[과제기획 6호] 품목지정 품목요약서(안)

품목번호	2022-전략투자분야-일반-01			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	□ 원천기술 ■ 혁신제품				조선/해양시스템				-
융합유형	■ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 □ 해당없음
해당여부	□ IP연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 □ 복수형 □ 국가핵심기술 □ 서비스형 □ 안전과제 □ 탄소중립 □ 국제공동 □ BM형 □ 원스톱형 □ 챌린지형 □ 통합형 □ 실증형
R&D 샌드박스 유형	□ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
품목명	협소구역 소형 협동 용접 로봇 시스템 개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)						8	5		1	5	3	1	1	0	1	0
1. 개념 및 산업동향
ㅇ 개념 : 선박의 밀폐블록 등 고온, 고분진, 다습 환경인 협소구역 내에서 작업자가 운반이 가능한 경량 소형 협동로봇 및 이동형 베이스 플랫폼을 기반으로 레이저 센서 등으로 실제 용접선을 인지하고 용접선을 추적하여 안정적인 아크용접을 수행할 수 있는 용접 시스템 - 제품형태 : 토치, 레이저 센서가 부착된 소형 용접 협동로봇이 베이스 플렛폼에 탑재되어 협소구역에서 아크용접을 용접 자세별로 수행할 수 있는 시스템으로, 용접 협동로봇과 베이스 플랫폼은 작업자가 각각 이동 및 설치가 가능한 수준으로 경량화 - 기술형태 : 고온, 고분진, 다습 환경인 협소구역에서 반복정밀도가 확보된 소형 용접 협동로봇, 구성요소를 탑재하고 로봇의 작동에도 안정성이 유지되는 높은 강성 및 로봇의 작동범위를 보상하는 평면이동기능을 가진 베이스 플랫폼, 레이저 센서 등을 활용하여 실제 용접선의 위치를 인지하여 용접선을 추적 하는 기술, 자세별 용접품질 제어기술 ㅇ 산업동향 : - 국내 시장의 협동로봇은 온도 50℃, 습도 80% 환경에서 작동가능하여, 방수방진 IP54 이상 등급의 성능으로 아크용접 공정용 매니퓰레이터로 시장 개척 상태 - 산업계에서는 작업자가 직접 운반 및 설치가 용이한 중량의 가반하중 3kg 급, 작업 반경 0.6m 이상의 경량 용접 협동로봇과 로봇의 상대적으로 좁은 작업 반경을 보상 해 줄 수 있는 평면이동 베이스 플랫폼이 요구 - 조선업계에서는 다양한 용접자세 대응력(PA, PC, PE, PF)이 필요
2. 지원 범위
ㅇ 수작업으로 이동 및 설치가 가능한 경량 아크 용접 협동 로봇 시스템 개발 - 고온, 다습, 고분진 환경의 협소구역에서 정상적인 성능을 유지하고 토치 및 센서가 부착된 용접 협동로봇 설계 및 제작 기술 - 구성요소를 탑재하고, 로봇 운용 중에도 안정적인 용접성능을 유지함과 동시에 로봇의 좁은 작업 반경을 보상 할 수 있는 평면 이동 베이스 플랫폼 설계 및 제작 기술 - 작업자가 직접 밀폐공간으로 이동 및 설치가 가능한 수준의 중량을 만족하는 용접 협동로봇 및 베이스 플랫폼 경량화 기술 * 외산 로봇 도입 후 단순 활용을 통한 개발을 지양하고 국내기술 기반의 개발을 지향 ㅇ 용접선 추적 기술 및 자세별 용접품질 제어 기술 개발 - 레이저 센서 등을 활용하여 실제 용접선의 위치를 인지하고 0.1 mm 이내로 추적하여 1.0 mm 이내의 용접선 추종 정밀도를 달성할 수 있는 기술 - 협소구역에서 발생할 수 있는 다양한 용접자세(PA, PC, PE, PF)에 따라 용접 공정 변수를 변경하여 선급 기준의 용접 부 품질을 구현할 수 있는 기술 ㅇ 개발 용접 로봇 시스템의 인증 및 협소구역 목업 제작 등을 통한 실증 - ISO 10218-1, TS 15066등 협동로봇 안전 인증 - ISO 10218-2 실증을 하는 테스트 장소에 대해 작업장 안전인증
3. 지원 필요성
ㅇ 선박 제조 과정에서의 용접공정의 높은 수작업 의존도 저감 - 밀폐 및 협소구역 용접공정은 고온 아크, 고밀도 분진, 스패터 등의 작업자의 유해 환경 노출 및 용접 자세 유지를 위한 근골격계 질환 유발 환경에 노출 - 유해 물질 및 환경에서의 작업자 안전 확보 및 격리를 위한 기술적 대응책 필요 * 2021년 기준 선박건조 및 수리업은 국내 제조업 분야중 가장 높은 재해율을 기록 ㅇ K-조선 재도약 전략의 2030년 생산성 30% 향상의 목표 달성을 위한 기술 확보 - 선박 생산 공정의 큰 비중을 차지하는 선체 조립 용접의 생산력 향상을 위한 자동화 무인화 기술 구현 요구 - 점진적 자동화 및 무인화 실현을 위한 작업자-로봇 협업 기술 구현사례 발굴 ㅇ 조선업 생산연령 증가 및 노동력 부족 등 사회적 문제의 기술적 대응 - 조선업 용접사 부족 및 노동 가용 인력 부족에 대한 기술적 대안 마련 - 안전하고 쉬운 작업환경 구축을 통한 조선업 인력 집중 환경 조성 ㅇ 정부 및 부처 정책과의 부합 - R&D 25대 투자전략 중 ‘친환경 스마트 조선해양플랜트’ 및 ‘첨단 제조 공정·장비’ 에 해당 - 전략적 R&D 투자를 위한 5대 영역 중 ‘스마트 제조 분야의 전략’에 해당
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 45개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월, 4차년도 : 12개월) ㅇ 정부출연금 : ‘23년 10 억원 이내(총 정부출연금 40 억원 이내) ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업 (조선소 참여 필수) ㅇ 기술료 징수여부 : 징수