[첨단 헬로티] 지속가능성, 환경을 지키면서 모든 산업에서의 생산성이 유지되는 것을 일컫는다. 지속가능성은 기업의 핵심 과제다. 이제까지 생산성에만 치중한 결과 환경은 스스로 자정할 수 있는 한계치를 넘어섰기 때문에 이제부터는 공존할 수 있는 전략이 반드시 필요해진 것이다. 하지만 생산성 향상 즉, 경제적 발전과 환경 보호의 공존은 결코 쉽지 않은 일이다. 기업 입장에서 지속가능성을 핵심 이슈로 다뤄야 하는 이유는 많다. 그 중 첫 번째는 지속가능성에 대한 인식이 일반화되고 있다는 것이다. 사용자 및 고객들은 지속가능성에 더 많은 가치를 부여하고 있다. 다른 이유로 환경 보호에 대한 요구도 함께 늘고 있다는 것 또한 지속가능성을 핵심 이슈로 다뤄야 하는 이유가 된다. 공작기계 기업들은 어떠한 지속가능성 향상에 어떤 기여를 하고 있는가? 1. 튼튼한 제품 생산으로 자원을 아낀다. 공작기계에 들어가는 부품은 마모되면 버려지는 것이 일반적이다. 이는 자연히 지속가능성 유지와는 거리가 멀어진다. 만약 제품을 더 튼튼하게 만든다면 얘기는 달라진다. 클램핑 제조업체 Hainbuchen는 마모가 최소화 될 수 있도록 제품을 생산해 쓰레기 더미에 버려지는 횟수를 줄이고 있
[첨단 헬로티] 그림 1. 에어로텍 고성능 갤보 스캐너 AGV 시리즈 산업 현황 금속 첨가제 제조는 기존의 제조 공정으로는 생산할 수 없거나 이전에는 비용이 많이 들어 불가능했던 부품의 생산을 가능하게 할 방법으로서 엄청난 가능성을 가지고 있다. 이에 따라 산업계와 학계는 금속 첨가제 공정을 더욱 발전시키기 위해 공동의 노력을 기울이고 있다. 최종 사용자는 이 기술에 익숙해지고 유용한 용도를 찾기 위해 매년 OEM 제조업체로부터 더 많은 완성 장비를 구매하고 있다. 많은 OEM 업체들은 그들만의 분말 제조 기계를 만들고 있지만, 대부분의 설계는 매우 유사한 처방을 따르고 있으며, 결과적으로 유사한 제품을 생산하게 된다. 그림 2. 로켓 엔진 원형은 로렌스 리버모어 국립 연구소에서 NX-01 소형 위성 발사체용으로 만들어졌다. (* 로렌스 리버모어 국립 연구소 이미지 제공) 여기저기서 사소한 설계 변경이 있지만, OEM이 실제로 성능의 차이를 구별하는데 도움이 되는 확연한 차이점은 거의 없다. 더구나 일부 대형 최종 사용자들은 자신의 특정 공정과 생산 요구에 맞게 OEM 기계를 맞춤화하거나 직접 제작하고 있다. 특정 산업을 위한 고품질 부품을 성공적으로 제작하
[첨단 헬로티] 현재 부드러운 구조와 소프트 액추에이터의 연구에 의해 유연한 움직임을 실현하는 소프트 로봇의 개발이 진전되고 있다. 유연한 움직임은 환경에 대해 높은 적합성을 나타내기 때문에 사람과 기계가 위화감 없이 공존할 수 있는 기술을 실현할 가능성이 있다. 필자 등은 기계를 구성하는 가장 기본적인 부품의 하나인 모터에 주목했다. 그래서 그림 1에 나타낸 부드럽게 변형 가능한 모터를 실현할 수 있다면, 지금까지 없는 응용 전개를 기대할 수 있다고 생각했다. 필자 등의 주안점은 지금까지의 기계 기술과 부드러움의 융합이다. 회전 운동과 소프트 머티리얼을 조합할 수 있다면, 환경에 유연하게 적응하는 새로운 로봇이나 기계를 창조할 수 있는 가능성이 있다. 