형상적응형 능동가압 로봇 엔드이펙터
Geometry Compensable Robot End-Effector based on
Active Force Control Mechanism

산업용 로봇에 인간의 힘(force) 감각을 더하여 
생산제품의 완성도를 높인다.

‘작업대상물 형상적응 능동압력제어 엔드이펙터(End-effector)’는 산업용 로봇의 작업 툴(tool) 앞 단에 장착하여 힘(force)을 제어함으로써,
로봇에 힘 감각을 부여하여 가공 제품의 완성도를 높이고 고난도의 작업을 가능하게 하는 기술입니다.

저희 ㈜에스엔제이솔루션은 2015년 10월에 공장자동화와 산업용 로봇 개발을 주요 사업으로 설립되었으며,
과학기술정보통신부의 연구소기업으로 등록되어 산업용 로봇 및 관련 제품을 연구 개발하여 120여곳의 업체와 B to B 사업을 영위하고 있습니다.

▣ 투자포인트

✔︎ 하나. 연간 4.5조원 성장율 7.3% 규모의 거대 시장

Marketsandmarkets의 Top Robotics Market, 2018.4 보고서 내용에 따르면 세계 제조용 로봇시장 규모는 2018년 약440억 2,050만 달러에서 연평균 성장률(‘18~’23) 9.45%로 증가할 것으로 전망되며, 국내 산업용 로봇시장은 2018년 5,948억원에서 연평균 성장률(‘18~’23) 9.45%로 증가할 것으로 추정하고 있습니다.

✔︎ 둘.엔드이펙터 관련 원천 기술보유

본사의 형상적응형 능동 가압 로봇 엔드이펙터는 현장에서 필요로 하는 기술로 기본적인 아이디어를 전남대학교 로봇센터에 의뢰하여 개발하게 된 기술로서, 본 기술을 사업화 하기 위해 전남대학교 기술지주 연합의 기술 출자를 받아 시제품등을 개발 완료 하였습니다.

현재 “형상적응형 능동 가압 로봇 엔드이펙터” 특허 등록이 완료 되었으며, 파생된 엔드이펙터 관련 특허 출원도 2건이 진행중으로 지적재산권에 대한 권리는 확보되어 있습니다.

기존의 수동형(스프링등의 사용) 제어 로봇 엔드 이펙터와 비교해보면 서보기술을 사용하여 능동적으로 제어함으로써 제어 능력의 월등함과 제품에 스마트함을 더할 수 있습니다.

✔︎ 셋. 주요 기관과 업무 협조 관계 구축

 ㈜에스엔제이솔루션은 전남대학교가 보유하고 있는 대상기술을 전남대학교 기술지주회사(주) 를 통해 현물출자를 받아 연구소 기업으로 등록되었으며, 엔드이펙터기술을 사업화하는 과정에서 공동출자 기관인 전남대학교기술지주회사(주)의 경영지원 및 기술지원등의 인프라를 활용할 수 있게 되었습니다.

지역의 특화 산업분야로 로봇과 관련하여 로봇 부품 시스템설계, 시제품제작, 시험평가장비 등의 인프라와 장비를 제공하고 있는 (재)광주테크노파크 생활지원로봇센터에 입주해있습니다.

참여기업인 베스텍은 산업용 자동화 모니터링 프로그램, 제어프로그램, PLC 프로그램 및 임베디드 장비 개발에 10년 이상의 경력을 가진 기업입니다.

㈜에스엔제이솔루션에서 구축되어있는 LS 메카피온, Roboster, 미쓰비시, ATG감속기등의 협력 계약 업체와 엔드이펙터 시제품의 현장 적용 및 현장 평가를 수행할 수 있는 인프라가 구축되어 있습니다.

▣ 사업개요

산업용 자동화 제조 로봇에서 엔드-이펙터(end-effector)는 인간의 손(hand) 감각에 해당하는 부분으로 작업의 효율과 제품의 완성도에 매우 중요한 부분을 차지하고 있습니다. 특히, 산업현장에서 금속 및 플라스틱의 표면 연마작업 및 버어 제거 작업은 분진 또는 소음 등이 발생하는 열악한 작업환경군으로 제조 로봇이 필수적으로 이용되어지고 있는 분야입니다.

