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Nikkei Robotics_2018.7 Cool Topic (p3)

시미즈건설, 건설현장용 로봇팔 도입
철골용접이나 내장 천장패널 시공용으로 자사 개발

시미즈건설은 고층빌딩 등의 건축 현장에 2018년 하기부터 2종류의 로봇팔을 도입한다. 하나는 철골의 아크용접로봇 ‘Robo-Welder’, 다른 하나는 천장시공로봇 ‘Robo-Buddy’다. 2종류 모두 대차 위에 독일 KUKA사의 6축팔을 올린 구조이며 현장 안을 돌아다니면서 작업을 한다. 건축분야 출신으로 로봇을 이용한 건축자동화를 전개하는 다케나카(竹中) 씨가 창업한 기업 aT ROBOTICS와 공동 개발하였다.

시미즈건설은 내화피복의 분사로봇 등 1980년대부터 로봇 개발을 자사에서 추진해 왔다. 그러나 건축작업의 로봇화를 연구하는 스위스의 취리히 연방공과대학교(ETHZurich) Matthias Kohler 교수와 몇 년 전에 만나면서 이번 프로젝트를 시작하게 되었다고 한다.

Robo-Welder의 개발을 우선하여 추진하고 있으며 2018년 4월 시점에서 개발에 대한 전망을 세웠다. 용접 전에 손끝의 2차원 레이저 스캐너로 100㎛ 간격의 점군 데이터를 취득(스캐너는 키엔스의 LJ-V7200)한다. 철골의 접합부 모양을 계측하여 패스를 생성하고 나서 용접한다. 로봇은 대차에 올라 있기는 하지만 자율이동이 아니라 사람이 수동으로 밀어서 옮긴다. 철골과 같은 메인 프레임공사 단계에서는 건물 바닥 공사가 아직 끝나지 않은 경우가 있어 바퀴를 달아 자동으로 이동하게 하는 것은 어렵다고 판단하였다.

천장을 시공하는 Robo-Buddy는 천장 패널을 매다는 달기볼트(Hang Bolt)의 설치나 천장 패널 설치, 비스(작은 나사) 설치 등을 2대의 팔이 협조하여 실시한다. RGB카메라로 대상물의 대략의 위치를 정하고, 레이저 스캐너로 모양을 정밀하게 계측한 후에 작업한다. 내장공사 단계에서는 이미 바닥이 완성되었기 때문에 대차의 2차원 LIDAR를 통해 SLAM을 진행, BIM(Building Information Modeling) 등으로 시공할 곳을 찾아 자율 이동시킬 예정이다.

그러나 2018년 4월 시점에서는 용접로봇 개발에 전념하고 있어, Robo-Buddy의 개발에는 본격적으로 착수하지 않았기 때문에 각종 센서에 의한 인식 기능, SLAM 기능을 갖춘 대차 등은 미완성이다. 시미즈건설은 4월에 이들 로봇의 실연을 소개하였지만 그 때는 Robo-Buddy를 대차가 아니라 레일에 올려 놓고, 센서에 의한 동적인 궤도 생성이 아니라 위치 결정 베이스로 천장 패널의 설치를 실연하였다. 이 때문에 패널을 고정하는 비스 설치의 경우는 일부 비스의 위치가 벗어나 금속 프레임이 없는 장소에 비스를 설치하였다.

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