HD현대, 용접로봇 220대 도입
일정한 품질·속도로 생산성 향상
한화오션, 작고 가벼운 로봇 개발
협소하고 밀폐된 공간 無人 작업
삼성重, 배관 용접 자동화 실현
수작업보다 속도 3배이상 빨라져
한화오션 용접로봇 ‘캐디’가 한화오션 거제사업장에서 선박 부품을 용접하고 있다. 한화오션 제공국내 조선 ‘빅3’(HD현대·한화오션·삼성중공업)가 선박 건조 현장에서 로봇 도입에 속도를 내며 제조 ‘초격차’ 확보를 위한 경쟁이 치열하다. 로봇이 선박 부품 제작과 선체 건조, 용접 등 다양한 분야에서 정밀한 작업을 책임지며 공정 혁신의 대전환기를 맞고 있다. 이들 3사는 세계 조선 시장에서 저가 물량 공세를 펼치고 있는 중국을 압도적인 선박 제조 기술력으로 견제함과 동시에 안전한 작업 환경을 마련해 중대재해를 줄이고, 기업 자체의 생산력을 높이며 더 큰 도약을 위한 ‘승부수’를 띄웠다는 평가가 나온다.
27일 조선업계에 따르면, 국내 조선업체들은 조선소에 특화된 로봇을 개발해 속속 적용하고 있다. HD현대는 실제 현장에 용접로봇 및 자동화 시스템을 선제적으로 구축했다. HD현대중공업과 HD현대삼호는 약 220대의 용접로봇을 도입해 생산 효율성을 높이고 있다. 로봇은 집중도를 유지하며 일정한 작업 품질과 속도를 유지할 수 있다. 이를 통해 작업자의 부담을 줄여 쉽고 안전하면서도, 생산성과 품질을 향상하는 역할을 수행하고 있다.
HD현대는 휴머노이드(인간형) 로봇을 실증하고, 상용화를 위한 준비에 박차를 가하고 있다. HD현대의 조선 부문 중간 지주사인 HD한국조선해양은 HD현대로보틱스, 미국 휴머노이드 로봇 기업 페르소나AI와 조선소 용접 현장에 투입할 수 있는 특화 로봇을 공동으로 개발하고 있다. HD한국조선해양은 조선소 현장에서 축적된 데이터를 활용해 로봇용 용접 교육 기술을 개발한다. 실제 선박 건조작업에 용접 공정 데이터를 학습한 인공지능(AI) 모델을 적용해 실증 작업을 한다. HD현대로보틱스는 휴머노이드의 조선소 적용을 위한 시스템 통합을 총괄하면서 용접 품질 분석·제어 기술 개발 및 현장 테스트를 지원한다. 페르소나AI는 2족 보행 휴머노이드 플랫폼을 개발한다. 향후 선박 건조 현장에 도입해 작업자가 맡아온 고위험 용접 공정의 일부를 대체할 계획이다.
한화오션은 무거운 자재를 운반하는 데 사용되는 ‘갠트리’를 중심으로 공정 최적화에 나섰다. 자체 개발한 갠트리형 용접 로봇 시스템 솔루션을 활용해 소부재 생산을 위한 배재·취부·용접 공정을 자동화하고 있다. 공정 간 부하 균형 최적화를 통해 소부재 공장 및 조립 공장에서의 소조립 공정 자동화 확대 및 무인화 실현을 목표로 하고 있다.
한화오션은 작업자가 직접 운반할 수 있으며 맨홀도 통과할 수 있는 소형·경량의 고기능 용접로봇을 독자적으로 개발해 생산 현장에 적용하고 있다. 이 용접로봇은 선박 이중 선체의 협소하거나 밀폐된 구역에서도 원활한 용접 작업이 가능하도록 설계돼 작업자의 안전을 확보하고, 생산성을 높이고 있다.
삼성중공업은 올해 3월부터 업계 최초로 배관 설계부터 물류, 정밀 가공 및 계측, 정렬, 용접에 이르는 전 과정을 자동화한 로봇 공장 ‘파이프 로보팹’ 가동에 들어갔다. 선박의 혈관과 같은 역할을 하는 배관은 설계 도면에 따라 엘보(구부러진 관), 티(T자 관), 플랜지(원형 접합판) 등을 용접해 하나의 단위로 조립하는 이른바 ‘스풀’ 제작 과정을 거치게 된다. 삼성중공업의 파이프 로보팹은 연면적 6500㎡ 규모에 연간 약 10만 개의 배관 스풀을 생산할 수 있는 능력을 갖췄다. 스풀 제작을 첨단 로봇기술로 전환해 공기를 단축하고, 균일한 품질 및 안전을 확보한다는 구상이다. 삼성중공업은 자체 개발한 ‘키홀 플라즈마 배관 자동용접 장비(K-PAW)’를 국내 최초로 실제 건조 현장에 투입해 배관 용접의 자동화를 이뤄냈다. 숙련공이 수작업으로 진행하던 배관 용접 작업을 로봇이 자동으로 처리하면서 용접 속도가 3배 이상 빨라졌다.
삼성중공업은 국내 대표 로봇 전문 기업인 레인보우로보틱스와 조선용 로봇 개발 및 사업화를 위한 업무협약(MOU)을 체결한 후 협동로봇을 기반으로 한 AI 탑재 용접로봇을 개발하고 있다. 이와 함께 사람과 유사하게 두 팔을 사용해 도장, 그라인딩 등 작업자 동작을 모사해 복합 작업에 적용할 수 있는 이동형 양팔로봇, 네 다리를 이용해 선박 내부 등 다양한 환경에서 자유롭게 이동하며 순찰을 돌 수 있는 4족 로봇 제작도 추진한다는 방침이다.