2018 도시바기계 솔루션페어 참관기 종합 기계 메이커의 위상을 엿보다 김지연 기자입력 2018-06-01 06:40:28

매년 개최되는 도시바기계 솔루션페어는 일반적인 전시회에서 살펴볼 수 없는 새로운 가치와 기회를 제공한다. 본 행사는 1953년 이미 0.004㎜ 정밀도의 기어 호빙 머신을 개발한 이 회사의 기계 제조 기술력을 1년에 단 한 번 공개하는 자리로서, 일반 산업기계부터 로봇, 소프트웨어, IoT에 이르는 첨단 제조 기술까지 한눈에 살펴볼 수 있었다. 

 


2018 도시바기계 솔루션페어(Toshiba Machine Solution Fair 2018)가 지난 5월 17일(목)부터 19일(토)까지 도시바기계 누마즈 및 고텐바 공장에서 개최됐다. 
매년 개최되는 도시바기계 솔루션페어는 기계 종합 메이커로서의 역량과 미래지향적인 새로운 기술을 확인할 수 있는 자리이다. 

 

각 홀에는 도시바기계 솔루션페어를 보기 위한 참관객들이 가득했다.

도시바기계 국내 에이전트인 (주)엑트엔지니어링 관계자와 디스플레이 장비 제조사 탑엔지니어링 관계자들이

단체사진 촬영을 하고 있다. 


특히 올해 솔루션페어에서는 도시바그룹의 비중을 줄이고, 도시바기계그룹으로서 제공할 수 있는 다양한 솔루션 소개에 방점을 뒀다. 산업용 장비 종합 메이커를 표방하고 있는 이 회사는 이번 솔루션페어를 통해 ▲자동차 ▲항공 ▲고속철도 ▲스마트폰·2차 전지 ▲디스플레이 ▲의료 ▲에너지 ▲식음료 분야의 8개 중점 산업군에 접목되고 있는 기계 장비들을 소개했다. 도시바기계 로봇을 국내 시장에 공급하고 있는 엑트엔지니어링(주) 최영수 대표이사는 “사출성형기, 압출성형기, 다이캐스팅, 제조용 로봇군을 중심으로 8개 중점 산업군의 제조업 성력화 솔루션을 제공하고 있다는 사실을 한눈에 확인할 수 있었다”라고 전체적인 감상을 전했다.

 

참관에 앞서 도시바기계의 연혁을 한눈에 볼 수 있도록 구성됐다.

등록대가 있는 홀에서는 다과를 즐길 수 있는 공간이 마련됐다.

 

실질적인 공장 데이터 관리 솔루션 ‘IoT+M’
이번 솔루션페어에서 특히 주목해야 될 부분은 4차 산업혁명에 대비하기 위한 도시바기계의 해답, ‘IoT+M’이었다. IoT+M은 도시바기계가 제안하는 스마트 공장의 청사진으로서, 각종 기계 장비의 데이터를 단순히 수집하는 단계를 넘어 구체적인 데이터 분석을 통해 실제 제조업에서 사용할 수 있는 솔루션을 제안하는데 그 의미가 있다. 


IoT+M은 종합 기계 메이커이기에 가능한 다채로운 현장 경험을 바탕으로 한다. 도시바기계는 모든 제어기를 직접 개발해 사용하고 있으며, 이에 따라 데이터 취득이 용이하다. 동사는 조립, 생산 품질 관리 등 제조 과정에서 획득되는 엄청난 양의 경험치와 데이터를 기반으로 종합 기계 메이커만이 실현할 수 있는 솔루션을 보여줬다. 
도시바기계는 IoT+M을 위한 IT 전문 부서를 신설, 다양한 전문가들의 협업을 통해 전략적으로 이 분야에 접근하고 있었다. 

 

도시바기계가 제안하는 IoT+M의 개념


도시바기계는 제조용 기계 장비 관련 제어 장치를 자체적으로 개발해 사용하기 때문에 기계 제어에 특화된 IoT를 제안할 수 있다. 더불어 이를 위한 기초 데이터 분석 장비의 운영과 자사 그룹 내 생산 설비 및 출하 장비를 이용한 데이터 분석, 검증 기반이 마련되어 있어 충분히 데이터 분석과 검증을 할 수 있고, 대형 기계뿐만 아니라 다양한 형태의 장비에 대해서도 예방보전에 대한 접근이 가능하게 됐다. 


특히 다양한 장비를 혼합해 사용하는 제조 현장의 환경에 맞게 여러 브랜드의 장비에 대한 예방보전과 보수를 위한 솔루션도 함께 제공한다. 
IoT는 ICT(Information and Communication Technology)와 인터넷, 센서 등의 기술을 조합해 기능 구현이 가능하며, 이는 많은 회사에서 제공 가능한 기술로서 다양한 형태의 IoT들이 기업에 공급되고 있다. 


