美 레이즈 로보틱스, 고층빌딩 유리창 조임틀 작업에 로봇 활용

 

▲미국 레이즈 로보틱스와 덴마크 유니버설 로봇(UR)은 고층빌딩 유리창 조임용 자율 시스템이 13층짜리 프로젝트 한 건을 수행한 것만으로도 투자비용을 회수할 수 있었다고 말했다. (사진=UR)

 

최대 305m(약 100층) 높이의 공중에서 일하는 건설현장 작업자는 각층에 대형 판유리를 설치하기 위해 각층 바닥의 외벽마다 대형 유리창용 브래킷(조임틀)을 설치해야 하며, 이는 광범위한 안전 장치를 필요로 한다. 이 필수적인 작업은 작업자들을 위험에 빠뜨릴 뿐만 아니라 반복적이고 지루하다.

 

미국 하몬(Harmon Inc.)이 고층 건물에 대형 유리창 조임틀을 설치하는 건설노동자들의 안전유지와 더 많은 고부가 작업 수행을 돕기 위해 로봇 기술로 작업 공정을 자동화하고 있다고 더로봇리포트가 13일(현지시각) 보도했다.

 

미네소타주 블루밍턴 소재의 건물외벽 유리창 작업 회사 하몬은 레이즈 로보틱스·유니버설 로봇(UR)의 기술을 도입한 이 분야 얼리 어답터로서, 지금까지 로봇을 사용해 빠른 투자수익률(ROI)을 보였다고 밝혔다.

 

이 회사는 로봇 시스템이 작업자의 안전을 개선했을 뿐만 아니라 유리창 브래킷(조임틀) 설치의 일관성과 정밀성도 향상시켰다고 말했다.

 

세 회사는 로봇이 수작업의 3배 속도로 작업하며, 매달 13층짜리 건물 유리 조임틀 설치 공사 한 건이면 투자비를 회수할 수 있다고 말했다.

 

전통적으로 고층 빌딩에서 유리 외벽 창유리 설치를 위한 조임틀을 설치하려면 작업자가 건물 측면에 매달려 있으면서 정확한 사양에 따라 조임틀을 정렬하고, 여기에 구멍을 뚫고, 힘을 가해 볼트를 조여야 한다. 이 작업은 인체공학적이지 않은 것은 물론 도구나 조임틀이 다른 작업자가 있는 아래쪽 지면으로 떨어지기라도 하면 부상 위험이 크다. (맨 아래 동영상 참조)

 

돈 버밍엄 하몬 총괄 관리자는 “안전이 항상 최우선이다. 작업을 효율적으로 수행하고 모든 안전 위험을 제거할 수 있다면 모든 계약자가 가입할 것이라고 생각한다. 작업자에 관해서는 건물 가장자리에 매달려 작업하는 것보다 난간 안에서 로봇을 조작하는 것을 훨씬 더 선호할 것이라고 생각한다”고 말했다.

 

◆레이즈 로보틱스, UR20 로봇팔 2개 사용

 

샌프란시스코에 본사를 둔 레이즈 로보틱스는 자사의 혁신적 건축 작업 지원용 로봇 플랫폼에 유니버설 로봇의 UR20 협동로봇(코봇) 팔 2개를 적용했다.

 

이 회사는 2개의 코봇팔을 각각 이동로봇의 양쪽 베이스에 장착했다. 작은 공간만을 점유하는 UR20의 제어 상자 덕분에 이동로봇에 쉽게 통합됐다.

 

게리 첸 레이즈 로보틱스 공동창업자는 “UR 로봇팔은 매우 뛰어난 전력 효율성을 보이며 손쉬운 DC 전원 솔루션 통합형으로 만들어졌다. 덕분에 우리는 이를 배터리에 직접 연결하고 현장에서 무선으로 완벽하게 작동시킬 수 있었다”고 말했다.

 

게다가 UR20의 IP65 등급은 레이즈 로보틱스 고객이 먼지와 비를 포함한 혹독한 환경과 극한의 온도에서도 로봇을 사용할 수 있게 한다. 이 회사의 로봇은 영하 7°C~49°C에서도 잘 작동됐다.

 

레이즈는 이 시스템을 개발하기 위해 온라인 기술 문서와 마이UR(myUR)을 통한 지원을 포함한 UR의 다양한 리소스를 사용했다고 말했다. 또한 UR 웹사이트와 깃허브의 포럼도 활용했다.

 

콘리 오스터 레이즈 로보틱스 공동창업자는 “UR의 지원은 환상적이었다. 우리가 초기에 마주친 문제나 궁금한 점이 있을 때마다 UR의 전담 애플리케이션 엔지니어가 도움을 주었다. UR 커뮤니티와 포럼도 우리에게 매우 도움이 됐다. 우리는 항상 적시에 해결책을 찾을 수 있었다”고 밝혔다.

 

◆하몬, “로봇이 수작업시 요구 사항 줄였다”

 

하몬은 레이즈 로보틱스 시스템을 배치한 이후 여러 가지 개선 사항을 보고했다.

 

일례로 사람이 직접 외벽 판유리 조임틀을 설치하는 과정에서는 통상 2~4명이 필요했다. 이와 대조적으로 이 로봇을 사용하면 조임틀 설치 위치당 한 명이 관리하면 된다.

 

오스터는 “기존 작업자의 3배 몫을 한다. 이런 능력은 로봇에 대한 빠른 ROI을 가져다 주며, 일반적으로 매달 13층 빌딩 작업용으로 임대하면 손익분기점이 되고, 각 층의 조임틀 설치 수에 따라 로봇 가격이 감가상각된다”고 말했다.

 

세 회사는 로봇 사용이 단순 수작업보다 더 빠른 것은 물론 더 정확하고 정밀하며 일관적이라고 말했다.

 

오스터는 “수작업 때에는 통상적으로 모든 조임틀의 약 30%가 올바른 위치에 설치되지 않았다. 우리 회사의 로봇을 토털 스테이션과 함께 사용하면 건물 가장자리나 건물 중심부에 조임틀을 정확하게 배치할 수 있다. 우리는 ±0.47cm(±3/16인치) 이내의 정밀도로 설치할 수 있는데, 이는 수작업에서 본 것보다 훨씬 뛰어나다”고 말했다.

 

마지막으로 이 시스템에는 현장 데이터에 대한 즉각적 통찰력과 과거 일지를 제공하는 소프트웨어도 포함돼 있다. 이를 통해 일반적으로 각 층에서 무작위로 몇 번 정도 수행되는 품질 검사와 달리 모든 조임틀에 대한 정확한 조임값과 배열을 실시간으로 제공한다.

 

하몬은 실제 데이터를 보유하고 있어 유리벽을 설치하기 전에 앵커 위치를 조정할 수 있었다.

 

버밍엄 하몬 총괄 관리자는 “우리가 얻은 가장 큰 이점은 앵커가 설치된 위치에 대한 보고서였다. 사양을 벗어난 편차값을 일찍 발견할수록 이를 제거해 나가기가 더 쉬워졌다”고 밝혔다.

 

이재구 robot3@irobotnews.com

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