(K-로봇경제, 제4차 지능형 로봇 기본계획) 로봇 산업이 점차 성장함에 따라, 서보모터 시장 또한 커질 것으로 보입니다. 마켓앤마켓의 최신 분석에 의하면, 2020년에 139억 달러 규모였던 이 시장은 2025년까지 168억 달러로 확대될 전망입니다. 이 같은 확장은 스마트 공장의 진화, 모터 효율성에 관한 국제 기준의 확대 적용, 사용자 중심의 모션 컨트롤 라이브러리 및 패키지 개발, 차량의 전기화 등 여러 요소 때문입니다.
목차
*본 컨텐츠는 웹 상의 공개된 자료를 분석 및 참고하여 작성하였습니다.
*모든 정보 및 사진의 출처는 컨텐츠 하단의 '출처'에 기재 되어있습니다.
*해당 시리즈는 지난 24년 1월 발표된 '제 4차 지능형 로봇 기본계획(2024~2028)'의 내용을 요약하고, 보다 심도 있게 논의하고자 기획되었습니다.
1) 로봇용 서보모터란?
로봇 공학이 빠르게 진화하면서, 그 중심에 있는 서보모터에 대한 깊은 이해가 요구됩니다. 서보모터는 위치와 속도를 높은 정밀도로 조절할 수 있게 만들어진 모터의 한 종류로, 로봇 공학의 발전에 중추적인 역할을 하고 있습니다.
#### 서보모터란 무엇인가
서보모터는 외부 신호에 반응하여 위치를 정밀하게 조정할 수 있는 피드백 메커니즘을 내장한 모터를 의미합니다. 이 용어는 '서보(Servo)'라는 단어에서 유래했는데, 이는 '따르다' 또는 '추종하다'라는 뜻을 가지고 있습니다. 이 모터는 정확한 위치와 속도로 이동할 수 있어, 제조업 로봇, 자동차, 항공기의 제어면 조절 등 여러 분야에서 필수적인 역할을 수행합니다.
#### 서보모터의 분류
서보모터는 주로 AC와 DC 서보모터로 나뉩니다. AC 서보모터는 고속 및 고출력을 요구하는 환경에서 주로 사용되고, DC 서보모터는 상대적으로 저속 및 저전력을 필요로 하는 환경에서 두루 쓰입니다. 이들 각각은 특정한 작업 수행에 최적화된 독특한 특징을 지니고 있어, 다양한 산업 분야에서 효과적으로 활용됩니다.
#### 서보모터 작동 원리
서보모터의 작동 원리는 피드백 제어 메커니즘에 기초를 두고 있습니다. 이는 모터, 피드백 센서(예: 엔코더), 그리고 제어 시스템으로 구성되어 있습니다. 제어 시스템은 센서로부터의 데이터를 토대로 모터의 위치와 속도를 지속적으로 조정하여, 주어진 명령에 따라 정확한 위치에 도달하게 합니다. 이러한 피드백 과정은 서보모터에 높은 정밀도와 반응 속도를 부여합니다.
서보모터는 제어 구동 보드(적절한 제어 회로 및 알고리즘 포함)와 모터를 포함하여, 구동 시스템을 형성하고 위치 및 속도를 명령에 따라 조절합니다. 이는 제조업 로봇 및 다양한 기계 장비의 구동에 필수적인 구성 요소로, 정밀한 동작과 효율적인 작업 수행을 가능하게 합니다.
서보모터에 대한 이해는 로봇 공학의 발전과 직결되어 있습니다. 이 모터는 정밀한 위치 제어와 신속한 반응 속도를 제공함으로써, 로봇 공학의 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 수행합니다. 서보모터의 기본 개념, 분류, 그리고 작동 원리를 파악하는 것은 로봇 공학의 발전을 이해하고, 미래의 혁신적인 응용을 설계하는 데 있어 근본적인 바탕이 됩니다.
2) 로봇 시장에서 서보모터의 중요성
## 로봇 기술의 심장, 서보모터
산업 자동화와 로봇 기술의 진보에 서보모터가 차지하는 자리는 매우 중대하다. 특히, 정확한 위치와 움직임의 제어가 필수인 기술 영역에서 그 중요성이 더욱 부각된다. 로봇 팔이나 자동화된 운송 장치 등의 기계 시스템에 있어서 서보모터는 필수적인 요소로 자리 잡고 있다. 이런 시스템들은 정밀도와 속도, 그리고 일관성이 요구되는 분야에서 서보모터의 도움 없이는 높은 성능을 기대하기 어렵다.
