‘공작기계의 두뇌’ 핵심부품 기술 자립 실현 및 미래 제조혁신 견인
[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 디지털 첨단 제조공정에서 핵심적인 역할을 하는 공작기계 CNC 시스템이 100% 국내 자체 기술로 개발됐다.
공작기계 CNC 시장에서 해외 의존도를 크게 줄이고 제조 현장의 디지털 전환 및 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다.
CNC(Computer Numerical Control) 시스템은 컴퓨터 프로세서를 내장한 제어기에서 가공 프로그램을 해석하고 구동기로 전달해 제조 작업을 수행하게 하는 공작기계 자동제어 전자모듈로 컴퓨터 중앙처리장치(CPU)다.
스마트폰 애플리케이션 프로세서(AP)와 유사한 역할을 한다.
국가과학기술연구회(이사장 김영식) 산하 한국기계연구원(원장 류석현, 이하 기계연) 자율제조연구소 초정밀장비연구실 송창규 책임연구원 연구팀은 국내 산학연 CNC 개발 역량을 총집대성해 국산 스마트 CNC 시스템(이하 K-CNC)과 33종의 구동계 및 스핀들을 개발했다.
국내 공작기계 시장의 대부분을 차지하는 범용 공작기계가 그 대상이다. 공작기계 제조업체와 공동으로 K-CNC를 공작기계에 탑재해 실증 시험도 마쳤다.
기계연 연구팀은 최신 CNC에서 요구되는 고속 고정밀 제어, 공작기계 오차 보정, 공작기계 상태 모니터링, AI 활용 이상 진단 등 CNC 고도화 및 지능화를 위한 핵심 원천기술을 확보했다.
이를 통해 개발된 K-CNC는 고속정밀가공, 다계통 제어, 터치 기반 HMI, 공작기계 서보 정밀제어, 표준 기반 디지털 통신 등 최신의 CNC 제어 기술과 서보기술을 탑재했다.
그간 공작기계용 구동계는 높은 정밀도와 신뢰성이 요구돼 전량 해외 수입에 의존해 왔다. 하지만 이번 기계연의 33종의 공작기계용 구동계 개발로 국내 공작기계 시장에 맞춤형 구동계 제공이 가능해졌다.
특히 국내 기술이 취약했던 스핀들 모터와 드라이브의 개발은 주목할 만한 성과다.
K-CNC는 데이터 교환/처리 플랫폼과 맞춤형 HMI 개발 플랫폼을 제공함으로써 공작기계별 HMI의 유연한 설정이 가능하다.
이를 통해 국내 공작기계 4대 업체와 공동으로 맞춤형 스마트 HMI를 개발해 제조장비를 스마트화해 디지털제조 시대에 필요한 지능화 기능도 갖췄다.
직관적이고 사용자 친화적인 HMI 및 공작기계 제조사와 협력해 개발한 사용자 중심 인터페이스를 통해 작업 효율성도 높였다.
최종적으로 기계연 연구팀은 국내 공작기계 제조업체 6곳과 공동으로 K-CNC를 8개 기종의 공작기계에 탑재해 실증 시험을 진행했다.
기존 시스템과 동등 수준의 가공품질과 가공시간을 달성해 현장 적용 및 양산 가능성을 입증했다.
이 같은 K-CNC 연구개발 성과를 공개하는 시연회 및 성과발표회가 18일 기계연 본원에서 개최됐다.
공작기계 제조기업 약 50개사를 기계연에 초청해 K-CNC 시스템이 탑재된 공작기계에서 복잡한 곡면 가공을 시연했다.
기계연 송창규 책임연구원은 “공작기계인들의 숙원사업이었던 국산 스마트 CNC 시스템의 개발로 국내 공작기계 산업의 자립도를 높이고 미래 제조 경쟁력의 기반을 마련했다”며, “개발된 K-CNC 핵심기술을 바탕으로 국내 제조업이 글로벌 시장에서 주도권을 확보할 수 있도록 지속적으로 연구개발에 매진하겠다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 산업통상자원부의 제조장비시스템 스마트 제어기 기술개발사업 ‘스마트제조 장비용 CNC 시스템 개발’의 지원을 받아 수행됐다.
