Apellix™는 공중로봇 시스템을 통해 방청 작업을 수행합니다. 무인 항공기(UAV) 또는 드론이라고도 하는 이 공중로봇은 정밀 비행 및 자동화를 위해 소프트웨어로 제어됩니다.
미국 플로리다 잭슨빌에 소재한 이 회사는 Olympus OEM 공급업체로, 도료, 강철 및 금속 두께를 자동으로 측정하기 위해 자사 공중로봇 시스템에 당사의 38DL PLUS™ (38DLP™) 초음파 두께 측정기를 통합했습니다. 이 시스템과 시스템 작동 방식을 자세히 알아보기 위해 Apellix의 CEO, Bob Dahlstrom과 이야기를 나누어 보았습니다.
공중로봇과 비파괴 검사의 결합
자동 도장, 도포, 세척 및 표면 처리 부문에서 사업을 시작한 Apellix는 시간이 흐르면서 강철과 금속으로 단조된 산업용 자산에서 도료의 두께를 측정할 필요성을 인식하게 되었습니다. 이러한 자산에는 다음이 포함됩니다.
- 교량 및 댐과 같은 기반 시설
- 오일 및 가스용 발전 자산
- 제조 설비
- 선박
Apellix는 안전하고 안정적인 방식으로 도료의 두께를 자율적으로 측정하기 위해 비파괴 검사(NDT)에 공중로봇을 사용하는 것으로 그 영역을 확장했습니다.
안전은 오일과 가스 산업에서 가장 우선시되는 측면이며, 예기치 못한 가동 중단이 발생할 경우 막대한 비용이 발생합니다. 탄탄한 NDT 프로그램은 인간과 환경의 안전을 지키고 기반 시설 자산의 효율적인 작동을 유지하도록 하는 데 중요합니다. 초음파 검사는 잔여 벽 두께를 측정하고 부식 검사를 수행하는 데 널리 인정되는 NDT 방법입니다. 초음파 검사 기술의 주요 이점 중 하나는 부품을 절단할 필요 없이 한쪽 면에서 빠르고 쉽게 두께 측정을 수행할 수 있다는 것입니다.
공중로봇 시스템을 통해 초음파 두께 측정을 수행하고 부식을 검사하기 위해서는 휴대 가능하고 튼튼하며 안정적인 초음파 두께 측정기가 필요했습니다. 이러한 목적을 위해 Apellix는 Olympus의 38DLP 측정기를 장착하기로 선택했습니다. "38DLP가 기본 산업 표준이다 보니, 많은 고객들이 Olympus 두께 측정 장치를 사용해 달라는 요구를 하였습니다."라고 Bob은 말했습니다.
초음파 두께 측정기는 부식을 어떻게 감지합니까?
초음파 두께 측정기는 검사자가 파이프나 지상 저장 탱크와 같이 부품의 한쪽 면에만 접근할 수 있거나 크기나 제한된 접근성 때문에 간단한 기계적 측정이 불가능하거나 비현실적인 재료의 두께를 측정하는 데 자주 사용됩니다.
초음파 두께 측정기는 시험편에서 전파하고 반대 표면으로부터 다시 반사하기 위해 초음파 변환기에서 생성된 음파의 전파 시간을 측정하는 방식으로 작동합니다. 부식된 금속의 초음파 검사는 보통 이중 요소 변환기로 수행됩니다. 음파는 소재 경계에서 반사되기 때문에, 시험편의 반대편에서의 에코 시간을 사용해 레이더나 음파 탐지기가 거리를 측정하는 것과 같은 방식으로 소재의 두께를 측정할 수 있습니다.
안전제일—공중로봇, 어떻게 안전 도구로 작동하는가
Apellix 공중로봇 플랫폼은 안전하고 경제적인 유지 관리 및 접근 곤란 구역(ATEX Zone 2 잠재적으로 위험한 환경 포함)의 검사를 위해 드론의 비행 능력과 로봇의 정밀성, 안정성 및 연속 수행 능력을 접목합니다.
고소 검사는 비용이 많이 들고 작업 속도가 느리며 위험합니다. Apellix 시스템은 리프트, 비계 또는 로프 작업이 필요하지 않습니다.
"산업 분야 검사는 꼭 필요하고 매우 중요하지만 동시에 위험하고 비용이 많이 들 수 있습니다. 공중검사 로봇공학 및 자동화는 조직이 안전을 향상하고 비용을 절감하는 데 도움을 줍니다. 저희는 위험한 환경에서 작업을 수행하도록 드론을 프로그래밍하여 더욱 안전한 산업 현장을 조성합니다. 작업자가 안전하게 위험을 피할 수 있도록 말이죠."라고 Bob은 설명합니다.
Apellix 공중로봇 시스템의 주요 구성품
Apellix Opus X4 NDE 시스템
공중 드론은 높은 곳에서 매우 잘 작동하지만 반복 작업을 위해 설계된 것은 아닙니다. 산업용 로봇은 오랜 시간에 걸쳐 반복 작업을 안전하게 수행할 수 있지만 비행이 불가능합니다.
