지난 2016년부터 핸드폰과 관련된 디스플레이 및 반도체 업계의 대규모 투자와 이차전지 업계의 투자가 이어지면서, 모션 컨트롤(Motion Control) 및 서보(Servo) 시장이 그야말로 ‘대박’을 맞았다. 호황을 맞아 물건이 없어서 납품을 못하는 현상까지 대두되면서, 지난 2017년 이 업계의 선발업체인 한국미쓰비시전기를 비롯해서, 한국야스카와전기나 한국오므론 등의 일산(日産) 서보 업체들이 사상 초유의 매출을 달성한 것으로 나타났다.

올 2018년 역시, 중국의 프로젝트가 다수 예정되어 있는데다, 국내 디스플레이 및 반도체, 이차전지 업계의 투자가 이어지고 있고, 자동차 업계의 투자도 예상이 되면서, 지난해에 이어 국내 모션 컨트롤 및 서보 시장은 호황을 보일 것으로 예상이 된다.
 

현재 모션 컨트롤 및 서보 분야는 인더스트리 4.0이나 스마트 팩토리와 같은 제조 트렌드에 맞춰, 유지보수 및 사전예방, 안전성 등이 강화되고 있는 것이 추세. 또, 로봇과 서보, 비전 구분 없이 하나로 제어할 수 있는 기술 역시 트렌드로 자리 잡아 가고 있다. 드라이브와 모터가 합쳐진 분산 드라이브나 원 케이블(One Cable Connection) 서보 제품들이 잇달아 선보이고 있는 것도 이 분야의 기술 트렌드를 보여주고 있다.
 

특히, 리니어 모터를 이용한 이송시스템이 다품종소량 생산, 커스터마이징 생산을 지향하는 인더스트리 4.0의 트렌드와 맞물려, 성장이 예상되는 시장으로 급격하게 부상하면서, 지멘스를 비롯한 보쉬렉스로스, B&R, Beckhoff 등의 글로벌 자동화 기업들이 이 시장에 속속 진출하고 있는 것도 주목할 만한 부분. 주력 모션 컨트롤 및 서보 업체들의 최근 행보를 취재했다.

①로크웰 오토메이션

“리니어 모터 시장 크게 성장할 것으로 예상”

로크웰 오토메이션 김기훈 차장

Q. 지난 2017년 국내 모션 컨트롤 시장을 어떻게 평가하나?

잘 알려져 있다시피, 지난해는 반도체 및 FPD 업계의 대규모 투자가 국내 모션 컨트롤 시장의 호황을 주도했고, 그 외 모션 컨트롤 수요를 확대 할 만한 특별한 산업분야는 없었다. 다만 꾸준히 연구개발을 진행하고 있는 대기업의 경우, 생산성을 높이기 위한 고속 모션 솔루션이나 기술을 계속 모색을 하고 있어서, 이 부분이 시장을 늘리는 역할을 하고 있다.

하나의 예로, 생산성 향상을 위해 전지 분야의 경우, 과거 스택을 쌓던 방식에서 마는 방식으로 기술이 변화하면서 Roll to Roll 어플리케이션이 확대되는 것과 맞물려, 텐션제어나 얼라인 제어가 필요해지게 되고, 서보 축이 4~5축에서 20~30축 으로 늘어나면서, 결과적으로 서보 시장의 확대를 가져오고 있다.

Q. 로크웰은 High End 어플리케이션에 집중을 하나?

로크웰은 크리티컬 모션에 집중하기 보다는, 고급 모션을 대중화하는 전략으로 모션 컨트롤 사업을 전개해 나가고 있다. EtherNet/IP를 사용하는 이유도 IoT 구현을 위해 IT 친화적인 네트워크 기능을 사용하는 것이다.

로크웰은 해외 자동차부품 메이커에 장비를 공급하는 업체들이나, 수출용 포장장비 등의

시장을 중심으로 모션 컨트롤 사업이 전개가 되고 있다.

Q. 지난 2017년 로크웰 오토메이션 코리아의 모션 컨트롤 사업성과는 어떠했나?

지난해 전 세계 모션 컨트롤 시장은 평균 5.5%의 수준으로 성장을 한 것으로 분석이 되고 있고, 로크웰은 이를 웃도는 수준으로 모션 컨트롤 사업이 매년 성장세를 지속하고 있다. 현재 모션 컨트롤 시장을 상당부분 점유하고 있는 일산에 비해, 미국이나 유럽산 제품은 아직까지 주목할 만한 점유율을 확보하고 있지 못하지만, 시장이 확대됨에 따라 매출이 점차적으로 확대되고 있는 상황이다.