필자 등이 목표로 하는 부드럽게 변형 가능한 모터는 회전과 굴곡을 동시에 조작할 수 있기 때문에 문어의 다리나 뱀의 몸과 같은 유연한 움직임을 실현할 수 있다. 또한, 타이어․프로펠러를 이용한 이동, 굴삭기․연마기를 이용한 가공 등 기존의 기계 기능도 가지고 있다. 즉, 기계와 생물의 특징을 겸비한 모터이다. 유전 엘라스토머 액추에이터 유전 엘라스토머 액추에이터(Dielectric Ela
[첨단 헬로티] 4차 산업혁명 시대의 필수 요소인 산업용 사물인터넷(IIoT)이 빠른 속도로 성장하고 있다. 전문가들은 싱글 페어 이더넷(Singple Pair Ethernet, SPE)이 IIoT의 성공에 중추적인 기술이 될 것이라는 데 모두 공감하고 있다. 4차 산업 네트워크 기반 구조에서 커넥터 산업은 자동화 분야 통신 구축의 중추적인 역할을 담당한다. 바이드뮬러는 미래형 IIoT 인프라 솔루션으로 SPE(Sing Pair Ethernet) 기술을 선도하고 있다. 바이드뮬러의 SPE 개발 바이드뮬러는 IP20 환경용 IEC 63171-2 변형과 IP67 환경용 IEC 63171-5 변형을 위한 커넥터 개발을 지원한다. AWG 26–AWG 22 범위에서의 횡단면에 초점을 맞추어, 플러그와 소켓용 M8 커넥터로 사용자 친화적인 포트폴리오를 구현했다. 이는 양쪽 끝에 플러그나 소켓만 가지고 있는 연장 케이블이 필요 없다는 것을 의미한다. 뿐만 아니라 바이드 뮬러의 제품은 경쟁사 제품에 비해 현저히 향상된 HF 성능을 자랑한다. IEC 63171-2(IP20 환경)와 IEC 63171-5(IP-67 환경)에 따른 연결 시스템은 양쪽 모두 자유롭게 결
[첨단 헬로티] Persil, Perwoll 그리고 Somat과 같은 브랜드는 모두 다른 제품을 생산하고 판매하고 있지만, 공통점은 모두 헨켈이 제조한다는 것이다. 그리고 이 제품들은 제품 특성에 따라 생산에 대한 요구 조건 등과 같은 모든 요소들이 각각 매우 다르다. 고객을 만족시키기 위한 표준들과 요구 조건을 만족하기 위해 지멘스 디지털 인더스트리의 디지털화 솔루션에 의해 뒷받침되는 헨켈의 생산현장은 오늘도 고품질 기준을 유지하고 효율성을 높이는 데 전념하고 있다. ▲ 병에 세제를 채울 때에는 주입 압력과 함께 정확한 주입량을 자동으로 모니터링 해야 한다. 1878년 프리츠 헨켈이 최초의 세탁용 가루세제를 시장에 내놓았을 때, 그는 자신의 회사가 오늘날처럼 글로벌 플레이어가 될지 전혀 몰랐을 것이다. 그리고 오늘날 뒤셀도르프에 본사를 둔 이 회사는 전 세계 30여 곳에서 세제 및 세정제를 생산하고 있다. 이제 헨켈은 생산시스템을 디지털화함으로써 ‘학습 생산’을 통해 시장 출시 기간을 단축하고, 플러그 앤 플레이 장비를 도입하고, 응답 시간을 최적화하며, 고장 없는 생산 수준까지 품질을 개선하고자 프로젝트를 진행하고 있다. 더 위대한
