‘2024 스마트건설 챌린지’ 단지·주택 분야 ‘최우수혁신상’ 수상

건설로봇 전문기업 엠에프알이 삼성물산과 공동으로 ‘철골 볼트 조임 자동화 로봇’을 개발하고 11월 20일부터 22일까지 일산 킨텍스 제1전시장에서 개최한 ‘2024 스마트건설 엑스포’에서 관련 기술을 소개했다.

‘철골 볼트 조임 자동화 로봇’은 ‘2024 스마트건설 엑스포’의 부대행사로 마련된 ‘2024 스마트건설 챌린지’ 단지·주택 분야 ‘최우수혁신상’을 수상했다.

건설업의 노동생산성은 타 산업 대비 매우 낮을 뿐 아니라 점점 더 나빠지고 있다. 그리고 건설업의 위험하고 열악한 작업환경 때문에 작업자의 고령화 및 인력 부족 현상은 더욱 심각해지고 있다. 이에 건설의 시공 자동화를 통해 안전한 작업환경을 조성하는 동시에 노동 강도를 낮추며 생산성을 높여야만 한다.

철골 공사는 건축에 널리 쓰이는 일반적인 구조 공법인데 설치된 철골들을 서로 결합하기 위해 높은 곳에서 볼팅 작업이 이뤄질 수 밖에 없다. 무거운 전용 공구로 볼트를 조이는 고소작업을 로봇으로 대체함으로써 사람이 높은 곳에서 작업하는 상황을 없애기 위해 본 기술이 개발돘다.

결과적으로 고소작업이 불필요하여 추락위험이 원천적으로 없어졌고, 추락사고 예방조치가 불필요할 뿐 아니라 작업자의 숙련도에 따른 품질 문제가 해소될 수 있다.

철골 볼트 조임 자동화 로봇은 세계 최초로 철골 볼팅 작업을 자동화시킨 건설 자동화 기술이다. 개발된 시스템은 조임 작업을 자동으로 수행하는 기구부와 기기부를 작업위치로 이동시킬 수 있는 양중부, 그리고 지상에서 원격 조종하기 위한 조작부로 구성된다. 모듈 형태로 구성되어 있기 때문에 양중부를 변화시키면 다양한 작업에서 활용할 수 있다.

철골 볼트 조임 자동화 로봇의 주요 특징을 살펴보면 우선 항상 변화하는 작업 환경에 대응하는 기술을 적용하여 로봇의 흔들림 억제를 위해 전자식 활용 고정 및 작업 중 변화할 수 있는 로봇 베이스 위치/방향 오차의 보정 기능을 갖고 있다.

그리고 3D 비전 카메라를 활용해 볼트 위치의 3차원 좌표 자동 추출과 레이저 인디케이터를 통한 머신 가이던스 언격 조종을 통해 첫 번째 작업 볼트의 위치 인식 후 자동 조임을 수행한다.

신제품은 조임 공구를 볼트에 빠르게 끼울 수 있도록 다양한 기술을 적용했는데, 로봇과 조임 공구 사이에 유동기구를 적용하여 위치 오차를 수동적으로 보정하고, 조임 공구 내경 확장 및 외부 소켓 고정 매커니즘도 적용했다.

이외에도 직관적 UI 및 간편 조작 기능을 갖춘 작업자 진화형 조종 장치로 조작 편의성이 향상되었고, 로봇 오작동 등 비상 상황 대응을 위한 ‘Fail-Safe’ 기술 적용으로 작동 안정성도 향상됐다.