전통적인 제조업 생산시스템에 정보통신기술(IT)을 적용해 생산 효율을 획기적으로 끌어올릴 수 있는 기술이 개발됐다.

한국기계연구원 초정밀시스템연구실 김동훈 박사팀은 내장센서를 이용해 일반적인 공작기계의 가공정밀도를 실시간으로 제어할 수 있는 시스템을 개발했다.

무인 가공공정을 최적화하기 위한 이 기술은 가공물의 크기와 두께를 자동으로 인식하는 동시에 열과 진동으로 인한 변형을 동적으로 예측·보정하는 것이 특징이다.

기존에는 작업자가 직접 가공물을 측정해 기계의 초기가공원점을 설정해야 했으나 이 시스템을 이용하면 기계에 자율화·지능화 기능을 부여할 수 있어 가공 전 설치에 필요한 시간과 노력을 대폭 줄일 수 있다.

특히 기계를 장시간 가동할 때 열과 진동이 발생해 가공의 정밀도가 저하되는 문제점도 해결할 수 있다. 연구팀은 다양한 가공조건을 실시간으로 감지해 자율보정할 수 있는 수치제어기를 지능화해 계절이나 시간에 따른 열 발생과 공구의 회전속도에 따라 변형을 최소화했다.

또 역진동을 이용해 진동으로 인한 기계의 떨림도 억제할 수 있다. 공구에 탈·부착할 수 있는 센서는 원격으로 공구의 절삭력을 감지할 수 있어 적정 시점에 공구를 교환할 수 있도록 도와준다.

이 시스템을 통해 실시간 가공정밀도가 50% 이상 향상되고 생산성 효율도 30% 이상 증가하는 결과를 얻었다고 연구팀은 설명했다.

김 박사는 “전통적인 생산시스템인 공작기계에 스마트한 기능을 부여한 이 시스템은 자동차와 조선, 항공 등 여러 분야에서 생산 효율성을 높이는데 기여할 것”이라고 말했다.