문병성의 바카라사이트 뱃무브 역사 이야기(60)
기하학적 구조나 동력원과 같은 산업용 바카라사이트 뱃무브의 기본 기술들은 대부분 60년대와 70년대에 탄생되었고, 새로운 형태의 산업용 바카라사이트 뱃무브도 1978년에 개발된 수평 다관절 로봇인 스카라 로봇이후 등장하지는 않았다. 그런데, 1990년대의 산업용 바카라사이트 뱃무브 발전에서 가장 눈에 띄는 사건은, 1992년 병렬 로봇의 한 종류인 델타 로봇(Delta Robot)이 상용화된 것이다.
이전까지 대부분의 산업용 바카라사이트 뱃무브들은 다양한 구조적 차이에도 불구하고 로봇의 베이스에서 끝단까지 관절의 연결이 직렬로 연결되어 있는 직렬형 로봇이었다. 이와 대비되는 병렬 로봇은 로봇의 베이스와 끝단이 병렬 형태로 구성된 로봇이다. 이런 병렬형 구조로 1960년대에 개발된 스튜어트 플랫폼이 있는데, 이는 주로 비행 시뮬레이터와 같은 모션 시뮬레이터용으로 사용되고 있었다. 일반적으로 델타 로봇은 스튜어트 플랫폼 기반으로 개발되고 개량되었다고 보지만, 개발자인 클라벨 교수는 아내의 뜨개질 모습을 보다가 로봇의 구조를 고안했다고 주장했다.
병렬 로봇의 일종으로 가장 대표적인 산업용 바카라사이트 뱃무브인 델타 로봇은 거미를 닮은 외형 때문에 거미형 로봇(Spider Robot)이라고 부르기도 하는데, 스튜어트 플랫폼과 달리 최종 끝단의 방향이 고정되도록 3개의 팔로 구성되어 있다. 델타 로봇은 로봇 무게의 대부분을 차지하는 구동부가 상단에 배치되어, 다른 로봇들과 달리 작업영역의 상부에 로봇이 설치되어야 하는데, 가벼워진 로봇 팔로 높은 정밀도에 빠른 속도를 제공하는 장점이 있지만, 적재 하중이 낮다는 단점도 있다. 그래서 중량이 가벼운 작은 물체를 고속으로 집고, 이동하는 작업에 가장 적한 로봇이기도 하다.
사실 델타 바카라사이트 뱃무브이 처음 개발된 것은 그보다 앞선 1985년이었다. 스위스의 로잔연방공과대학교(EPFL, L 'éole Polytechnique Fédérale de Lausanne)에서 바카라사이트 뱃무브공학 및 마이크로 엔지니어링을 가르치던 레이몬드 클라벨(Reymond Clavel) 교수는 초콜릿 공장을 방문하고 온 조교의 제안으로 바카라사이트 뱃무브을 개발했다. 그것은 여러가지 속재료에 초콜릿을 입혀 한입 크기로 만든 초콜릿인, 초콜릿 프랄린을 고속으로 포장할 수 있는 바카라사이트 뱃무브이었다.
초콜릿 프랄린은 무게가 10g정도에 불과했기 때문에새로운 바카라사이트 뱃무브은 경량 팔을 이용한 가볍고 빠른 바카라사이트 뱃무브을 개발하는 것으로 목표로 했고, 그래서 기존 바카라사이트 뱃무브과는 다른 구조가 필요했다. 클라벨은 병진 운동을 하는 세개의 팔과 회전을 하는 한 개의 축으로 구성된 델타 바카라사이트 뱃무브에 관한 특허를 1985년 인정받았고, 지속적인 개선과 개발로 총 36개의 델타 바카라사이트 뱃무브관련 특허를 보유하게 되었다.
그런데 클라벨의 기대와 달리 산업계는 델타 바카라사이트 뱃무브에 호의적이지 않았다. 우산 같아 보이는 외관 형태에 당황하기도 했지만, 가장 큰 우려는 견고해 보이지 않는 바카라사이트 뱃무브의 경량 구조 때문이었다. 당시까지도 바카라사이트 뱃무브 산업계의 주된 수요처는 자동차 산업이었고, 자동차 조립이나 용접용으로 사용하기에 델타 바카라사이트 뱃무브은 너무 약하게 보였기 때문이다.
델타 바카라사이트 뱃무브에 관심을 갖고 상용화를 처음 시도한 회사는 스위스의 드모렉스(Demaurex)이다. 마크 올리비에 드모렉스와 파스칼 드모렉스형제가 1983년에 설립한 드모렉스는 1987년에 클라벨로부터 라이선스를 넘겨 받고 델타 바카라사이트 뱃무브을 상용화해, 포장 산업에 적용하는 새로운 시장을 개척하려 했는데 1992년에야 상용화에 성공했다.
드모렉스의 첫 델타 바카라사이트 뱃무브은 식품 공장에 설치되었고, 바카라사이트 뱃무브 6대가 작업 셀 내부에서 프레첼을 트레이에 적재하는 작업을 성공적으로 수행했다. 이후 드모렉스는 주로 식품 시장을 타겟으로 초코릿, 프레첼 등의 포장 작업용 바카라사이트 뱃무브으로 공급하면서, 다양한 응용 프로그램을 함께 공급했는데, 전세계에 500여대를 공급하며 성공적으로 사업을 진행했다. 델타 바카라사이트 뱃무브의 성공은 바카라사이트 뱃무브 설계에서 고전적인 직렬형 운동이 아닌 병렬형 운동학에 대한 관심을 불러 일으켰고, 동시에 고속으로 작업이 가능한 경량형 바카라사이트 뱃무브에 대한 연구로 이어지기도 했다.
