[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 100년 이상의 역사를 가진 ‘모터’는 일상생활에서부터 산업용까지 안쓰이는 곳이 없을 정도로 가장 기본이 되는 부품이자, 핵심 기술이다. 모터는 소형화, 고출력화, 최근 환경이슈에 따른 ‘고효율화’ 까지 반영하며 연구개발 및 발전을 거듭하고 있다. 특히 산업자동화, 즉 스마트팩토리 분야에서는 산업전반에 걸친 자동화흐름과 친환경 이슈 속 동력원으로서 모터의 활용도가 더욱 증가하고 있다.

글로벌 시장조사 전문기관의 조사에 따르면, 2023년까지 산업용 모터 관련 분야 시장은 약 150억 달러 우리돈 18조 870억원에 달할 것으로 추산된다. 또 다른 리서치에서는 2022년까지 AC모터, DC모터, 모션컨트롤러, 드라이브 등을 포함한 시장이 무려 228억 달러 우리 돈 27조 5,000억원에 이를 것으로 예상된다. 시장 확대 속에 기술 발전이 급격히 이뤄지면서 기술경쟁은 더욱 치열해질 것으로 예측된다.

고속생산, 장비의 컴팩트화 추세 속, 모터 사용 트렌드도 변화

최근 자동화 설비는 크게 컴팩트화, 고속화, 고정밀성 등을 요구하고 있다. 이에 모터 솔루션도 발맞춰 발전하고 있다. 고속생산 등을 구현하기 위해 스텝핑 모터는 BLDC 모터로, 소수의 대용량 BLDC 모터는 다수의 소용량 BLDC 모터로 교체되는 경향을 보였다. 좀더 유연하고 빠른 대응을 위한 것이다.

주목할만한 점은 산업에서 제품 싸이클이 단축되면서 제조장비의 수명도 단축되고 있었다. 그만큼 장비의 교체주기가 빨라진다는 뜻이다. 최근 외산 천하였던 서보드라이브 기술을 국산화해 양산체제에 돌입한 웰콘시스템즈의 박상덕 대표는 “완성품의 제품 싸이클이 단축되면서, 제조장비의 수명도 단축되고 있다”면서, “이에 생산업체에서는 고가성비를 추구하는 경향을 보이고 있다”고 밝혔다. 저가형 센서 등을 사용하고, 고성능 저가형 드라이브를 채택하는 식이다. 고가성비를 추구하는 이 같은 특징은 가장 기본제품인 모터, 서보모터, 드라이브 등에서 두드러지게 나타나고 있다.

IT 기술과의 융합, 모터도 예외없어

IT 기술의 발달로 통신, 인프라 영역이 크게 확대되면서 ‘연결성’도 강화되고 있다. 스마트팩토리의 가장 중요한 요소 가운데 하나도 바로 ‘연결성’이다. 산업별, 작업 유형에 따라 사물인터넷, 빅데이터 임베디드 소프트웨어, 클라우드 컴퓨팅, 인공지능, 머신러닝, VR/IR 등의 첨단 기술들이 융합되고 있다.

모터라고 예외가 아니다. 공장자동화를 넘어선 스마트공장, 스마트물류, 스마트빌딩 등 다양한 분야에 걸쳐 통신 기능을 갖춘 모터 및 관련 제품이 출시를 앞두고 있다. 특히 AGV, 협동로봇 등에 모터의 사용이 극대화되면서 관련 시장이 새롭게 확대되고 있다. 모터와 기어를 공급하며 제조, 물류, 자동화시장을 리딩하고 있는 브라더인터내셔널코리아도 AGV 관련 전용 모터 라인업을 확충하는 등 새로운 제품을 시장에 선보이고 있다. 브라더인터내셔널코리아의 AGV 전용 배터리 전원 타입 제품인 V시리즈는 현재 미국 대형 이커머스 업체에서 물류센터 내부 AGV에 채용돼 이미 사용되고 있다.

브라더인터내셔널코리아 GTR기업모터사업부 최정규 이사는 “일반 모터와는 다르게 전원선 없이 배터리(리튬 이온전지)로 구동할 수 있는 DC전원 타입 모터로, 12V, 24V, 48V등 고객 상황에 맞는 다양한 전압을 지원하고 펄스주파수 지령, PWM속도지령, 내부속도지령, 외부아날로그지령, 내장트리머지령 등 5가지 방법으로 속도 지령을 내릴 수 있다”고 설명했다. 한 업계 관계자는 “현재 현장에서 요구되는 모터는 다양한 움직임을 보여줘야 한다”면서, “통신 기술을 활용해 데이터를 주고받는 것도 필수로 자리 잡을 것”이라고 예측했다.

