용접 로봇의 정의와 구분
대표적인 자동화 용접 기술인 용접 로봇은 말 그대로 용접에 이용되는 산업용 로봇을 말한다. 산업용 로봇은 자동 제어에 의한 매니퓰레이터 조작 또는 이동 기능을 가지고 있고, 각종의 작업을 프로그램에 의해 실행할 수 있어 산업에 사용되는 기계를 뜻하며, IFR(International Federation of Robotics)에서는 고정 또는 움직이는 것으로 산업 자동화 분야에 사용되며 자동 제어, 재프로그램, 다목적인 3축 또는 그 이상의 축을 가진 자동 조정 장치로 정의하고 있다.
산업용 로봇 중 용접 로봇은 크게 스폿 용접 로봇, 아크 용접 로봇, 레이저 용접 로봇 및 그 외 기타 용접용 로봇 등이 있으며, 로봇에 입력 정보를 교시하는 방법에 따라서는 용접 순서, 위치 등의 정보를 수치에 의해서 지령하는 수치 제어 로봇을 비롯해 미리 용접 순서나 위치 등의 정보를 기억시켜두는 플레이백 로봇, 용접선을 따라가는 것을 목적으로 하는 센서 부착 로봇 등이 있다.

(1) 자동차 산업 분야
1) 아크 용접 로봇
아크 용접 로봇이 적용되는 산업 분야는 자동차 및 이륜차 제조에 있어 창틀, 크랭크 샤프, 급배기계의 용접 등으로, 전 산업 분야 중 자동차 부분이 전체의 80% 정도를 차지하고 있으며, 그 외 선박 및 건설기계, 금속 가공품 제조업, 방위 산업 분야에서 일부 적용되고 있다.
아크 용접용 로봇은 용접 토치의 자세 제어나 위치 결정 및 용접선의 궤적 정밀도에 높은 정밀도가 요구되고 여러 용접 조건의 설정이 심플해야 하며, 또 위빙이나 용접 이상 검출 등의 특수 기능에 고도의 기술이 요구되므로 그 보급 실용화가 더디게 진행되어 왔다. 2002년부터 회복 기조를 보였던 자동차 시장에 의해 아크 용접 로봇 시장도 크게 성장해 왔는데, 특히 2004년에는 완성차 메이커의 자국 및 해외의 설비 투자로 인해 미국, 유럽, 일본의 시장이 크게 확대됐다.
한국과학기술정보연구원의 조사에 따르면(‘산업용 로봇 산업 경쟁력 조사 및 연구’ 무역위원회: 한국과학기술정보연구원, 2005년), 2004년의 경우 아크 용접 로봇의 세계 시장 규모는 대수 기준으로 14,070대, 금액 기준으로 43,780백만 엔을 기록하며 각각 전년 대비 121.3%, 120.9%의 큰 성장률을 보였으며 그 이후 완만한 성장을 보일 것으로 예상됐다. 특히 미국을 위시한 유럽, 일본 등 자동차 메이커의 중국 진출과 함께, 중국의 자동차 메이커의 시장 확대가 기대됨으로써 관련 업계는 중국 시장으로 집중하고 있다. 

아크 용접 로봇의 주 수요처가 자동차 분야이므로 대규모 완성차 메이커가 집중되어 있는 미주, 유럽, 일본의 시장이 크게 형성되어 있는데, 일본을 제외한 아시아 지역에서는 완성차 메이커와 공급자가 많이 존재하는 한국과 대만의 비중이 큰 편이다.
일본 아크 용접 로봇 메이커들은 중국 시장에 큰 매력을 느끼고 있으나, 중국의 자동차 산업이 초기 단계이고, 상거래 관습과의 차이로 큰 위험부담을 가지고 있어 아직은 자국 자동차 메이커의 중국 생산 라인에 대한 영업에 중점을 두고 있다. 대표적인 일본계 로봇 메이커인 야스카와전기의 경우 2005년 1월 중국 광주에 시제품의 테스트나 교육 훈련을 위한 로봇 센터를 설립하여 현지 진출 일본 기업에 대한 영업과 현지 서비스 체제를 강화한 바 있으며, 스위스에 본사를 두고 있는 ABB의 경우 유럽 자동차 메이커의 중국 진출에 의한 실적과 함께 중국 로컬 메이커로의 실적으로 중국에서의 판매 실적이 급증하고 있는 추세다.

