철도연 '대차 골격 높낮이 조절 기술' 교통신기술 지정

철도연이 개발한 자동 평면 포지셔닝 작업 기술(오른쪽)과 기존 방식

한국철도기술연구원(원장 한석윤)이 중소기업지원사업으로 개발한 '철도차량 대차프레임 자동 평면 포지셔닝 기술'이 교통신기술(제61호·국토교통부)로 지정됐다.

이 기술은 대차 골격에 해당하는 대차프레임이 가공이나 조립, 치수 검사 전 수평면을 이루도록 높낮이를 자동 조절한다.

대차프레임이 수평면을 이루지 못한 상태에서 치수 검사, 기계 가공, 각종 부품 조립 작업을 진행하면 주행장치 품질 불량이 발생해 차량 주행 성능이 저하된다. 또 대차프레임에 무리가 가해져 균열 등 손상으로 안전사고가 발생할 수 있다.

기존에는 수동 장치로 높이 조절 작업을 반복 실시하는 방식이어서 문제가 많았다.

개발 기술 핵심인 자동 평면 포지셔닝 시스템은 레이저 센서 등 첨단 정밀 기술을 이용한 맞춤형 공장 자동화 시스템으로, 작업자 시작 명령에 따라 대차프레임을 정확히 수평면에 자동으로 놓이게 한다.

대차프레임의 높이 측정 장치, 수평면 자동 높이 조절 장치, 각 장치를 연계해 통합 제어하는 제어 및 통신 장치, 작업 단계를 확인하고 명령을 내릴 수 있는 모니터링 장치로 이뤄졌다.

개발 기술을 이용하면 모니터에서 화면 터치 한 번으로 대차프레임을 빠르고 안전하게, 정확히 수평면에 놓을 수 있다.

평면 정밀도를 기존 2㎜에서 0.5㎜로 대폭 향상했고, 대차프레임 1개당 소요되는 평면 포지셔닝 작업 시간을 기존 120분에서 100분으로 단축했다. 또 자동화 및 기계화에 따라 작업자 안전사고 위험을 제거했다.

국제 공인인증기관인 티유브이슈드로부터 평면정밀도 성능을 인정받았고, 한국철도학회 2023년 철도 10대 기술로 선정되는 등 기술의 우수성이 검증됐다.

이 기술은 철도연 중소기업지원사업으로 형제금속산업과 협력 개발했다. 기존에 수동으로 했던 대차프레임 평면 포지셔닝 작업을 개발 기술로 대체해 생산성 향상과 비용 절감 효과를 거두고 있다. 철도차량 및 부품 제조사와 구매계약을 체결하고 양산 제작을 진행 중이다.

철도차량 제작 단계뿐만 아니라, 유지보수 단계에도 적용하기 위해 철도 운영기관을 대상으로 기술 설명회를 계획하고 있다.

서승일 철도연 수석연구원은 “대차프레임 자동 평면 포지셔닝 기술은 주행장치의 안전 확보를 위한 기본 기술로 자동차, 에너지 발전기, 공작기계, 반도체, 항공우주 등 평면 레벨링이 필요한 타 산업 분야 등으로 적용 범위를 확대하는 연구를 지속할 계획”이라고 말했다.

한석윤 철도연 원장은 “철도연은 철도 안전 향상을 위해 연구 역량을 집중하고, 철도 중소기업의 생산성 향상과 경쟁력 강화를 위한 현장 중심의 기술지원을 확대하겠다”고 전했다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com