산업용 로봇
산업 제조
심각해지는 인력 부족 현상에 직면한 건설 산업이 점점 더 로봇 기술로 눈을 돌리고 있습니다. 건설 로봇이 무엇이며 어떤 작업을 수행할 수 있는지 알아보세요.
2021년 기준 전 세계 건설 관련 재화 및 서비스 지출은 연간 약 10조 달러로 추산되며, 건설 산업은 세계 GDP의 약 13%를 차지합니다. 그러나 맥킨지 글로벌 연구소의 연구에 따르면, 지난 20년간 이 분야의 생산성 증가율은 연간 약 1%에 불과했습니다. 건설 업계는 자동화 도입에 더딘 편인데, 그 이유 중 하나는 건설 작업의 복잡성으로 인해 자동화가 어렵기 때문입니다. 기술이 아직 이 도전 과제를 감당할 만큼 성숙하지 못했습니다.
현재 건설용 로봇을 공급하는 업체 수는 여전히 적으며, 로봇이 처리할 수 있는 작업도 일부에 한정되어 있습니다. 하지만 기술이 충분히 성숙한 수많은 애플리케이션이 존재합니다. 이 글에서는 다음과 같은 주제를 통해 건설 로봇을 탐구합니다.
벽돌 쌓기는 고된 작업입니다. 업계 연구에 따르면 벽돌공은 건설 근로자 중 가장 높은 부상률을 보입니다. 로봇 석공은 부상률을 낮출 수 있으며, 캘리포니아 폴리테크닉 주립대학의 연구에 따르면 생산성을 400% 이상 향상시킬 수 있습니다.
로봇은 벽돌을 들어 올리고 자동으로 모르타르를 바른 후 높은 정밀도로 제자리에 놓습니다. 하지만 로봇 벽돌공이 인간 석공을 완전히 대체하는 것은 아닙니다. 작업자가 로봇과 협력하여 여분의 모르타르를 정리하고 마감 품질을 높입니다. 그 결과 생산성이 획기적으로 증가하고 품질도 향상되며, 작업자의 업무 부담도 줄어듭니다.
또 다른 접근법은 벽돌공의 들어올리기 작업을 보조하는 것입니다. 업체에서 소형 현장 크레인을 제공하여 석공이 무거운 시멘트 블록을 제자리에 올리는 것을 돕습니다. 작업자는 덜 피로감을 느끼고 부상 위험도 낮아진 상태에서 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다.
로봇 벽돌 쌓기 솔루션을 제공하는 업체는 아직 소수에 불과하지만, 실제 현장에서 기술이 검증되었으며 확장이 가능한 단계로 보입니다.
철근 콘크리트 구조물에서는 철근을 철사로 서로 묶어야 합니다. 철근 결속은 구조적 강도를 높이는 것이 아니라, 콘크리트를 타설할 때 철근이 제자리에 있도록 고정하는 역할만 합니다. 필수적인 작업이지만 허리를 혹사시키는 반복 작업입니다. 이 작업을 비전 장착 로봇으로 자동화하기에 적합합니다. 로봇 장비는 다리 양쪽의 레일을 타고 이동합니다. Advanced Construction Robotics에 따르면 그들의 타이봇(Tybot)은 시간당 1,100회 결속이 가능합니다.
현재 이 기술은 교량에만 적용 가능하며, 업체도 한 곳으로 제한적인 상황입니다. 다른 구조물에 적용할 수 있는 로봇이 개발되기를 기다려야 합니다.
드라이월 마감 작업자는 업무상 부상률이 높습니다. 미국 정부 기관 보고에 따르면 드라이월 설치공은 과도한 힘쓰기와 추락으로 가장 많이 다칩니다. 드라이월 작업은 먼지가 많고 더러운 작업이기도 합니다.
