선체블록 내부 도장 및 전처리 자동화 시스템 기술개발

“국내 5대 조선소가 탄생시킨

Shipbuilding 위한 도장로봇 시스템”

조선업 세계 1위의 자리에 오른 한국에 대한 중국의 공세가 거칠다. 따라서 어떻게 보면 조선업에서의 도장 공정자동화에 대한 필요성은 ‘그렇게 되면 좋을 것이다’가 아니라 꼭 그렇게 되어야 하는 상황이 되어 버렸다. 그래서 정부는 지난 2005년 국내 5대 조선소와 함께 선체블록 내부 도장 및 전처리 자동화 시스템 기술의 개발을 시작했고, 2010년 6월 드디어 개발을 완료했다. 국내 5대 조선소가 탄생시킨 Shipbuilding을 위한 도장로봇 시스템을 만나보자.

세계 1위 조선업 ‘로봇 자동화’로 지키자!
국내 조선업체의 1인당 선박 건조량(조선부문 인원기준) 수치가 높아지며 지속적인 경쟁력 유지를 위해서 로봇활용과 자동화가 필요한 상황이 되어 버렸다.
이를 위해 2005년 7월 1일부터 2010년 6월 30일까지 국내 5대 조선소가 도장부문 자동화를 위한 공동연구를 진행해 완료했다. 총괄관리책임자는 삼성중공업의 김재훈 전무, 총괄관리기관은 한국조선기술연구조합, 세부주관기관은 대우조선해양(주), 삼성중공업(주), 현대중공업(주), STX조선해양(주), (주)한진중공업이었다.
일본이 ‘용접공법’을 개발해 ‘리벳공법’을 쓰던 영국을 따돌리고 40년 동안 세계 조선업을 지배했다는 사실을 비추어볼 때 이번에 개발된 도장로봇 시스템은 생산기술상의 발전 계기가 될 수 있어 특히 중요한 의미를 갖고 있다.

그동안 조선업에서는 ‘밀폐블록 도장’이 갖는 문제에 초점을 맞추고 있다. 이중선체 물량 증가로 인한 열악한 작업 조건과 작업 기피/이직율 증가, 숙련인력의 부족으로 오는 품질저하는 대선주 신뢰도를 낮추는 현상으로 이어지기 때문이다. 이는 선박수주량이 감소되어 시장이 축소되는 결과를 가져오고, 또한 THC(Total Hydro Carbon), VOC(Volatile Organic Compounds) 규제로 IMO 도장 15년 내구 규정으로 선박수주량 감소의 악순환이 나타날 우려가 높다. 바로 이 같은 생산성 저하, 산업재해 증가, 품질 저하 문제는 도장공정의 혁신을 필요로 했고, 결국 밀폐블록 도장 자동화를 진행하게 된 가장 큰 이유가 됐다.
다만 도장공정의 자동화를 위한 로봇시스템은 용접로봇과는 달리 기본적으로 면에 대한 작업(블라스팅 등)이 이루어져야 하며, 이러한 작업면이 사방에 존재할 뿐만 아니라 주어진 시간 내에 처리되어야 하기 때문에 4차원적인 사고를 통한 개념정립이 필요한 분야였기에 어려움이 있었다.

5년간 기반기술 개발과 적용성 확보 완료!
‘세계 초일류 조선 기술 선도국 위상 확보라는 최종 목표’로 개발을 완료한 도장로봇 시스템은 국내 로봇업계에 큰 희망을 주고 있다. 구체적으로 ▲선체블록 내부 전처리 및 후공정 자동화 시스템 ▲선체블록 내부 도장자동화 시스템 ▲선체블록 내부 도장 건조 자동화 시스템 ▲자동 도장 및 표면처리 공법 개발이라는 세부 목표로 2005년 7월 1일부터 2010년 6월 30일까지 진행됐다.
그중 기반기술은 2005년부터 2008년 6월까지로, △핵심작업조건/ 공정 분석 △플로토 타입 개발 △제어 시스템 개발 △운용기술/시스템 개발 △자동/반자동 시스템 개발 등이 중심이었고, 적용성 확보는 2008년부터 2010년 6월까지 △시스템 신뢰성 확보 △현장 적용성 확보 △작업별 DB 구축 △품질 신뢰성 제고 등을 과정을 마쳤다. 이를 통해 <1단계>에서 작업로봇 및 이동플랫폼 초도품과 각종 투입 및 회수장치, 통한운영 시스템을 위한 기반기술이 개발됐으며, <2단계>에서 경량 이동형 로봇 시스템과 탑재형 임베디드 제어기 하드웨어, 로봇 통합제어 및 운영시스템, 현장 적용을 통한 로봇시스템의 작업생산성 최적화 및 표준화, 현장 품질검증 및 운영설비 표준화 등의 결과를 얻을 수 있었다.

로봇시스템으로 ‘경제’와 ‘전략’ 두 마리 토끼 잡다!
국내 5대 조선소가 탄생시킨 Shipbuilding을 위한 도장로봇 시스템인 ‘선체블록 내부 도장 및 전처리 자동화 시스템 기술’은 다양한 측면에서 좋은 결과를 내며 기대를 높이고 있다.
먼저 경제적인 측면으로는 도장 생산성향상과 고품질 확보로 국제경쟁력이 강화됐고, 대선주 신뢰도 제고로 수주량 증가도 기대하게 됐다. 인건비 절감과 자동화율 향상, 재료비 절감은 부수적으로 따라오게 되는데, 실제로 도장투입 시수 10% 절감(연 212억원), 도장품질 향상으로 도료손실 10% 절감(연 87.8억원) 등이 수치로 증명됐다.
또한 전략적인 측면에서도 기존의 노동집약형 산업이라는 조선업에 대한 인식이 기술 집약형이라는 긍정적 결과를 얻었다.
이로써 세계 1위 조선해양 산업국으로서의 위상을 더욱 공고히 확보하게 된 것이다.

한국조선기술연구조합 www.koshipa.or.kr

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