전량 일본서 수입한 최고 정밀도 ‘머시닝센터’ 국내 첫 개발

2020.09.22 13:28
기계연-두산공작기계
한국기계연구원과 두산공작기계 연구원들이 4축 수평형 지그센터 시제품 앞에 서있다. 기계연 제공.
한국기계연구원과 두산공작기계 연구원들이 4축 수평형 지그센터 시제품 앞에 서있다. 기계연 제공.

한국기계연구원은 두산공작기계와 공동연구를 통해 최고 정밀도를 갖는 머시닝센터 ‘지그센터’를 개발하는 데 성공했다고 22일 밝혔다. 머시닝센터는 공구를 회전시켜 소재를 가공하는 밀링가공기의 발전된 형태로 자동공구교환장치를 이용해 밀링과 드릴링, 보링 등 다양한 가공작업을 수행한다. 

 

오정석 기계연 초정밀장비연구실장 연구팀과 두산공작기계가 공동 개발한 지그센터는 ‘지그보러’급의 탁월한 정밀도와 자동공구교환장치를 갖췄다. 구멍 가공 외에도 다양한 정밀 가공을 수행할 수 있는 머시닝센터다. 지그보러는 1921년 시계부품 제조용으로 최초 개발된 탁월한 정밀도의 구멍 가공 공작기계다. 

 

지그센터는 공작기계용 고정밀 구조부품, 항공기 엔진 및 동체 부품, 동력전달장치 부품 등 일반 머시닝센터로는 가공이 어려운 고정밀 핵심 기계류 부품을 정밀하게 가공할 수 있다. 일반 머시닝센터 대비 정밀도는 약 5배, 강성은 약 2배 정도의 성능이 요구된다. 고도의 정밀도를 확보하기 위해서는 숙련된 장인이 직접 이송계의 안내면과 연결부 등 주요 부위의 정교한 작업이 필요하다. 

 

기술적 난이도가 상당하기 때문에 지그센터는 독일과 스위스, 일본에서만 개발된 상태다. 국내의 경우 연평균 약 120억원 규모의 지그센터 전량을 일본에서 수입했다. 세계 지그센터 시장은 약 2600억원 규모로 추산된다. 

 

연구팀은 국내 개발 사례가 없는 만큼 설계와 조립, 성능 평가 등 각 개발 단계마다 면밀한 검증을 실시했다. 또 각 설계 단계에서 공작기계 각 부위의 강성 기여도를 해석하는 기술과 위치별 구조정밀도를 자동으로 해석하는 기술, 기하학적 오차를 기계상에서 자체적으로 측정 가능한 기술 등 공작기계 설계와 정밀도 평가 및 보정에 필요한 핵심 원천기술도 확보했다. 

 

그 결과 개발된 4축 및 5축 수평형 지그센터 중 4축 지그센터 기준으로 공간오차 약 10마이크로미터(㎛, 100만분의 1미터)/㎥ 등 선진국 수준의 정밀도 및 강성을 확보했다. 

 

연구팀이 개발한 4축 수평형 지그센터 시제품은 두산공작기계에 설치돼 공작기계 헤드바디를 대상으로 양산을 통한 실증이 진행중이며 현재 약 100개 양산 샘플을 결함없이 생산하고 있다. 실증 결과를 바탕으로 국내 기업에 이미 한 대를 판매 계약하기도 했다. 

 

오정석 실장은 “전량 일본 수입에 의존하고 있는 지그센터의 국내 최초 개발로 고정밀 머시닝센터의 개발 및 제조역량을 획기적으로 향상시킨 데 큰 의미가 있다”며 “높은 강성이 필요한 항공기 엔진부품용 머시닝센터 등 독일, 일본이 선점하고 있는 고부가가치 공작기계 개발에서의 기술적 기반을 제공할 것으로 기대된다”고 말했다.

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150