2) 스폿 용접 로봇

스폿 용접 로봇은 용접 비용이 적게 들고 용접 부분이 경량이기 때문에 아크 용접에 비해 수백 대 규모의 대규모 수요가 많고 적용 분야가 넓으며 그 시장 규모도 크다. 또한 기존 사용 고객으로부터의 재주문이 많기는 하지만 수십 대 규모로 발주되는 자동차 메이커의 하청업체로부터 소규모 주문도 많이 발생하고 있다.
스폿 용접 역시 아크 용접 로봇과 마찬가지로 주 수요처가 자동차 산업 분야이므로 대규모 완성차 메이커가 집중되어 있는 유럽 및 미국, 미주에 시장이 크게 형성되어 있으며 최근 아시아, 특히 중국에 대한 설비 투자가 증가하고 있어 그 시장 규모가 더욱 커질 것으로 예상되고 있다.
스폿 용접용 로봇으로 적용되는 로봇은 주로 극좌표 로봇과 다관절 로봇으로, 자동차 메이커에서의 스폿 용접 로봇 적용 분야는 도어, 본네트, 범퍼 등 차체나 프레임의 용접에 사용되고 있다. 최근에는 케이블을 내장화하는 것이 표준화됨에 따라 주변 기기와의 접촉 우려에 의한 동작 범위의 한정 및 단선의 우려가 적어지고 있다. 한편, 스폿 용접 로봇은 자동차 업계의 수요만큼 많은 양은 아니지만 터빈 발전기, 중전기기 분야에도 일부 적용되고 있기도 하다.

3) 레이저 용접 로봇
자동차 산업은 1960년대 포드 사의 대량 생산 이후 1차 및 2차 오일 쇼크를 거치면서 자동차 경량화 요구가 증대됐다. 자동차에 대한 요구 특성이 변화면서 자동차 경량화에 부합하기 위해 차체 무게를 줄이는 방안으로 강재의 두께를 감소시키면서 강도를 높인 강재, 즉 고장력의 채용이 급속하게 진전됐다. 따라서 용접 기술도 저항 용접에서 1980년대 이후 고품질의 용접부를 얻을 수 있으면서 생산성도 함께 향상시킬 수 있는 레이저 용접이 적용되기 시작했다. 특히 레이저 용접은 자동차 산업에서 급속하게 적용된 기술로, 레이저 용접이 자동차 용접에 사용된 역사를 살펴보면 레이저 출력이 커지면서 자동차의 엔진 및 미션 부분에 레이저 용접이 적용되기 시작하여 광 화이버를 이용하는 야그 레이저가 사용되기 시작했다. 이후 3차원 가공이 필요한 자동차 차체 및 전장 부품 등으로 적용이 확대됐다.
자동차 분야에서 레이저 용접의 적용이 크게 확대된 이유는 고출력 레이저가 개발됐을 뿐 아니라, 자동차의 여러 가지 성능 향상에 대한 수요가 많았기 때문으로, 현재 자동차에 요구되는 과제는 차체 전체의 강도 및 강성 향상과 환경 친화적인 경량 차체를 구현하는 것이다.

(2) 조선 산업 분야
국내 조선용 용접 산업의 경우 아직 로봇의 적용 범위가 넓지는 않은 편이다. 몇몇 공정에서 로봇을 적용하고 있으나, 용접 조건이 좋지 않기 때문에 범용 로봇의 적용은 힘든 실정이다. 용접 로봇이 적용되는 방식 역시 일반 자동차 생산 라인의 용접 로봇과는 상당한 차이가 있다. 자동차 생산 라인의 경우 고정된 용접 로봇이 컨베이어벨트에 의해 운반된 자동차를 순차적으로 용접하는 데 반해, 선박 건조 시에는 30m 이상의 블록이 이동을 하기 때문에 용접 로봇을 고정시켜 둘 자리가 변변치 않아 결국 용접 작업장의 천정 15m~30m 정도에 매달아 두었다가 블록이 오면 로봇이 내려와서 용접을 하게 되는 형태를 취한다. 따라서 조선용 용접 로봇의 경우에는 무게가 자동차용 범용 용접 로봇에 비해 가볍고 작아야 되는 특징을 가지게 된다. 또한 각 조선소마다 용접 공정이 달라지게 되므로 조선용 용접 로봇은 범용화가 불가능해 거의 주문 제작으로 공급되며, 선박 건조 공정이 다양한 만큼 소량 다품종 생산 방식을 띠게 된다. 
현재 국내에서 조선용 용접 로봇을 제작 공급하는 회사는 ㈜로봇밸리 외에는 없는 상황으로,
각 조선소는 필요에 따라 직접 용접용 로봇을 만들어 사용하거나 ㈜로봇밸리에서 주문해 적용하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 최근 지난해 조선 산업의 심각한 수주 가뭄과 경기 불황의 여파로 인해 지금까지도 조선 경기가 위축되어 있으며, 이로써 조선용 용접 로봇의 공급은 거의 없었다고 판단된다.

(3) 그 외 분야
건설 산업에 적용되는 건축용 용접 로봇은 1990년대의 아파트 건설 경기의 호황으로 건축용 CO₂ 용접 로봇이 건설 산업 분야에서 일부 적용되기도 했다. 지금은 국내 건설 경기가 악화되어 관련 건설자재 생산업체의 건축용 CO₂ 용접 로봇에 대한 설비 투자를 관망하고 있는 실정이지만, 향후 아파트 건설이 활성화되면 철 구조물들이 모듈화됨으로써 표준화가 이루어지고 있는 지금의 건설 작업 추세에 맞춰 용접 로봇의 적용률도 늘어날 것으로 판단된다.

출처: 메탈넷 코리아