한국기계연구원(이하,기계연) 초정밀시스템연구실 김동훈 박사팀은 ‘무인 가공공정 최적화 및 지능화 기술개발 사업’을 통해, 일반적인 공작기계에 내장(Builtin) 센서를 이용해 가공정밀도를 실시간으로 제어할 수 있는 시스템을 개발했다.
자율화 및 지능화 기능을 동시에 제공하는 본 시스템은 기존의 생산 효율을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대되며, 이 같은 시스템을 통해 실시간 가공정밀도가 50% 이상 향상되고, 생산성 효율도 30% 이상 증가하는 결과를 얻었다
김동훈 박사팀이 개발한 기술은 무인 가공공정을 최적화 하기 위해 가공물의 가로, 세로 크기뿐만 아니라 두께를 자율인식 하는 기능과, 열‧진동으로 인한 변형을 동적으로 예측/보정하는 기능을 동시에 제공하는 것이 특징이다.
기존에는 가공물의 크기 및 두께를 사람이 직접 파악해 기계의 초기가공원점을 사전에 설정해야 했으나, 이 시스템을 이용하면 공구에 부착 가능한 계측 센서를 활용해 가공물의 반경이나 두께를 자동으로 인식해 기계작동에 바로 반영할 수 있기 때문에 가공 전 설치에 필요한 시간과 노력을 대폭 줄일 수 있다.
또한, 가공 중에는 공구 절삭력의 미세 감지가 어렵기 때문에 공구가 언제 파손될지 예측하기 어려웠으나, 연구팀은 공구에 탈‧부착식 센서를 달아 무선(블루투스)으로 공구의 절삭력을 감지함으로써 적정 시점에 공구를 교환할 수 있도록 했다.
연구책임자인 김동훈 박사는 “생산제조장비 IT 융합 및 지능화 분야의 국내 시장규모는 현재 약 3.9조원으로, 연평균 9.5% 성장하는 블루오션 영역”이라며 “본 기술은 전통적 생산시스템인 공작기계에 스마트한 기능을 부여한 융합기술의 대표적인 사례로, 기계의 정밀도를 높인 개방형 기계시스템을 통해 향후 자동차, 조선, 항공 등 여러 분야에서 생산 효율성을 높이는 데 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.
한편, 본 기술은 2014년도 국가연구개발우수성과 100선에서 기계‧소재 분야 우수성과에 선정됐다.
강남용 기자 dtn@hanmail.net
