기계연, 전량 수입 머시닝센터 국내 최초 개발...최고 정밀도 구현

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우리 연구진이 전량 일본에서 수입하던 최고 정밀도의 머시닝센터 '지그센터'를 개발했다. 사업화까지 연계시킨 모범 사례다. 실증 종료 3년 후 연간 약 100억원 매출, 약 40% 수준 수입 대체 효과가 기대된다.

한국기계연구원 초정밀장비연구실 소속 오정석 실장이 이끄는 연구팀, 두산공작기계가 공동 개발했다. 머시닝센터는 공구를 회전시켜 소재를 가공하는 밀링가공기 발전형이다. 지그센터는 일반 머시닝센터로는 어려운 고정밀 핵심 기계류 부품 정삭가공에 주로 활용된다.

한국기계연구원과 두산공작기계가 함께 개발한 4축 수평형 지그센터 시제품(HSP8000). 양산 실증을 위해 두산공작기계에 설치돼 있다.
<한국기계연구원과 두산공작기계가 함께 개발한 4축 수평형 지그센터 시제품(HSP8000). 양산 실증을 위해 두산공작기계에 설치돼 있다.>

개발한 지그센터는 아주 세밀하게 구멍을 가공하는 '지그보러'급 정밀도와 자동공구교환장치를 갖췄다. 일반 머시닝센터 대비 정밀도는 약 5배, 강성은 약 2배 정도 성능이 요구된다. 고도화된 설계와 정밀 조립 능력이 필요하다. 숙련된 장인이 직접 주요 부위를 정교하게 수작업 해야 한다. 지그센터는 독일, 스위스, 일본에서만 개발됐고, 우리나라는 연간 약 120억원 규모 전량을 일본에서 수입해왔다.

연구팀은 설계, 조립, 성능 평가 등 각 개발 단계마다 면밀한 검증을 실시했다. 4축 수평형 지그센터 기준으로 1m³ 당 공간오차 약 10마이크로미터(㎛), 헤드-테이블 간 루프 정강성 100N/㎛ 이상 등 선진 기업 수준 정밀도와 강성을 확보했다.

연구팀은 또 설계 단계에서 공작기계 각 부위 강성 기여도 해석 기술, 위치별 구조정밀도 자동 해석 기술, 기하오차 기상측정 기술 등 핵심 원천기술도 확보했다.

4축 수평형 지그센터 시제품(HSP8000)은 두산공작기계에 설치됐다. 높은 가공품질이 요구되는 공작기계 요소인 '헤드바디' 양산 실증이 진행 중이다. 현재 약 100개 양산 샘플을 결함 없이 생산하고 있다. 이미 국내 기업에 판매 계약 성과도 거뒀다.

오정석 실장은 “일본 수입에 의존하던 지그센터를 국내 최초로 고정밀 머시닝센터 개발 및 제조역량을 획기적으로 향상시켰다”며 “독일, 일본 등이 선점하는 고부가가치 공작기계 개발 분야에서 기술적 기반을 제공할 것”이라고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com