세계 최초 자율주행 용접로봇 개발에 성공한 (주)동주웰딩

용접산업의 패러다임을 바꾼다

위험한 작업환경, 고임금, 3D 업종 기피현상 등은 산업현장의 골칫거리이자 산업용 로봇의 기회이기도 하다. 모든 산업의 기초 영역이라고 할 수 있는 용접 분야의 상황도 크게 다르지 않다. 하지만 배관, 플랜트, 조선 산업에서의 용접은 그 규모와 여러 까다로운 조건 때문에 용접 로봇이 적용될 수 없는 분야로만 여겨졌다. 이러한 와중 최근 울산의 한 중소기업이 세계 최초로 자율주행이 가능한 용접로봇 개발에 성공했다. 바로 (주)동주웰딩이다.세계적인 기업들의 잇따른 개발 실패 속에서도 도전 정신 하나로 용접산업의 또 다른 이정표를 제시한 (주)동주웰딩을 본지가 찾았다. 취재▶▶박서경 기자(press2@engnews.co.kr)

용접 부품 업체에서 용접로봇 장비 업체로 발돋움 한 동주웰딩

흔히들 용접로봇이라 하면 로봇암이 빠르게 움직이는 자동차 공장의 말끔하게 정돈된 한켠 라인부터 생각하게 된

손동주 대표이사

다. 하지만 앞으로 이러한 생각의 배경이 조금은 달라질 것 같다. 최근 울산의 한 중소기업이 세계 최초로 개발에 성공한 자율주행 용접로봇 때문이다. 흙 먼지 날리는 공사현장의 파이프부터 조선소 유조선박과 플랜트에 이르기까지 용접이 필요한 곳이라면 거미처럼 벽면을 오르내리며 스스로 용접을 하게 될 이 로봇은, 로봇업계에서는 다소 그 이름이 낯선 (주)동주웰딩(이하 동주웰딩)이라는 중소기업에서 개발됐다. 2000년 창립한 동주웰딩은 그 이름에서도 알 수 있듯, 본래 용접 관련 부품 및 소모기자재를 생산하던 업체이다. 손동주 대표가 스물다섯이라는 나이에 500만원으로 시작한 사업은 꾸준한 투자와 기술개발을 발판으로 해를 거듭하며 급성장하여, 매출 100억원 규모의 기업으로 자리 잡았었다. 하지만 그의 끼는 여기서 멈추지 않고 또 다른 도전으로 이어져, 2년 전 전혀 다른 분야라 할 수 있는 로봇분야에 발을 들이게 되었다.“용접 부품을 납품 하며 현장의 용접 공정을 직접 가서 보면 인력 수급, 공정 과정, 안전과 근로환경 등 여러 가지 면에서 비효율적이라 항상 생각했다”라고 개발에 들어가게 된 동기를 밝힌 손 대표는 이러한 생각을 곧 바로 연구 개발로 이어나갔다. 그리고 몇 번의 시행착오 끝에 올해 초, 세계 최초의 완전 자율 주행방식의 용접로봇을 시장에 내놓을 수 있었다.

다양한 인텔리전스 기능을 갖춘 진정한 의미의 로봇

‘Pipe 자율주행 용접 시스템(강관식 용접로봇)’으로 이름 붙여진 이 로봇은 12.5kg의 무게에 430×515× 235mm(내면용 기준)의 작은 크기와 무게를 바탕으로 대형 석유관, 가스관, 수도관 등의 내외부에서 자율주행하며 스스로 용접 위치를 찾아 용접을 하는 기능을 가진 로봇이다. 파이프 뿐 아니다. 조선소 선박, 플랜트 등 용접이 쓰이는 곳이라면 어디든 손쉽게 사용이 가능하다. 동주웰딩에서 이번에 내놓은 강관식 용접로봇 이전에 파이프 용접에 쓰이는 자동 용접 장비가 전무했던 것은 아니다. 하지만 해외에서 개발되어 수입되어 온 기존의 장비는 작업할 위치에 장비가 지나갈 수 있도록 사람이 손수 레일 깔아야 하는 불편이 있었다. 문제는 단순히 이것만이 아니었다.“파이프의 종류가 한두 가지가 아니다. 기존 장비를 사용하기 위해 각각의 파이프에 맞는 레일을 모두 구비한다는 것은 어려운 일이다. 또한 1000파이 미만의 파이프의 경우에는 레일 설치에 2인 기준 20~30분이면 가능하겠지만, 2000파이 이상 되는 크기의 파이프 경우는 일일이 망치로 두르려가며 용접부를 맞춰야 하기 때문에 2~3시간 정도 소요된다. 이러한 비효율성과 불편함 때문에 사람이 직접 사다리를 타고 올라가 용접을 하는 등 장비를 갖추고도 사용하지 않는 경우가 많았다.”며 기존 장비의 비효율성을 설명한 손동주 대표는 아울러 “첫 사용 시 제어기를 통해 조건을 맞춰주면 레일 설치 없이 파이프, 선박, 플랜트의 어떤 곳에 장비를 위치시켜 놓더라도 센서가 용접 작업선을 직접 판독 추적하여 용접주행을 실시한다”며 자사의 제품의 가장 큰 특징인 무(無)레일, 무(無)가이딩 구동 방식을 강조했다. 용접 작업의 퀄리티에 있어서도 로봇기술을 채용한 본 제품은 기존 장비 또는 수작업에 비해 결과물이 우수하다. 이와 관련해 손 대표는 “용접부분을 찾아가는 것도 중요하지만, 비드가 일정하게 나오게 하기 위해서는 위쪽과 아래쪽의 용접이 다르게 진행되어야 한다. 둥근 파이프의 특성 때문에 용접물이 흘러내리는 등의 일이 발생하기 때문이다. 이를 위해 용접 인식을 통해 용접선, 용접전압, 전류, 속도 등이 상황에 맞게 스스로 판단하고 제어하도록 만든 것도 이번에 개발한 로봇의 특징”이라고 밝혔다. 여기에 더해 본 로봇은 고장 자가 진단 기능까지 갖춰 실제 현장 작업에 필요한 모든 인텔리전스 기능을 탑재한 진정한 의미의 로봇이라고 할 수 있다.


