코레일 기술지원부
지난 3월 19일 코레일이 국내최초로 로봇자동화 시스템을 구축, 철도차륜가공에 성공했다고 밝혀 화제가 되었다.
특히, 철도차륜가공의 로봇자동화를 실현한 대전철도차량관리단은 생산이 아닌 유지보수가 중심이 되는 곳이기에 ‘로봇’은 이제 생산자동화를 넘어섰다는 평가도 함께 받게 되어 더욱 눈길을 끌었는데, 흑자경영으로 돌아서며 제대로 된 ‘혁신경영 공공기관’임을 보여주는 코레일의 이 같은 행정은, 공기업의 이미지를 벗고 첨단기업 이미지를 높이는 결과를 가져왔다.
이에 본지에서 로봇자동화 시스템을 고민하고 설치한 코레일 기술지원팀을 찾아가 그 과정과 성과에 대해 들어보았다.
취재 정요희 기자(press1@engnews.co.kr)
국내최초 철도차륜가공 로봇자동화 시스템을 운영하는 기술지원팀(좌로부터 이의운, 김흥묵, 남기돈, 정영찬 팀장,유경수 차장)
▶▷ 먼저 로봇시스템을 적용한 코레일 팀에 대한 소개를 부탁드립니다.
로봇시스템을 적용하기까지 코레일 본사의 차량기술단에서 로봇시스템 설치에 따른 제작설명서를 작성하였고, 구매에 따른 각종 제약조건을 해결하여 적용하게 되었습니다.
또한 철도차량을 정비하는 곳에 로봇시스템 적용실패에 따른 위험성(설치실패)을 배제할 수 없어 인터넷, 기술월간지 등 각종 정보매체를 통하여 로봇을 이용한 산업현장의 접목상태를 확인하고 성공에 대한 확신을 갖게 되어 추진하게 되었습니다.
로봇을 이용한 공작기계(CNC 직립선반)를 설치한곳은 대전철도차량관리단으로 객차팀, 화물팀, 기술지원팀으로 구성되어 있으며, 이곳에서는 객차, 화차, 기중기 3종류의 철도차량을 정비하고 있습니다.
그중 철도차량의 차륜(wheel) 및 주행부에 대한 개량, 수리 등을 담당하고 있는 기술지원팀에서 로봇시스템을 운용하고 있습니다. 레일을 달리며 깎인 차륜이 한계기준에 다다르면 새 바퀴를 가공 보수해 교체하는 작업이 필요한데, 이 과정에서 로봇시스템을 적용하는 것입니다.
▶▷ 철도 차륜 가공을 위한 로봇자동화 시스템 구축으로 화제를 모았는데, 이를 적용하게 된 계기는 무엇
인지요.
코레일은 그동안 경영합리화를 위해 많은 노력을 해왔습니다.
그런 일환으로 기계설비의 개량화(改良化), 자동화, 각종 공구개발 등의 방법으로 자동화 및 로봇시스템 적용가능 공정을 발굴하고 있습니다.
먼저 노후 및 생산성이 극히 저조한 설비를 우선적으로 개량하고 있으며, 차륜 내경 가공 부분이 그런 의미에서 우선적으로 적용되었다고 봅니다.
특히, 차륜가공을 위한 로봇시스템은 그리 복잡한 과정은 아니었지만 차륜 자체가 워낙 중량이기 때문에 작업의 어려움은 물론이고 안전의 위험성 문제도 있었습니다.
따라서 이를 예방할 수 있는 시스템으로 로봇을 적용하게 된 것입니다.
▶▷ 그렇다면 로봇시스템이 적용되기 전에는 어떤 방법으로 진행해 왔습니까.
현재 로봇이 적용된 것은 차륜(휠)을 차축에 압입시 축경에 맞게 차륜의 내경을 가공하는 공정으로, 전에는 일반 직립선반 3대를 작업자 3명이 운영했는데 천장기중기를 이용하여 차륜을 운반 선반테이블에 장착, 가공치수 세팅, 가공(1차, 2차), 내경측정 후 천장기중기를 이용하여 압입작업대로 이동하게 됩니다.