그러나 시장의 IoT 솔루션들은 대체적으로 데이터를 취합하는 단계에 머물기 때문에 실질적으로 생산 현장에 도입하기 힘든 경우가 많다. 이는 IoT의 필요성에 대해서 부정할 수 없으나, 도입 후 효과를 입증할 정도의 결과물을 도출할 수 있는가에 대한 의문 때문인데, 도시바기계는 예방보전, 보전, 의사결정에 실질적으로 도움을 줄 수 있는 솔루션을 제안하고 있다. 기계 메이커로서 축적해온 수십 년간의 데이터에 더해 현장을 알아야 확보할 수 있는 각종 경험치가 반영된 IoT. 그것이 바로 IoT+M이다. 

 

도시바기계 솔루션페어에 입장하는 참관객들


손쉬운 데이터 수집·연결·분석
도시바기계가 보유하고 있는 기계제어기를 군별로 정리해보면 공작기계용 CNC컨트롤러, 사출성형기용 제어기 INJETVISOR, 압출성형기를 위한 EXTVISOR, 다이캐스팅용 제어기 TOCAST로 분류할 수 있다. 


도시바기계는 기계 또는 장비 등으로부터 1)수집(데이터의 수집) 2)연결(다양한 시스템과의 연결) 3)분석(모아진 데이터의 적절한 용도를 위한 분석)을 통해 제조업의 생산성 향상을 위한 실질적인 IoT+M 솔루션을 제공한다.
다양한 장비에서 발생된 풍부한 데이터를 한 곳에 모아두는 것은 가장 낮은 단계의 IoT이다. 인터넷의 급격한 발달은 데이터 취합을 위한 다양한 방법을 제공하기 때문이다. 

 

IoT+M에 대한 포스터 전시


하지만 방대한 데이터를 처리하기 위해서는 필수적으로 부가적인 요소가 필요하다. 예를 들어 1대의 장비에 데이터 수집을 위한 센서를 20개 부착했을 경우, 50대의 장비를 관리하려면 1,000개의 센서 데이터가 실시간으로 수집되어야 한다. 이 데이터들이 하루 24시간, 1년 365일 전송돼야 하고, 나아가 여러 곳에 산재된 공장에서 동시다발적으로 데이터가 전송된다면 현재의 통신 속도로 감당하기 어려운 수준의 방대한 데이터가 한꺼번에 처리돼야 하는 상황이 발생되며, 이를 위해 필연적으로 데이터 압축 및 통신이 되지 않을 경우를 대비한 데이터 저장, 임의 기간에 대한 데이터 추출과 이를 분석할 수 있는 기능 등 여러 기능이 필요하게 된다. 도시바기계는 ‘엣지 컴퓨터’로 해결책을 제시했다. 


IoT+M의 세 가지 키워드는 수집, 연결, 분석이다. 아무리 많은 데이터를 수집해도 그중에는 사용할 수 없는 무가치한 데이터가 있을 수 있다. 이에 따라 IoT는 궁극적으로 분석 기술을 수반하게 되는데, 가장 유력하게 연구되고 있는 것 중 하나가 인공지능(AI)이다. 인공지능은 다양한 데이터를 자동으로 분석할 수 있는 수준으로 발전시켜야 한다는 과제를 효과적으로 수행할 수 있는 방법이다. 
데이터를 효율적으로 분석하기 위해서는 디바이스 센서, 엣지, 클라우드의 3단계 준비가 필요하다. 모든 데이터를 한 곳에 집중시켜 데이터 분석을 용이하게 하고, 비용의 효율성을 위해서도 필요하다.
이를 통해 항시 감시할 수 있는 시스템을 구축하고 특별한 기술 없이도 유지보수할 수 있는 보수용 IoT와 유연한 생산 시스템을 구현할 수 있는 제조용 IoT를 기반으로 한, 제조 공정에 최적화된 IoT 솔루션을 구축할 수 있다. 

 

도시바기계 IoT+M의 추진 단계
1단계 : 장비, 기계에 센서를 부착해 데이터를 디지털화
2단계 : 디지털 데이터를 서보로 수집
3단계 : 집적된 데이터를 사람이 분석
4단계 : 자동으로 집적된 데이터를 분석
5단계 : 분석결과를 자동적으로 시스템에 반영


도시바 로봇의 변화 
도시바 로봇의 라인업은 스카라 로봇 중심에서 6축 수직다관절로봇 등 다양한 형태로 전개되고 있다. 이번 솔루션페어에서는 3D비전을 이용한 자동차 부품 빈피킹, 나사체결, 조립 공정 등의 어플리케이션 시연이 이뤄졌다. 
특히 비교적 무거운 제품 핸들링이 가능한 페이로드 20㎏의 수직다관절 로봇 TVM 시리즈와 월등한 가성비를 자랑하는 페이로드 10㎏의 스카라 로봇 THL 시리즈의 조합을 통해 자동차 분야의 진입을 예고하기도 했다. 