내면용접 캐리지	외면용접 캐리지

로봇으로 용접시장의 패러다임을 바꾼다

동주웰딩 자율주행 용접로봇의 또 다른 특징이라면 쉬운 조작 방법이다. 손동주 대표는 “보통 용접 기술을 배우고 숙달하기 위해서는 3~5년 정도의 시간이 소요되는데, 본 제품의 경우는 용접에 전혀 무지한 사람이라도 3일 정도의 교육만 받으면 바로 현장에 투입이 가능하다”고 말한다. 또한 제어기 조작도 쉬워, “납품 후 초기에는 파이프를 받아와 동사 직원이 세팅을 해주지만 일주일 후면 도움 없이도 유저들 스스로 세팅을 할 정도.”라고 손 대표는 밝힌다.플랜트, 조선, 토목 산업에서 가장 중요한 요소일 수 있는 작업 속도 또한 우수하다. “플랜트나 조선 분야는 공기 단축이 가장 큰 이슈이다”라고 밝힌 손 대표는 “일당 20~30만원의 인력 2명이 1,000파이 파이프 기준 하루 1~2개 정도 작업량을 소화하는데 반해 로봇은 하루에 5~6개를 처리한다”고 밝혔다. 이는 기존 외산 로봇에 비해서도 3배 가량 빠른 속도다. 아울러 그는 “공기를 하루만 단축해도 수억 원의 효과를 낸다는 것을 상기했을 때, 인력 대비 4~5배의 효용가치를 갖는 본 로봇의 가치는 엄청나다”고 강조했다. 용접시 생기는 산업재해 예방의 효과도 무시할 수 없다. “작업시 생기는 흄과 같은 연기 때문에 대부분의 용접공들의 폐 건강이 매우 좋지 않다. 뿐만 아니라 파이프 쪽 용접은 고개를 젖힌 채로 고정된 자세로 목 디스크의 위험성과 용접 파편이 얼굴에 떨어지는 등의 위험을 갖고 있다.”라고 밝힌 손 대표는 “이러한 위험성 때문에 용접이 젊은이들 사이에 기피하는 업종이 되어 가고 있고, 이 때문에 인력수급에도 어려움이 크다”며 당장의 용접 인력 시장의 축소를 걱정하면서도, 장기적으로 산업 경쟁력 제고를 위해서 나아가야 할 방향임을 강조했다. 아울러 작은 크기 때문에 얻는 효과도 크다. 손 대표는 “사람이 파이프 공사의 경우 인력을 통해 작업을 진행할 경우 공간 확보를 위해 양쪽 2미터 가까운 크기의 굴을 파야하지만, 본 로봇을 이용할 경우 50cm 정도의 공간만 있으면 작업이 가능하다. 수백 킬로미터에 이르는 공사를 생각한다면 이에 따르는 부수적인 효과도 무시할 수 없다”라고 밝혔다. 성능, 조작성, 효율 뿐 아니라 가격 경쟁력도 상당하다. 4,000억원 규모의 국내 용접설비시장을 과점하고 있는 외산 용접로봇의 경우 세트 당 2~3억 원을 호가 한다. 이에 반해 순수 국내 기술로 개발된 동사의 로봇은 이에 절반 수준으로 공급되고 있다. 손 대표는 앞서 언급한 내용을 근거로 들며 “고객들이 높은 성능은 물론 로봇 장비 도입에 드는 비용 역시 6개월 내에 회수할 정도로 효율이 좋아 가격 대비 성능에 대한 호평이 이어지고 있다”며 제품에 대한 자신감을 내비치기도 했다.

