스마트팩토리에 투입되는 로봇은 어떤 것들이 있을까?

[테크월드뉴스=윤소원 기자] 최근 삼성전자는 자사의 반도체 제조 공정에 휴머노이드 로봇을 투입할 계획임을 밝혔다. 세계 최대규모의 커머스 기업인 아마존도 이미 오래전부터 공장용 로봇에 대한 개발과 실증을 진행 중이다.

이처럼 스마트팩토리에서 로봇은 필연적인 요소이며 그 종류도 산업의 발전 속도에 따라 빠르게 업그레이드되고 있다.

전문가들은 연결성, 유연성, 지능성 등의 특성을 갖는 공장인 스마트팩토리를 더욱 완벽히 활용하기 위해서는 기존의 산업용 로봇과 협동 로봇은 물론 무인운반차(AGV: Automated Guided Vehicle), 자율이동로봇(AMR: Autonomous Mobile Robot) 등 다양한 로봇이 필수라고 강조한다.

▶공장 환경에 따라 변신하는 산업용·협동 로봇

스마트팩토리가 제조업의 패러다임을 변화시킬 솔루션으로 떠오르면서 ‘산업용 로봇’도 주목받기 시작했다. 산업용 로봇은 제조업에 특화된 로봇으로 모든 프로세스에 적용돼 작업을 수행할 수 있다. 이 로봇은 자동 제어가 가능하며 여러 가지 목적으로 프로그래밍도 가능해 자동조정 로봇으로도 정의될 수 있다.

제조현장의 환경에 맞춰 힘들고 거친 일을 하기 위한 용도였던 산업용 로봇보다 한 단계 발전한 ‘협동 로봇’도 빠르게 발전하고 있다. 코봇(COBOT: Collaborative Robot)으로 정의되는 협동 로봇은 사람과 함께 일할 수 있도록 만들어진 로봇이다.

이는 온도 센서, 근접 센서, 동작 센서 등의 센서로 사람을 인식할 수 있으며 적재, 포장 등 단순하고 반복적이며 정밀한 작업 수행에 특화돼있다.

최근에는 제조뿐만 아니라 식품, 의료, 화장품 등을 취급하는 현장에서 사용할 수 있는 협동 로봇도 등장하고 있으며 일부 기업들은 자체개발 소프트웨어와 로봇 하드웨어를 통해 커스터마이징 할 수 있는 맞춤형 로봇도 선보이고 있다.

▶지능·감각·주행능력 갖춘 로봇 AGV

인공지능, 센서, 자율주행 기술 등을 장착해 작업자의 간단한 지시를 수행하는 ‘무인운반차(AGV)’는 스마트팩토리 내에 부착된 레일, QR코드, 바코드 테이프 등으로 위치를 감지해 이동하는 로봇이며 차량의 일종으로 분류된다.

AGV는 주행 정밀도와 안정성이 높은 유선 방식과 유지보수 비용도 비교적 적은 무선 방식이 있으며 단순한 차량의 구조를 갖춰 지능형 공장에 특화돼있다.

이동 경로에 있는 장애물을 스스로 탐지하고 멈출 수 있는 AGV는 제조용 스마트팩토리에서 자재 운송용으로 처음 투입되기 시작했으나 경로 설정과 변경이 쉽고 공간의 제약이 적다는 장점에 따라 최근에는 풀필먼트와 야외 하역장까지도 운용 범위가 넓어지고 있다.

제조업계에서는 실제로 빠른 충전이 가능한 배터리가 탑재된 AGV도 개발된 만큼 무인운반차가 생산성, 정확도, 잠재적 위험까지 방지하는 효과를 기대할 수 있는 아이템이 될 것이라고 평가한다.

▶예지보전까지 해내는 능동형 로봇 AMR

소프트웨어만 변경하면 사람의 개입 없이도 다양한 환경에 적응해 스스로 작업을 수행하는 ‘자율이동로봇(AMR)’은 여러 대의 로봇, 작업자, 설비가 함께 움직이는 스마트팩토리에서 극한의 효율을 낸다.

카메라 비전, 빛을 이용하는 라이다(LiDAR) 센서, 관성 측정 장치(IMU: Inertial Measurement Unit) 등을 통해 실시간 환경 파악이 가능한 AMR은 인공지능은 물론 빅데이터와 알고리즘을 통해 경로를 계산할 수 있고 자유로운 이동도 가능하다.

매우 정교한 설비를 필요로 하는 AMR은 앞서 설명한 AGV와 비교해 가격이 높은 축에 속하지만 스마트팩토리 내에 별도의 인프라 구축이 필요하지 않기 때문에 지능성과 유연성 측면에서 더 뛰어나다.

AMR에 설비의 예측 정비 보전 솔루션을 적용하면 실시간 모니터링도 가능해 효율적 점검도 할 수 있으며 이상 징후를 사전에 감지해 손실을 최소화할 수 있다는 것이 전문가들의 의견이다.

한편 로봇 업계 관계자들은 작업자, 작업 프로세스, 설비가 모두 연결돼있는 스마트팩토리에서는 데이터 흐름 파악과 활용이 매우 중요하므로 이에 특화된 로봇이 필요하다고 강조한다. 아울러 스마트팩토리에서의 AGV, AMR과 같은 로봇의 역할도 지속적으로 확대되고 있다.