"로봇 핵심 부품, 일본 편중 현상 개선 시급"

"로봇 핵심 부품, 일본 편중 현상 개선 시급"

화이트 국가 제외로 

감속기, 서보모터 등 자립화 방안 마련 절실

    8월 28일부터 일본이 본격적으로 한국을 화이트 국가에서 제외하면서 일본과의 무역전쟁이 본격적으로 시작됐다. 이에 맞춰 우리 로봇산업계에도 산업부와 국책 연구소를 중심으로 대책 마련에 나선 것으로 알려졌다.

로봇신문이 최근 국책연구기관을 통해 입수한 자료에 따르면 로봇용 감속기와 서보 모터의 경우 대일 의존도가 높은 부품으로 확인됐다.

 

일 스미모토의 로봇용 감속기

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로봇용 감속기란 기어를 이용한 속도 감속을 통해 회전력을 증가하는 장치로, 동력원인 모터 감속을 통한 로봇의 토크 증대에 사용되고 있다. 이러한 감속기의 경우 대일 수입액은 6000만불(약 729억원) 규모로 전체 시장에서 70.3%를 차지하는 것으로 알려졌다.

감속기는 크게 하모닉 감속기와 RV 감속기, 기타 감속기로 구분된다. 소형 제조 로봇 및 협동 로봇은 하모닉 감속기, 중대형 제조 로봇은 RV 감속기를 주로 사용하고 있다. 하모닉 감속기는 소형, 경량, 정밀, 고감속비 실현이 유리한 특징을 가지고 있어 소형 제조 로봇 및 협동 로봇에 주로 사용되며 일본의 하모닉드라이브(HDS)가 대표적인 회사이다. RV감속기는 동시 맞물림 톱니수가 많기 때문에 강성이 상대적으로 높고 과부하에 강해 중대형 제조 로봇에 주로 사용되고 있다. 대표적인 회사는 일본 나브테스코이다.

감속기 제조 공정

원재료는 보통 캐스트 아이언(Cast Iron), 스틸, 청동 등의 소재를 사용하고 있으나 감속기의 강도와 신뢰성 확보를 위해 FCD800, FCD700 소재를 이용하고 있다. 일본의 경우 고가이며 구하기 힘든 연성철 FCD800 소재를 주로 응용하고 있으나, 우리나라는 구하기 쉽고 상대적으로 저렴한 구상흑연주철 FCD700 소재를 사용하고 있는 것으로 알려졌다. 하모닉 감속기, RV 감속기는 고정밀 기어 제작을 위해 정밀 가공 및 열처리 기술, 주요 요소 부품 설계 기술, 슬림화 기술이 필요하다는게 전문가들의 지적이다.

한국로봇산업협회 자료에 따르면 국내 로봇 감속기 시장은 2017년 기준 1162억원이며, 현대로보틱스, 로보스타, 한화정밀기계, 두산로보틱스, 뉴로메카 등 대다수 다관절 로봇 기업이 구매하는 것으로 알려졌다. 주로 하모닉드라이브, 나브테스코가 정밀 감속기 분야에서 독점적 우위를 차지하고 있는 가운데 일본산 로봇 감속기가 709억원을 공급해 국내 로봇 감속기 시장의 61%를 점유하고 있는 것으로 파악되고 있다.

QY리서치 2018 자료에 따르면 현재 하모닉감속기 시장은 일본 HDS가 73.3%, 니덱심포 11.2% 등 일본 기업이 전세계 시장의 84% 이상을 생산하고 있으며, 중국의 리더드라이브가 11.1%로 근소하게 3위를 차지하고 있다. RV감속기의 경우 나브테스코가 2017년 시장 점유율 60%, 스미토모드라이브가 15% 등 일본기업이 75% 이상을 생산하고 있다.

하모닉 감속기 및 RV 감속기 예시

현재 국내에서도 SBB가 하모닉 드라이브를 생산중이며, SPG, 세진IGB는 RV감속기를 생산중이나 로봇 완제품 기업 납품은 미미한 것으로 알려졌다.

특히 구동 부품 중 감속기의 경우 일본이 세계 최고 기술보유국이며 자국 수요를 기반으로 하는 가격경쟁력 확보 및 세계 시장을 독점하고 있다. 정부는 미국, 이탈리아, 중국 등 타국가 제품 또는 국내 제품 조달 등 대체선 발굴 유도를 통한 물량 확보 및 성능 검증 지원에 나설 계획으로 알려졌다.

로봇용 서보모터는 주어진 신호에 따라 위치, 속도, 가속도 등을 정확하게 제어할 수 있는 모터로 제조업용 로봇 등에 활용되고 있다. 로봇용 서보모터의 대일수입액은 4100만불(약 498억원) 규모로 전체 시장에서 65.1%를 차지하고 있는 것으로 알려졌다.

서보모터는 마그넷, 샤프트, 스테이터 코일, 베어링, 엔코더 등을 조립하여 제조하는데 로봇 등 정밀 제어에 필수적인 부품이다. 특히 회전 속도 및 회전 각도를 전기적으로 출력하는 센서인 엔코더와 모터 회전시 마찰을 감소시키는 베어링의 경우 전략 물자에 해당하는 것으로 알려졌다.

로봇용 서보모터 제조 공정

국내 수요기업으로는 현대로보틱스, 한화정밀기계, 두산로보틱스, 로보스타 등 모든 로봇 기업이 서보모터를 사용하고 있으며, 제조업용 로봇 한 대 당 평균 4~6개의 서보모터가 소요되는 것으로 알려졌다.

일본 야노경제연구소 2018년 1월 자료에 따르면, 세계 서보모터 시장은 화낙 21%, 야스카와전기, 20%, 지멘스 16%, 미츠비시전기 16%, 파나소닉 2% 등 전세계 서보모터 시장의 59%를 일본 기업이 차지하고 있는 것으로 알려졌다. 국내 기업의 경우 알에스메카피온, 하이젠모터, 코모텍, 알에스오토메이션 등이 서보모터를 자체 개발하는데 성공하여 국산화 하였으나, 부품에 대한 현장 검증 기회가 적어 신뢰성 확보에 어려움을 겪고 있는 것으로 전해졌다.

전문가들은 국산화 노력에 따라 선진국 대비 품질격차는 감소추세이나 수요 공정에 서보모터를 적용, 실증을 통한 신뢰성 확보가 필요하다고 말했다.

과기정통부가 2018년 1월 발표한 ‘기술수준 평가 및 기술수준 향상방안’에 따르면 서보모터, 감속기 등 국내 로봇 구동부품 기술은 일본 대비 3년의 격차가 있는 것으로 조사 되었으며, 일본 기술은 최고 기술보유국인 유럽과 거의 유사한 수준으로 조사되었다. 일부 전문가들은 실제 한일간 기술격차는 3년 보다 더 클 것이라고 말하고 있다.

조규남  ceo@irobotnews.com 로봇신문사

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