우리 로크웰은, 현재 국내 모션 및 서보 시장 확대의 주된 요인이 되는 반도체나 디스플레이 시장보다는 포장이나 식음료, 물류, 자동차등의 분야로부터 수요를 확보하고 있다. 이들 분야는 반도체나 디스플레이 분야처럼 엄청난 투자는 아니지만, 꾸준하게 투자가 이어지고 있어 서 우리 로크웰의 모션 컨트롤 매출에 긍정적인 영향을 미치고 있다.

그러나 최근 반도체 분야에서도 성과가 이어지고 있는데, 리니어 모터를 이용한 이송 시스템인 마그네모션(MagneMotion)의 수요가 증가되어 반도체 및 FPD 업계의 중요한 매출 원동력이 되고 있다. 이외의 업계에 서도 반응이 좋기 때문에, 앞으로도 좋은 성과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

즉, 지난 2017년 우리 로크웰의 모션사업은 리니어 모션 시장 진출을 위한 기반을 다지는 한편, 델타로봇과 같은 고급모션의 대중화에 기여를 했다는 것에 의미를 둘 수 있다.

Kinetix 5700 서보 드라이브(사진. 로크웰 오토메이션)

Q. 리니어 모터를 이용한 이송 시스템은 현재 가장 ‘핫(Hot)한’ 아이템으로 부상하면서, 자동화 업체들의 새로운 격전지로 부상 하고 있다. 로크웰의 마그 네모션은 어떤 장점이 있나?
 

우리 로크웰은 기존의 iTRAK 외에 최근, 마그네모션을 인수하면서, 리니어 이송 시스템 부분에서 두 가지의 시스템을 확보하여 Full Line-up 구성을 구축했다. 더불어 국내에서도 생산성 향상에 갈증을 느끼는 고객들이 마그네모션에 많은 관심을 보이고 있어서, 판매 기회가 지속적으로 늘어나고 있는 상황이다.

마그네모션은 로크웰로 인수되기 전부터, 국내 에이 전시를 통해 한국시장에서도 많은 레퍼런스를 확보하고 있다. K사의 반도체 설비, C사의 Glass 이송설비 등을 비롯해서, 다양한 업계에서 적용을 위해 검증 및 테스트가 진행 되고 있다. 더불어 Smart Machine 또는 Smart Factory 개념에서 로크웰의 FactoryTalk 제품군과 ThinManager 등의 기술을 접목한 솔루션으로 제공하여 고객에게 보다 더 가치 있는 솔루션으로 소개가 되고 있다.

마그네모션은 iTrak과 달리 Open 타입의 리니어 모션으로, 좀 더 다양한 어플리케이션에 적용할 수 있다는 것이 장점이다. 또 트랙 구성이 길고, 무버를 수백 대까지 컨트롤할 수 있어서, 대형 컨베이어 물류까지 커버한다. 마그네모션은 전 세계적으로 소규모 물류시스템에서부터 제약 업체, 자동차 차체 이송 라인, 테마파크의 놀이시설 등에 도입 되어 사용이 되고 있다.

Q. 그외 GMC(General Machine Control) 시장 에서의 성과는 어떠했나?

델타로봇이 전용 제어기가 아니라, 일반 컨트롤러로 제어가 되면서 대중화가 진행이 되고 있다. 우리 로크웰 도 지난해 델타로봇 제어에서 상당한 성과를 거뒀다. 패키지 수작업 공정의 자동화나 공간적인 제약을 극복 하고 생산성을 높이기 위한 솔루션으로 델타로봇의 수요는 지속적으로 확대 되고 있다.

Q. 로크웰의 서보 드라이브 제품군은 어떻게 라인업이 되어 있나.

로크웰의 서보 드라이브 제품 포트폴리오는 단축 컴포넌트 드라이브부터 다축 모듈러 드라이브에 이르기까지 광범위하며, 고객의 시스템 성능향상과 단순한 장비설계를 지원하는데 초점을 맞추고 있다.