이 작업 자동화의 초기 결과는 매우 유망합니다. 한 업체의 드라이월 로봇은 레벨 5+ 수준의 마감을 구현할 수 있는데, 이는 평활도와 외관 측면에서 최고 등급입니다. 다만 로봇이 완전 자율적인 것은 아닙니다. 작업자가 로봇을 작업 구역으로 이동시키고 적절한 엔드 이펙터를 장착해 주어야 합니다. AI 지원 컴퓨터 비전을 사용하여 로봇은 테이핑과 퍼티 바르기, 샌딩 작업을 수행하며, 먼지의 99.9%를 포집합니다. 분진 포집으로 작업장이 더 안전하고 쾌적해집니다.
한 명의 작업자가 여러 대의 드라이월 로봇을 동시에 관리할 수 있습니다.
현재 이 로봇 시스템은 제한된 지역에서만 이용 가능합니다. 개념이 입증된 만큼 더 많은 로봇 업체가 이 분야에 진출할 것으로 예상됩니다.
도장 로봇은 수년간 자동차 산업에서 사용되어 왔습니다. 이제 건설 분야에도 도입되기 시작했습니다.
내부 도장의 경우 솔루션을 제공하는 업체가 상당수 있습니다. 로봇은 배터리로 구동되며, 로봇 팔이 대부분의 벽 상단까지 닿을 수 있습니다. 천장 도장은 사람에게 특히 힘든 작업이지만 로봇 도장기에는 문제가 되지 않습니다.
내부 도장 로봇에는 카메라와 스캐너가 장착되어 있습니다. 도장할 표면을 스캔한 후 사람의 개입 없이 작동합니다. 다만 작업자는 페인트 보충과 로봇 위치 이동을 위해 현장에 있어야 합니다. 한 사람이 여러 대의 로봇을 관리할 수 있어 생산성 향상이 증폭됩니다.
내부 도장 로봇은 방염 마감재 등 다른 자재 도포에도 활용 가능합니다. 이 마감재는 암면과 시멘트 혼합물로, 사람에게 불쾌하고 건강 위험을 초래하는 작업입니다. 로봇 활용으로 건강 위험을 줄이고 작업을 더 쉽고 빠르게 만듭니다.
외부 도장의 경우 선택지가 많지 않습니다. 드론을 이용한 외부 도장이 제안되고 테스트되었으나 상용 솔루션은 아직 없는 것으로 보입니다. 벽을 타고 오르는 기능의 외부 도장 로봇이 개발 중인데, 진공 흡착 방식으로 벽에 부착하여 이동합니다.
건물 레이아웃 자동화는 생산성 향상에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.
현대 건축가는 대형 구조물에 BIM(Building Information Modeling)을 사용합니다. BIM은 건물 전체의 3D 컴퓨터 모델을 생성합니다.
적절한 시점에 지상 층 바닥이 만들어지면, 목수나 작업자가 벽체 위치를 표시하기 위해 바닥에 도면을 그려야 합니다. 현재 이 매핑에 사용되는 도구는 줄자와 분필 선입니다. 건설 인부는 이 선을 가이드로 삼습니다. 이 레이아웃 과정은 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉽습니다. 단 1cm의 실수라도 캐비닛이나 장비가 방에 들어가지 못하는 결과를 초래할 수 있으며, 이러한 오류는 큰 비용을 유발합니다.
이제 바닥에 레이아웃을 자동으로 인쇄하는 방법이 있습니다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 먼저 건물의 BIM 데이터를 자율 이동 로봇(AMR)에 다운로드합니다. AMR이 콘크리트 바닥을 이동하며 벽체의 정확한 위치를 선으로 표시합니다. 기계, 전기, 배관(MEP) 개구부의 위치도 인쇄하며, 라벨과 기타 유용한 정보도 함께 추가합니다.
미국 상업 건설 회사 Swinerton의 현장 소장에 따르면, 이러한 AMR은 레이아웃 제작 시간을 1주일에서 이틀로 단축할 수 있습니다. 고층 건물의 경우 각 층마다 레이아웃을 만들어야 하므로 시간 절약 효과가 큽니다.
