초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
밀폐, 분진, 작업높이 0.6m~2m 이내의 협소한 작업공간인 강교량 재도장 공정(도장 및 블라스팅)에 적용 가능한 이동형 다목적 작업장치 개발

◼ 전체 내용
- 강교량 재도장 작업의 안전을 고려한 시공법 개발
- 다관절 작업기 시스템 구성
- 무한궤도식 주행체 시스템 개발
- 생산성 향상을 위한 분사 노즐 및 블라스팅 노즐 장비개발
- 실시간 작업 모니터링이 가능한 비전시스템 개발
- 현장 테스트를 통한 장비 성능

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
밀폐, 분진, 작업높이 0.6m~2m 이내의 협소한 작업공간인 강교량 재도장 공정(도장 및 블라스팅)에 적용 가능한 이동형 다목적 작업장치 개발

◼ 전체 내용
- 강교량 재도장 작업의 안전을 고려한 시공법 개발
- 다관절 작업기 시스템 구성
- 무한궤도식 주행체 시스템 개발
- 생산성 향상을 위한 분사 노즐 및 블라스팅 노즐 장비개발
- 실시간 작업 모니터링이 가능한 비전시스템 개발
- 현장 테스트를 통한 장비 성능 테스트

◼ 1년차
❏ 목표
ㅇ 주관연구기관((주)이레하이테크이앤씨):
1) 국내/외 강교 유지보수 공법에 대한 분석
2) 강교 연마작업에 효율적인 숏 블라스팅 공법 개발
3) 공기단축을 위한 생산성 향상에 기반을 둔 재도장 공법 개발
ㅇ 참여기관 1(에프엠글로벌):
1) 국내/외 강교 유지보수 장비에 대한 현장조사
2) 해외 선진사들의 강교 유지보수 장비 벤치마킹
3) 강교 유지보수 장비에 대한 레이아웃 설계 및 제작
4) 장비 구동에 필요한 주행체 시스템 구성
ㅇ 참여기관 2(건설기계부품연구원):
1) 강교 유지보수 장비의 기술적 현황에 대한 문헌조사
2) 강교 유지보수 장비의 레이아웃에 대한 구조 및 기구학적 분석
3) 작업현장 모니터링을 위한 비전시스템 설계 및 시제품 개발

❏ 내용
ㅇ 주관연구기관((주)이레하이테크이앤씨):
1) 국내/외 강교 유지보수 공법에 대한 분석
- 강교에 대한 유지보수 공법에 대한 국내/외 선진사 분석
- 기존 유지보수 공법에 대한 절차 및 생산성 분석
2) 강교 연마작업에 효율적인 숏 블라스팅 공법 개발
- 강교의 부식 및 오염물질을 제거하는 숏 블라스팅 공법 분석
- 강교 재도장 장비에 효율적으로 적용이 가능한 숏 블라스팅 공법 개발
3) 공기단축을 위한 생산성 향상에 기반을 둔 재도장 공법 개발
- 기존 재도장 공법에 대한 분석 및 생산성 향상을 위한 개선 작업 방안 도출
- 강교 재도장 장비에 적용이 가능한 재도장 공법 개발
ㅇ 참여기관 1(에프엠글로벌):
1) 국내/외 강교 유지보수에 대한 현장조사
- 기존 강교의 유지보수 관리 비용 현황에 대한 조사
- 강교 유지보수 공법 및 절차에 대한 현장 조사
2) 해외 선진사들의 강교 유지보수 장비 벤치마킹
- 해외 강교 유지보수 장비의 현황 분석
- 국내/외 유지보수 장비의 장단점 분석
3) 강교 유지보수 장비에 대한 레이아웃 설계 및 제작
- 다관절 유지보수 장비에 대한 레이아웃 개념 설계
- 협소 공간에서의 작업 효율성 높인 장비 레이아웃 상세 설계 및 제작
4) 장비 구동에 필요한 무한궤도식 주행체 시스템 구성
- 유지보수 장비의 이동 및 유지보수 작업에 필요한 파워 용량 분석
- 유지 보수 장비에 적용하게 될 동력 선정 작업 수행
- 험지 및 장애물 이동에 적합한 무한 궤도식 주행체 시스템 설계
- 현장 작업가의 편의를 고려한 컨트롤러 및 제어시스템 개발
ㅇ 참여기관 2(건설기계부품연구원):
1) 강교 유지보수 장비의 기술적 현황에 대한 문헌조사
- 강교 유지보수 장비의 기술 성숙도 및 향후 기술 개발 방향에 대한 분석
- 강교 유지보수에 대한 법규 및 특허 분석
2) 강교 유지보수 장비의 레이아웃에 대한 구조 안정성 분석
- 장비의 레이아웃에 대한 구조적 취약부 분석
- 구조 안정성 분석을 통한 취약부에 대한 개선 설계안 도출
3) 작업현장 모니터링을 위한 비전시스템 설계 및 시제품 개발
- 환경 조건 및 사양 분석을 통한 센서 및 모둘 선정
- 모니터링 효율을 고려한 장착 위치 선정과 장착 지그 설계
- 센서 보호를 위한 고압 에어커튼 하우징 설계 및 시제품 개발

