건설기계 판도를 바꾸는 진보(2)

2. 불도저

건설기계산업연구원장 김인유

 

• 새로운 기술은 운영자에게 등급의 생산성과 정확성을 높인다.

건설 장비를 의인화할 수 있는 한 불도저는 매력적인 기계가 아니다.

불도저는 안정적이고 강력하고 생산적이며 형태와 기능 면에서 복잡하지 않다는 것이다. 그러나 기술이 빠르게 발전함에 따라 소유자와 운영자는 모든 장비에서 더 많은 것을 기대하고 있으며 불도저도 예외는 아닙니다.

John Deere Construction & Forestry의 제품 컨설턴트인 Cory Brant는“대규모 개발 및 도로 건설 프로젝트를 볼 때 특히 그렇다. "계약 업체는 다양한 기능을 찾고 있어서 최종 품질을 달성하면서 대량으로 굴착 할 수 있는 불도저를 원합니다." 이러한 요구에 부응하여 John Deere는 몇 년 전에 950K PAT(Power-Angle-Tilt) 불도저를 개발했으며 이제 850L 기계를 재설계했습니다.

 

Brant는“John Deere는 950K와 같이 더 큰 PAT 불도저를 제공하는 최초의 제조업체였으며, 이는 대량 발굴 작업과 마무리 작업 사이의 격차를 해소할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. “950K는 다양한 마감재 불도저의 다양성과 함께 대형 불도저의 생산 능력을 제공하는 다양한 고객층에 적합합니다.

 

"대형 PAT 블레이드는 작업자가 절단 및 채우기 작업을 어느 때보다 빠르게 조정할 수 있도록 제어기능을 제공한다.”

 

• 조종의 단순화

모든 건설 분야는 숙련된 작업자를 유치하고 유지하기 위해 고군분투하고 있습니다. 이를 염두에 두고 OEM(Original Equipment Manufacturers)은 숙련된 작업자를 유지하고 숙련되지 않은 작업자의 생산성을 높이기 위해 운영을 단순화하는 기능을 제공하기 위해 노력하고 있습니다.

어느 정도 제작사들은 미경험자들의 상황에 따라 주요기능에 대하여 자동화하는 방법을 찾고 있다. 이를 염두에 두고 Komatsu는 지능형 기계 제어 (iMC), iMC 2.0의 2세대를 도입했습니다. iMC 2.0은 고급 기계 기술을 사용하고 일부를 특허 출원중으로 불도저 생산성을 높이는 기능입니다.

 

코마츠 최대의 지능형 수압 변속기(HST : hydrostatic transmission) 불도저인 D71PXi-24는 미국 라스베이거스의 ConExpo 2020에서 세계 최고의 자리를 차지했다. Komatsu America Corp.의 Derek Morris에 따르면 D71PXi-24는 다목적성과 조작 용이성을 향상시켰다는 것이다.

 

“고객들은 이 크기의 도저가 '다목적 칼(일명 맥가이버칼, Swiss army knife)'이 되기를 원한다고 말한다. 또한 특허출원중인 기능을 사용하여 높은 생산량과 섬세함을 모두 제공합니다.”라고 그는 말한다.

 

Komatsu의 지능형 Machine Control 2.0을 구성하는 생산성 기능 세트에는 특허 출원중인 능동적 졸음제어 기능이 포함되어 있으며, 지형을 측정하고 다음 지형을 계획함으로써 숙련 된 조종사처럼 자동으로 절단/평탄화하고, 그 추적은 추적 측량 데이터를 사용하여 다음으로 넘어갈 계획을 한다.

 

또한 특허 출원중인 리프트 레이어 제어(lift layer control) 기능이 제공되는데, 버튼 하나만 누르면 기존 지형을 한눈에 볼 수 있다. 불도저는 작업하는 지형을 측정하고 해당 데이터를 사용하여 일관된 작업과 품질을 보이고 다음 단계를 계획합니다. 회사 문헌에 따르면 이것은 생산을 두 배로 늘리고 품질을 높여 일관된 평탄작업을 달성합니다.

틸트 스티어링 컨트롤(Tilt steering control)은 깜박 잠이 들어도 블레이드가 자동으로 기울어져 직진 주행 상태를 유지하고 운전자의 스티어링 입력 필요성을 최대 80%까지 감소시킨다고 회사 측은 말한다.

 

빠른 표면 생성 버튼을 한 번 누르면 임시 설계 표면을 만들고, Komatsu는 다른 iMC 2.0 기능과 함께 사용하면 복잡한 3D 모델을 기다리거나 필요로 하지 않고도 자동을 사용하여 벗겨내거나 펼치기 시작할 수 있다고 말합니다.

 

모리스는“이것은 도로에서 더 많은 불도저 자동화를 구현하는 것이며, “Intelligent Machine Control 2.0을 100% 사용하여 투자 수익을 크게 높이고 작업 시간을 단축 할 수 있습니다. 품질 관리가 향상되고 재 작업이 줄어듭니다.”라고 말한다.

 

새로운 기술을 주제로 한 새로운 Cat D2 및 D3 차세대 소형 도저(각각 D4K2 및 D5K2로 교체)는 표준 자동 견인 제어기능을 갖추고 있어 이전 모델에서와같이 더 이상 조종사와 상호 작용할 필요가 없습니다. 기계에 최대 부하가 발생할 때 트랙 슬립(track slip)을 줄임으로써 각 사이클의 생산성을 향상합니다.

 

Cat 's Slope Indicate는 추측 없이 횡단 경사 방향으로 섀시의 경사를 제공하여 경사에서 작업 할 때 조종사의 신뢰도를 향상시키는 것으로 알려져 있습니다. 회사에 따르면 Stable Blade는 작업자 블레이드 제어 입력을 보완하여 작업자가 쉽고 빠르게 품질을 마무리 할 수 ​​있습니다.

