지난해 12월, 서울 여의도 콘래드 호텔에서 열린 `제17회 공작기계인의 날` 행사에 앞서 「제9회 대학생 공작기계 창의 아이디어 공모전」 수상작품 전시 발표가 열린 가운데 서울과학기술대학교 기계시스템공학과의 델타포스팀(지도교수 김성환)의 `틸팅 스테이지를 활용한 다축 델타 로봇(사진)`이 이날 모인 수많은 업계 관계자의 관심을 모았다.

이날 최우수상을 수상하며 한국생산기술연구원장 표창을 받은 델타포스팀의 김성환 지도교수, 남지인 학생을 만났다. 

Q. 이번 수상 기술인 ‘틸팅 스테이지를 활용한 다축 델타 로봇’에 대해 소개 부탁 드립니다. 
(김성환 교수) 이번 작품은 '기울어지면서 직선 이송'되는 작업물을 나아가면서 나사 조립하는 로봇입니다. 보통은 나사를 체결한 후 이송하는 방식인데 이송과 조립을 동시에 진행토록 한 것이죠. 이를 산업계에 적용하면 소요시간(Tact Time)을 그만큼 줄일 수 있기 때문에 큰 가치가 있다고 생각합니다. 

Q. 작업물 이송과 조립을 동시에 한다는 것이 특징인데요. 여기에는 어떤 기술이 적용되었나요?
(남지인 학생) 이번 델타 로봇은 작업물이 병진 운동 및 회전 운동을 동시에 하도록 단축로봇과 틸팅 스테이지를 이용해 작업물을 이송하는데요. 이를 위해 병렬기구 형태의 로봇을 설계하였습니다. 그리고 원하는 모션을 할 수 있도록 최적화된 링크 길이로 설계하였고 매 연속 이송 위치마다 적절히 제어되도록 역기구학을 풀어 모터 위치를 계산하였으며 6개의 모터가 동기제어되면서 직선보간되도록 제어하는 고급 프로그램을 개발하였습니다. 

Q. 기존에 있는 유사한 기술과 비교했을 때 어떠한 차별점이 있는지요?
(김성환 교수) 일단 이동 물체를 따라가면서 조립하는 것은 매우 고가의 범용 로봇을 사용해야 하는 이유로 실제 산업현장에 거의 채택되지 않고 있는 것으로 알고 있습니다. 이 기술은 합리적인 비용과 택타임을 획기적으로 줄일 수 있다는 것이 차별점입니다. 

Q. 이 기술에 대해 업계에서의 평가는 어떤가요? 특히 美 라스베이거스 CES 2018에도 출품한 것으로 알고 있는데요. 현장 반응이 궁금합니다. 
(김성환 교수) 저렴한 비용으로 택타임을 줄일 수 있으므로 생산성 향상을 목표로 하는 업체들은 많은 관심을 가집니다. 실제 이 기술은 개선해 작업 환경에 적용하는 것을 검토하고 있는 업체들도 있습니다. 
(남지인 학생) 일반적인 제품은 아니기 때문에 CES에서도 델타로봇에 대해 잘 알고 있는 사람들이 관심을 많이 가졌습니다. 이 로봇 분야 종사자들이다보니 4축으로 만든 것에 대해 궁금해하고, 5축으로 만들면 어떤가라는 질문을 주로 했습니다.

Q. 이 기술에 대한 앞으로의 계획은 무엇입니까?
(김성환 교수) 이 컨셉을 여러 형태로 변형할 수 있습니다. 다음 캡스톤 작품에서는 이동하는 PCB에 5축 디스펜싱을 수행하는 기술을 개발하려고 계획하고 있습니다. *본 기사는 Machine & Tool(2018년 2월호) 기사를 편집하였습니다.  


 ▲ (사진 왼쪽) 기계시스템디자인공학과 남지인 학생, 김성환 지도교수