(K-로봇경제, 제4차 지능형 로봇 기본계획) 산업용 로봇이 주로 6개의 관절을 가진 것과 달리, 휴머노이드 로봇은 40개의 관절을 가질 수 있다는 사실은 감속기의 필요성을 더욱 명확하게 합니다. 이는 특히 하모닉감속기에 대한 전망이 밝다는 것을 의미합니다. 하모닉감속기는 가벼움과 작은 크기로 인해 소형 로봇에 매우 적합합니다.
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) 로봇 감속기란?
로봇의 급격한 기술 발전 속에서, 감속기라 불리는 핵심 부품에 대한 깊은 이해가 요구됩니다. **감속기(또는 기어박스)는 회전하는 운동의 속도를 낮추고, 그 동력을 더욱 강화하는 역할을 하는 장치**로서, 로봇이 미세한 움직임과 강력한 힘을 어떻게 조절하는지에 대해 살펴보겠습니다.
기본적으로 감속기는입력 축과 출력 축을 포함하고 있으며, 이 두 축 사이의 회전 운동을 전달하면서 속도를 줄이고 출력 토크(회전력)를 더 크게 만듭니다. 이 과정은 로봇이 더욱 정교하게 움직이는 데 필수적인 요소입니다. 감속기는 토크 증대, 동력 전환, 회전 방향의 변경 등 다양한 목적으로 활용되며, 이를 통해 로봇은 여러 작업을 더욱 효율적으로 완수할 수 있습니다.
감속기가 동작하는 원리는 기계적 요소인 기어를 사용해 동력을 변환시키고 증강시키는 데 있습니다. 감속비는 이 과정에서 큰 역할을 하며, 감속비가 높을수록 출력 축의 회전 속도는 낮아지고 토크는 증가합니다. 다양한 유형의 로봇 감속기에는 웜기어, 사이클로 감속기, 하모닉 감속기, 무단 감속기, 하이브리드 감속기 등이 포함됩니다. 각각은 특정 장점을 가지고 있으며, 로봇의 사용 목적과 환경에 따라 적절한 유형이 선택됩니다.
웜기어는 단순한 구조로 인한 쉬운 유지 관리의 장점이 있고, 사이클로 감속기는 높은 감속비와 충격 저항력으로 주목받습니다.
하모닉 감속기는 높은 정밀도와 소형 설계로 인기가 많으며, 무단 감속기는 다양한 속도의 조절이 가능한 점에서 유용합니다.
마지막으로, 하이브리드 감속기는 여러 유형의 감속기의 장점을 통합해 더 우수한 성능을 제공합니다.
로봇의 주요 경쟁력을 향상시키기 위해서는 감속기의 역할이 매우 중요합니다. 정밀하고 효율적인 동력 전환을 위해서, 감속기는 로봇 기술의 발전에 발맞춰 지속적으로 발전하고 있습니다. 이러한 발전은 로봇이 더욱 정교하고 다양한 업무를 처리할 수 있도록 하여, 우리의 생활을 더욱 편리하고 효율적으로 만들어줄 것입니다.
2) 로봇 시장에서 감속기의 중요성
감속기란 속도를 줄여주는 기계적 요소라 할 수 있습니다. 이 작은 요소는 모터와 결합되어 모터의 회전 속도를 줄이며, 이로 인해 더욱 강력한 힘을 내도록 돕습니다. 모터를 사용하는 거의 모든 기계나 장비에서 감속기는 필수적인 부분을 담당합니다. 이유는 모터만으로는 회전 속도를 조절하기 어렵기 때문에, 감속기를 활용하여 조절을 해야만 하기 때문입니다.
비록 간단한 기계 부품으로 보일 수 있으나, 감속기는 기계의 각 관절에서 사용되며 힘과 정밀한 제어 측면에서 매우 중요한 역할을 수행합니다. 로봇의 경우, 그 관절에 감속기가 있기 때문에, 이는 로봇 내에서 필수적인 요소로 간주됩니다. 특히 산업용 로봇에 대한 수요가 증가하고 로봇 기술이 발전함에 따라 감속기에 대한 수요도 향후 더욱 증가할 것으로 보입니다.
산업용 로봇이 주로 6개의 관절을 가진 것과 달리, 휴머노이드 로봇은 40개의 관절을 가질 수 있다는 사실은 감속기의 필요성을 더욱 명확하게 합니다. 이는 특히 하모닉감속기에 대한 전망이 밝다는 것을 의미합니다. 하모닉감속기는 가벼움과 작은 크기로 인해 소형 로봇에 매우 적합합니다. 현재 산업용 로봇이 소형화되는 추세를 감안할 때, 로봇의 크기가 줄어들면서 하모닉감속기의 사용도 자연스레 증가하게 됩니다.
소형 협동로봇 시장의 성장 역시 하모닉감속기에 대한 수요를 증가시키는 중요한 요인 중 하나입니다. 하모닉감속기에 대한 수요가 급증함에 따라, 시장에서 선두를 달리고 있는 하모닉드라이브시스템의 생산 능력이 부족할 것이라는 예측도 나타나고 있습니다.
로봇 기술이 발전함에 따라, 특히 하모닉감속기를 포함한 감속기의 중요성이 점점 커지고 있습니다. 로봇의 성능과 효율성을 최대화하기 위해선 감속기의 기능이 중요하며, 이는 향후 로봇 기술 발전의 방향에도 큰 영향을 미칠 것입니다. 로봇 시장에서 감속기의 중요성을 파악하는 것은 로봇 기술의 미래를 예측하는 데 있어 필수적인 요소로 여겨집니다.