 

자동차 부품 조립 공정 어플리케이션

 

자동 가·감속 조정 기능 ‘SPURT’
도시바기계가 THL500 모델을 이용해 선보인 자동 가·감속 조정 기능 ‘SPURT’는 로봇이 스스로 가속과 감속을 조정하면서 이동 시 궤적 정밀도를 향상시킨 기능으로서, 도시바기계의 소프트웨어를 개발한 독특한 기능이다. 


우선 육안으로 확인 가능한 부분은 로봇의 이동 시간이 현격하게 단축됐다는 점이다. 
고속 이동을 위해 반드시 해결해야 하는 것이 진동제어인데, 낮은 속도의 진동제어보다 고속의 진동제어는 상대적으로 훨씬 어렵다. 
SPURT는 속도와 진동 제어 두 가지를 모두 업그레이드했다는 점을 보여주며, 기존에 판매된 로봇이라도 업그레이드가 가능하기 때문에 해당 기종을 사용하는 경우 쉽게 SPURT 기능을 사용할 수 있다. 

 

THL500을 이용해 자동 가·감속 조정이 가능한 ‘SPURT’ 기능을 선보였다.

 

고속·고정도 소형 스카라 로봇 ‘THE400’
최근 전자 부품 및 스마트폰 등의 시장에서 요구되는 스카라 로봇의 덕목 중 하나는 가격경쟁력이다. 이 분야의 장비 가격이 지속적으로 하락하는 상황에서, 국내 스카라 로봇 시장에서는 한·중·일 메이커들이 경쟁을 하고 있다.  
특히 중국 메이커의 경우 ‘1+1’이라는 우스갯소리가 나올 정도로 가격을 무기로 앞세우고 있는 상황이다.  


도시바기계는 이에 대한 대안으로 가격경쟁력을 확보하면서도 고속 동작을 실현하는데 방점을 뒀다. 이는 한 대의 로봇이 한 대의 장비에 대응한다는 콘셉트를 벗어나, 2대 또는 그 이상의 장비 사이에서 핸들링할 수 있도록 함으로써 경제성을 확보하거나, 또는 한 대의 로봇이 한 대의 장비에서 핸들링 작업을 할 경우 기존 설계 콘셉트를 변형해 단위 시간당 생산량을 증가시키는 것을 목적으로 한다. 
이번 솔루션페어에서 소개된 스카라 로봇 THE400은 이러한 특징이 반영됐다. 이날 행사에서 도시바기계는 THE400 두 대를 이용해 참관객들의 초상화를 그려주는 어플리케이션을 선보임으로써 스카라 로봇의 고속 동작을 시연했다. 


한편 도시바기계는 로봇, 제어기뿐만 아니라 비전 부문에서도 많은 공을 들이고 있다. 이는 3D비전 시스템 개발과 무료 비전켈리브레이션 기능 공급 등에서 알 수 있는데, 이번 THE400 드로잉 어플리케이션에서는 고속 동작에 더해 도시바기계의 비전에 대한 관심을 엿볼 수 있었다. 산업용 비전이 아닌 일반적인 DSLR로 인물을 촬영하면, 해당 이미지의 외곽선과 특징을 추출해 2대의 THE400이 초상화를 그려주는 방식이었는데, 한 대는 인물을, 또 다른 한 대는 도시바기계 로고와 사명을 그리는 방식으로 업무를 분담했다. 이 같은 어플리케이션은 제조용 로봇이 보다 다양한 분야로 확장될 수 있는 여지를 보여준다. 

 

2대의 THE400을 이용한 초상화 드로잉

 

3D 비전을 이용한 빈피킹 ‘TsvISION+TVL500’
제품의 형상이 다양해지면서 2D비전으로 해결이 힘든 분야가 증가하고 있다. 2D비전으로 대응하기 어려운 분야는 사람의 작업 영역으로 분류됐으나, 노동시간 제한, 최저임금 인상 등 노동자 수급이 어려워지면서 이를 대체하기 위한 3D비전의 수요가 급격하게 증가하고 있다. 


