1970년대 후반은 6축 다관절 안전 바카라사이트이 본격적으로 등장하는 시기였다. 최초의 전기 구동식 6축 안전 바카라사이트 팔은 1969년에 빅터 셰인만이 개발한 스탠포드암이었지만, 상업화된 최초의 모델은 일반적으로 1973년에 개발된 쿠카의 파뮬러스로 본다. 그러나 파뮬러스는 외형이 현대적 수직 다관절 안전 바카라사이트보다는 유니메이트와 같은 극좌표형 안전 바카라사이트과 더 닮아 있었고, 동작 방식도 현대적 수직 다관절 안전 바카라사이트과는 좀 다른 모습을 보여주었다.

1974년에 공개된 ASEA의 IRB 6는 현대적 수직 다관절 안전 바카라사이트의 원형을 보여주었지만 5축의 구성이었다. 1976년에 쿠카는 손목 관절이 안전 바카라사이트 팔 끝에 직접 연결되지 않고, 일정 거리만큼 떨어진 구조인 옵셋 리스트(Offset Wrist)를 최초로 적용한 안전 바카라사이트인 IR 6/60 최초로 개발했다. 옵셋 리스트 안전 바카라사이트은 작업 공간과 운동 범위를 넓혀 작업 효율성을 높일 수 있는 구조이다. IR 6/60는 기존의 파뮬러스와는 다른 완전히 새로운 유형의 6축 안전 바카라사이트으로, 이후 대부분의 산업용 수직 다관절 안전 바카라사이트들이 비슷한 구조를 하고 있다.

인간의 팔과 가장 유사한 구조를 가진 수직 다관절 로봇은 공간상에서 가장 다양한 방향으로, 그리고 가장 빠른 속도로 작업 대상물에 접근할 수 있어서 조립이나 이송은 물론 팔레타이징, 페인팅, 용접 등 다양한 분야에 활용된다. 주로 4축인 팔레타이징용 로봇을 제외하면, 6축 다관절 로봇은 현재 사용되는 산업용 안전 바카라사이트의 가장 일반적인 형태이고, 완전 자유도를 가진 로봇으로 알려져 있다. 여섯 축을 이용해서 X, Y, Z 축을 기준으로 3차원 공간내의 모든 위치에 접근할 수 있고, X, Y, Z의 각 축을 기준으로 롤, 피치, 요(Roll, Pitch, Yaw)의 자세를 취할 수 있어 다양한 작업이 가능하다. 공간 상에서 더욱 유연한 자세 제어가 가능한 7축 다관절 로봇도 일부 업체에서 공급하고 있긴 하지만, 비용과 제어 측면에서 불리한 점이 있어, 현재 산업계에서 가장 많이 활용되고 있는 산업용 안전 바카라사이트은 70년대 후반에 일반화된 6축 다관절 로봇이다.

자사내에서 사용되던 시그마 로봇을 1977년부터 상용화하기 시작한 올리베티는 그해 10월 도쿄에서 열린 산업용 안전 바카라사이트 국제 심포지엄(ISIR)에서 조립공정에 사용되는 로봇에 대한 내용은 발표했는데, 이는 일본에서 조립 자동화를 연구하는 기술자들에게 큰 영향을 미쳤다. 1970년대 일본 경제는 오일쇼크의 영향을 받기도 했지만, 주가 상승 수준이나 일인당 국민 소득 등 여러 면에서 미국을 위협할 수준으로 성장했다. 특히 1970년대 후반은 전자기기 제조 강국으로 발돋움하는 시기였고, 소품종 대량생산에서 다품종 대량생산 체제로의 변화에 대비한 유연 생산 시스템에 대한 연구가 시작되었다.