## 서보모터의 기술적 우수성
서보모터는 피드백 제어 메커니즘을 활용하여 로봇의 복잡하면서도 정밀한 움직임을 실현시킨다. 이를 통해 로봇이 주어진 임무를 정확하게 수행하게 만든다. 예컨대, 로봇 팔이 특정 위치에서 정밀한 동작을 반복적으로 수행해야 할 경우, 서보모터는 이를 가능하게 하는 데 없어서는 안 될 요소이다.
## 산업 자동화에서의 서보모터
산업 자동화 분야에서도 서보모터의 역할은 마찬가지로 중요하다. 자재나 부품을 빠르고 정확하게 이동시켜야 하는 컨베이어 시스템, 포장 기계, 조립 라인 등의 응용 분야에서 서보모터는 핵심적인 역할을 수행한다. 이는 생산의 효율을 높이고, 제조 과정에서 발생할 수 있는 오류를 줄이는 데 크게 기여한다.
## 스마트팩토리 내 서보모터의 역할
최근 스마트팩토리 분야에서 주목받는 협동로봇과 자동화된 운송 시스템의 출현은 서보모터의 중요성을 한층 강조한다. 이들 시스템은 공장 내 물류 자동화와 작업 효율의 극대화에 결정적인 역할을 한다.ㅜ서보모터는 이러한 로봇 시스템의 효율성, 컴팩트한 설계, 사용 편의성을 향상시키는 데 중요한 기여를 한다.
## 서보모터 기술의 발전 전망
서보모터 기술의 발전은 로봇 공학과 산업 자동화의 미래에 큰 영향을 끼친다. 소형화, 고성능화, 통합적 설계 추세는 서보모터 발전의 방향성을 명확히 한다. 이러한 진보는 로봇 시스템의 적용 범위를 넓히고 성능을 향상시킬 것으로 기대된다.
따라서 로봇 산업 내에서 서보모터의 역할을 과대평가하기 어렵다. 정밀한 움직임과 위치 조절, 높은 일관성과 속도가 요구되는 현대 로봇 공학과 산업 자동화에서 서보모터는 필수적인 기술이다. 앞으로 서보모터의 기술 발전은 로봇 공학의 미래를 밝게 하는 주요 요소가 될 것이다.
3) 서보모터의 국산화 필요성
로봇 산업이 점차 성장함에 따라, 서보모터 시장 또한 커질 것으로 보입니다. 마켓앤마켓의 최신 분석에 의하면, 2020년에 139억 달러 규모였던 이 시장은 2025년까지 168억 달러로 확대될 전망입니다. 이 같은 확장은 스마트 공장의 진화, 모터 효율성에 관한 국제 기준의 확대 적용, 사용자 중심의 모션 컨트롤 라이브러리 및 패키지 개발, 차량의 전기화 등 여러 요소 때문입니다. 이는 모터 솔루션의 진보가 이루어지고 있음을 나타내며, 자동화 장비의 중요도가 점점 더 강조되고 있음을 의미합니다.
그럼에도 불구하고, 현재 서보모터 시장은 대부분 유럽과 일본 기업들이 장악하고 있으며, 이 지역의 업체들이 시장의 80% 이상을 차지하고 있습니다. 화낙, 야스카와전기 등 일본의 업체들은 정밀 가공 및 산업용 로봇 제어 분야에서 뛰어난 기술로 서보모터 기술의 발전을 촉진하고 있습니다. 이는 단순한 모터 제작을 넘어 제어 시스템, 감속 장치, 소프트웨어 등 선진 기술이 필요하다는 것을 의미합니다. 이러한 상황은 기술적 격차가 여전히 존재함을 드러내며, 서보모터의 국내 개발 필요성을 명확히 하고 있습니다.
