[인더스트리뉴스 김관모 기자]한국생산기술연구원(원장 직무대행 이상목)이 무인운반차(이하 AGV: Automated guided vehicle) 제조 전문기업 오토라트에 AGV의 정지 정확도를 세계적 수준으로 향상시킬 수 있는 기술을 지원해 대기업 납품으로 이어지는 성과를 냈다. AGV의 국산 양산화의 가능성이 한층 높아진 셈이다.

AGV는 각종 화물을 지정된 노선을 따라 반복 운송하는 자율주행 차량으로, 유도 원리에 따라 무선과 유선으로 나뉜다. AGV는 작업자의 개입을 최소화해 사고 위험을 줄여주며, 최대 10t까지의 무게를 한 번에 옮길 수 있어서 운반 효율도 높다. 따라서 지게차나 컨베이어 시스템을 대체하는 차세대 산업용 로봇으로 각광받고 있다.

따라서 오토라트는 무선 유도 방식의 AGV 독자 개발에 주력했지만, 정지 정확도 기술라는 벽에 막혀있었다. 그동안 오토라트의 정지 정확도는 ±25㎜ 수준으로 오차 범위가 상당히 넓고 해외 제품 대비 신뢰성도 떨어진다는 지적이 있었다. 또한 정지 정확도를 객관적으로 평가할 수 있는 척도와 체계화된 측정법도 없어서 AS 및 품질 관리에도 어려움이 있었다.

이에 한국생산기술연구원 정밀가공제어그룹 조한철 박사 연구팀은 파트너기업 오토라트의 요청을 받아 기술개발에 착수, 정지 정확도 ±15㎜ 이내 수준을 달성해 세계적인 기술 경쟁력을 확보했다. 조원철 박사는 "삼성전기의 경우 고정밀을 요하는 작업장이 많기 때문에 정지 정확도의 기술력이 크게 요구돼왔었다"며 "다른 외국 제품들과의 경쟁력을 뚫고 오토라트가 AGV를 납품할 수 있었던 것은 그만큼 기술 경쟁력을 인정받은 사례"라고 설명했다.

구체적으로 연구팀은 우선 차량 모터의 전기적 특성 개선에 초점을 맞춰 속도, 부하율 등 20개가량의 변수 값을 모터 관성 실시간 추정 실험을 통해 조정한 다음 그에 알맞은 구동 알고리즘을 적용해 정지 정확도를 향상시켰다. 아울러 차량이 정지 신호를 전달받고 정차한 위치의 평균값을 기준위치로 설정하고 기존의 수동 측정방식에 레이저 오차 측정법을 결합한 객관적 평가 시스템을 개발해 정지 정확도의 신뢰성을 검증했다. 또한, 면적을 넓힌 휠(Wheel) 구조를 고안하고 미끄럼 방지 타이어를 채택해 기름이 많거나 방수포로 덮인 바닥 환경에서도 충분한 접지력을 가질 수 있도록 제동 성능도 보완했다.

조 박사는 "그동안 작업장에서 쓰는 AGV의 정지 정확도는 ±20~30mm가 대부분이어서 삼성전기 작업장에 쓰기 어려웠다"며 "이번 기술개발을 통해 수요업체의 니즈에 맞는 기술력을 갖추게됐다는 것은 크게 고무적인 일"이라고 밝혔다.

이를 통해서 오토라트는 지난 2019년 1월 삼성전기 부산사업장에 컨베이어용, 리프트용, 롤 이송용의 3가지 유형 자율주행 AGV 5대를 순차적으로 납품하는 데 성공했다. 지난 1년간 실제 운행 과정에서 신뢰성이 검증돼 삼성전기의 추가 발주도 이어지는 상황이다. 연구원은 "이는 일본, 독일, 미국, 스위스 등의 해외 업체가 장악하고 있는 AGV 시장에서 국내 중소기업이 진입장벽을 깨고 대기업에 납품해낸 기술자립 성공 사례"라고 평했다.

조 박사도 “AGV의 핵심인 정지 정확도 향상 분야에서 기술 국산화를 이뤄낸 만큼 자동차, 조선, 제철, 제지 등 다양한 국내 생산현장에 빠르게 보급될 것으로 기대”된다고 밝히며, “추후 AGV 위에 화물을 자동 적재할 수 있는 기능이 추가된 무인물류로봇 개발을 지원할 것”이라고 말했다.

한편 미국 시장조사업체 ‘마켓츠앤드마켓츠’가 2019년 발표한 자료에 따르면, 세계 AGV 시장은 연평균 약 7.8%로 성장해 2019년 20억 달러에서 2024년 29억 달러 규모에 이를 것으로 전망된다.

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