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공작 기계와 금형 구조를 위한 기계

전통적 성능 구현에서부터 새로운 가능성 위한 접근법까지

공작 기계와 금형 구조를 위한 기계

[산업일보]
생산 기술 분야의 글로벌 화두는 생산 현장의 디지털화(digitization)와 네트워킹이다. 그럼에도 불구하고 공작기계와 제조 시스템에 대한 전통적 요건 또한 여전히 매우 중요하다. 대표적인 것이 기계적 견고성, 보증할 만한 부품, 신뢰성 높은 기계 제어 시스템, 지능형 공정 설계와 제어 등이다. 이러한 요건은 높은 품질과 생산성, 비용효율성이 제조의 좋은 기반이 되며 , 해당 요건을 충족하는 다양한 기계들이 세계 최대 규모의 공작기계전 (EMO HANNOVER 2017 이하 ‘하노버 공작기계박람회’)에서 소개된다.

이 가운데 일부는 비용 합리적인 표준형 기계도 있다. 변경 옵션이 풍부해 몇 가지 액세서리를 통해 필요한 기능을 간단히 보완할 수 있는 기계 컨셉이다. 견실한 구조에 수월한 부품 정비와 작업자의 손쉬운 제어 기능까지 갖춘 기계들은 가격에 민감한 고객들에겐 이점이 크다.

예를 들어 3축 기계에다 4번째 축을 필요에 따라 연결하면 간단히 업그레이드가 완성돼 철 구조, 단순 기계 제조, 다용도 기계 생산과 관련된 기업에 전혀 새로운 시나리오를 제시한다. 한편 부품과 공구 클램핑(clamping)을 위한 표준화된 컨셉은 새로운 기계 구입 시 부대비용을 최소화할 수 있다.

또 다른 주요 분야는 공작 기계와 금형 구조를 위한 기계다. 이들 기계는 특히 복잡한 자유 표면을 만드는 프로그래밍을 뒷받침하고, 시스템 운전자 없이도 장시간의 가공 시간을 대규모로 처리할 수 있다. 고가의 툴을 수리하는 경우 첨삭 가공으로부터 추가공정을 통합해 사용할 수 있다. 물체 표면을 만질 때 느낄 수 있도록 특수 처리된 햅틱 표면에 대한 고객의 새로운 니즈는 표면 구조화 레이저나 초음파 시스템을 통해 충족된다.

또 하나의 전시 카테고리는 연속적인 대규모 양산 환경에서 초고품질을 보장하는 생산성 높은 다목적 기계와 특수 기계 분야다. 이들 기계는 단순한 파레트 전환에서부터 완전 자동화된 창고 업무와 운반 시스템까지 필요한 수많은 자동화 솔루션을 통합해 준다. 완전한 머시닝과 기술 통합을 통해 단위 비용을 낮추면서 재현성과 가용성을 극대화한다.

이러한 성능은 공장의 공정을 최적화하고 가용성이나 산출량을 늘리기 위한 디지털 세계의 새로운 옵션과 연계된다. 바로 빅데이터 기술 활용이다. 이를 생산 환경에 적용하기 위해서는 기계 상태에 대한 다량의 측정 데이터와 센서 데이터가 온전히 사용될 수 있도록 ‘데이터의 무덤’에서 해방돼야 한다.

다량의 데이터를 상세 분석하면 공작기계의 주축이나 이송부에 예상되는 고장을 조기 예측하고, 정비가 필요한 시점도 과거보다 더욱 정확히 예측할 수 있다. 학습 알고리즘에 기반한 예측적 정비는 개별 기계에 대한 전통적인 모니터링을 넘어 광범위하게 적용할 수 있다. 중앙 제어실은 제조 시스템에 포함된 모든 기계의 상태를 파악해 실제 상태 데이터에 대응하면서 필요한 조치를 취할 수 있다.

정비나 서비스 업무 수행에는 완전히 새로운 옵션도 활용된다. 증강현실(AR) 기술이 적용돼 전통적인 정비 매뉴얼을 대신하는 것이다. 그러면 정비 기술자는 스마트폰이나 태블릿을 이용해 작업할 사항을 파악한다. 여기서 소프트웨어 시스템이 개입해 정비 기술자가 있는 현재 위치를 기준으로 해당 기계 부분에 대한 점검이 자동으로 이뤄진다.

기계의 제어 시스템을 온라인으로 연결해 결함 부분을 쉽게 찾아낼 수 있는 것이다. 시간과 비용이 많이 드는 기존의 제품 훈련 과정을 대신해 단계별로 중첩돼 있는 수리 지시서가 공장내 결함 해결에 활용된다. 그렇게 되면 별도의 훈련을 받지 않은 인력도 고장 부위에 대한 초기 대응 조치를 취할 수 있다.
김우겸 기자 kyeom@kidd.co.kr

국제산업부 김우겸 기자입니다. 독일과 미국 등지의 산업현안 이슈들을 정확하면서도 신속히 보도하겠습니다.

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