초록 ▼

고소 공간에서 이루어지던 수작업들을 로봇을 이용한 작업으로 대체하여 작업자의 안전과 선박의 품질향상 및 생산성을 향상을 확보하기 위해서 수직 또는 곡면부의 선체외판에서 안정된 부착과 주행이 가능한 자주식 고소 작업용 이동플랫폼 설계, 제작 및 시험평가가 수행하여 현장적용을 통하여서 그 성능을 최적화, 상품화하였다. 또한 조선소 내 대형 선박을 대상으로 로봇의 적용 시 서보모터 및 엔코더 케이블 길이가 길어 핸들링 등 작업성 부족을 극복하기 위하여 로봇 본체에 방열 및 유지보수 문제점이 고려되고 환경시험을 통과한 탑재형 제어기를 개발

고소 공간에서 이루어지던 수작업들을 로봇을 이용한 작업으로 대체하여 작업자의 안전과 선박의 품질향상 및 생산성을 향상을 확보하기 위해서 수직 또는 곡면부의 선체외판에서 안정된 부착과 주행이 가능한 자주식 고소 작업용 이동플랫폼 설계, 제작 및 시험평가가 수행하여 현장적용을 통하여서 그 성능을 최적화, 상품화하였다. 또한 조선소 내 대형 선박을 대상으로 로봇의 적용 시 서보모터 및 엔코더 케이블 길이가 길어 핸들링 등 작업성 부족을 극복하기 위하여 로봇 본체에 방열 및 유지보수 문제점이 고려되고 환경시험을 통과한 탑재형 제어기를 개발하여 이러한 문제점을 해결하였다.
또한 실시간 제어기 S/W 및 무선 리모컨, 무선 트렁크형 운영장치, 무선 원격 팬던트 개발을 통해 작업자가 원격지에서도 손쉽게 작업이 가능한 시스템을 구축하였으며, 비전기반 작업면 인식 센서시스템 및 알고리즘 적용을 통해 작업면 인식알고리즘의 타당성 검토를 수행하였다. 아울러 고소작업별 작업 특성을 고려하여 선박 상에서의 위치인식뿐만 아니라 경로 생성을 통하여 주행제어 및 장애물 경로회피 시스템 개발을 수행하였다. 그리고 이동 플랫폼의 가반 하중을 고려하여 경량화 및 탈부착이 용이한 지능형 청소, 검사, 도장모듈을 개발하여 이동플랫폼과 상호 보완이 되며 선체 수직부와 곡면부의 작업 상태에 따라 유동적으로 작동되어지는 메카니즘을 개발하였다.
개발 내용을 크게 두 부분 즉 이동 플랫폼과 작업 모듈로 나누어 생각하면, 먼저 대우조선해양, 고등기술연구원 및 창원대학교가 협조하여 개발한 이동 플랫폼 관련 개발 내용은 다음과 같다.
(1) 진공흡착 및 영구자석 방식을 혼용하여 수직외판 및 곡면부 부착, 주행이 가능한 무게 30kg, 최대부착력 400kgf의 플랫폼 개발
(2) 청소 작업면 영상취득용 및 도막 두께 측정 검사용 알고리즘과 센서시스템 개발
(3) 로봇의 주행, 작업툴 구동, 작업상태 모니터링이 가능한 그래픽기반 포터블 로봇 운영시스템 및 작업 데이터베이스 구축
(4) 선체외판 또는 선저부에 중량물의 로봇 시스템의 탈,부착 및 보관/운반이 용이한 로봇 부착장치와 로봇 추락 방지를 위한 자동 이동형 안전윈치 개발
(4) 로봇에 탑재될 수 있는 소형타입의 탑재형 제어기 H/W 및 S/W 개발
(5) 로봇의 주행 및 청소/검사/도장 툴의 제어를 위한 모션제어 알고리즘 및 수직 및 곡면부 상의 위치인식기반 고소 작업별 경로 주행 시스템 개발
(6) 로봇의 구조 안정성 및 동특성을 고려한 수직 이동 로봇 최적화/경량화 설계로봇밸리와 창원대학교가 협조하여 개발한 작업모듈 관련 개발내용은 다음과 같다.
(1) 도장면 전처리용 500/700 mm청소 작업 모듈 개발
(2) 경량화된 도막 두께 검사 작업모듈 개발
(3) 곡면부 대응이 가능한 도장 작업모듈 개발 및 테스트를 통한 도장 조건 선정
(4) 작업 모듈 해석 및 경량화 설계

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출서 ...3
• 제출문 ...5
• 보고서 초록 ...6
• 목차 ...9
• 제1장 서론 ...10
• 제1절 기술개발의 목적 및 중요성 ...10
• 제2절 당해단계 개발목표 및 내용 ...11
• 제2장 기술개발 내용 및 방법 ...13
• 제1절 고소 작업용 이동플랫폼 및 제어시스템 개발 ...13
• 1. 상품화된 고소 작업용 로봇 플랫폼 개발 ...13
• 2. 고소 작업 로봇 플랫폼 운영 장치 개발 ...14
• 3. 로봇 운영시스템 개발 ...15
• 4. 로봇 제어기 개발 ...16
• 5. 작업면 인식 및 도장모듈 제어 시스템 개발 ...17
• 6. 위치인식 센서기반 주행제어 ...18
• 7. 안전윈치 시스템 개발 ...20
• 8. 수직 이동 로봇 최적설계 ...20
• 제2절 고소 작업용 탑재형 작업 모듈 개발 ...23
• 1. 상품화된 청소 작업 모듈 개발 ...23
• 2. 2차년도 청소 작업의 현장 적용을 위한 보완 ...24
• 3. 2차년도 검사 작업 모듈 개발 ...24
• 제3장 결과 ...26