 

3D 제어 시스템을 사용하여 Cat GRADE로 쉽게 확장 할 수 있도록 Cat ARO(ARO : attachment ready option)의 일부로 제공되는 Slope Assist는 조종사가 설정한 블레이드 기울기 각도를 자동으로 유지함으로써 원하는 블레이드 주요 경사(앞/뒤) 및 교차 경사(왼쪽/오른쪽)를 보다 ​​쉽게 ​​달성 할 수 있도록 도와줍니다.

불도저의 Power Pitch 옵션을 통해 운전자는 조종석에서 원격으로 blade pitch(전/후)를 제어하여 블레이드 로딩을 위한 블레이드 피치를 최적화하여 장비 생산성을 최대 6%까지 최적화할 수 있습니다. 또한 조종의 단순화는 경험이 적은 조종사에게 더 나은 조종사가 되는 방법을 배우면서 생산성을 높일 수있는 Deere의 SmartGrade 통합 제어 시스템입니다.

 

Brant는“이 시스템은 재래식 방법보다 더 높은 정확성과 효율성을 제공합니다. "이제 더 적은 이윤에 직면한 고객은 필요 이상으로 더 많은 재료를 옮기지 않고도 빠르고 효율적으로 작업량을 올릴 수 있어야 합니다." Brant는 SmartGrade를 통해 조종사는 마무리 작업 수를 줄이고 최대한 활용할 수 있다고 말합니다. "이는 궁극적으로 생산성 향상과 차대 마모 최소화로 이어집니다."

 

John Deere는 Slope Control grade system 옵션을 제공하여 블레이드를 자동으로 배치하여 원하는 주 낙하 및/또는 교차 경사를 구성합니다. 이 시스템은 John Deere SmartGrade 등급 제어 시스템으로 업그레이드 가능하므로 고객은 비즈니스를 통해 기술을 발전시킬 수 있습니다.

John Deere 850L은 생산성과 내구성을 위해 설계되었습니다. Brant는 엔진 크기, 동력, 토크 및 전체 장비 중량을 증가시킴으로써 더 큰 하중을 가하고 훨씬 빠르게 작업을 할 수 있다고 말합니다. 이 장비의 다른 개선 사항으로는 조종사 중심의 조종석, 장비 기능 및 개선된 동력이 추가되었다.

John Deere 크롤러 라인업의 최신 제품은 700L 및 750L 불도저입니다. 850L과 유사하게, 이 불도저에는 작업자에게 블레이드 및 작업 현장에 대한 향상된 시야를 제공하는 더 크고 편안한 조종사 스테이션이 장착되어 있습니다.

 

• 가시성과 다목적성

LiuGong / Dressta의 산업 디자인 책임자인 Gary Major는 Dressta의 새로운 TD-16N은 동급 최고의 가시성에 대한 새로운 기준을 설정하도록 설계되었다고 말합니다.

 

TD-16N은 모든 트랙 슈 폭에 단일 트랙 게이지를 사용하는 차대 설계로 다목적성을 위해 제작되었다. 이를 통해 트랙 슈와 블레이드를 간단히 변경하여 불도저의 수명이 다할 때까지 표준에서 LGP 차대에 이르기까지 불도저를 재구성할 수 있다.

향후 소유자가 자신의 특정 요구에 맞게 기계를 재구성할 수 있게 함으로써 재판매 가치를 높일 수 있기를 희망한다.

 

설계 시 조종사의 안전이 또 다른 우선순위였습니다. Major에 따르면, “모든 작업자는 트랙에서 떨어지는 경우가 있다. 이것은 트랙에 올라갈 필요가 없는 최초의 기계입니다.”

R&D팀은 장비 후면에 미끄럼 방지 단계를 설계하여 트랙을 밟을 필요성을 완전히 제거하였다. 안전 난간이 포함된 디딤판을 통해 항상 3개의 접점을 유지하면서 조종석에 쉽게 접근할 수 있다. 둘째, 일일 점검, 유지 보수 및 연료 공급을 위한 모든 액세스 포인트는 지상에서 접근할 수 있습니다.

 

• 미래의 초점

기술 발전에 미흡했던 불도저는 다른 건설 장비들과 마찬가지로 앞으로 원격 제어를 포함하여 전례 없는 기술 발전을 볼 준비가 되어 있다. 예를 들어, Caterpillar는 이미 조종사의 졸음에 대한 원격조종을 통하여 졸음을 방지할 수 있게 할 수 있다.

 

John Deere의 Brant는 원격 제어 이점에 대해 다음과 같이 설명합니다. "지원 팀이 스마트그레이드(SmartGrade) 시스템의 문제를 해결하고 진단하기 위해 조종사의 화면을 원격으로 보다 쉽고 빠르게 볼 수 있도록 할 것"이라고 말했다. 화면의 구성을 수정하거나 업데이트를 위해 파일을 가져와야 하는 고객들에게는 불편함을 가져올 수 있다. John Deere SmartGrade 무선 데이터 전송 시스템은 실제로 현장에 있지 않아도 파일을 특정 컴퓨터로 전송할 수 있도록 함으로써 이 작업을 더 쉽게 만들어줍니다.

"원격 디스플레이 액세스는 고객이 이전에 보지 못했던 품질 수준의 제어 장치에 대한 지원을 제공할 것입니다."

건설 장비의 원격 작동 및 디스플레이 액세스는 다른 유형의 기술적 발전으로 건설 기계에 관한 기술 진보이다.