1996년에 드모렉스는 EPFL로부터 델타 바카라사이트 뱃무브에 대한 특허를 완전히 이전 받았지만, 그전에 이미 클라벨과 EPFL이 일부 델타 바카라사이트 뱃무브의 특허를 판매했기 때문에드모렉스만이 델타 바카라사이트 뱃무브을 생산할 수 있었던 것은 아니었다.
일본 히타치도 드모렉스로부터 라이센스를 받아 델타 바카라사이트 뱃무브을 생산해오고 있었으며, 일부 기업들의 대형 델타 바카라사이트 뱃무브이 수술실이나 전자 제품 조립 산업에 사용되기도 했다. ABB는 1998년에 초당 10미터의 이동 속도를 가진 초고속 델타 바카라사이트 뱃무브 플렉스피커(FlexPicker)를 공개해 세계에서 가장 빠른 피킹 바카라사이트 뱃무브으로 알려졌다. 대부분의 델타 바카라사이트 뱃무브 관련 특허가 2006년과 2007년에 만료되면서, 많은 바카라사이트 뱃무브 제조 업체들이 델타 바카라사이트 뱃무브 시장에 뛰어 들었다. 그러면서 델타 바카라사이트 뱃무브의 활용처도 식품, 의료에서 시계조립, 전자제품 조립, 반도체 제조, 제약 등 다양한 분야로 확대되었고, 부품 실장, 물체 피킹, 포장 등의 용도로 널리 활용되고 있다.
후기 모델에는 트랜지스터가 사용되었지만, 유니메이트의 초기 제품은 진공관 회로와 드볼이 개발한 자기 드럼 기록 시스템을 바카라사이트 뱃무브 프로그래밍과 제어용 컨트롤러로 사용했다. 버새트란은 패치코드라 불리는 와이어 연결 제어판과 자기 테이프를 컨트롤러로 사용해 바카라사이트 뱃무브 크기 만큼이나 제어부의 크기도 만만치 않았다.
한편 60년대 후반, 연구실에서 개발되던 민스키 암이나 스탠포드 암은 PDP 컴퓨터를 컨트롤러로 사용했다. PDP 컴퓨터는 이전의 컨트롤러보다 훨씬 빠른 속도로 제어가 가능하고, 프로그램 능력도 뛰어났지만, 무게가 600킬로그램에서 800킬로그램까지 나가는 관계로, 산업 현장에 적용하기는 쉽지 않았다. 70년대 중반에 들어서면서, ASEA의 IRB 6와 히타치의 미스터 아로스(Mr. AROS)가 최초로 마이크로프로세서를 바카라사이트 뱃무브 컨트롤러로 사용했고, 신시내티 밀라크론의 T3 바카라사이트 뱃무브이 최초로 미니 컴퓨터를 컨트롤러로 채택했다. 현대의 바카라사이트 뱃무브 컨트롤러는 대부분 PC를 기반으로 하지만, 흔히 알고 있는 PC 형태가 아닌 바카라사이트 뱃무브 컨트롤 캐비닛의 형태로 제공되고 있다.
일반적으로 산업용 바카라사이트 뱃무브은 로봇 팔, 컨트롤 캐비닛 그리고 티칭 펜던트가 하나의 세트로 구성되어 있으므로, 각각의 로봇 컨트롤러는 그에 해당되는 하나의 로봇을 제어하는 용도로 사용되어져 왔다. 그런데 1994년에 야스카와 모토맨이 발표한 컨트롤러 MRC로 인해 그런 개념도 달라졌다.
일반 데스크 탑 PC에서 바카라사이트 뱃무브 프로그램을 편집하고, 21개의 축을 동시에 제어할 수 있는 모토맨의 혁신적인 컨트롤러 MRC는최대 두 대의 바카라사이트 뱃무브을 동기화해 제어할 수 있는 최초의 제어 시스템이었다. 모토맨은 1998년에는 최대 27개의 축을 제어하고, 3~4대의 바카라사이트 뱃무브을 동기화해서 제어할 수 있는 XRC 컨트롤러를 공개하기도 했다. 2000년대 들어서도 모토맨의 제어시스템은 지속적인 발전을 이루어 갔는데, 2004년에는 38축을 동시에 제어하며, 4개의 바카라사이트 뱃무브을 동기화해 제어할 수 있는 컨트롤러를, 2009년에는 72개의 축과 8대의 바카라사이트 뱃무브을 동기화하여, 바카라사이트 뱃무브간의 간섭이나 충돌을 방지하며 제어할 수 있는 컨트롤러를 공개하기도 했다.
쿠카는 1996년에 PC 기반의 로봇 컨트롤러 PC-KR C1을 공개했는데, 사용자들이 익숙한 윈도우 95 운영체제 환경과 6차원 마우스 조작기를 적용해 사용자 친화적인 제어 시스템이었다고 평가를 받았다. 또 3년후인 1999년에는 인터넷을 통해 원격으로 로봇을 진단하고 모니터링 하는 시스템을 선보이기도 했다. 이렇게 90년대에는 점차 개방형 아키텍처와 PC 기반의 컨트롤러가 도입되기 시작했는데, 이는 로봇 프로그래밍의 유연성을 높이고, 다른 시스템과의 연동을 용이하게 만들어 주었다. 또한 필드버스(Fieldbus)와 같은 산업용 네트워크 기술이 로봇 시스템에 적용되기 시작하면서 공장 내 다른 설비나 상위 제어 시스템과 데이터를 주고받으며 통합적으로 운영될 수 있도록 해주었다.
<필자:문병성moonux@gmail.com
필자인문병성은금성산전,한국휴렛패커드,애질런트테크놀로지스,에어로플렉스등자동화업계와통신업계에30년이상종사했으며,최근에는로봇과인공지능등신기술의역사와흐름에관심을갖고관련글을매체에기고하고있다.