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중국 로봇업체, 연마 작업용 로봇 시장 진출신생 로봇 기업 '지아안즈넝', 연마 작업용 로봇 개발
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승인 2020.05.27  15:02:52
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▲ 지아안즈넝의 연마작업용 로봇

중국 로봇업체가 연마작업용 로봇 시장에 진출했다.

일본경제신문은 중국 테크놀로지 전문 매체인 ‘36kr’ 보도를 인용해 지난 2018년 7월 설립된 신생 로봇기업인 '지아안즈넝(佳安智能·KAANH)'이 연마 작업용 로봇을 개발해 중국 가전업체인 메이디(美的·Midea) 등 중국 유력기업에 납품하기 시작했다고 전했다.

연마 기술은 일본ㆍ독일 등 제조업 강국들이 보유하고 있는 ‘장인 기술’로, 연마 작업 과정을 자동화하면 세계 산업지도를 바꿔 놓을 수 있을 것으로 분석되고 있다. 연마 작업은 다양한 종류의 제품을 생산하는 데 없어서는 안되는 공정이다. 연마를 필요로 하는 제품은 고속 철도, 비행기, 선박, 자동차, 기계, 소형가전, 통신기기, 완구, 가정 용품 등으로 매우 광범위하며 아주 높은 수준의 정밀도를 요구한다. 예를들어 고정밀 숙련 연마 기술을 확보하고 있는 일본 도쿄의 소형 공장(마치코바)은 NASA 우주 왕복선에 탑재하는 렌즈를 납품할 정도로, 정확도 측면에서 높은 경쟁력을 유지하고 있다.

중국의 제조업 진출은 다른 나라에 비해 늦고, 연마 공정을 거의 대부분 생산 작업자에 의존해 왔다. 연마 작업은 숙련공 의존도가 높을뿐 아니라 품질 관리가 어렵고, 소음이나 분진이 발생해 직업병 발생 우려가 높다. 최근 몇년간 연마 분야 전문 기술인력의 확보가 산업계의 큰 문제로 떠올랐다.

이의 해결책으로 연마 작업용 로봇의 도입 필요성이 제기되고 있지만 연구개발의 문턱이 높다. 정밀가공, 위치 결정의 정확성, 힘 제어의 안정성, 속도 등의 요구 수준이 엄격해 오차 허용범위가 작다. 또한 중국은 인건비가 로봇 투자 비용보다 훨씬 낮기 때문에 고객의 구매 의욕도 크지 않다.

이 같은 요인 때문에 중국 연마 작업용 로봇 시장은 진정한 경쟁 상태에 있지 않다는게 일반적인 분석이다. 스위스 ABB, 일본 파낙, 야스카와전기, 독일 쿠카(KUKA) 등 외국 기업에 독점되어 있는 하이엔드 제품을 제외하곤 다품종 소량 생산의 광대한 ‘롱테일 제품군’ 시장을 견인할 수 있는 주도 기업이 부재한 상황이다.

그동안 지아안즈넝은 힘제어 로봇의 연구 개발을 진행해왔다. 이를 통해 3D 스캐닝에서부터 오프라인 프로그래밍에 의한 시제품 제작까지 로봇 연마에 관한 일련의 솔루션을 제공할 수 있게 됐다. 지아안즈넝은 소프트웨어 알고리즘 개발 능력을 보유하고 있으며 소프트웨어와 하드웨어를 일체화한 최종 연마 장치를 공급하고 있다.

지아안즈넝의 핵심 직원들은 상하이교통대학 출신으로 로봇산업의 운영 및 연구 분야 전문가들로 이뤄져 있다. 힘 제어, 동력학, 운동학 등의 기반 기술을 갖고 있다. 이 회사의 연마 작업용 로봇은 메이디 외에도 쿠카, 상하이전기(Shanghai Electric) 등에 채택됐다.

▲ 연마 로봇을 이용해 연마 작업을 진행한 금속의 표면(오른쪽)

보도에 따르면 이 회사의 연마 작업용 로봇은 업계의 세가지 고민을 해결했다는 분석이다. 첫째, 전(前)공정에서 발생한 오차가 다음 공정으로 넘어가는 문제다. 이는 주조 및 용접 등 공정에서 흔히 발생하는데 단순히 위치 제어만으로는 정확도를 높일 수 없다. 지아안즈넝은 위치제어 대신 힘제어 기술을 활용해 로봇의 유연성을 높였다. 이 기술의 핵심은 힘제어 적응 알고리즘이다. 힘 제어를 이용하는 방법으로 로봇은 재질이나 곡률이 다른 재료에 적응할 수있다. 아무리 복잡한 모델도 1ms(밀리초) 이내에 연산과 통신을 완료할 수 있다는 설명이다.

둘째, 연마는 장치가 대상물과 직접 접촉하기 때문에 예민하게 반응을 감지하고, 즉시 시스템을 제어 할 수 있는 능력이 요구된다. 지아안즈넝은 지능적인 힘 제어가 가능한 ​​실시간 컨트롤러를 개발하고, 다른 기종 및 센서에도 대응할 수 있도록 했다. 또 웹, 태블릿PC, 컨트롤러에서 초당 1000회까지 지령에 대응하고, 연마 중에 수시로 로봇의 위치를 ​​조정할 수 있도록 했다. 5G 통신성능도 크게 향상되면서 로봇의 대응력도 높아졌다.

셋째, 연마 공정은 복잡하고 업계 기준도 없기 때문에 대량의 공정 데이터를 수집할 필요가 있다. 지아안즈넝은 이를 위해 인공지능 알고리즘을 개발했다. 우선 3D 스캐닝에 의한 데이터와 기존의 모델링 데이터를 수집, 머신러닝을 통한 지식 그래프를 생성했다. 이에 기초해 오프라인으로 장비의 프로그램이 실행되고, 동시에 온라인 컨트롤러가 실시간으로 정밀 조정을 보조한다.

이 회사는 지금까지 주로 부품이나 구성 요소를 판매했지만 올해부터는 소프트웨어와 하드웨어를 일체화한 솔루션을 주력 제품으로 판매하고 있다. 객단가도 제품에 따라 수십만위안에서 수백만위안에 달한다. 고객은 자동차 조립공장, 자동차 부품공장, 주조가공 기업, 용접가공 기업 등 수십개에 이르며 매출도 100만 위안 수준이다.

창업자인 '멍시엔둔(孟祥敦)'은 중국의 연마 작업용 로봇 산업은 아직 성숙기에 들어가지 않았다며 수입 제품은 가격이 고가인데다 솔루션 패키지로 제공되기 때문에 사용하기 어렵고, 장치 주변의 분진 대책과 살수 기능에 미흡한 점이 있다고 지적했다. 지아안즈넝은 힘 제어의 인테그레이터로서 핵심 기술을 솔루션에 포함시키는 동시에, 고객이 진정으로 필요로 하는 것을 제공해 경쟁력을 제고하는데 있다. 지아안즈넝은 지난 2019년 7월에 엔젤 라운드에서 800만 위안의 자금을 조달했으며 현재 시리즈 A 투자 자금을 모집하고 있다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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