이 모든 과정이 약 40분 정도가 소요되었고, 중량물을 취급하는 작업자는 항시 안전문제에 노출되어 있었습니다.
▶▷ 로봇시스템을 처음 사용하기에 전문 조작자가 없을 듯한데, 현재 어떻게 운용하고 있는지.
물론 당장의 로봇조작도 중요하지만 지금까지 쌓아온 노하우가 있기 때문에 기존 작업자들과 함께 관련 업무를 맡고 있는 신임 작업자들도 함께 교육을 받고 있습니다.
이 교육은 운영이 안정화될 때까지 진행될 것이며, 4월 중에는 로봇제작사 전문교육도 실시할 계획입니다(인터뷰 시점 3월말).
로봇은 이론적인 일반 지식과 프로그램 세팅능력을 필요로 하기 때문에 상당히 많은 교육을 필요로 합니다.
이에 작동방법이랄지 비상시 대응방법 등에 대한 실무적인 부분을 중심으로 진행할 것입니다.
현재는 납품 업체와 실무 작업을 하면서 지도를 받고 있고, 취급자들도 매우 열심히 배우고 있기 때문에 운영하는 데는 무리가 없는 상태입니다.
▶▷ 로봇시스템이 구축된 후 현장작업자들의 반응은 어떠한지요.
사람이 하던 일을 로봇이 대신한다는데 업무량을 빼앗긴다는 긴장감도 있었던 것은 사실입니다.
하지만 실제로 현장 작업자들도 로봇이 적용된 현장에 찾아와 신기해하기도 하고, 품질과 안전부분에 있어 충분히 이해하고 인정하는 분위기입니다.
앞으로의 추세가 자동화, 로봇화이고 안전하고 검수품질을 향상시킨다는데 크게 만족하고 있다고 생각됩니다.
▶▷ 로봇시스템을 구축하기까지 입찰과정을 거쳐 진행됐을 듯한데, 본 시스템 또는 로봇메이커를 선택하게 된 이유는 무엇입니까.
본 설비가 고가인 관계로 우리 관리단에서 구매하기가 어려워 본사로 구매요구를 하여 설치하게 되었습니다.
이 시스템의 사양을 만들면서 전문 기업들과 상담을 했고, 국내 몇몇 기업을 벤치마킹하여 결정하게 된 것입니다.
또한 다른 공기업도 마찬가지겠지만, 우리 공사에서도 물품구입 시 어느 특정업체의 물품을 지목하지는 못하기 때문에 자체적으로 규격서를 만들어서 필요한 사양을 공지하는 등 제작설명서를 기본으로 투명한 공개경쟁입찰 과정을 거쳤습니다.
이때 제시한 스펙은 로봇시스템 중에서 차륜중량 약 350kg과 차륜인상핸들 그립장치 170kg에 안전을 고려, 600kg 정도의 중량을 인상 가능한 로봇시스템과 원활한 작업성을 고려 6축 다관절 로봇 등의 사양이었습니다.
이 같은 과정을 거쳐 화낙의 600kg급 로봇모델을 지금 현장에 설치하여 운용하고 있는 것입니다.
▶▷ 철도 차륜의 안쪽구멍(內徑) 절삭공정에 성공함으로써 작업의 생산성을 3배 향상시켰다고 알려졌는데, 처음 로봇시스템을 고민했을 때 목표했던 생산성은 어느 정도였습니까.
물론 생산성도 중요한 부분이지만, 무엇보다 ‘작업자의 안전’에 역점을 둔 시스템입니다.
앞에서도 계속 언급하고 있지만 차륜 자체의 무게가 있다 보니 이를 기중기로 이동하고 작업하는 과정에서 늘 안전문제가 대두되었던 것입니다. 따라서 로봇은 ‘차륜의 운반’에 그 핵심이 있습니다.
이로 인한 생산성은 설계당시 목표를 차륜 1개당 15분 정도로 예상했고, 현재는 약 12분 정도 소요되고 있어 더 좋은 성과를 내고 있는 상황입니다.