◼ 2년차
❏ 목표
ㅇ 주관연구기관((주)이레하이테크이앤씨):
1) 강교 유지보수 장비에 적용하고자 하는 숏 블라스팅 공법 시나리오 개발
2) 생산성 향상을 위한 재도장 공법 시나리오 개발
ㅇ 참여기관 1(에프엠글로벌):
1) 공법 시나리오를 기반으로 하는 분사 노즐 및 숏 블라스팅 노즐 제작
2) 작업 생산성에 기반을 둔 다관절 작업기 시스템 구성
3) 강교 유지보수 장비에 대한 레이아웃 개선 설계 및 재제작
4) 구동부, 레이아웃 및 다관절 작업기의 통합 작업 및 제어성 확보
ㅇ 참여기관 2(건설기계부품연구원):
1) 개발품 장비의 레이아웃에 대한 구조적 취약부 분석
2) 작업현장 환경 모니터링을 위한 비전시스템 개발

❏ 내용
ㅇ 주관연구기관((주)이레하이테크이앤씨):
1) 강교 유지보수 장비에 적용하고자 하는 숏 블라스팅 공법 시나리오 개발
- 기존 숏 블라스팅 공법에 생산성 향상을 위한 시나리오 개발
- 유지보수 장비의 작업기에 적용하고자 하는 숏 블라스팅 시나리오 개발
2) 생산성 향상을 위한 재도장 공법 시나리오 개발
- 작업자들에 이루어지는 재도장 공법 분석에 따른 생산성 향상 공법 시나리오 개발
- 다관절 작업기에 적용하고자 하는 재도장 시나리오 개발
ㅇ 참여기관 1(에프엠글로벌):
1) 공법 시나리오를 기반으로 하는 분사 노즐 및 숏 블라스팅 노즐 제작
- 생산성 향상에 기반을 둔 분사 노즐 및 숏 블라스팅 노즐 제작
- 다관절 작업기에 부착이 용이한 설계를 통한 제작
2) 작업 생산성에 기반을 둔 다관절 작업기 시스템 구성
- 다관절 작업기의 효율적인 움직임을 위한 시스템 레이아웃 설계
- 개발된 공법 시나리오를 적합하게 수행할 수 있는 다관절 작업기 제어시스템 구성
3) 강교 유지보수 장비에 대한 레이아웃 개선 설계 및 재제작
- 다관절 작업기가 부착되는 장비의 상판 레이아웃에 대한 개선 설계 제작
- 구동부가 장착되는 장비의 하판 레이아웃에 대한 개선 설계 및 제작
4) 구동부, 레이아웃 및 다관절 작업기의 통합 작업 및 제어성 확보
- 하부체의 구동부와 상부체의 다관절 작업기에 대한 통합작업 수행
- 유지보수 장비에 대한 전반적인 제어시스템 통합 작업 및 제어성 확보
ㅇ 참여기관 2(건설기계부품연구원):
1) 개선된 장비의 레이아웃에 대한 구조적 취약부 분석
- 작업기가 부착되는 상판 레이아웃에 대한 구조 강건성 확보방안 분석
- 구동부가 장착되는 하판 레이아웃에 대한 구조적 취약부 분석
2) 작업현장 환경 모니터링을 위한 비전시스템 개발
- 영상 센서 및 모니터링 모듈 개발
- 고압 공기를 이용한 센서보호 하우정 개발
- 불완전한 조명과 많은 먼지 상태에서 영상 가시성 향상을 위한 알고리즘 개발