[첨단 헬로티] “문제는 정지 신호가 아니라 가이드라인이다(Problems are not stop signs, they’re guidelines)” 라고 로버트 슐러(Robert Schuller) 목사가 말 한바 있다. 이는 아나로그디바이스(Analog Devices, ADI)가 기술의 가장 어려운 과제들을 해결하기 위해 취하는 접근 방식을 잘 나타낸다. ADI의 모든 엔지니어의 마음속에는 음파, 라이트 빔, 진동 등을 측정하기 위해서 정밀도를 끊임없이 더 높이고자 하는 열정이 자리잡고 있으며, 이러한 열정은 세상을 바꾸고 생명을 살리는 기술 진보의 발판이 된다. 생명을 살리는 기술의 대표적인 것으로서 의료 분야의 컴퓨터 단층촬영 검사(CT 스캔)를 들 수 있다. ADI는 이를 위한 하드웨어 기술과 시스템 설계 분야를 선도하고 있으며, 의사들은 물론 환자들에게도 막대한 영향을 미치는 스캐너 제조사들과도 긴밀하게 협력하고 있다. 엑스레이보다 뛰어난 가시성 1970년대에 CT 스캐닝 기술이 처음 도입됐을 때, 의사들은 단순히 엑스레이를 확인해서 환자의 질병을 진단하는 것에 비해 새로운 기술이 확실히 더 유용하다는 것을 알게 됐다.
원문|두산공작기계 최근 기계가공업계는 숙련 인력의 고령화에 비해 20~30대 젊은층의 인력은 거의 유입되지 않아 심각한 인력난을 겪고 있다. 특히 소수의 엔지니어가 다양한 장비를 관리해야 하는 작업환경 탓에 고지능화·고성능화된 컴퓨터 수치제어(Computerized Numerical Control) 공작기계에 대한 요구는 더욱 커지고 있다. 이러한 상황에서 2019년 8월 일본의 화이트리스트 제외 조치는 글로벌 수준의 경쟁력 갖춘 국산 CNC 기술의 필요성을 키웠고, 국산 CNC 개발 및 출시를 앞당기는 계기를 만들었다. 두산공작기계의 차세대 CNC CNC의 국산화는 단순히 기술력 확보 차원을 넘어 공작기계 기반의 국가 제조경쟁력 제고에 있어서 매우 중요한 문제다. 두산공작기계는 지난 30여년 간 고품위, 초정밀 가공기술력 확보를 위해서는 없어서는 안 될 CNC 기술력을 국산화 시켰으며, 1~3세대 CNC 모델을 자사의 여러 장비에 적용해 국산 CNC의 자생력을 키우는 데 기여해 왔다. 특히 두산공작기계가 2015년 선보인 차세대 CNC ‘DOOSAN CNC D300(이하 D300)’은 고객들로부터 생산성 향상뿐만 아니라 작
[첨단 헬로티] 식품 산업에서는 생산부터, 수송, 저장, 판매까지 전 과정에 걸쳐 부패하기 쉬운 상품의 온도를 철저히 통제할 필요가 있다. 오염되었거나 제대로 익히지 않은 식품으로 발생하는 질병에 대해 반복적으로 경고하여 공정을 더 엄격히 관리하도록 강조하고 있다. 이런 문제는 대부분이 인적 요소와 관련이 있기 때문에 식품가공업체는 비용은 줄이면서 중요 공정에는 인적 실수를 최소화 할 수 있는 자동화 장치를 구현해야 한다. 열화상 카메라가 바로 그런 장치이다. FLIR 열화상 카메라를 사용하면 많은 식품가공 공정에서 비 접촉식 자동 온도 측정을 할 수 있다. 아날로그 비디오 출력은 비디오 모니터에서 볼 수 있으며, 이더넷을 이용하면 MPEG4 비디오 출력을 포함한 디지털 온도 데이터를 컴퓨터로 보낼 수도 있다. 작동 방식 식품산업에 사용하는 이 비접촉식 온도 측정장치의 주요 구성요소는 열화상 카메라와 관련 소프트웨어이다. ‘스마트’ 비 접촉식 센서처럼 설비, 냉장 식품, 조리 식품의 온도를 조리가 끝나면 바로 측정하여 모든 식품을 100% 검사한다. 열화상 카메라는 사용하기 쉽고 크기도 작으며 필요한 곳이면 거의 모든 곳에 설치할 수 있