▶▷ 그렇다면 향후 다른 분야에서의 로봇사용도 계획되어 있습니까.
향후에도 많은 연구와 검토를 거쳐 확대시행 할 계획입니다. 현재 설치한 로봇시스템은 극히 단순한 차륜운반 작업만 담당하고 있는데, 좀 더 복잡한 업무나 특히, 인력으로 하기 힘든 기피업무 등 애로공정부터 개선해 나가야 할 것으로 봅니다.
현장에서의 기피 작업인 도장이나 용접 부분에 있어 열악한 부분이 많은데, 이러한 부분 역시 작업자의 요구가 있을 시 충분히 검토해볼 사안입니다.
하지만 대전철도차량관리단은 생산라인이 아니라 유지보수가 주를 이루다보니 많은 검토가 필요할 것입니다.
지금 현 시스템과 연계해서는 축경을 사람이 측정하여 컴퓨터에 입력하여 가공하고 있으나 축경 측정도 자동으로 시행하여 그 데이터를 CNC 선반으로 전송해서 자동으로 가공할 수 있는 시스템도 고려하고 있습니다.
▶▷ 국내최초로 구축한 것이라 함은 해외에서는 이미 구축사례가 있다는 것인지요. 만약 있다면 그들의 기술과 어떤 차이가 있습니까.
정확히 해외에서 사용하고 있는지는 확인하지 못했습니다.
다만, 업종은 다르지만 국내 자동화 메이커 등 연마로봇 등 복잡한 가공을 많이 하는 현장에 설치된 로봇시스템을 벤치마킹했습니다.
그들보다 우리 현장의 작업이 더 단순하다고 판단했기에 충분히 성공할 것이라 확신했습니다.
또한 일본과 같은 경우는 로봇산업이 워낙 발달되어 있어 여러 현장에 로봇이 적용되어 있으리라 보지만, 차륜 가공부분에 있어서는 아직 적용사례가 없다고 들었고, 국내 타 현장에서도 도장로봇 시스템만 적용해본 사례가 있다고 합니다.
일반적으로 기기수명을 20년 정도로 보기 때문에 대전철도차량관리단의 경우 지금이 현장 기기들의 교체 시기라 볼 수 있기에 앞으로도 코레일의 도전은 계속될 것입니다.
▶▷ 마지막으로 로봇시스템을 구축하며 아쉬웠던 점 및 제안하고자 하는 점이 있다면.
무엇이든지 처음으로 한다는 것은 어려운 일입니다. 하지만 여러 분야에서 로봇시스템이 많이 보급·사용되고 있고, 복잡하고 힘든 공정도 무리 없이 해내는 것을 보고 차륜 내경가공 공정에 적용하는데 우려하지는 않았습니다.
사실 주위의 몇몇 직원들은 해보지도 않은 일을 왜 먼저 시작하려고 하느냐는 반대 의견도 꽤 있었는데, 그 분들의 말씀처럼 우리 철도현장은 대부분 생산라인보다는 유지보수라인이기 때문에 로봇자동화에는 어느 정도의 한계점이 있다고 봅니다.
하지만 좀 더 검토하면 충분히 많은 공정을 개량할 수 있을 것이라 생각하기에 늘 깨어있는 마음으로 ‘코레일을 이용하는 고객들의 안전’과 ‘현장작업자들의 안전’이라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있도록 노력할 것입니다.
덧붙여 로봇시스템 적용을 고려하며 실제 적용현장을 찾았을 때 대외비의 경우가 너무 많아 어려움이 있었는데, 로봇시장의 발전을 위해 더 많은 분들이 로봇시스템을 직접 확인할 수 있는 통로가 많아졌으면 합니다.
저희 코레일의 현장은 항상 열려 있으니 언제든 오셔서 국내최초 철도차륜가공 로봇자동화 시스템을 확인하시기 바랍니다.
가공전과 후의 차륜
로봇가공의 시스템 적용 전과 후의 모습
코레일∥www.korail.go.kr
TEL : 042)6610-4696