서보모터를 국내에서 개발하는 것은 국내 로봇 산업의 자립성과 경쟁 능력을 키우는 데 필수적입니다. 현재 글로벌 시장에 대한 의존도가 높아 외국 기업의 기술 변화나 시장의 변동에 크게 영향을 받을 수 있으며, 이는 국내 산업의 안정성을 위협할 수 있습니다. 국산화를 통한 기술 자립은 국내 기업이 시장 변화에 더 민첩하게 대응할 수 있도록 합니다.
국내 업체가 서보모터 기술을 독자적으로 개발하고 생산할 경우, 비용 절감과 공급망의 안정성을 동시에 달성할 수 있습니다. 이는 국내 로봇 산업의 경쟁력을 더욱 향상시킬 것입니다. 또한, 국산 서보모터 개발은 국내 기술 수준의 향상뿐만 아니라 산업용 로봇, 자동화 소프트웨어 등 관련 산업의 발전을 촉진할 것입니다.
결국, 서보모터 국산화는 단순히 제품을 국내에서 제조하는 것을 넘어서, 국내 산업의 기술 자립을 확보하고 세계 시장에서의 경쟁력을 강화하는 중요한 전략이 됩니다. 이를 위해서는 국내 기업들이 연구 개발에 더 많은 자원을 투입하고, 정부가 적극적인 지원 정책을 제공해야 합니다. 서보모터 국산화는 국내 로봇 산업의 미래를 위한 결정적인 단계가 될 것입니다.
4) 서보모터 국산화 기업: 하이젠모터, 엘에스메카피온, 코모텍
대한민국이 기술 발전의 속도를 날마다 새롭게 하고 있는 분야 중 로봇 기술이 눈에 띕니다. 이 중 로봇을 구성하는 핵심 요소인 서보모터를 우리 기술로 만들어 내는 기업들이 주목을 받고 있죠. 하이젠모터, 엘에스메카피온, 코모텍 같은 회사들이 바로 그 주인공들입니다. 이들은 국내 기술을 바탕으로 서보모터를 직접 개발, 국산화하는 데 성공했습니다.
하이젠모터는 금성사(지금의 LG전자)의 한 부문에서 시작해 1963년에 모터 전문 기업으로 탄생했습니다. 이 기업은 50년이 넘는 기간 동안 쌓아온 기술을 통해 산업용 모터, 로봇이나 자동화 장비에 쓰이는 서보모터, 전기자동차용 모터 등을 제작해 왔습니다. 특히 2008년 김재학 대표이사의 인수 이후, 시장 진출을 가속화하며 국내외에서 그 기술력을 인정받고 있습니다.
하이젠모터는 자체적으로 개발한 제조용 로봇용 모터와 서보드라이버, 협동로봇에 필요한 드라이브와 모터, 감속기, 엔코더를 결합한 모듈, 웨어러블 로둣의 관절 부분에 들어가는 매커니즘, 대용량 방폭형 모터까지 다양한 제품을 출시하며 기술력을 자랑했습니다. 이는 하이젠모터가 단지 모터 제조 기업을 넘어서 종합 로봇 부품 솔루션 공급업체로 성장하고 있음을 나타냅니다.
전기자동차 모터 영역에서도 하이젠모터는 지속적으로 혁신을 이루고 있습니다. 김 대표이사에 따르면, 현대자동차의 승용차 중심 전략은 많은 자본이 필요하나, "마이크로모빌리티나 버스, 승용차, 특수 차량 등에서는 우리의 기술이 충분히 쓰일 수 있다"고 합니다. 이미 특수 차량이나 버스 제조 업체 두 곳과 시험 장착을 진행 중이며, 앞으로 상품화될 것으로 기대하고 있습니다.
하이젠모터 외에도 엘에스메카피온, 코모텍 같은 기업들이 서보모터 국산화에 성공하며 우리나라 로봇 산업의 성장에 크게 이바지하고 있습니다. 이들 기업의 노력은 단지 부품 하나를 국산화하는 것을 넘어서, 우리나라 로봇 산업의 기술 수준을 향상시키고, 세계 시장에서 경쟁력을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
서보모터 국산화를 주도하는 이 기업들의 도전과 혁신은 앞으로도 계속될 것입니다. 우리나라 로봇 산업의 발전을 위해서는 이들 기업의 지속적인 연구개발과 시장 확대에 대한 노력이 더욱 기대됩니다.
출처
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