로봇 알아보기 : 로봇의 역사와 구조, 각 구조별 관련 기업(주식)

로봇이 최근 뜨거운 감자가 되고 있다.

 

로봇의 역사와 구조를 알아보고

각 구조별 관련 주식에는 어떤게 있는지 알아보자

 

사실 로봇의 역사는 부가적인 부분이긴한데

그냥 알면 재미있지 않을까,,?

하는 생각에 간단하게 넣어봤다.

 

목차 1. 로봇의 역사 2. 로봇의 구조 3. 각 구조별 관련 주식

 

1. 로봇의 역사

1920년, 체코어로 '노동'의 의미를 가진

'ROBOTA' 라는 단어가

 

카렐 차페크

체코슬로바키아의 작가 카렐 차페크의 희곡에서

처음 사용되었다.

 

 

아시모(2000년, 혼다)

그의 희곡에서 기계인간, 일종의 휴머노이드가 등장했다.

여기서 'A'가 빠지고 그 의미는

'스스로 작업을 수행할 수 있는 기계'로 확장되었다.

여담이지만, 2000년에 혼다에서 발표한 휴머노이드 로봇이

아래에서 언급할

아이작 아시모프의 이름을 땃다는 설이 있다.

 

 

아시작 아시모프의 <암흑성운>

이 로봇을 공부하는 학문인 로봇공학

즉, '로보틱스(Robotics)'라는 용어는

1941년 SF작가 아이작 아시모프에 의해 제시되었다.

 

 

1954년, 컴퓨터와 반도체의 발전으로

로봇공학기술의 태동이 시작되었다.

이때 미국의 조지 데볼이 컴퓨터 프로그램으로

기계의 동작을 제안하는 방법을 고안했다.

 

 

 

1961년, 조지 데볼과 조셉 앙겔버거는

최초의 로봇 회사인 유니메이션을 설립했고

세계 최초의 산업용 로봇 '유니메이트'가 탄생하였다.

이 기계는 GM공장에서 부품 운반 역할을 수행했다.

 

 

1969년, 스탠포드 대학에서

최초의 6축 로봇 '스탠보드 암'이 제작되었고

 

1974년, 신시네티 밀라크론에서 최초로 컴퓨터로 제어되는

산업용 로봇 'T3'를 개발하기도 했다.

 

과학기술의 발전과 함께 로봇 산업은 급격히 성장하여

1980년대 한국에서도 본격적으로 로봇 R&D를 시작하게 되었다.

 

1990년대 정부의 지원정책, 자동차·반도체 산업의 성장으로

자동화 수요가 크게 증가했고,

 

1995년, 현대 중공업에서 국내 최초로

용접용 로봇인 'HR120'을 개발하는 등

기술 발전이 가시적인 성과를 보이기 시작했다.

 

오늘날 협동로봇, 스마트 팩토리 등 다양한 분야에서

로봇이 활용되고 있다.

 

현재 AI의 발전으로 로봇의 가능성이 다시 부각되고 있으며

향후 미래 산업, 미래 사회의 핵심으로 자리잡을 수 있을 것으로 생각된다.

 

 

 

2. 로봇의 구조

로봇은 크게 하드웨어인 본체와 제어기,

그리고 소프트웨어인 제어기술로 나눌 수 있다.

 

사실 하드웨어에 소프트웨어가 얹히는 것이므로

이걸 또 막 구분하기에는 애매하긴 하다.

 

로봇의 구성요소를 중요한 부분만 살펴보겠다.

 

① 서보모터, 감속기

아두이노용 서보모터

로봇의 관절에는 사람의 근육과 비슷한 역할을 하는

서보모터, 감속기가 장착되어 있다.

 

네오디뮴 자석

동력원인 서보 모터는 토크를 발생시는데

고속, 고토크을 얻기 위해

자력이 강한 네오디뮴 자석을 활용한다.

 

 

감속기의 원리

감속기는 동력전달 매체로 사용되는데,

소형 로봇일수록 정밀도가 중요하다.

그래서 정밀성을 높일 수 있는 높은 감속비를 가진

감속기가 서보 모터에 연결 돼 있다.

 

현대 로보틱스의 HS220 로봇에는

서보모터와 감속기가 관절마다 6개씩 설치돼 있다.

 

어라? 서보모터와 관절기가 생각보다 많은거 같은데?

 

로봇은 관절은 X, Y, Z축 방향뿐만 아니라

회전 동작(RX, RY, RZ)을 수행하며

출처: 위키피디아

이를 자유도(DOF, Degrees of Freedom)라고 한다.

 

산업용 로봇은 보통 6축 다관절(6 DOF) 로봇으로

작업 영역 내에서 다양한 자세로 움직일 수 있고

그래서 다양한 분야에서 활용될 수 있다.

 

 

② 제어기(Controller)

제어기는 로봇의 '뇌, 심장, 신경' 으로

로봇에 명령을 전달하고

전원을 각 모듈에 공급한다.

 

다양한 역할을 하는만큼

전원모듈, CPU모듈, 서보 드라이버 모듈,

시퀀스 모듈, 입출력 모듈 등

다양한 부분으로 구성되는데,

각각의 역할은 아래와 같다.

 

•  전원모듈(SMPS) :  각종 부품에 에너지를 공급

•  CPU모듈 : 행동을 제어

•  서보 드라이버 : 전류를 제어를 통한 관절 제어

•  시퀀스 모듈 : 긴급 상황시 안전을 위한 긴급정지 등

•  입출력 모듈 : 로봇과 외부간의 인터페이스

 

 

추가 구성품으로

와이어 하네스가 있다.

