전기연, 공작기계 팔다리 역할 '구동계 기술' 국산화 개발 성공

초정밀 가공 실현·외국산 제품에 대한 기술 종속 낮출 것으로 기대

김홍주 박사(오른쪽)·김형우 박사 [전기연 제공. 재판매 및 DB 금지]

(창원=연합뉴스) 김선경 기자 = 한국전기연구원(KERI, 이하 전기연)은 기계를 만드는 기계인 공작기계(Mother machine)의 핵심인 'CNC 시스템용 구동계' 기술을 국산화 개발하는 데 성공했다고 3일 밝혔다.

CNC(Computer Numerical Control) 시스템은 컴퓨터를 통해 수치 정보를 처리하고, 공작기계의 위치·속도·회전 등 모든 기능을 자동으로 제어하는 전자모듈이다. 컴퓨터의 CPU(중앙처리장치)와 같은 역할을 한다.

공작기기 CNC 시스템은 95% 이상 일본과 독일에서 수입할 정도로 해외 의존도가 높다.

2019년 일본의 수출 규제로 소재·부품·장비 산업이 타격을 받았을 당시 공작기계 분야까지 수출금지 품목에 포함될 조짐이 보여 당시 CNC 시스템의 기술 자립화에 대한 필요성이 제기된 바 있다.

연구팀은 이에 2020년부터 산업부를 중심으로 국내 산학연과 함께 '제조장비시스템 스마트 제어기 기술개발사업'에 착수해 구동계 기술 개발을 진행했다.

CNC 시스템용 구동계가 탑재된 공작기계로 초정밀 가공 [전기연 제공. 재판매 및 DB 금지]

전기연이 개발에 성공한 구동계 기술은 CNC 시스템에서 팔다리 역할을 수행하고, 가격 기준으로도 70% 이상을 차지할 정도로 중요한 분야다.

구동계는 어떤 하중이 걸리더라도 모터와 드라이브 등이 일정한 속도와 위치를 유지해야 한다.

작업 정밀도는 수십 마이크로미터(㎛) 수준으로, 눈이나 손으로 확인할 수 없는 오차를 레이저나 3D 스캔장비 등으로 측정해야 한다.

전기연은 구동계가 요구하는 이러한 까다로운 조건들을 모두 충족하며 국산화 개발에 성공했다.

공작기계 대표 기업인 현대위아, 디엔솔루션즈 업무 현장에서 실증도 성공적으로 진행하고 있다.

공작기계 CNC 시스템용 구동계를 구성하는 스핀들 모터 [전기연 제공. 재판매 및 DB 금지]

전기연은 CNC 시스템용 구동계 기술의 국산화 개발을 통해 초정밀 가공 실현 및 국내 제조장비 산업의 안정적 생산기반 마련 등 효과가 있을 것으로 기대한다.

또 외국산 제품에 대한 기술 종속을 줄이고, 연간 3천억원대 수입 대체효과가 발생할 것으로 예상한다.

연구팀은 꾸준한 연구와 기업 실증으로 구동계의 정밀도를 나노미터(㎚)급으로 발전시킬 계획이다.

향후 인공지능(AI) 및 자동화 기술을 접목한 업그레이드형 스마트 구동계 기술을 선보이고, 이를 기반으로 구동되는 산업용 로봇도 실증화하겠다는 목표를 세웠다.

김홍주 정밀제어연구센터장은 "공작기기 구동계는 가공제품의 생산성, 정밀도, 품질을 결정하는 핵심 구성품"이라며 "기존 제조업은 물론이고 미래 모빌리티, 로봇 등 국가 전략산업이 대부분 정밀기계를 기반으로 이뤄지기 때문에 이를 가공하는 장비·기기의 기술 경쟁력이 국가 미래 경쟁력을 좌우할 것"이라고 말했다.

ksk@yna.co.kr

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