전남 영암에 있는 HD현대삼호 조선소 조립 현장에서 협동로봇 두 대가 철판을 이어붙이는 용접 작업을 하고 있다. 직원은 협동로봇의 작업 범위를 정해주고, 용접이 끝나면 다음 철판에 로봇을 배치하는 방식으로 작업을 돕고 있다. HD현대삼호 제공
전남 영암에 있는 HD현대삼호 조선소 조립 현장에서 협동로봇 두 대가 철판을 이어붙이는 용접 작업을 하고 있다. 직원은 협동로봇의 작업 범위를 정해주고, 용접이 끝나면 다음 철판에 로봇을 배치하는 방식으로 작업을 돕고 있다. HD현대삼호 제공
용접은 선박의 품질을 좌우하는 핵심 작업으로 꼽힌다. 거친 바다를 20~30년 달려야 하는 만큼 어디 하나 빈틈이 있으면 큰 사고로 이어질 우려가 있어서다. “용접은 배 만드는 일의 시작이자 끝”이란 말이 생긴 이유다. 하지만 요즘 숙련 용접공을 구하는 건 쉬운 일이 아니다. 고되고 위험할 뿐 아니라 단순·반복 업무라 젊은 지원자가 드물다.

최근 찾은 전남 영암 HD현대삼호는 이런 풀기 힘든 숙제의 해법을 찾았다. 로봇이다. 반듯한 철판을 이어 붙이는 ‘평(平)블록’은 물론 휜 철판을 하나로 만드는 ‘곡(曲)블록’ 용접도 최근 세계 최초로 로봇에 맡기기 시작했다. 업계에선 용접공 인력난이 심화하는 상황에서 로봇 용접이 조선업을 넘어 산업계 전반으로 확산할 가능성이 높아졌다는 전망을 내놓고 있다.

휜 철판도 이어 붙인다

이날 HD현대삼호 조선소의 실내 작업현장에 투입된 로봇팔은 레인보우로보틱스 제품이다. 끝에 용접기를 장착한 로봇팔은 쉴 새 없이 불꽃을 튀기며 두 개의 철판을 하나로 이어 붙였다. 사람은 몇 걸음 뒤에 서서 자신이 맡은 두 개의 로봇팔이 용접을 끝내면 다음에 작업할 철판을 지정해주는 일만 했다.

곡블록은 최고 난도 용접으로 꼽힌다. 휜 정도 등에 따라 쉽게 변형될 수 있는 까닭에 ‘특급 용접인력’만 투입된다. 통상 액화천연가스(LNG) 운반선은 195개 블록을 이어 붙여 만드는데, 이 중 75개가 곡블록이다. HD현대삼호는 곡블록 가운데 로봇 팔의 각도가 나오지 않는 철판 양쪽 끝 20㎜는 여전히 사람 손을 빌리지만 연말까지 해법을 찾기로 했다. 류상훈 HD현대삼호 자동화혁신센터 상무는 “곡블록을 완전히 정복하면 현재 50% 수준인 실내 작업의 자동화율이 70%로 뛸 것”이라며 “실외 작업에서도 로봇 투입을 늘릴 계획”이라고 말했다.

HD현대삼호가 평블록 작업에 용접 로봇을 투입한 건 지난해 8월부터다. 로봇이 두 개의 철판을 붙이는 데 걸리는 시간은 15분. 사람(13분)보다 조금 더 걸리지만, 대신 로봇은 쉬지 않는다. 로봇이 하루에 이어 붙이는 철판은 최대 50개로 사람(25개)의 두 배다.

용접 품질도 로봇이 한 수 위다. 사람은 작업시간이 길어질수록 집중도가 떨어지고, 용접기 무게로 팔이 흔들리곤 한다. 이렇게 되면 그라인더로 잘못한 부위를 갈아내고 새로 작업해야 한다. 덥거나 추울 때 작업효율이 급격하게 떨어지는 것도 문제다. 로봇은 이럴 일이 없다. 정관식 판넬조립부 팀장은 “20년차 용접 장인도 이기기 힘들다”고 했다.
"손떨림 없이 24시간 근무"…'20년차 베테랑' 대신한 용접로봇

中 조선사도 로봇·자동화 속

HD현대삼호는 현재 유니버설로봇, 레인보우로보틱스 등의 협동로봇 40여 대를 쓰고 있다. 내년까지 최대 100대를 추가 도입할 계획이다. 자동화혁신센터를 세운 지 3년여 만에 로봇을 생산 현장의 주인공으로 끌어올린 것이다. 이준혁 기획·혁신부문장(상무)은 “로봇 수리도 내재화한 상태”라며 “전체 블록의 30%가량을 납품하는 협력업체도 로봇을 도입하도록 도울 계획”이라고 말했다.

HD현대삼호가 로봇에 올인한 데는 다 이유가 있다. 일할 사람이 없어서다. 국내 조선소에서 일하는 사람은 2022년 9만6254명으로, 2014년(20만3441명)의 절반도 안 된다. 외국인 근로자에게 용접처럼 노하우나 손기술이 필요한 업무를 맡기기는 쉽지 않다. 류 상무는 “용접 교육을 받은 외국인 중 상당수는 시급을 더 쳐주는 곳으로 바로 옮긴다”고 말했다.

삼성중공업과 한화오션도 같은 이유로 로봇팔과 캐리지(기계화 설비) 도입을 확대하고 있다. 삼성중공업은 최성안 부회장 주도로 레이저 용접 로봇을 개발한 데 이어 블록 내부 용접에도 로봇팔을 투입했다.

영암=김형규 기자 khk@hankyung.com