세계 제조용 로봇시장 규모는 2018년 약440억 2,050만 달러에서 연평균 성장률(‘18~’23) 9.45%로 증가할 것으로 전망되며, 국내 산업용 로봇시장은 2018년 5,948억원에서 연평균 성장률(‘18~’23) 9.45%로 증가할 것으로 추정되기 때문에 저희가 영위하는 사업 역시 성장률이 매년 증가할 것으로 생각하고 있습니다.  (출처, Marketsandmarkets.)

㈜에스엔제이솔루션의 기술은 서보모터 및 유체를 이용하여 엔드-이펙터의 내부 압력을 능동적(active control)으로 제어함으로써 다양한 작업대상물의 형상(곡면)에 추가의 작업교시(teaching)없이 그라인딩, 폴리싱과 같은 일정한 가압작업을 능동적으로 수행할 수 있는 기술입니다. 

현 산업의 문제점을 타파할 엔드이펙터

차량이나 선박등에 사용되는 외관 부품등은 페인팅 작업전에 표면정리작업, 즉 그라인딩이나 폴리싱등을 실행하게 되며 이 작업의 결과는 표면처리의 완성도와 제품의 완성도에 매우 큰 영향을 미치게 됩니다.

현재는 작업자가 수동으로 작업을 하거나 표면 처리 로봇의 형상을 교시(teaching)하여 작업을 수행하고 있으나, 외형의 변화, 작업 공구의 마모등에 대한 대응은 제한적일 수 밖에 없습니다. 또한, 그라인등의 작업은 분진으로 인해 작업자의 기피대상 작업 중 하나로 인력 수급과 기술의 축적을 기대할 수 없는 현황입니다.

자사의  엔드이펙터로 굴곡 작업이 필요한 자동차 바디 제작 등에 활용될 것이며, 디버링, 클리닝, 광택, 볼팅, 그라인딩, 표면 연마 등과 같은 여러 공정에 적용되어 산업의 문제점을 해결하는데 큰 힘이 될 것 입니다.

엔드이펙터를 통한 고부가가치 제품 생산

작업대상물 형상적응 능동압력제어 로봇 엔드이펙터는 로봇 암에 부착되어 다양한 작업대상물의 형상(곡면)에 추가의 작업 교시없이 그라인딩, 폴리싱과 같은 일정한 가압작업을 능동적으로 수행할 수 있는 장치로 교시 작업을 위한 숙력자를 대처할 수 있고 분진등으로 인한 기피 업종의 인력 문제를 해결할 수 있습니다. 또한 숙련자의 작업과 비숙련자의 작업으로 인한 제품의 완성도 차이를 없애 고부가 가치 제품 생산이 가능합니다.

로봇 엔드 이펙터의 기술 개요

 

본 형상적응 능동압력제어 로봇 엔드 이펙터는 서보 기술과 공압 기술을 적응하여 마지막 툴에 가해지는 힘(force)을 제어함으로써 기존의 로봇 교시작업을 생략하는 스마트 교시가 이루어질 수 있고, 항상 일정한 제품의 품질을 기대할 수 있습니다.

 

 

엔드 이펙터의 경쟁력

현재 로봇 엔드이펙터 시장에서는 작업대상물에 가압 접촉 작업을 수행하는 로봇 엔드이펙터와 관련하여 국내제품은 전무하며 해외 제품의 경우 FerRobotics의 ACF 등이 출시되어 있는 것으로 파악됩니다. 다만 ACF는 수동 스프링을 이용하여 작업 대상물에 대한 접촉력을 조절하는 기능만을 제공하고 있습니다. 

즉, 평가대상기술의 작업대상물의 형상에 적응하여 능동적으로 압력을 제어하는 핵심기능이 적용된 제품은 시장에 출시되지 않은 것으로 저희는 파악하고 있습니다.

▣ 국내외 해당시장분석

다관절로봇은 산업용로봇으로, 조립, 가공, 이송 등 각 생산공정에서 활발히 적용되고 있습니다. 더욱이 다관절로봇 시장은 주로 외산으로 (Kuka, Yaskawa, Mitsubishi 등), 가격경쟁이 치열한 분야입니다.