3) 감속기의 국산화 필요성
로봇 산업의 진보가 우리의 일상을 극적으로 바꾸고 있는 가운데, 로봇을 구성하는 핵심 부품인 감속기의 역할은 매우 중요합니다. 이 부품은 로봇의 동작을 세밀하게 조절하는 데 필수적이며, 모터의 회전 속도를 조정하는 역할을 하여 로봇의 관절을 움직이게 합니다. 또한, 로봇 제조 비용의 약 30%를 차지하므로, 그 중요도는 아주 높습니다. 그럼에도 불구하고, 한국은 이와 같은 고도의 기술을 필요로 하는 감속기 분야에서 일본 제품에 크게 의존하고 있는 상황입니다.
세계적으로 감속기 분야에서 선두를 달리고 있는 기업은 일본의 하모닉드라이브시스템스로, 이는 한국 로봇 산업이 외국의 기술에 의존하고 있음을 명확히 보여줍니다. 이러한 의존성은 로봇 생산 비용의 증가를 가져오고, 국내 로봇 산업의 경쟁 능력을 저하시키는 주된 원인 중 하나입니다.
부품의 국내 생산은 비용을 줄이는 것만이 아니라, 국내 로봇 산업의 독립성과 기술 발전에도 큰 기여를 합니다. 국내 제작 부품의 가격이 외국 제품보다 최소 10%, 최대 30%까지 저렴하다는 업계의 평가에 따르면, 국산화가 실현되면 국내 로봇 기업의 수익성 향상에 큰 도움이 될 것입니다.
뿐만 아니라, 감속기를 국내에서 생산하는 것은 비용 절감을 넘어서, 국내 로봇 산업의 기술적 자립을 이루고 세계 시장에서 경쟁력을 높일 수 있는 기회를 제공합니다. 기술적 기반이 마련되면, 국내 감속기가 국내외 로봇 산업에서 중심적인 역할을 할 것입니다.
이를 실현하기 위해서는 정부와 산업계가 감속기 국산화를 위한 연구와 개발에 힘써야 합니다. 국내외 연구 기관과의 협력을 통한 기술 교류도 활발히 이루어져야 하며, 국내 감속기의 기술 수준을 세계적으로 인정받을 수 있도록 끌어올려야 합니다.
감속기 국산화는 단기적으로 달성할 수 있는 목표가 아닙니다. 그러나, 장기적인 시각에서 볼 때, 국내 로봇 산업의 경쟁력을 강화하고 지속 가능한 발전을 이루기 위해서는 반드시 거쳐야 할 과정입니다.
4) 감속기 국산화 기업: 에스피지, 에스비비테크
로봇 분야의 발달이 가속화되면서, 로봇의 주요 구성 요소인 감속기에 대한 주목도가 상승하고 있습니다. 그중에서도 **하모닉감속기는 정밀 소형 감속기 시장에서 가장 유망한 아이템**으로 평가받고 있습니다. 이 변화의 핵심에는 하모닉감속기의 내수화를 이룬 기업인 에스피지와 에스비비테크가 자리잡고 있습니다.
하모닉감속기의 내국화는 로봇 분야의 자급자족과 기술적 경쟁력 향상에 결정적인 기여를 하고 있습니다. 하모닉감속기는 일본의 하모닉드라이브시스템을 기원으로 하여, 이 기술이 시장에서 차지하는 중요성을 나타냅니다. 특허가 만료된 후 여러 회사들이 이 영역에 진입했지만, 높은 신뢰성을 갖춘 제품을 제공하는 것이 여전히 핵심 경쟁 요소입니다.
에스피지는 기존의 모터 사업을 바탕으로 로봇 부품 분야로 사업을 확대하는 전략을 선택했습니다. 이 기업의 강점은 기존 사업을 통해 쌓은 기술 능력과 안정된 사업 구조에 있습니다. 2019년 하모닉감속기의 대량 생산에 성공한 이유도 바로 이러한 강점 때문입니다.
한편, 에스비비테크는 실적 측면에서는 아직 강력한 지지를 받지 못하고 있지만, 기술적인 측면에서는 우수한 평가를 받고 있습니다. 국내에서 처음으로 하모닉드라이브를 개발한 성과를 이루었으며, 기술 특례를 통해 코스닥 시장에 상장하기도 했습니다. 이 기업은 독특한 ‘알파치형’ 치형 설계 기술로 차별화를 추구하고 있으며, 이 기술은 국내에서 유일합니다.
로봇용 감속기 시장에서는 이미 견고한 경쟁자들이 존재하기 때문에, 시장 내 신뢰를 구축하며 자리매김을 강화하는 것이 필수적입니다. 에스피지와 에스비비테크는 각기 다른 강점을 활용하여 국내 로봇 분야의 경쟁력 강화에 기여하고 있습니다.
이와 같이 감속기 내국화에 성공한 기업들은 로봇 분야의 미래를 위한 중요한 기반을 다지고 있습니다. 기존의 기술 역량과 새로운 사업 영역으로의 확장, 독창적인 기술 개발 등 다방면에서의 노력이 로봇 분야의 성장을 주도하고 있음을 알 수 있습니다. 이 기업들이 앞으로 로봇 분야에 어떠한 새로운 도전을 가져올지 관심이 집중되고 있습니다.
출처
- 1. https://www.prism21.co.kr/blogPost/reducer-901
- 2. https://www.businesspost.co.kr/BP?command=article_view&num=301483
- 3. https://www.etnews.com/20240312000365
- 4. 제4차 지능형 로봇 기본계획(2024~2028)
- 5. https://robotvalley.kr/02products_1/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=3874495&t=board
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