발상의 전환, 세계최초의 개발로 이어져

제어기를 포함한 전체 시스템

앞서 언급 된 문제들 때문에 동주웰딩이 내놓은 자율주행 용접로봇 개발에 대한 요구는 이전부터 있어왔다. 이와 함께 광범위한 적용 분야와 그 시장 규모 때문에 전 세계 크고 작은 기업들의 개발 시도 역시 이어졌었다. 하지만 대부분 용접 위치를 로봇이 스스로 찾아내는데 어려움을 겪어 대다수가 실패로 이어졌다. 보통 용접은 한 번에 끝나지 않고 2~3회씩 덧대는 형식으로 이뤄지기 때문에 한번 용접이 끝난 위치는 로봇이 인식하지 못했던 것. 때문에 대부분의 개발이 좀 더 고성능의 센서 모색과 적용에 중점을 맞췄던 반면, 동주웰딩은 기존 센서를 이용하면서도 용접 위치를 인식하는 알고리즘을 근본적으로 바꿈으로써 핵심 기술 확보에 성공했던 것 이다. 바로 인식의 전환을 통해 가능했던 일이었다. 하지만 용접부품을 주로 생산해오던 중소기업 입장에서 자체 기술 개발을 통해 새로운 장비를 선보인다는 것이 쉽지만은 않았다. 손동주 대표는 “다 완성된 장비를 몇 번이나 폐기했다”는 간결한 답변으로 그동안 개발 과정에서의 어려움을 설명하고, “전 세계적으로 개발에 실패한 사례였기 때문에 중소기업에서는 함부로 시도하지 못하는 상황이었다. 하지만 5만 원짜리 장난감도 혼자서 돌아다니는데 하물며 수억을 호가하는 용접장비가 그렇게 하지 못할 이유가 없다 싶었다”라며 이때의 확신과 자신감으로 현재의 결과를 이끌어 낼 수 있었음을 내비쳤다.

동주웰딩, 용접산업의 대명사로 자리잡을 것

이미 센서기술을 비롯한 4개의 특허를 국내는 물론, 해외 10여 개국에 출원한 바 있는 동주웰딩은 올해에 배관공사가 많은 사우디아라비아, 베트남, 말레시아 등에도 수출할 계획을 갖고 있다. 또한 올 11월에는 두바이 전시에도 참가하여 본격적인 해외진출의 물꼬를 틀 계획이기도 하다.“사우디아라비아나, 베트남 같은 곳은 토목 공사가 많지만 고온의 날씨 때문에 용접 작업에 어려움이 많다. 이러한 점에서 이들 국가들에서의 자율주행 용접로봇의 필요성이 더욱 크다.”라며 앞으로의 수출 전망 또한 밝게 예상한 손 대표는 “국내의 경우 현재 많은 문의가 이어지고 4대강 공사 등의 현장에 투입되어 유저들의 호평을 받고 있지만, 중소기업에서 개발한 제품이라는 편견 때문에 아직까지는 쉽게 계약으로까지 이어지기 보다는 지켜보고 있는 상황”이라며 또 다른 어려움을 토로하기도 했다. 하지만 이러한 상황은 기술?제품 개발에 대한 손 대표의 열정과는 별개였다. 그는 다양한 현장 유저의 의견을 반영하여 손잡이 위치와 같은 작은 부분부터 크기와 무게를 좀 더 줄이는 것에 이르기까지 누구나 사용하기 쉬운 제품으로 발전시킬 것이라며 한번 더 욕심을 냈다.아울러 올해부터는 울산시와의 공조 아래 비철 용접 분야에 있어서도 자율주행이 가능한 용접로봇을 개발하여 이 분야 선두업체로써 자리매김해 나갈 것을 자신했다. 세계 최초라는 수식어는 누구도 가보지 않은 길을 최초로 택했다는 것을 함의하고 있을 것이다. 자율주행 용접로봇처럼 오늘도 더 큰 발전을 위해 레일 밖의 길을 택하고 있는 동주웰딩. 자율주행 용접로봇 업계의 선두주자로써 손 대표의 자신감 그 이상의 발전을 기대해본다.
(주)동주웰딩 www.djwelding.com

관련 기사

한국AI·로봇산업협회, ‘커리어 라운지 in 2026 로보월드’ 성료

한국AI·로봇산업협회, ‘2026 로봇기업 인사부서장 협의체’ 개최

한텍(HAN-TEC), 안전펜스 도어 개폐 상태 확인 편의성 높인다

댓글 0