Kinetix 통합 모션 제품군으로는 EtherNet/IP 기반의 Kinetix 350, Kinetix 5500, Kinetix 5700, 6500이 라인업되어 있으며, Kinetix Indexing & Componet 제품군에는 Kinetix 3 단축 컴포넌트와 Kinetix 300 EtherNet/IP 인덱싱이 라인업되어 있다. 그 외 고용량의 Kinetix 7000과 드라이브와 모터 일체형 제품인 Kinetix6000M을 라인업으로 구성하고 있다.

또 서보 모터 제품 역시 저관성, 중관성 회전형 서보 모터 및 리니어 모터가 라인업되어 있으며, 고용량의 HPK 모터를 지원한다. 추가적으로 식품 및 의약 산업에서 사용할 수 있는 등급의 로터리 서보 모터도 공급하고 있다. 리니어 모터의 경우에도 표준화된 Stage 제품과 고객의 요구에 맞도 록 조립하여 사용할 수 있는 제품군까지 폭넓게 공급하고 있다.

Q. 메인 제품은 Kinetix 5500 서보 드라이브인가?

Kinetix 5500과 5700이 주력 제품군이다. 축 수가 많지 않고 저용량의 어플리케이션은 Kinetix 5500으로, 8축 이상의 다축 고용량 어플리케이션은 Kinetix 5700으로 대응을 하고 있다.

Q. 로크웰의 모션 컨트롤 분야에서의 경쟁력은 무엇인가?

로크웰은 IT친화적인 EtherNet/IP를 사용하며, 웹서버 기능을 기본적으로 내장하고 있다. IoT나 인더스트리 4.0에서는 모션 드라이브 자체기능도 중요하지만, 그 위의 분석기능 등이 중요하다.

최근 로크웰은 Analytics for Device라는 디바이스를 간단히 네트워크에 연결하는 것으로 기기의 상태를 진단 및 모니터링을 할 수 있고, 팀원(TeamOne) 이라고 하는 핸드폰 앱을 통해 해당기기의 상태를 와이파이로 볼 수 있다. 또 셜록(Sherlock)이라고 하는 AI가 올해 8월 출시가 될 예정이며, 이는 이상 패턴이나 이상상황을 스스로 판단하여 사용자에게 학습한 내용을 바탕으로 조치 사항과 함께 알려준다.

Q. 향후 새롭게 출시될 제품이나, 추가될 기술로는 어떤 것이 있나?

Kinetix 5700 Advanced Safety 모델이 새롭게 출시가 될 예정이다. 기존의 Kinetix 5500은 네트 워크 STO 및 하드웨어 STO를 지원했는데, 이 새로운 제품은 여기에 더해 세이프티 스피드 리밋(Safety Speed Limit)이나 세이프티 디렉션 모니터링(Safety Direction Monitoring) 등의 진보된 세이프티 기능 으로 SIL3, PL e 등급의 제품으로 선보이게 된다.

Kinetix 5700 서보 드라이브와 VPL 모터(사진. 로크웰 오토메이션)

Q. 모션 컨트롤 분야에서 로크웰의 경쟁력은 어떻게 설명될 수 있나?

IIoT나 인더스트리 4.0을 위한 모션 컨트롤은 에너지 절감이 필수적이다. Kinetix 5700은 기본적으로 DC Bus Sharing의 아키텍처를 가지고 회생된 에너지를 다른 모터에서 소비할 수 있도록 함으로써, 에너지를 절감할 수 있다.

또 장비의 공간을 절약할 수 있도록 제품들이 점차 콤팩트화 되어가고 있는데, 로크웰 제품군은 드라이브 크기가 고용량으로 갈수록 콤팩트하다.

VPC 모터. 연속 사용 어플리케이션에서 고속에서의 뛰어난 효율과 고토크를 실현한다(사진. 로크웰 오토메이션)

또 모션에 세이프티가 통합이 되는 것이 트렌드로, Kinetix 5700 서보 드라이브는 네트워크로 세이프티를 구성함으로써, 안전과 모션 및 제어 데이터 전송 시 동일한 네트워크 및 IP 주소를 사용해 안전 데이터가 전송되는 EtherNet/IP를 통한 통합 안전을 지원한다.

통합 안전은 세이프티 I/O 모듈이 필요 없으며, 하드 와이어링을 없애고, 설치 시간과 비용을 절감하며, 잠재적 장애를 사전에 제거할 수 있다. 또한 통합 안전에는 물리적인 재배선 장치가 필요 하지 않기 때문에, 최종 사용자는 쉽게 안전 구역 설정 및 구성 변경을 할 수 있다.