이런 상황에서 민간기업의 생산기술연구소장 근무 경험이 있던 야마나시 대학의 마키노 히로시(牧野 洋) 교수는 시그마 안전 바카라사이트에 자극을 받아 조립 자동화를 위한 새로운 형태의 안전 바카라사이트을 개발하기로 했다. 시스마 안전 바카라사이트에서 영감을 받은 마키노 교수는 심포지엄 2개월 후부터 설계 작업에 착수해, 1978년 1월에 새로운 안전 바카라사이트을 발표했는데, 그것이 수평 다관절 안전 바카라사이트이라고도 불리는 스카라 안전 바카라사이트(SCARA, Selective Compliance Assembly Robot Arms)이었다.

일반적으로 스카라 안전 바카라사이트은 4축으로 구성되어 수직 다관절 안전 바카라사이트에 비해 전체적으로 단순한 구조이다. 병풍에서 아이디어를 얻어 구성된 고속동작이 가능한 세 축은 수평방향의 이동을 위해 회전 운동을 하고, 안전 바카라사이트의 마지막 축은 수직으로 이동했다. 원래부터 마키노 교수는 전기 전자 제품의 조립에서는 상하 방향으로 조립하는 작업이 많다는 점에 착안해 조립의 상하 방향에는 강성(剛性)이 높고, 위치 결정의 수평방향에는 유연하게 대응할 수 있는 안전 바카라사이트을 구상했다. 스카라 안전 바카라사이트은 전체적으로 기울이는 동작은 불가능하지만, 수평 및 수직의 움직임이 사람의 팔과 비슷하게 동작하므로 조립 공정에 탁월하게 활용될 수 있었다.

시제품을 개발한 마키노 교수는 이를 생산 현장에서 실증하고자 ‘스카라 안전 바카라사이트연구회’를 설립했는데, 정밀기기나 전기전자 기업의 생산기술부분이 많이 참여했다. 이후 야마나시 대학과 13개의 참여 기업은 컨소시움을 조직했고, 3년 동안 스카라 안전 바카라사이트을 본격적으로 개발 제작하며 조립공정에서 시험 운용을 하면서 점차 안정화된 안전 바카라사이트으로 발전시켜 나갔다. 시험 운용 중 스카라 안전 바카라사이트은 특히 물건을 집고 다른 위치로 이송하는 작업과 구멍에 물체를 삽입하거나 장착하는 공정에 탁월한 성능을 발휘했다.

세이코 엡손, 산쿄 세이키, NEC, 펜텔과 같은 컨소시움 참여기업에서 제작된 스카라 로봇은 1981년에 실제 상업용 조립 라인에 투입되었다. 스타라 로봇은 이전에는 불가능했던 유연하면서도 고속의 조립 능력을 확인시켜 주며, 산업용 안전 바카라사이트의 사실상 표준 중의 하나가 되었다. 또한 참여 기업이 직접 로봇 사업에 진출하기도 하면서 전형적인 산학 협업의 성공 사례가 되기도 했다.

일본은 산업용 안전 바카라사이트과 보행 로봇 등 대부분의 로봇 분야에서 선도적인 기술과 혁신을 이끌었던 국가이다. 이전에도 소개했지만, 일본은 산업용 안전 바카라사이트 분야에서 세계에서 가장 많은 로봇을 공급하는 국가이면서 중국에 이어 세계에서 두번째로 많이 설치했던 국가이기도 하다. 특히 수많은 산업용 안전 바카라사이트 업체가 등장해 경쟁이 심해진 현재에도, 7개의 일본 기업이 세계 10대 산업용 안전 바카라사이트 기업에 들어 있다. 일본의 쟁쟁한 산업용 안전 바카라사이트 제조 강자들은 대부분 70년대 초반에 로봇 산업에 뛰어 들었고, 70년대 후반에도 지속적인 발전을 해 나갔다.