협동로봇, AGV 등 모터 활용도 증가

최근 스마트팩토리 시장의 화두를 꼽는다면 협동로봇과 무인운송로봇(AGV)을 꼽을 수 있다. 먼저 협동로봇 시장은 세계적으로도 급성장을 예고하고 있다. 글로벌 시장조사 및 컨설팅 기관인 프로스트앤드설리번의 ‘글로벌 산업용 로봇시장 분석 보고서(global industrial robotics market)’에 따르면, 2020년 222억 달러 규모를 기록한 글로벌 산업용 로봇시장은 2024년에는 383억 달러에 달할 것으로 전망된다.

특히 한국과 중국, 일본을 필두로 아시아 태평양 산업용 로봇시장 규모가 2024년에 250억 8,000만 달러에 달할 것으로 예측되면서, 앞으로도 아시아 태평양 지역이 글로벌 시장 성장을 주도할 것으로 전망했다. 코로나19 사태로 언택트가 일상이 되면서 물류시장도 큰 호황을 맞고 있다. 이에 무인운송로봇(AGV)이 전세계적으로 속속 도입되고 있다.

여기에서도 모터의 역할은 중요하다. 다만 로봇팔이나 움직이는 운송로봇에 사용되는 모터이기에 성능은 물론, 소형화·설계의 편의성 등이 강조되고 있다. 기업들은 ‘커스터마이징’을 강조하고 있다.

앞서 소개한 브라더인터내셔널코리아의 AGV 전용 ‘V시리즈’는 ‘사용환경에 따른 대응력’이 강점이다. 브라더인터내셔널코리아 최정규 이사는 “V시리즈 및 GTR기어모터의 최대 강점은 취부 선택을 자유롭게 할 수 있어서 설계가 용이하다는 것”이라며, “특히 동심중공축 타입은 AGV의 구동축(WHEEL)과 직결로 연결이 가능해 커플링 등의 추가 부속품이 필요하지 않아서 비용이 절감되고 추가로 내부 공간을 확보할 수 있어서 좀 더 완성도 높은 모습의 AGV 제품을 제작할 수 있다”고 설명했다. 물류공장 환경 맞는 AGV 제작이 가능하다는 뜻이다.

웰콘시스템즈도 ‘커스터마이징’을 강조하고 있다. 박상덕 대표는 “하드웨어적으로 기업이 원하는 맞춤형 사이즈로도 제작이 가능하다”면서, “구체적으로 커넥터 연결위치, IO 접점수 추가 등까지 대응할 수 있다. 드라이브 일체형 모터 개발도 가능하다”고 밝혔다. 실제 웰콘시스템즈는 맞춤형 모터 솔루션으로 다양한 협업을 진행했다. 전철마다 출입구가 달라 위아래로 움직일 수밖에 없는 불가리아의 지하철 스크린도어의 움직임 구현에 성공했고, 중국 로봇제작 업체와는 로봇의 조인트 드라이브를 커스터마이징해 제작했다.

산업용 모터 솔루션, ‘커스터마이징’ 시대 돌입

AI, 5G, 클라우드 등 화려한 4차산업혁명 관련 최신기술의 향연속에 산업용 모터도 의미있는 변화의 물결속에 있는 모양새다. 모터 자체의 기술발전은 물론 IT기술과의 융합으로 새로운 국면을 맞이하고 있다. 소형화되면서도 제어가 가능해진 모터는 상상속 자동화 기술을 구현할 수 있게 하고 있다. 범용 모터와 호환되는 전용 솔루션을 사야만 하는 시대는 저물어가고 있다.

글로벌 모터 제조사도 유연성과 확장성, 설계의 편의성을 강조하고 있고, 어느새 숙성된 기술을 가진 국내 한 기업은 커스터마이징화 가능한 기술을 시장에 선보였다. 실제 인더스트리뉴스가 지난 한달 산업용 모터 시장조사 결과에 따르면, 수요기업들도 더 이상 ‘브랜드’에 연연하지 않는 것으로 나타났다. 수요기업들은 ‘성능(42.7&)’, ‘안정성(21.3%)’, ‘가격(12%)’ 순으로 선택의 가중치를 뒀고, 브랜드는 5.3%만이 선택해, 후순위로 밀려나 있었다. 모터 및 감속기 공급기업의 기술수준이 일정 수준에 올라 상향평준화된 것으로 해석된다.

“제조사별로 다양한 솔루션이 없다”는 의견도 나와 ‘범용모터 솔루션’의 한계도 지적됐다. IT 기술 등 제어기술의 발달과 스마트팩토리화가 소품종 대량생산의 생산 트렌드를 다품종 대량생산 등으로 바꿔나가면서, 본격 산업용 모터 솔루션의 ‘커스터마이징’ 시대가 도래한 것으로 보인다.

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