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작업자와 협동로봇이 분업해 생산성 높인다
산업부, 봉제공장 협동로봇 도입 촉구
기사입력: 2019/07/09 [15:21]  최종편집: TIN 뉴스
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TIN뉴스

협동로봇으로 제조업 르네상스 연다

 


사람과 로봇이 한 작업 공간에서 서로의 영역을 침범하지 않으면서 조화롭게 공존할 수 있을까? 최근 정부가 섬유, 식음료, 뿌리산업 제조업 현장에 협동로봇을 도입해 ‘제조업 르네상스’를 열겠다며 전국을 돌며 협동로봇 도입을 전파하고 나섰다.

 

지난 4일에는 산업통상자원부, 로봇섬유기계 제조사, 수요기업, 섬유패션 단체 등 150여명이 참석한 가운데 JW메리어트 호텔 동대문 그랜드볼륨에서 제조로봇 보급·확산과 섬유산업 혁신을 위한 ‘제조로봇 전국투어 설명회’를 개최했다. 

 

최남호 산업통상자원부 제조산업정책국장은 “제조업 활성화를 위해 여러 가지 대안을 내놓고 있지만 무엇보다도 제조환경 개선과 생산성 제고가 경쟁력의 핵심이다”라고 강조하며 “고령화 심화, 인건비 상승 등 제조환경의 어려움 속에서 섬유패션기업들에게 가장 적합한 것이 협동로봇이다. 다만 사람의 노하우를 로봇에 녹여내야 한다는 점은 아쉬운 숙제로 남아 있다.

 

섬유패션기업들도 로봇 도입의 필요성이 높지만 아직 적합한 로봇이 개발되지 않고 있어 그러한 로봇기업과 섬유패션기업 간의 간극을 메꾸어 보자는 취지로 설명회를 개최하게 됐다”고 말했다. 

 

이날 설명회에서의 핵심 키워드는 ‘협동로봇 도입’이었다.

협동로봇은(Collaborative Robot)은 ‘Cobot’ 또는 ‘Co-robot’이라고도 부른다. 

 

인간과 로봇이 직접적이고 상호적인 작업을 할 수 있도록 설계된 로봇이다. 완전한 공정 자동화를 통해 기계에서 모든 것이 대량생산되는 시스템과는 다른 개념이다.

 

즉 협동로봇의 도입은 손으로 만드는 봉제의류의 의미를 퇴색시키기보다는 작업자의 능률을 돕는 상호보완적인 하나의 도구이자 협력자라는 의미다. 협동로봇은 기존 로봇에 비해 작고, 가벼우며 단순한 프로그래밍으로 조작이 간편하다는 것이 특징이다.

 

BMW, 폭스바겐, 아우디 등 자동화 업체들은 자동차 문짝 본딩 작업에 협동로봇을 적용하고 있다. 국내에서도 협동로봇이 사람 대신 직접 닭은 튀겨주는 등 산업 분야 곳곳에 협동로봇이 확산되고 있다.

 

이는 국내 봉제공장의 작업 환경을 감안한 조치다. 작업자 1~2명이 미싱을 놓고 주변으로 원단들이 산적한 좁은 10평 남짓의 공장에 자동화기기를 들여놓는다는 것은 환경이나 비용적 측면에서도 현실적으로 불가능하다. 

 

따라서 산업부는 기존 숙련공의 작업환경을 유지하되 협동로봇이 작업자의 생산 효율성을 높일 수 있도록 보조하는 역할로 제한했다. 즉 사람과 한 공간에서 협업을 분담하는 파트너가 되는 것이다.

 

일반 로봇제조업체 로봇앤비욘드(RNB) 관계자는 “이번 협동로봇 도입의 취지는 현재의 봉제공장을 바꾸는 것이 아니라 부족한 인력의 빈자리를 로봇이 역할을 대신할 수 있도록 하는 것”이라면서 “우리나라의 봉제공장 환경과 섬유라는 물성적 특성 때문에 100% 자동화는 어렵다. 다만 사람의 손이 반드시 필요한 부분 30~40%와 그 나머지 60% 정도를 협동로봇이 각각 분업하는 형태가 가장 이상적이다”라고 강조했다.  

 

한국로봇산업진흥원이 지난 3월 22일 발표한 ‘로봇산업 육성 전략 보고회’에 따르면 섬유분야의 제조로봇 보급률은 2017년 말 기준으로 0.9%, 약 2000대가 보급된 상황. 

 

▲     © TIN뉴스

 

산업부는 이 같은 저조한 보급률을 근거로 섬유패션산업에서의 협동로봇 도입이 절실하다는 판단이다. 최남호 산업통상자원부 제조산업정책국장은 “섬유·패션 제조기업이 지금보다 더 쉽게 로봇을 도입할 수 있는 환경을 구축하겠다”고 말했다.

 

섬유패션분야의 스트림 중 가장 많은 노동력을 필요로 하는 봉제의 경우 다양한 자동화기기 개발을 위한 노력이 있어 왔다. 그러나 섬유의 유연한(Flexible) 물성 때문에 기존 자동화를 그대로 적용하기에는 기술적 한계가 있다.