◼ 3년차
❏ 목표
ㅇ 주관연구기관((주)이레하이테크이앤씨):
1) 강교 유지보수 장비에 대한 성능테스트 방안 도출
2) 강교 유지보수 장비의 성능테스트를 기반으로 하는 개선방안 도출
ㅇ 참여기관 1(에프엠글로벌):
1) 현장 성능테스트를 통한 장비의 구조적 개선 방안 도출
2) 성능테스트를 기반으로 하는 분사 노즐 및 숏 블라스팅 노즐 개선 설계 및 제작
3) 레이아웃에 대한 개선 설계 및 제작
ㅇ 참여기관 2(건설기계부품연구원):
1) 다관절 작업기의 개선 설계에 대한 구조적 취약부 분석
2) 작업현장 모니터링 장치 성능 보완

❏ 내용
ㅇ 주관연구기관((주)이레하이테크이앤씨):
1) 강교 유지보수 장비에 대한 성능테스트 방안 도출
2) 강교 유지보수 장비의 성능테스트를 기반으로 하는 개선방안 도출
ㅇ 참여기관 1(에프엠글로벌):
1) 현장 성능테스트를 통한 장비의 구조적 개선 방안 도출
2) 성능테스트를 기반으로 하는 분사 노즐 및 숏 블라스팅 노즐 개선 설계 및 제작
3) 레이아웃에 대한 개선 설계 및 제작
ㅇ 참여기관 2(건설기계부품연구원):
1) 다관절 작업기의 개선 설계에 대한 구조적 취약부 분석
2) 강교 유지보수 장비의 핵심부품 개선 설계에 따른 구조 시뮬레이션 분석
3) 작업현장 모니터링 장치 성능 보완
- 작업 효율 향상을 위한 작업 환경 및 장비 상태 디스플레이 기술 개발
- 사용자 편의 향상을 위한 모니터링 모둘 인터페이스 보완
- 영상 자동 보정을 통한 영상 가시성 향상 기술 개발

□ 연구개발성과
ㅇ 임펠라 블라스트, 무한궤도식 주행체가 다관절로 결합되고, 무선영상 전송장치와 착탈식 분사 노즐을 장착할 수 있는 강교량 재동장 공상용 이동형 작업장치 시제품 제작
1) 작업높이 0.6m이하의 협소공간에서 작업이 가능한 무게 200kg이하이며, 단차 극복 높이 7cm 만족하며, 원격조종 및 반자율 주행의 자동작업 기능을 갖춤
2) 영상 및 무선 리모콘 전송범위 100m(개활지 기준) 확보
ㅇ 작업효율 향상을 위한 작업 시나리오 문서


□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
ㅇ 활용 계획
1) 국토교통부 산하기관, 한국도로공사 산하기관 및 서울시 등 지자체의 국내 주요구조물 유지보수 기관에서 발주하는 강교량 재도장 공사에 활용
2) 고위험 강교량 보수현장에서 반복적인 블라스팅 작업과 페인트 재도장 작업 공정을 원격제어 로봇을 통해 작업자 안전성 문제를 해결하고, 공기 단축으로 생산성을 20% 이상 향상시킴

ㅇ 기대 효과
1) 기술적 측면
- 원격제어 로봇을 통한 작업자 안전성 확보
- 친환경적 유지관리 요소기술 확보
- 유사 산업의 개발기술 확대로 인한 유지보수 기술의 고도화
2) 경제적•산업적 측면
- 기존 수작업 대비 경제적인 공법으로 교량 유지보수 비용 절감
- 교량 보수 작업의 자동화 기반 기술 확보로 국내 업체의 기술 경쟁력 강화
3) 사회적 측면
- 노후교량의 안전성 확보
- 고위험(분진, 추락, 질식 등) 작업환경 개선에 따른 작업자 안전사고 저감

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1) 연구개발과제의 최종 목표 ... 7
• 2) 연구개발과제의 연차별 목표 ... 10
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 15
• 1) 연구개발 과제 수행 절차 ... 15
• 2) 공기 단축을 위한 생산성 향상에 기반을 둔 재도장 공법 개발 ... 19
• 3) 개발 장비 시험을 위한 테스트 벤치 구축 ... 30
• 4) 강교량 재도장 공정(도장 및 블라스팅)에 적용 가능한 이동형 다목적 장치 설계 ... 34
• 5) 성능평가 ... 70
• 6) 연구개발 추진 전략 및 방법 ... 86
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 89
• 1) 연구수행 결과 ... 89
• 2) 목표 달성 수준 ... 97
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 98
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 99
• 6. 연구개발성과 관리 및 활용 계획 ... 100
• 7. 참고 문헌 ... 101
• 끝페이지 ... 102