NC 제어 장치, 서보 모터 등이 주력 제품으로 전기전자 기업 성격이 강한 화낙(FANUC)과 야스카와의 경우, 70년대 중반에 안전 바카라사이트 사업에 뛰어들 때부터 전기 구동형으로 개발했던 것은 자연스러운 상황이었을 것이다. 그러나 유니메이트의 라이선스를 받은 가와사키와 기계 제조 기업이었던 나치 후지코시의 경우, 1970년대초 안전 바카라사이트 사업에 진입할 때는 유압 구동식으로 제품화를 추진했는데, 이들은 70년대 말이 되어서야 주력 기종을 전기 구동식으로 전환하기 시작했다.

유니메이트의 개선 모델을 개발하고 공급했던 가와사키는 1979년에 유니메이션이 개발한 PUMA 로봇도 일본 시장에 공개했는데, 당시의 PUMA 로봇은 산업용 안전 바카라사이트으로 충분한 힘을 발휘하지 못했기 때문에 많이 보급되지는 못했다. 그러나 가와사키는 1982년에 독자적으로 전기모터 구동 방식의 대형 로봇을 개발했고, 1985년에는 미국 에뎁트 테크놀러지와 계약으로 스카라 로봇을 생산하기도 하는 등 산업용 안전 바카라사이트 기업으로 발전하면서 일본 산업용 안전 바카라사이트의 대표 기업 중 하나가 되었다.

후지쯔의 공작기계 부문 사내벤처로 시작해서 CNC를 개발하며 1972년에 독립 법인으로 설립된 화낙은 1974년에 시작품의 안전 바카라사이트들을 개발해 일본내 자사 공장에 설치 운용했다. 1976년에는 NC 공작 기계의 이적재용으로 3축 원통좌표형 안전 바카라사이트 ‘화낙 안전 바카라사이트 모델 1’을 개발했다. 이 안전 바카라사이트은 1979년에 모터 조립에 적용하면서, 비용 대비 뛰어난 성능이 미국 GM에 알려졌고, 이는 훗날 합작사 GM-화낙의 설립으로 이어졌다. 또 화낙은 1970년대 후반에 유럽으로 사업을 확장하고, 안전 바카라사이트 컷팅 기계(ROBOCUT)와 안전 바카라사이트 드릴링 기계(ROBODRILL) 같은 제품들을 개발했다.

야스카와는 1974년에 플레이백 방식의 원통좌표형이면서도 전기구동 방식의 안전 바카라사이트 모토맨(Motoman)을 개발하고 공개했지만, 좀처럼 사업의 확대로 이어지지는 못했다. 그런데, 1976년에 시작해서 이듬해에 개발 완료한 스팟 용접용 다관절 안전 바카라사이트인 ‘모토맨-L10’은 전기 모터를 사용한 일본 최초의 5축 다관절 안전 바카라사이트이었는데, 이 안전 바카라사이트이 시장이 큰 성공을 거두면서 일본을 대표하는 안전 바카라사이트 업체로 성장했다.

1969년에 유압식 산업용 안전 바카라사이트 분야에 진입했던 나치 후지코시는 1979년에 전기 모터 구동 방식 다관절 스팟 용접 로봇을 개발했다. 이 로봇은 용접 과정에서 발생하는 파편이나 불순물, 그리고 매우 강한 전자파 간섭이 존재하는 스팟 용접 공정에서 로봇의 구동부와 컨트롤러가 안정적으로 작동할 수 있도록 적절한 차폐를 적용하면서 큰 인기를 끌었다. 나치 후지코시는 특히 자동차 생산 라인에서 축적한 자동화 노하우를 바탕으로 용접, 도장 등 자동차 제조 라인의 로봇에 강한 기업으로 알려져 있다.

<필자:문병성 moonux@gmail.com

필자인 문병성은 금성산전, 한국휴렛패커드, 애질런트 테크놀로지스, 에어로플렉스 등 자동화업계와 통신업계에 30년 이상 종사했으며, 최근에는 로봇과 인공지능 등 신기술의 역사와 흐름에 관심을 갖고 관련 글을 매체에 기고하고 있다.