건물 레이아웃에 로봇 기술을 적용하면 오류를 줄이고 일정을 앞당길 수 있습니다.
건물 레이아웃 인쇄용 모바일 로봇 공급업체로부터 견적 요청하기
로봇을 검사에 활용하는 것은 여러 산업에서 일반적이며, 건설 산업도 이 추세에 동참하고 있습니다. 여러 업체가 건설용 검사 로봇을 제작합니다.
건물 내부에서는 바퀴 달린 로봇 로버를 투입할 수 있고, 외부 검사에는 항공 드론을 활용합니다.
많은 건설 프로젝트는 도로, 교량 등 인프라 구축을 포함하며 현장 면적이 넓습니다. 항공 드론이 전체 현장을 비행하며 사진 촬영과 영상 녹화를 수행합니다. 필요한 고도까지 쉽게 상승할 수 있습니다. 정기적인 전체 현황 파악으로 기획자는 문제를 조기에 발견할 수 있습니다. 드론 없이 이러한 검사를 수행하려면 비용이 많이 들거나 어렵거나 경제적으로 타당하지 않습니다.
오류 조기 발견으로 공사비 초과를 줄일 수 있습니다.
고도화된 인공지능(AI)이 상세한 비용 및 시간 분석을 제공합니다. 이를 통해 정확한 공정 진척 평가가 가능하며, 드론이 제공하는 데이터가 핵심적입니다.
자율 이동 로봇(AMR)은 건물 내부를 순찰하며 검사합니다. 일부는 바퀴를, 일부는 다리를 사용합니다. 레이저 스캐너를 장착한 AMR은 정밀 측정을 수행하고 기록합니다. 건축 엔지니어는 시공 치수를 설계 도면과 비교할 수 있습니다. 다시 한번, 오류를 늦게가 아닌 일찍 발견하는 것이 엄청난 차이를 만듭니다. 조기 발견은 비용 절감뿐 아니라 공정 준수에도 기여합니다.
로봇 검사는 안전 강화에도 기여합니다. 현장 검사는 잔해물이나 기타 위험 요인을 파악합니다. AMR은 사람이 들어가기엔 너무 위험하거나 비좁은 구역도 진입할 수 있습니다.
다양한 측정이 가능합니다. 현장 기획자는 AMR에 열화상 센서를 장착할 수 있습니다. 초음파 장비로 가스 누출을 감지하고, 방사선 측정 장비로 유해 환경을 파악할 수 있습니다.
요약하자면, 현장 검사는 로봇이 이미 존재하며 많은 이점을 제공하는 건설 분야의 한 측면입니다. 선택 가능한 업체 수도 상당합니다.
자율 건설 장비는 아직 널리 보급되지 않았습니다. 실제로 2021년 기준 전 세계 건설 장비 판매량의 1% 미만을 차지합니다. 하지만 이 분야의 성장은 기하급수적입니다. 시장 규모는 향후 2년 내 두 배로 성장할 전망입니다.
여기 제시된 통계 중 일부는 건설 장비 제조업체 협회(AEM)에서 제공한 것입니다.
주요 제조사들은 자율 굴착 장비 개발에 막대한 투자를 해왔습니다. 현재 이러한 장비는 주로 광산 업계에 집중되어 있으며, 이미 잘 정착되어 있습니다. 2021년 3월 캐터필러(Caterpillar)는 지난 6년간 20억 톤 이상을 운반했다고 발표했습니다. 캐터필러의 자율 주행 차량은 4,200만 마일 이상을 무재해로 주행했습니다. 코마쓰(Komatsu)의 자율 굴착 장비는 30억 톤 이상을 운반했습니다.
이러한 실적을 볼 때 기술 자체는 건설 현장 적용 준비가 된 것으로 보입니다. 극복해야 할 과제는 기술적이라기보다 경제적일 수 있습니다.
