송창규(왼쪽) 한국기계연구원 박사가 K-CNC 시스템을 살펴보고 있다. [한국기계연구원 제공]

디지털 첨단 제조공정에서 핵심적인 역할을 하는 공작기계 CNC(컴퓨터 마이크로 프로세서를 탑재한 공작기계) 시스템이 100% 국내 자체 기술로 개발됐다. 공작기계 CNC 시장에서 해외 의존도를 크게 줄이고 제조 현장의 디지털 전환 및 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다.

국가과학기술연구회(NST) 산하 한국기계연구원 초정밀장비연구실의 송창규 박사 연구팀은 국산 스마트 CNC 시스템(이하 K-CNC)과 33종의 구동계·스핀들을 개발했다. 국내 공작기계 시장의 대부분을 차지하는 범용 공작기계가 그 대상이다.

18일 기계연에 따르면 연구팀은 최신 CNC에서 요구되는 고속 고정밀 제어, 공작기계 오차 보정, 공작기계 상태 모니터링, 인공지능(AI) 활용 이상 진단 등 CNC 고도화·지능화를 위한 핵심 원천기술을 확보했다. 이를 통해 개발된 K-CNC는 고속정밀가공, 다계통 제어, 터치 기반 HMI(사람-기계 상호 인터페이스), 공작기계 서보 정밀제어, 표준 기반 디지털 통신 등 최신의 CNC 제어 기술과 서보기술을 탑재했다.

공작기계용 구동계는 높은 정밀도와 신뢰성이 요구되어 전량 해외 수입에 의존해 왔으나 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 스마트화 하여 디지털 제조 시대에 필요한 지능화 기능을 갖췄다. 직관적이고 사용자 친화적인 HMI·공작기계 제조사와 협력하여 개발한 사용자 중심 인터페이스를 통해 작업 효율성도 높였다.

연구팀은 국내 공작기계 제조업체 6곳과 공동으로 K-CNC를 8개 기종의 공작기계에 탑재해 실증 시험을 진행했다. 기존 시스템과 동등 수준의 가공품질과 가공시간을 달성해 현장 적용·양산 가능성을 입증했다.

송 박사는 “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. 구본혁 기자