최영수 대표이사는 “3D비전을 이용한 빈피킹 분야는 적어도 제조용 로봇 증가세 대비 2배 이상의 증가가 예상되는 분야”라며 “3D비전의 가격을 결정함에 있어 중요한 요소는 비전 소프트웨어이다. 도시바기계는 천만 원 단위를 호가하는 3D비전 시스템의 가격을 낮추고 로봇을 중심으로 공급 시장을 확장하기 위해 몇 해 전부터 3D비전과 로봇을 일체화한 솔루션을 제공하고 있다.”라고 설명했다.  
도시바기계가 제안하는 솔루션에는 별도의 도면 없이도 다양한 형상의 제품을 등록할 수 있고, 박스의 크기와 깊이를 스스로 판단해 충돌을 회피할 수 있는 충돌 방지 기능도 탑재되어 있다. 


앞서 2017년도 솔루션페어에서는 두 가지의 데모가 공개됐는데, 하나는 자동차 부품 핸들링이었고, 다른 하나는 파이프를 정렬하는 작업이었다. 도시바기계는 기존 2D비전에서도 비전 캘리브레이션 등 일반적인 비전 대비 우수한 가성비로 안정적인 시스템을 구축할 수 있는 기능을 제공해왔었는데, 이번 3D비전 분야에서는 보다 탁월한 솔루션을 제공함으로써 안정적이고, 저렴한 3D비전 어플리케이션을 구축할 수 있음을 알렸다. 

 

도시바의 TsvISION을 이용한 빈피킹 어플리케이션

 

천장형 6축 수직다관절로봇과 가공기
CNC 장비는 지금도 대부분 작업자가 장비 근처에서 조작하거나, 제품의 로딩/언로딩을 하고 있다. 마치 바둑판처럼 장비와 사람이 정렬된 상태에서 작업을 하는 경우가 많았으나, 최근 중국, 베트남 등에 설립된 공장에서 자동화가 빠르게 진행되고 있는 분야이기도 하다. 


과거 설비 투자에 있어 가장 중요한 요소는 ROI였으나 현재 우선순위에서 많이 낮아진 분위기다. 최근에는 작업자 및 숙련공을 구할 수 있는가, 숙련공을 얼마나 오랫동안 근속시킬 수 있을 것인가, 새로운 제품에 대해 얼마나 빠르게 작업자의 숙련도를 높일 것인가 등이 중요한 요소로 부상하고 있다. 속도 전쟁의 시대에서 인간과 자동화 시스템 중 어떤 것이 기업의 생존을 가능하게 할 것인가로 가치가 바뀌고 있는 것이다. 


도시바기계의 6축 수직다관절로봇은 TV, TVL, TVM 시리즈의 3가지 종류로 구분되며, 페이로드 3~20㎏, 암 길이(Arm Length)는 500~1,500㎜까지 다양하게 구성돼 있다. 전자 부품 시장과 디스플레이, 자동차 부품 시장까지 다양한 어플리케이션에 대응되도록 로봇을 제공하고 있으며, 이번 솔루션페어에서 소개된 천장형 6축 수직다관절로봇이 접목된 가공기는 최근 자동화가 빠르게 진행되고 있는 CNC 장비 자동화 분야를 예로 들어 자사의 다양한 로봇들로 로봇 자동화에 대응이 가능함을 보여줬다.  

 

천장형 6축 수직다관절로봇을 이용한 가공기 로딩/언로딩

 

사전에 검증한다 ‘TsAssist’
장비 설계자에게 있어 가장 궁금한 부분은 자신의 설계대로 시스템을 구축했을 때 발생되는 문제가 없을 것인가에 대한 부분일 것이다. 
TsAssist는 설계된 3D도면을 기반으로 제품 제작 이전에 시뮬레이션을 실시, 설계의 상태를 점검하고 문제의 가능성을 미리 확인하며, 실제 동작 시간 산출 및 고객사 프리젠테이션을 위한 동영상 등을 제작할 수도 있다. 
또한 비전의 여러 기능 중 2D비전의 비전 캘리브레이션 등의 기능을 사용할 수 있고, 오프라인 상태에서 시뮬레이션으로 검증한 내용을 온라인 상태로 모니터링할 수도 있어 유용한 검증 수단으로 활용 가능하다. 

 

TsAssist 시연

 

다양한 기회 제공
이번 2018 도시바기계 솔루션페어에는 3일간 약 6,000여 명의 제조업 관계자들이 방문했다. 특히 도시바기계 관계사 전시와 외부에 공개되지 않던 도시바기계의 솔루션 및 제조 현장을 세세하게 눈에 담을 수 있었다는 점, 로봇뿐만 아니라 제어기, 공작기계, 사출·압출성형기, 다이캐스팅 장비, 나노가공기 등 주요 제조업 전반에 적용되는 장비들을 한자리에서 살펴볼 수 있었다는 점은 일반적인 전시회와는 또 다른 경험을 제공했다. 
한편 2019년 도시바기계 솔루션페어는 명년 5월 둘째 주 목요일부터 토요일까지 진행될 예정이다.
 

김지연 기자
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