그러나, 용도에 맞는 엔드이펙터 기술, 힘제어기술, 산업적용 엔지니어링 기술은 중소기업크기의 비즈니스로, 큰 시장을 형성하고 있으며 4차산업혁명, 스마트공장, 3D 업종 기피, 생산인력노령화 등으로 로봇수요 증가와 로봇적용 작업이 다양해지면서 엔드이펙터개발 사업수요가 폭발적 증가할 것으로  예상됩니다.
특히, 기계부품형태의 힘제어용 엔드이펙터는 시장 수요 더욱 증가할 것이라 예상하고 있습니다.

자사는 타겟으로 하는 시장 규모를 과대 계상하지 않기 위해 연구개발 특구 진흥재단의 기술가치 평가(2018.10)를 실시하여 추정된 시장 규모입니다.
그 어떤 데이터 보다 충분한 신뢰성을 가지고 있다고 생각합니다.(기술거래사, 변리사, 기술사 참여)

시장규모

참고문헌: Marketsandmarkets의 Top Robotics Market, 2018.4 및 Automotive Robotics / 한국로봇산업진흥원, 2017년 로봇산업 실태조사 보고서

▣ 경쟁자 분석

현재 로봇 엔드이펙터 시장에서 작업대상물에 가압 접촉 작업을 수행하는 로봇 엔드이펙터와 관련하여 FerRobotics의 ACF 등이 이미 출시되어 있는 것으로 파악됩니다. 허나 ACF는 수동 스프링을 이용하여 작업 대상물에 대한 접촉력을 조절하는 기능만을 제공하기 때문에 저희 제품인 엔드이펙터가 기술적인 부분에서 큰 강점을 가지고 있습니다.

▣ 사업 추진계획 

수익 모델

 형상적응 능동제어 엔드이펙터는 경쟁사인 FerRobotic사 제품의 50%가격으로 공급이 가능하며, 국내 업체로서 발생되어지는 사후 AS등을 신속하게 처리함으로써 경쟁력을 높일 것 입니다.

또한,  우리회사는 공장자동화 솔루션과 제조로봇의 개발 판매등을 비즈니스 모델로 수익을 창출하고 있습니다.
자사의 경쟁력과 매출을 증대하고 자 엔드이펙터 기술을 고유상품으로 개발 양산을 진행하고 있습니다.
수익을 창출하고 있기 때문에 엔드이펙터 기술의 상용화가 지연이 된다고 하여도 회사에서 집니다.

▣ 재무 추정계획

매출실적 및 계획

[ 엔드이펙터 분야 (단위:백만원) ]

구 분			사 업 화 년 도
			2021년	2022년	2023년	2024년	2025년
사 업 화 품 목			엔드인펙터	엔드인펙터	엔드이펙터	엔드이펙터	엔드이펙터
투자계획	인 건 비		100	160	240	320	400
	재료비 및 설비투자비		100	320	440	955	1620
	경상운영비		100	120	150	175	200
	계		300	600	830	1,450	2,220
생 산 계 획(대수)			44	93	126	150	200
판매계획		내 수	880	1,860	2,500	2,960	3,900
		수 출			20	40	100
		계	880	1,860	2,520	3,000	4,000

재무추정계획

[ 공장자동화, 로봇 개발 영업 + 엔드이펙터 (단위: 백만원) ]

구 분	2019	2020	2021
매출액	1,000	2,000	3,000
영업이익	100	250	400
순이익	80	200	300

Exit Plan

3년 간의 추정매출실적 및 추정손익계산서를 근거로, 2025년 기업가치 100억원으로 투자자들의 이익실현을 위해 최선을 다하겠습니다.

▣ 주요인력

직위	성명	주요경력
대표이사	송 성 빈	경영전반경력: 20년 · 자동화 설비 설계 / 개발 · 로봇SW 분석/설계
기술연구소장	김종태	개발총괄경력: 15년 · 바이오리파이너리 시스템 개발 · 차량용 로드시뮬레이터 개발 · 동역학 및 제어 솔루션 설계 및 개발
연구원	김상우	HW 설계 개발경력: 5년 · 산업용 PLC 시스템 개발 · 로봇 HW 분석/설계

▣ 기타 참고사항