 

와이어 하네스는

전선과 신호장치를 묶은 배선뭉치로

로봇과 제어기를 연결한다.

구체적으로는

정보를 전달하기 위한 이더캣, 캔 통신선,

그리고 전원을 전달하기 위한 DC케이블 등이 있다.

 

로봇 제어 기술은 

빠르고 정확한 동작을 위한 것으로

CPU모듈에 소프트웨어 형태로 존재한다.

 

로봇은 현재 다양한 산업 현장에서

물건 이송이나 용접 작업 등에 활용되고 있으며

 

 

용도에 맞게 로봇을 사용하려면

프로그램을 할 수 있는 환경이 필요한데

이를 사용자 인터페이스라고 한다.

대표적인 사용자 인터페이스로 티칭 펜던트가 있다.

 

사용자 인터페이스 잘 프로그래밍 된

제어기는 서보 모터의 위치와

센서(이미지, 힘, 초음파 등)를 통해

각 관절과 링크의 위치·자세 및 외부 환경을 계측하고

하중 ·관성 등을 고려해 필요한 힘을 계산함으로써

정밀 제어를 수행할 수 있다.

 

최근에는 머신비전, 딥러닝, 인공지능 기술등이

로봇과 결합되어 한층 다양하고 복잡한 작업을 가능케 하고 있으며

이에 따라 많은 회사들이 2027년까지 공장 무인화,

로봇 개인비서 상용화 등을 목표로 연구·개발을 진행중이다.

 

 

 

3. 로봇의 구조별 관련 기업

서론이 좀 길었다.

로봇의 구조별 관련 국내기업을 알아보자.

 

A. 하드웨어

① 종합 로봇 업체

• 레인보우 로보틱스 : 이족보행·다관절 로봇(삼성전자 투자 이슈로 주목받음)

• 두산 로보틱스 : 협동로봇 분야 국내 탑급, 최근 IPO

• 뉴로메카 : 협동로봇, 자체 제어기·소프트웨어

• 현대로보틱스(비상장) : 현대중공업지주 산하

• 한화정밀기계(비상장) : 한화에어로스페이스 자회사

• 로보로보, 휴림로봇, 티로보틱스

• 삼성전자, LG전자

 

② 감속기(Reducer)

• 에스비비테크 : 정밀 감속기와 베어링 전문, 하모닉 감속기 국산화 이슈로 주목

• 에스피지 : 소형 기어드 모터 및 감속기

• 웰콘시스템즈(비상장) : 감속기 및 파워트레인 부품, 정밀 감속기 개발로 주목받음

 

③ 모터

• 케이엔알시스템 : 글로벌 유압 로봇 시스템

• 로보티즈 : 액추에이터(모터+감속기 일체형)로 유명. 각종 로봇 부품 공급

• 삼익THK : LM가이드, 볼스크류, 자동화 설비 위주 + 일부 서보모터·모션제어

• 하이젠RN(비상장) : 산업용 모터, 감속 모터 등

• LS일렉트릭 : 서보모터, 인버터, PLC등 공장 자동화 전반

 

④ 그리퍼

• 주강로보테크(비상장) : 엔드이펙터 전문 생산

• 에이딘로보틱스(비상장) : 로봇 그리퍼, 공압 이송 솔루션, 힘·토크 센서

• 로보티즈 : 모터 외 그리퍼도 취급

• 뉴로메카 : 협동로봇 기업으로 그리퍼도 제공

 

⑤ 센서

a. 이미지 센서 / 머신비전

• 라온피플 : AI기반 머신비전 및 이미지 분석 솔루션

                   산업용 검사장비, 스마트 카메라 소프트웨어

• 시냅스이미징(비상장) : 의료 및 산업용 이미징 솔루션, 머신비전 기술 보유

b. 힘 센서

• 로보티즈 : 액추에이터와 함께 힘 센서 일체형 모듈도 개발

• 에이딘로보틱스(비상장) : 그리퍼 외 힘·토크 센서

• 가온칩스 : 반도체 IP 설계 전문. 최근 MEMS 센서 협업 소식

• 씨엠아이텍(비상장) : 정맥, 홍채 전문 기업(생체신호 센서 분야로 확장 가능)

c. 초음파 센서

• 하기소닉(비상장) : 초음파 센서

• 씨유박스 : 초음파 센서·모듈 공급, AI비전 전문(유온로보틱스)

 

⑥ 엔코더

• 알에스오토메이션 : 모션제어, 서보드라이브, PLC 등과 함께 일부 엔코더 솔루션 보유

• 오토닉스(비상장) : 국내 센서·제어기 대표기업. 광학, 마그네틱 엔코더 라인업 보유

 

 

 

B. 소프트웨어

① SW

• 클로봇 : 서비스 로봇용 SW(자율주행, 군집제어, 원격관제 솔루션)

• 씨메스 : 인공지능 로봇 솔루션

• 빅웨이브로보틱스(비상장) : 로봇 자동화 플랫폼

 

② 스마트팩토리

• 에스에프에이 : 반도체, 디스플레이, 이차전지 등 스마트팩토리 자동화 설비

• 고영 : 제조 공정 검사장비

• 포스코DX : 포스코 그룹의 스마트팩토리, 스마트물류, AI솔루션

• LG CNS(비상장) :클라우드, RPA, 스마트팩토리, 상장예정

 

③ AI알고리즘

• 네이버랩스(비상장) : 네이버 자회사

• 마음AI : 다양한 도메인에 적용 가능한 AI알고리즘 연구

• 원더풀플랫폼(비상장) : AI기반 헬스케어·생활지원 로봇 플랫폼