GIST, 차체 금형 래핑용 로봇팔 개발

등록 2019.09.18 10:49:25

수작업 의존 차체금형 마무리가공 자동화 대체

"자율주행 신차 개발 기간, 비용 감축 등 기대"

【광주=뉴시스】 송창헌 기자 = 광주과학기술원(GIST) 기계공학부 이선규 교수 연구팀이 현재 대부분 수작업으로 이뤄지고 있는 차체금형의 마무리 작업 공정을 자동화로 대체 가능한 로봇팔을 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 2019.09.18 (사진=광주과학기술원 제공) photo@newsis.com

【광주=뉴시스】 송창헌 기자 = 광주과학기술원(GIST) 기계공학부 이선규 교수 연구팀이 현재 대부분 수작업으로 이뤄지고 있는 차체금형의 마무리 작업 공정을 자동화로 대체 가능한 로봇팔을 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 2019.09.18 (사진=광주과학기술원 제공) [email protected]

【광주=뉴시스】송창헌 기자 = 대부분 수작업에 의존하는 차체 금형의 마무리 작업 공정을 대체할 수 있는 로봇팔이 개발돼 자동화의 길이 열리게 됐다.

자율주행시대에 신차 개발을 앞당기고, 일본 정부의 수출 규제 속에 국내 부품·장비 분야의 국제경쟁력을 키우는데도 지렛대 효과가 기대된다.

18일 광주과학기술원(GIST)에 따르면 기계공학부 이선규 교수 연구팀이 현재 대부분 수작업으로 이뤄지고 있는 차체금형의 마무리 작업 공정을 자동화로 대체 가능한 로봇팔을 개발하는데 성공했다.

한국연구재단과 GIST 융합기술원의 지원 아래 연구에 돌입한 지 꼬박 4년 만이다.

자율자동차 시대에는 다양한 비즈니스 모델에 따라 다양한 모델의 신차가 초단기 사이클로 출현할 것으로 예상되고 있다. 특히 자동차의 외형을 결정하는 차체 금형의 마지막 공정은 숙련작업자의 수작업으로만 대부분 이뤄지다 보니 신차 개발 단계에서 단일공정으로는 가장 많은 시간과 비용이 투여돼 왔다.

금형마무리 공정은 이전단계에서 남긴 공구 흔적을 제거한 뒤 스탬핑(판금표면에 요철의 형상을 찍어내는 가공법)이라는 형합공정에서 암수금형의 형상오차를 수정하는 작업으로 이뤄지는데 통상 넓은 곡면에서의 치수 수정작업이 수 십차례 반복된다.

이 때문에 모든 자동차 제조사들은 이 공정을 가장 큰 과제로 생각하고 국내·외 수많은 연구기관들이 기술개발을 시도해 왔지만 현재까지 만족할 만한 성능을 발휘하는 장치를 개발하는데 어려움을 겪고 있다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 독자적인 특수설계로 로봇의 관절강성을 대폭 강화하고, 작업자의 가공작업을 그대로 본 딴 제어방식을 통해 작은 힘으로도 기계가공이 가능하도록 해 만족할만한 표면상태를 얻는데 성공했다.

이 장치는 기존 산업 현장에서 많이 사용돼 오던 대형 공작기계에 장착해 작동할 수 있어 공작기계의 정밀도와 강성을 그대로 활용할 수 있고, 소프트웨어의 추가개발이 이뤄질 경우 중대형 금형의 제조기간과 비용을 50% 이상 줄일 수 있을 것으로 예상된다.

금형 래핑의 경우 육안과 촉각에 의존하는 방식에서 벗어나 자동화하기 위해선 가공표면의 상태를 실시간 평가해 진행상황을 판별해야 하는데 연구팀은 3D프린팅이나 주물 용접으로 제작된 중대형 금속과 비금속 제품표면의 마무리 작업에도 이 기술을 확대적용할 경우 4차 산업혁명시대에 스마트 팩토리를 완성하는데 큰 역할을 할 것으로 내다보고 있다.

이선규 교수는 "이번 연구성과는 최근 일본 정부의 수출 규제 강화로 어려움이 예상되는 부품·장비 분야에서 국제적 경쟁력을 확보하는데 도움을 줄 것으로 기대한다"며 "특히 자율주행차 시대에 다양한 신차 개발 기간과 비용을 크게 줄이는데 도움이 될 것"이라고 밝혔다.