이러한 콘셉트는 가격이 높아도 공수를 절감하 고, 제작기간을 줄여주기 때문에, 자동차나 타이어 등의 업계에서 선호한다.

로크웰에서는 현재, GuardLogix 세이프티 컨트롤러와 모션을 한 세트로 구성해 영업을 전개해 나가고 있다. GuardLogix 세이프티 컨트롤러에 드라이브를 통합하게 되면, 엔드유저는 개선된 진단 정보를 도출할 수 있게 된다. 또, 토크 차단 요청 등의 세이프티 관련 결함에 대한 상세 정보가 드라이브의 LCD 디스플레이에 나타난다.

특히, Kinetix 5700은 싱글 케이블에 듀얼 축이다. 보통 컨베이어 동기를 맞출 때 엔코더를 달고 엔코더의 피드백을 받아서 제어를 하는데, 피드백을 받기 위해서는 고속 모듈을 별도로 장착을 해야 한다. 그러나 로크웰은 추가 엔코더 모듈입력이 여분으로 있어서, 고속 카운터 모듈을 별도로 장착할 필요가 없다. 추가적으로 서보 드라이브에서 일반 인덕션 모터 제어도 가능하기 때문에 듀얼 축 모듈에서 한 축이 남는다면, 모션이 아닌 일반 컨베이어와 같은 인덕션 모터 어플 리케이션도 제어가 가능하다.

리니어 모터를 이용한 이송 시스템인 마그네모션(사진. 로크웰 오토메이션)

Q. 서보모터는 어떤 엔코더들이 지원되나?

라인드라이버 타입을 비롯해서 레졸버 타입, Hyperface DSL이 기본 사양으로 되어 있다. 특히, 로크웰은 배터리가 필요 없는 앱솔루트 엔코더를 지원한다. 로크웰은 PLC도 배터리가 필요 없는 것이 특징이다.

또, 최근 SIL2 등급의 엔코더를 부착한 서보모터인 VPC High duty continuous torque 모터가 새롭게 출시됐다.

이 Kinetix VPC 서보 모터는 Kinetix 5700 서보 드라이브와 매칭이 된다. 최근 로터리 서보 모터의 트랜드인 IPM 방식의 모터 구조이며, 이는 IE4 등급의 높은 에너지 효율과 고 RPM에서의 높은 토크를 발휘할 수 있다.

Q. 지금 얘기한 VPC 서보모터의 타깃 시장은 어디인가?

대형 롤장비와 프레스, 인젝션 머신 등, 모터가 고속 으로 돌면서 고 토크가 필요한 장비가 타깃시장이다.

Q. 올 한해 로크웰은 모션 컨트롤 분야에서 어느 정도의 성장을 예상하나?

지난해에 이어 큰 폭의 성장이 예상이 된다. 타이어와 반도체 등 기존의 시장 외에도, 리니어 모터 시장이 성장 잠재력이 크다.

모션 컨트롤 시장은 확대될 수밖에 없다. 기계적인 CAM에서 전자 CAM으로 바뀌고, 리니어를 사용해서 기구부 한계를 극복하고, 생산성을 높이고자 하는 요구가 늘어나고 있기 때문이다.

Q. 향후 모션 컨트롤 기술 트렌드를 어떻게 예상하나?

기본적으로 현재 모션의 한계를 조금씩 극복하는 형태 의 기술 발전과 더불어, 다품종 대량 생산 방식을 위한 기존 방식의 탈피 또는 정지 모션을 없애기 위한 노력(모든 것은 이송 시 조립 및 투입 과정이 이루어진다) 등 생산성 향상을 위한 요구가 지배적인 것을 보면, 기술 트렌드를 읽을 수 있다.

이러한 요구는 기존의 기계적이고 기구적인 한계를 가지고 있는 방식에서 아키텍처를 완전히 뒤집는 새로운 방식의 솔루션으로 해결이 되어야 할 것이고, 가장 좋은 예로, 델타 로봇, iTrak, MMI 등이 기존의 모션 기술 에서 다양한 솔루션 형태로 진화한 것에서 찾아볼 수 있다. 또, 안전하고 효율적인 장비를 선호하는 추세를 볼 때 에너지 절감 및 안전 기능에 대한 부분도 지속적으로 확대 개발될 것으로 예상이 된다.