[첨단 헬로티] 몇 년 전까지는 ‘소프트 로보틱스란 무엇입니까?’라고 로봇 공학 전문가도 자주 물었지만, 최근에는 일반 사람들조차 묻는 일이 적어졌다. 창간 이후 6년째를 맞이하는 소프트 로보틱스 전문지 ‘Soft Robotics’는 연간 6호를 발간하고 있으며, 2019년에 개최된 제2회째의 국제회의 ‘RoboSoft’도 참가자가 400명 이상이고 발표 건수가 180건을 넘어 대성황이었다. 이러한 전문 부회뿐만 아니라 다른 Science나 Nature 등 유명 잡지에도 많은 연구 논문이 발표되고 있으며, 발표 논문의 질, 양 모두 기세가 수그러들지 않는다. 연구 동향도 다방면에 걸쳐 있으며, 요소 기술의 기초 개발, 재료 과학이나 생물학의 학제 연구, 애플리케이션 개발을 목적으로 한 응용 연구까지 광범위하게 이루어지고 있다. 최근의 연구 동향은 소프트 로보틱스의 연구자 커뮤니티가 주최하는 홈페이지 ‘softrobotics.org’에서 참조할 수 있으므로 꼭 한번 보기 바란다. 소프트 로보틱스의 연구는 갑자기 일어난 것처럼 보이지만, 그 역사는 비교적 길다. 예를 들면 일본
[첨단 헬로티] 오늘날 전 세계 경제 및 산업계의 코어 시스템은 IT(Information Technology, 정보기술)를 넘어 OT(Operational Technology, 운영기술)와의 유기적인 조합으로 구성된다. 현장(엣지, edge)에서 IT를 통한 다량의 데이터를 효과적으로 수집함과 더불어, 빠르고 지속적인 인사이트를 확보할 수 있는 OT가 확보되어야만 비즈니스는 성공을 거둘 수 있다. 그림 1. IT와 OT 융합이 영향을 미치는 주요 분야 최근 업계는 IT의 플랫폼 설계 및 분석 노하우와 OT의 풍부한 생산, 유틸리티, 물류, 산업용 인프라 및 프로세스 지식이 결합돼 긍정적 시너지를 내고 있다. IT와 OT의 융합은 4차 산업혁명의 필수불가결한 요인이며, AI와 머신러닝의 기반이 된다. 데이터 블렌딩(Data Blending)과 머신러닝을 활용한 데이터의 가공/분석을 통해, OT 데이터의 정보량을 폭발적으로 증가시킴으로써 비즈니스 가치를 향상 시킬 수 있다. 즉, OT의 경험과 노하우만으로는 확인하기 어려웠던 영역까지 데이터를 확보하고 분석함으로써 의사 결정 능력을 한층 높일 수 있다. 이미 IT와 OT 융합을 실현한 기업들은 새로운 데이터 비
[첨단 헬로티] 마루야마 토모히로(丸山 智大) 碌碌산업(주) 최근 스마트폰, 태블릿형 단말 등의 모바일 기기는 급속하게 소형화․박육화가 추진되고 있으며, 기기에 탑재되는 부품도 고정도화, 미세화 요구가 높아지고 있다. 이것에 동반해 금형에 대한 요구 정도도 높아지고 있으며, 일본 제조업에서는 고정도, 고면품위 등 부가가치가 높은 가공을 실현해 고정도화, 미세화의 길을 추진해왔다. 동사에서는 1996년에 고정도 고속 소경 미세 가공기 ‘MEGA’를 개발, 현재 제5 세대에 이르기까지 항상 진화를 계속해왔다. 