이에 Apellix는 특허받은 공중로봇 시스템을 제작했습니다. 이 시스템은 강화 처리된 맞춤형 산업용 드론으로, 다음 품목이 장착됩니다.
- 멀티 모달 센서 배열 시스템(접촉 감지와 지역화를 가능하게 하는 센서 퓨전 및 인지 장치 포함)
- 풀 온보드 컴퓨터
- 측정 대상 벽 구조에 접촉하기 위해 자동 비행을 활성화하는 맞춤형 소프트웨어
항공기에는 엔드 이펙터가 장착된 다관절 로봇 팔이 포함되어 있습니다. 엔드 이펙터는 팔 끝에 달려 있는 장치로, 검사 대상 재료에 물리적으로 접촉합니다. 엔드 이펙터에는 초음파 두께 이중 요소 변환기와 같은 검사 측정 장비가 포함됩니다.
자율 비행이란
자율 비행은 스스로 비행할 수 있는 항공기를 말합니다. Apellix 공중로봇 시스템의 자율 비행을 통해 파일럿(조작자)은 검사 대상 가까이에 항공기를 배치한 다음 사용자 인터페이스에서 시작(Start)을 선택합니다. 그러면 온보드 컴퓨터가 비행 제어를 수행하고 항공기가 스테이션 또는 안전 구역으로 돌아오기 전에 검사를 진행하여 추가 명령을 수신합니다.
38DLP 측정기는 초음파 두께 기술을 사용해 검사와 측정을 수행합니다. 공중로봇 시스템은 각 접촉 측정 전에 그리고 벽 표면에 프로브를 배치하기 전에 이중 요소 프로브 팁에 접촉 매질을 자동으로 분사합니다. 사용자 인터페이스에는 필요시 파일럿이 접촉 매질을 추가할 수 있는 옵션이 포함되어 있습니다.
측정을 수행하기 위해, 파일럿은 원하는 검사 영역으로 항공기를 조종하고 자율 비행을 활성화합니다. 그러면 온보드 컴퓨터가 프로그래밍에 따라 항공기를 재료 표면으로 운항하고 접촉한 후 측정 판독값을 얻습니다.
충분한 판독값을 얻고 나면, 항공기는 대상 벽에서 물러나 안전한 위치로 돌아오고 새 영역에 대한 운항을 대기합니다. 데이터는 검사 현장에서 실시간으로 확인하거나 클라우드에서 안전하게 확인할 수 있습니다. 또한 전체 데이터는 검토나 기록 보존을 위해 엑셀이나 CSV 파일로 제공됩니다.
Apellix Opus X4 NDE 시스템은 시간당 최대 200개의 지점에서 측정을 수집할 수 있습니다. NDE 4.0 관행을 뒷받침하기 위해 설계된 이 시스템은 전사적 자원 관리(ERP) 시스템, 예방 정비 점검 및 서비스(PMCS), 무결성 관리 시스템(IMS), 보안 Apellix 비행 로그 데이터 및 보고서 생성 시스템에 자동으로 데이터를 공급할 수 있습니다.
원격 NDT 검사에 이점을 제공하는 공중로봇
공중로봇의 이동성은 대규모 자산의 원격 NDT 검사를 배포할 때 상당한 이점을 제공할 수 있습니다. Apellix는 공중로봇이 작업자들을 위험으로부터 이동시키고, 생산 또는 유지 관리 프로세스를 개선하며, 자산 가동 중단 사례를 줄이고, 고객에게 전가되는 비용을 현저하게 낮추는 고가치 애플리케이션을 빠르게 이용할 수 있는 독보적인 입지를 구축하고 있습니다.
보도 자료에 언급된 바와 같이, Apellix의 목표는 이렇습니다. "기존 기술을 로봇 플랫폼에 통합하여 더 원활하고 안전하며 빠르게 작업을 수행하고 더욱 완건한 결과를 얻을 수 있게 합니다. 당사는 인적 수행을 개선하고 비계, 고소 작업 순환 벨트를 사용하거나 작업자를 로프로 매다는 상황을 줄이며 고가치 자산의 회전율을 더욱 높이고 컴퓨터 제어 및 데이터 수집의 도입을 통해 작업장에 과학을 접목함으로써 경제적 가치를 창출합니다. 100미터 높이의 정유 공장 배출 가스 연소탑과 같은 특정한 응용 분야에서 당사 항공기는 공장 가동 중단 시 5백만 또는 천만 달러를 절감할 수 있으며, 단일 프로젝트에서 비계 비용을 백만 달러까지 절감할 수 있습니다."
여러 산업에서 비용 효과적이고 수행하기 더 쉬우며 보다 철저한 검사를 모색하고 있기 때문에, 로봇 채택률은 계속해서 빠르게 늘어날 것입니다. 실제로, 2030년까지 검사 로봇 시장 규모는 139억 4,250만 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 정밀 제어 공중로봇은 조작자의 안전을 유지하는 동시에 접근 곤란 구역의 부식, 누출 및 결함을 빈틈없이 감지하고 예측할 수 있게 합니다.
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