[기업과 동반성장하는 DGIST]<4>로봇공학전공·파크전자 '고정밀 LVDT 센서'

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LVDT 센서 해석과 설계 기술을 보유한 윤동원 DGIST 로봇공학전공 교수. 윤 교수는 제어계측전문기업 파크전자와 협력해 다양한 분야에 적용할 수 있는 LVDT 센서 개발을 추진하고 있다.
<LVDT 센서 해석과 설계 기술을 보유한 윤동원 DGIST 로봇공학전공 교수. 윤 교수는 제어계측전문기업 파크전자와 협력해 다양한 분야에 적용할 수 있는 LVDT 센서 개발을 추진하고 있다.>

'LVDT 센서'는 전자기장 원리를 이용해 물체가 이동한 거리 또는 위치를 계측(변위측정)하는 센서다. 자동차, 항공기, 공작기계, 유공압시스템 등 다양한 분야에 고가 센서로 활용되고 있다.

기존 정밀 LVDT 센서는 주로 일본, 미국, 유럽 등 선진국에서 고가로 수입해 사용하고 있다. 국산화를 통한 경쟁력 확보가 시급한 분야이기도 하다.

DGIST와 국내 제어계측 분야 전문기업 파크전자가 공동연구를 통해 정밀 LVDT 센서 국산화에 성공해 기술이전의 성공 모델로 주목받고 있다.

DGIST 로봇공학전공 윤동원 교수(우측 테이블 왼쪽 첫번째)와 파크전자 관계자들이 LVDT센서 관련 회의하는 모습.
<DGIST 로봇공학전공 윤동원 교수(우측 테이블 왼쪽 첫번째)와 파크전자 관계자들이 LVDT센서 관련 회의하는 모습.>

윤동원 DGIST 로봇공학전공 교수가 LVDT 센서 핵심기술을 파크전자에 기술이전해 상용화를 이뤄냈다. 윤 교수는 파크전자와 협력 이전부터 LVDT 관련 정부과제 2건을 수행, 센서 기술에 대한 해석 및 제작기술을 확보한 상태였다. 협력연구를 통해 빠르게 상용화가 가능했던 이유다.

DGIST가 보유한 LVDT 센서 기술은 유한요소법을 사용해 센서 여러 특성을 정확히 해석하고 이를 설계에 반영해 다양한 분야에 적용할 수 있는 LVDT 센서를 빠르고 정확하게 개발할 수 있다는 것이 특징이다.

윤동원 교수는 “LVDT 센서는 이미 많은 나라에서 개발해 상용화됐지만 국내에서 전문적으로 개발하는 업체는 전무했다”면서 “센서 특성상 변위를 정확하게 측정하기 위해 여러 센서 스펙을 만족해야 하지만 이를 정확히 해석하지 못해 국산화가 힘들었다”고 말했다.

LVDT 설계 관련 연구 모습.
<LVDT 설계 관련 연구 모습.>

DGIST로부터 기술을 이전받은 파크전자는 다양한 계측장비와 관련된 소프트웨어(SW)와 센서를 생산해온 기업이다. LVDT 센서도 주력으로 생산·판매하고 있지만 기존 상용모델에 대한 양산만을 의뢰받아 주로 생산했다. 다양한 스펙을 만족하는 LVDT 개발이 필요한 시점이었다.

파크전자는 DGIST로부터 지난 2017년 관련 기술을 이전받아 3종의 새로운 LVDT 모델을 개발했고, 이 가운데 한 개 모델은 이미 양산을 시작했다. 양산 중인 모델은 선박 등 다양한 운송장비에 사용할 수 있도록 코어 유도 자기장을 이용한 고정밀 변위계측이 가능한 센서다. 향후 정밀가공 분야로 활용범위를 넓혀 CNC공작기계 등에 부착해 실시간 가공치를 측정, 측정값에 따른 보정 가공이 가능한 초정밀 측정기를 개발할 계획이다.

김진천 파크전자 대표는 “4차 산업혁명 시대에는 항공, 우주산업, 의료산업 등 초정밀 가공기술에 대한 수요가 점차 확대될 것”이라면서 “LVDT 센서 국산화에 성공해 원천기술을 확보한다면 수입대체 효과는 물론, 적용 제품 생산원가 절감 등 다양한 경제 효과를 기대할 수 있다”고 말했다.

DGIST도 파크전자와의 기술협력을 계기로 LVDT 센서 제작과정을 보다 단순화하고 센서 생산성을 높이는 연구뿐만 아니라 LVDT 드라이버 회로에 대한 추가 연구도 수행할 계획이다.

대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com