경제성에 초점을 맞춘 다른 업체들은 다른 접근법을 취합니다. 기존 유인 굴착 장비를 자율 장비로 개조하는 개조 서비스를 제공합니다. 업체가 기존 장비에 AI, 센서, 제어 장비를 설치합니다. 개조 방식은 신규 장비 구매의 높은 비용을 피할 수 있게 해줍니다.
진입 비용을 낮추는 또 다른 방법은 장비 임대입니다. 임대를 통해 고객은 구매 전 장비를 시험 운용해 볼 수 있습니다. 사용자는 장비의 투자 수익률(ROI)을 평가한 후 구매를 결정할 수 있습니다.
건설 장비에 다른 수준의 자동화 기능도 서서히 도입되고 있습니다. 고정밀이 요구되는 작업에 보조 기능이 추가되고 있습니다. 예를 들어 그레이더(평탄기)는 블레이드 정밀 설정이 필요합니다. 운전자가 많은 조정을 해야 했는데, 이제 이 장비에는 실시간 운동(RTK) GPS 장치가 탑재되어 블레이드가 자동으로 조정되며 지형 변화에 따라 대응합니다.
새로운 안전 기능으로 숙련되지 않은 운전자도 고가 장비를 훨씬 낮은 위험으로 조작할 수 있게 되었습니다. 카메라와 충돌 경고 시스템이 사고를 예방하고, 가속도계 등 센서가 전복 위험을 조기 경고합니다.
HowToRobot은 전 세계 로봇 및 자동화 공급업체와 수요 기업을 연결하는 글로벌 플랫폼입니다. 세계 최대 규모의 로봇 기업 디렉토리를 보유하고 있습니다. 이 가이드를 활용하면 귀사의 용도에 이상적으로 적합한 로봇 유형을 찾을 수 있습니다.
건설 현장 내 특정 작업 자동화를 원하신다면, 프로젝트를 설명만 하면 다양한 공급업체로부터 맞춤형 솔루션 제안을 받을 수 있습니다.
특정 건설 로봇, 부품, 구성 요소, 컨설팅 서비스 등에 대한 견적과 제품 정보도 받아볼 수 있습니다. 여러 공급업체로부터 제품 정보와 가격 제안을 받게 됩니다.
공정한 HowToRobot 전문가들이 프로세스 탐색을 도와드릴 수 있습니다. 여기를 클릭해 전문가 상담을 신청하세요.
산업용 로봇
다용성, 생산성, 중장비 작업마를 생산 라인에서 찾고 계신다면, 파나소닉 R-2000iA 로봇 시리즈만 한 것이 없습니다. R-2000iA 시리즈 로봇들은 더 빠른 사이클 타임과 향상된 처리량을 제공합니다. 자동 용접, 자재 처리, 자재 제거, 스팟 용접, 조립, 기계 적재, 아크 용접, 부품 이송 등 어떤 니즈든 이 6축 로봇들이 가장 까다로운 작업을 처리하고 생산을 간소화합니다. 이러한 다용성은 귀사의 높은 ROI 달성을 돕습니다. R-2000iA 시리즈 로봇들은 빠르고 효율적이며 강력합니다. 핸들링, 적재, 하역 특정 작
전자 기기가 복잡해짐에 따라 조립 시 요구되는 정교함 수준도 높아지고 있으며, 이는 SCARA 로봇이 쉽게 해결할 수 있습니다. 이 로봇들은 글로벌 규모에서 경쟁력을 유지하기 위해 자동화가 열쇠임을 빠르게 깨닫는 대기업과 중소기업 모두를 위한 완벽한 솔루션입니다. SCARA 로봇이 이러한 전자 작업을 정복하는 다양한 이유: 1. SCARA 로봇은 작업에 뛰어난 반복정밀도와 정확성을 가져옵니다. 미세하고 깨지기 쉬운 부품을 다루는 전자 산업에는 부드럽고 정밀한 암을 제공하는 로봇이 필수적입니다. SCARA 로봇은 빠른 생산 속도