 더욱 효과적으로 처리하기 위해서다. 많은 공간을 차지하지 않고 비교적 쉬 운 배치와 프로그래밍이 가능한 UR 로 봇을 통해 작업장의 전반적인 기계들을 현대화하였고, 이를 통해 많은 양을 신 속하고 정확하게 제조하는 것이 가능해 졌다. 트렐레보그에서는 총 42대의 UR 로봇이 CNC 기계에 대한 관리를 수행하고 있다. 


협소한 공간에서의 자동화


체코의 엔지니어링 제조업체인 바움 루크&바움루크는 그동안 창고 보관, 제 조 등의 공정을 산업용 로봇을 통해 부 분적으로 자동화를 해왔다. 추가로 작은 부품을 밀링 센터로 적재 하는 공정 또한 자동화하기 위해 노력하 며 로봇과 작업자를 함께 투입해 밀링 센터를 사용하려고 했지만 협소한 공간 에 산업용 로봇의 안전펜스와 작업자의 공간까지 마련하기엔 어려움이 있었다. 이 회사는 별도의 안전펜스가 필요하 지 않아 공간을 효율적으로 사용이 가능 한 협동로봇을 사용한 자동화를 결정했 다. 그렇게 UR 코봇의 뛰어난 유연성을 활용해 머신 텐딩 공정을 작업자와 번갈 아 진행하며 성공적인 밀링 센터 적재 공정의 자동화를 이루어냈다.