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(주)오토라트, 삼성전기에 무인운반차 5대 납품한국생산기술연구원 기술 지원으로 제품화 성공
생기원 조한철 박사가 ㈜오토라트의 무인운반차를 살펴보고 있다.                               <사진 제공 : 한국생산기술연구원>

한국생산기술연구원(원장 직무대행 이상목, 이하 생기원)은 무인운반차 제조 전문기업인 ㈜오토라트가 무인운반차 5대를 삼성전기(주) 부산사업장에 납품했다고 15일 밝혔다.

무인운반차 시장은 일본과 독일, 미국, 스위스 등 해외 기업이 장악하고 있다. 정밀 작업이 주로 이루어지기 때문에 정지 정확도 등이 중요한데, 이를 국내 기술이 그동안 충족시키지 못했었다.

생기원은 ㈜오토라트로부터 무선 유도 방식의 무인운반차를 개발했지만, 정지 정확도가 ±25㎜ 수준으로 오차 범위가 넓고 해외 제품 대비 신뢰성이 떨어져 시장 진출에 어려움이 있다는 요청을 받고 기술 지원에 나섰다.

정지 정확도를 객관적으로 평가할 수 있는 척도와 체계화된 측정법도 없어 납품하더라도 AS 및 품질 관리에 어려움도 예상됐다.

생기원에서는 이 문제 해결을 위해 정밀제어 분야에서 독보적인 기술력을 갖춘 정밀가공제어그룹 조한철 박사 연구팀을 붙였다.

조 박사 연구팀은 기술 개발을 통해 정지 정확도 ±15㎜ 이내의 세계적인 성능을 확보하는데 성공했다.

연구팀은 이를 위해 차량 모터의 전기적 특성을 개선하는데 초점을 맞춰 속도, 부하율 등 20개 가량의 변수 값을 모터 관성 실시간 추정 실험을 통해 조정했다. 이후 그에 알맞은 구동 알고리즘을 적용해 정지 정확도를 향상시켰다.

또 차량이 정지 신호를 전달받고 정차한 위치의 평균값을 기준위치로 설정하고 기존의 수동 측정방식에 레이저 오차 측정법을 결합한 객관적 평가 시스템을 개발해 정지 정확도의 신뢰성을 검증했다.

기름이 많거나 방수포로 덮인 바닥 환경에서도 충분한 접지력을 가질 수 있도록 면적을 넓힌 휠(Wheel) 구조를 고안하고 미끄럼 방지 타이어를 채택해 제동 성능도 보완했다.

이 같은 기술지원을 토대로, ㈜오토라트는 지난 해 1월 삼성전기㈜ 부산사업장에 컨베이어용, 리프트용, 롤 이송용 등 3가지 유형의 자율주행 무인운반차 5대를 순차적으로 납품하는 데 성공했다.

한국생산기술연구원이 제품화 기술을 지원한 ㈜오토라트의 자율주행 무인운반차.

㈜오토라트는 납품 이후 1년간의 실제 운행 과정에서 정지 정확도와 신뢰성이 검증돼 삼성전기㈜로부터 추가 발주를 요청받은 상태다.

㈜오토라트 측은 “해외 제품과 비교해 충분한 가격 경쟁력을 갖추고 있고, 주문 제작을 통해 공정 상황에 맞은 크기의 차량을 공급할 수 있다”며 “AS 대응도 빠르다는 평가를 받았다”고 설명했다.

조한철 박사는 “독일, 일본 등이 장악하고 있는 무인 운반차 시장을 국내 중소기업이 진입해 장벽을 깬 것”이라며 “출연연이 중소기업 제품 개발을 지원해 기술 자립을 이룬 대표적인 성공사례로 꼽을 수 있을 것”이라고 말했다.

조 박사는 “무인운반차의 핵심인 정지 정확도 향상 분야에서 기술 국산화를 이뤄낸 만큼 자동차, 조선, 제철, 제지 등 다양한 국내 생산현장에 빠르게 보급될 것”으로 기대하며 “추후 무인운반차 위에 화물을 자동 적재할 수 있는 기능이 추가된 무인물류로봇 개발을 지원할 것”이라고 덧붙였다.

■ 무인운반차

스마트공장이 확산되면서 ‘무인운반차(AGV : Automated guided vehicle)’가 지게차와 컨베이어 시스템을 대체하고 있다.

무인운반차는 각종 화물을 지정된 노선을 따라 반복 운송하는 자율주행 차량이다. 작업자의 개입을 최소화해 사고 위험을 줄여주며 최소 50㎏부터 최대 10t까지의 무게를 한 번에 옮길 수 있어 운반 효율도 높다.

무인운반차는 차량 이동을 유도하는 원리에 따라 크게 유선과 무선 방식으로 나뉜다.

기존에는 바닥에 전기선을 매설해 이동을 유도하는 유선 방식이 사용됐지만, 최근 레이저 센서 기반의 무선 방식이 주로 보급되고 있다.

무선 방식은 선로가 필요 없어 시공비가 저렴하고 레이아웃 변경과 같은 공장 환경 변화에 더욱 유연하게 대응할 수 있기 때문이다.

반면 유선 방식보다 반응 속도가 느리고 위치 인식이 정밀하지 못해 정지 정확도가 충분히 확보되지 못할 경우 충돌 사고가 발생하거나 충전 장치에 제대로 접속되지 않을 가능성이 높다.

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

박희범 기자  snews@s-news.kr

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