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[로봇산업②] 사람과 일하는 협동로봇

협동로봇시장 2025년 76억달러 성장 예상

[글로벌메이커스 강성규 기자] 협동로봇(Co-bot)은 산업용 로봇과 서비스 로봇의 간극을 메워주는 새로운 개념의 로봇이다. 최초로 협동로봇을 만든 'Drishi'는 협동로봇의 사명이 ‘인더스트리
4.0'에서 사각지대에 위치한 인간의 능력을 확장시키는 것’에 있다고 말한 바 있다.

그만큼 협동로봇은 처음부터 산업용 로봇과 사람 사이에서 일할 수 있는 'Co-working Robot'을 염두에 두고 탄생한 것이다.

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위험한 산업용 로봇에 사람이 직접 상호작용하기 보다는 협동로봇이 나서도록 하여 예상치 못한 사고로부터 작업자를 보호하는 역할도 하고 있다.사진=pixabay

특히 최근의 기술발전과 더불어 '인더스트리 4.0'의 영향을 받아 스마트 팩토리에 가장 적합한 로봇일 뿐 아니라 선진국의 인건비 상승에 따른 제조기반 약화에 맞서 '제조업의 복귀(Reshoring)'이 가능한 것도 이 협동로봇의 영향 때문이라는 분석이 있을 정도다. 대부분의 3D 업종에 협동로봇이 투입되고 있기 때문이다.

로봇 기술발전과 고정밀 액츄에이터의 대량생산이 가능해짐으로 인해 로봇의 가격은 지속적으로 하락하고 있고, 크기가 작아져도 정밀도는 높아지는 등 성능은
개선되고 있는 추세다. 핵심 부품인 모터와 감속기의 성능이 크게 향상되고 있기 때문이다. 반면 노동자들의 단위시간당 급여는 계속 높아지고 있다.

따라서 노동자들을 최소화 시키되 오랜 기간 같은 공정을 반복하는 업무에는 높은 생산성을 보이는 협동로봇을 설치해 협업을 유도하고 있는 것이다.

특히 위험한 산업용 로봇에 사람이 직접 상호작용하기 보다는 협동로봇이 나서도록 하여 예상치 못한 사고로부터 작업자를 보호하는 역할도 하고 있다. 뿐만 아니라 협동로봇은 생산 공정에서 사람과 협력이 가능한 특성으로 인해 기존 산업용 로봇처럼 펜스라던지, 많은 공간을 차지하는 보호 장치를 설치해서 작업자들과 간격을 두어 분리되어 있지 않다. 사람과의 접촉에 로봇이 멈추거나 가까이 가면 속도가 제어되는 등 안전장치도 마련되어 있는 것이다.

전통적인 산업용 로봇과 비교해서 협동 로봇은 크기가 작고 유연하게 사용할 수 있으며 쉽게 프로그래밍할 수 있다. 당연히 빠르게 설치가 가능하며, 간단한 조작으로도 작업을 지시할 수 있다.

소규모 사업장에서 사용하기에도 무리가 없으며, 산업용 로봇에 비해 가벼워 이동도 용이하다. 무엇보다 역할이나 장소가 고정되지 않기에 잦은 공정전환에도 역할을 변화시키며 사용할 수 있다는 장점이 있다. 가격이 저렴해 투자회수율이 빠르다는 점도 협동로봇의 강점으로 꼽을 수 있다.

빠른 속도도 협동로봇의 특징인데 1m/sec (초당 39.4 인치)의 속도에 6 축 관절을 1 초에 180 도 이동하는게 가능할 정도로 빠르다. 그러면서도 반복정밀도는 +/- 0.1mm 로 매우 정교한 실력을 가지고 있다.

이러한 장점들로 인해 사용범위는 용접, 조립, 재료시험, 도색, Pick & Place, 연마, 접착, 포장, 적재, 의료, 기계관리, 품질검사 등 실로 다양할 수 밖에 없다. 심지어 최근에는 커피 바리스타나 주방에서 요리보조의 영역으로까지 확대되고 있다.

병원에서도 줄기세포의 체내 삽입에 있어 인간의 손보다 협동로봇이 더 정교하다는 피드백을 듣고 있는 상황이다. 앞으로도 협동로봇의 응용분야는 매우 넓어질
것으로 예상한다. 지금은 대부분 협동로봇이 6 축으로 생산되며, Payload 기준으로는 5-10kg 로봇이 시장의 중심이 되고 있다 하지만 경쟁이 심화되고 더 높은 수준의 성능을 요구하면서 점차 7 축의 10kg 이상 협동로봇까지 범위가 확장되고 있는 상황이다.

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글로벌 협동로봇시장 규모 추이 및 전망, 자료: 하이투자증권 리서치센터, 일본 야노경제연구소

일본 야노경제연구소에서 발표한 전망자료에 의하면 글로벌 협동로봇 시장은 2018년 8.95억 달러에서 2025 년까지 76억 달러까지 성장할 것으로 예상된다.

야노경제연구소분석에 따르면 가성비가 높아 ROIC(Return on Invested Capital) 향상이 예상된다. 각국의 Industry4.0지원으로 산업별 FA(Factory Automation)투자가 증가할 전망이다. 지금까지 소외지역이었던 중소기업에 의한 협동로봇 채택이 증가할 것이란 점이 성장의 핵심동인으로 지목되었다. 또한 AI(인공지능)를 기존 로봇 인프라에 접목시키고 통합하는 과정에서 또 로봇의 성장이 나타날 것이 확실시 된다.

마켓앤마켓(Market&Markets)에 따르면 한국만 놓고 봤을 때, 협동로봇 시장은 2016년 840만달러에서 2017년 1,900만달러로 226.2% 성장하였으며, 2025 년까지 CAGR 52.44% 성장해 6.7억달러까지 성장할 것으로 분석할 만큼 높은 성장가능성을 가진 상황이다. 이 같은 높은 성장률은 글로벌 시장 내에서 중국, 일본 다음으로 높은 성장 전망치에 해당한다.

자료: Evolution of Robot Industries : From Factory to Human Lives, 하이투자증권

강성규 기자 ksk@globalmakers.co.kr
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