최근 몇 년간 중국 산업용 로봇이 큰 폭의 발전을 거듭했음에도 불구하고 아직 4대 글로벌 공룡 즉 화낙(FANUC), ABB, 야스카와, 쿠카(KUKA)에 밀리고 있다는 사실을 부인하기 어렵다. 이는 판매량 등 객관적 수치를 통해서도 확인할 수 있다. 중국 로봇업계가 이유 있는 분석을 내놓았다.

◇컨트롤러, 핵심 알고리즘 부재..."두뇌가 없다"

중국 로봇 업계에서는 핵심 부품으로서 '컨트롤러' 기술 격차가 해외 기업과 크지 않은 것으로 평가하고 있다. 문제는 중국 로봇 업계가 핵심 알고리즘을 보유하지 못했다는 점이다. 이는 중국 산업용 로봇의 '두뇌'가 미비되어 있다는 것을 의미하는 것으로 안정성, 고장율, 편의성 등 핵심 지표에 있어 밀리는 핵심 요인으로 꼽힌다.

컨트롤러는 로봇의 안정성에 직접적으로 영향을 미치는 핵심 부품이다. 소프트웨어가 '언어'라면, '두뇌'로서 역할을 하는 셈이다. 언어 표현이 정확하려면 핵심 알고리즘 기반이 잘 갖춰져야 한다. 최근 수 년간 4대 공룡은 핵심 알고리즘을 외부에 공개하지 않고 있으며 이는 중국 산업용 로봇의 컨트롤러 핵심 알고리즘 장악을 어렵게 하고 있다.

핵심 알고리즘이 없기 때문에 서보 시스템, 감속기 등 부품을 해외에서 사들인다고 하더라도 중국산 로봇의 안정성과 정확도는 해외 기업에 미치지 못한다는 평가를 받는다. 이에 높은 정확도를 요구하는 애플리케이션에서 중국 산업용 로봇이 채택되지 못하고 있다. 예컨대 항공우주, 군사, 자동차 제조 등 하이엔드 영역에서 힘을 쓰지못하고 있다.

◇서보 시스템 알고리즘도 문제

로봇은 각 동작이 합쳐져 완성된다. 핵심 컨트롤러와 서보 드라이버, 서보 모터의 협동 작업으로 이뤄진다. 이 서보시스템의 경우에도 핵심 알고리즘의 부재로 문제가 많다. 서보시스템의 경우 중국 로봇 정밀도가 나쁘지 않다는 분석도 있지만 하이엔드 로봇은 동시에 6대 이상의 서보 시스템이 작업한다. 기존 제어 방식으로는 제어 효과를 내기 어렵다.

기초 알고리즘을 통해 해외 핵심 컨트롤러는 서보 시스템의 전류 루프가 직접적으로 모터를 조작한다. 이를 통해 다축 비선형 조건 하에서 정밀 제어가 가능하다. 이것이 바로 4대 공룡의 로봇이 빠른 속도를 구현해내고 정확한 위치도 정립하는 기반 기술력이다. 이 핵심 알고리즘 없이는 '생각'은 있지만 '언어 표현에는 장애가 있는' 사람이 되는 격이다. 정확한 언어로 생각을 표현하지 못하는 이 문제가 산업용 로봇에 대입하면 높은 불안정성과 고장율로 이어진다.

◇기술 요구에 못 미치는 감속기

최근 몇 년간 중국 로봇 업계는 정밀 감속기 분야에서 적지 않은 성과를 거뒀다. 특히 고조파 감속기는 이미 양산하고 있다. 다만 아직 수입 제품을 대체할 수 있는 수준은 아니다. 아직 시간이 필요하다. 중국산 제품의 정밀도와 수명이 해외 제품과 격차가 있다. 이에 대해 전문가들은 감속기 발전을 위해 중국의 국가적 장비 제조업 수준의 상향을 필요로 한다고 지적한다. 일종의 시스템적인 문제란 이야기다.

베어링, 기어의 정밀도를 위해 감속기와 서보 모터에 요구되는 정밀도 수준은 매우 높다. 중국 재료 업계가 이 요구를 충족하지 못하지만 실제 기어의 가공 정밀도는 하이엔드 디지털 제어 선반에 의해 좌우된다. 디지털 제어 선반 등 장비의 정밀도와 밀접한 연관을 지니는 것이다. 이 디지털 제어 선반 영역에서 중국은 아직 후발 주자다. 가공 공정의 격차가 전체 재료와 제조 공정에 걸쳐 뚜렷하다.

최근 중국 내에서 비교적 좋은 평가를 받는 감속기 기업이 등장하고 있지만 아직 큰 돈을 들여 해외에서 전용 선반을 들여오는 실정이다. 해외 기업은 이미 반세기 이상의 기술 축적을 통해 관련 기술을 확보하고 있다. 공정에 대한 이해와 기능 최적화가 수 년내 따라갈 수 있는 수준이 아니라는 분석도 있다. 이에 소프트웨어 개발부터 중국 로봇의 종합적인 경쟁력 약화는 핵심 알고리즘, 감속기, 공정 소프트웨어 등 방면에서 기술 개발을 필요로 하고 있다. (제휴=중국로봇망)