 

일반 로봇제조업체인 NT로봇 관계자는 “섬유 봉제에 로봇을 도입하는 것은 우리에겐 어렵고 힘겨운 도전”이라고 토로했다. 특히 첫째, 로봇과 섬유봉제라는 이업종 간의 용어의 불명확성. 즉 커뮤니케이션이 어렵다는 점을 지적했다. 둘째, 봉제 공장 특성상 숙련공들의 경력과 능력에 따라 생산성이나 효율성이 각기 상이하다는 점이다. 자동화나 로봇을 도입하기 위해서는 기본적으로 표준화된 데이터가 필요하다.

 

셋째, 섬유의 물성적 특성이 로봇이나 자동화 도입의 가장 큰 걸림돌로 작용한다고 지적했다. 

또한 패스트패션 및 다품종 소량 생산을 맞추기 위해 2~3개월 단위 또는 수시로 바뀌는 패턴과 디자인 때문에 작업 때마다 프로그래밍을 다시 짜야하기 상당 시간이 소요된다. 이는 납기 지연의 원인이 될 수 있다는 지적이다.

 

여기에 영세한 규모의 봉제 공장들이 로봇을 도입하기에는 비용적 부담이 크다는 점도 협동로봇이나 자동화 도입을 망설이는 이유 중 하나다. 이에 로봇제조업체들은 봉제 로봇을 대여해주는 안을 검토 중이다.

 

현재 국내에서 협동로봇 형태인 봉제로봇이 도입된 사례는 제조로봇 전문제조업체인 썬테크와 국내 최대 재봉기/자수기 전문업체 썬스타가 협력해 만든 봉제로봇 듀아로(duAro) SR(봉제 양팔로봇)다. 판매는 물론 한국렌탈주식회사와 협력하여 렌탈도 가능하다. 

 

듀아로는 일본 카와사키 로보틱스에서 개발한 양팔 형태의 스카라(SCARA. 수평다관절) 로봇이다. 오른팔과 왼팔 각각 4축으로 구성되어 총 8자유도이며, 한 팔이 2kg을 ±0.05mm 정밀도로 핸들링할 수 있다. 지금까지 듀아로는 나사 체결, 부품 실장 및 조립, 플라스틱 박스 포장, 보드 부품 삽입 및 검사, 스프레이, 약제 투여 등의 업무에 사용되어 왔다.

 

썬테크의 봉제 양팔로봇 듀아로(duAro) SR는 유연한 섬유의 물성 특성을 고려해 자동 봉제기기 옆에 위치해 봉제 시 원단을 양팔로봇이 잡아 고정시켜주는 역할을 한다.

작업자가 미싱을 돌리면서 원단을 고정시켜주던 것을 봉제로봇과 자동 봉제기가 사람 없이도 가능하다는 설명이다.

 

현재 섬유패션분야에서 자동화가 가장 활발한 곳은 신발이다. 의류와 달리 작업 시 고정이 용이해 자동화 도입이 한결 쉽다. 국내 로봇제조업체인 썬텍크도 신발 안감 바닥에 자동으로 라벨을 부착하는 자동화기기를 선보였다. Sunstech 관계자는 “자동화기기 도입에 있어 얇고 움직임이 심한 의류보다는 고정이 용이한 신발이나 피혁 가방류 등을 위주로 개발하고 있다”고 말했다.

따라서 현재 협동로봇을 도입한 섬유패션업체 대부분이 봉제부분 보다는 라벨 부착, 엠보싱 로고 프린팅 또는 원단 자동공급, 이송, 적재, 포장 등에서의 활용도가 높다.

 

이날 설명회에서 협동로봇 도입 사례 기업으로 소개된 씨엠에이글로벌 역시도 섬유제품 이송 및 엠보 공정 및 자동 적재 등에 로봇을 도입했다.

 

한국섬유기계융합연구원 이재용 박사는 로봇 우선 도입이 가능한 섬유생산공정으로 ▲방사방적 공정→원사 연결(커넥팅) 로봇 ▲준비 공정→보빈 로딩/언로딩 로봇 ▲제직, 편직 공정→원단 검사 로봇 ▲염색공정→염색물 이송 로봇 ▲봉제공정→자동 봉제 로봇을 꼽았다. 

국내에서는 유연 로봇 봉제 시스템과 봉제 스마트 팩토리 등이 개발 중이다.

 

한편 정부는 이러한 협동로봇 활용 보급을 위해 제조로봇 보조금을 지원하고 있다.

지원 조건은 최대 3억원 내 지원(총사업비 6억원 이내), 총사업비 50% 이상 민간부담금(현금), 로봇공급기업, SI기업 등 참여기관 참여 가능이며, 대상 지원에게는 로봇 자동화 공정 설계 및 로봇시스템 설치 및 시운전, 로봇 활용 교육 및 안전 인증을 지원한다.

 

김성준 기자 tinnews@tinnews.co.kr

 

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