또한, MEGA의 상위 기종으로서 2010년에 ‘Android’를 개발했으며, 2016년에는 브러시업이 실시된 ‘Android Ⅱ’로 계승해 시대와 함께 엄격해지고 있는 고정도 미세 가공의 요구에 대응하기 위해 개발을 계속하고 있다. 이번에 발표한 신기종 ‘Vision’은 MEGA나 Android Ⅱ로는 가공할 수 없는 크기의 워크에 대응, HSK-E40을 채용한 주축에 의한 중절삭 가공을 가능하게 하면서도 지금까지 축적한 미세 가공기의 DNA를 계승한 기계이다
[첨단 헬로티] 토요시마 나오키(豊島 直樹) 日進공구(주) 최근 자동차의 자동 운전 기술이나 스마트폰 등은 점점 더 고기능화 수요가 높아져, 구성하는 부품의 미세 정밀화와 고정도화가 요구되고 있다. 그리고 이들 부품을 양산하기 위한 여러 가지 금형도 내구성을 높이기 위해 금형재의 고경도화와 고정도화 등이 추진되고 있다. 또한, 생산성 향상 대응의 일환으로서 가급적 사람이 개입하지 않는 가공 기술 등도 요구되고 있다. 동사에서는 여러 가지 요구에 대응하는 공구로서 고정도화, 미세화에 대응하는 동전극 가공용 엔드밀과 초경합금, 고경도 담금질강 등에 대한 경면가공이 가능한 PCD 볼 엔드밀을 개발, 가공 기술에 대해서도 연구를 거듭해왔다. 이 글에서는 이들 엔드밀 및 가공 사례와 경면가공의 절삭가공 기술에 대해 소개한다. 동전극 가공용 롱 넥 엔드밀 시리즈 1. 동전극 가공용 엔드밀의 특징 동전극 가공 전용으로서 스퀘어 DHR237, 볼 DRB230, 라디우스 DHR237R의 3타입(그림 1)을 개발했다. 모두 고애스펙트비의 전극을 생각해 롱 넥 형상을 채용하고 있다. 이하에 특징을 나타냈다. ① 버를 최소한으로 억제하는 예리한 날끝 형상. ②
[첨단 헬로티] 야베 카즈토시 (矢部 和壽) ㈜牧野후라이스제작소 머시닝센터(MC)에 의한 고경도 재료의 고속 안정가공이 제창된 이후, 직조가공에서 정도, 표면 성상의 품질, 가공 효율은 현저하게 향상됐다. 그러나 자동차 운전 지원 기술이나 스마트폰 등으로 대표되는 선진 디바이스의 다기능, 소형화와 대규모의 양산에 대응하는 생산 기술에는 보다 높은 품질이 요구되기 때문에 가공, 성형 기술의 능력을 최대한으로 이끌어낼 필요가 있다. 동사는 미세 가공 분야에서 가공기는 물론이고 공구, 가공 조건, 공구 궤적 등의 가공 기술, 측정 기능 등 일련의 개발을 하고 있다. 더불어 앞으로 이들 기술은 가공 환경, 가공자의 기량에 의존하지 않고, 또한 안정되게 성능이 발휘되며 가공 프로세스의 부하 저감, 자동화에 기여하는 종합 기술이 트렌드가 될 것으로 생각하고 있다. 이 글은 이러한 요구에 대응하는 미세 정밀 가공기 iQ 시리즈와 그 가공 사례 및 주변 기술의 대응을 소개한다. iQ 시리즈의 개요 그림 1에 ‘iQ300’의 외관을 나타냈다. iQ 시리즈는 이송축이 리니어모터와 고정도 저진동의 직동 베어링으로 구성되며, 주축 회전 속도 45,000min
[첨단 헬로티] 아마노 아키라(天野 啓) 東芝기계(주) 소경 엔드밀에 의한 고속 절삭가공 기술은 대상 제품의 고기능화와 성형 기술 진보에 의한 금형의 고정도화 요구를 배경으로, 가공기의 고속・고정도화와 절삭공구의 성능 향상이 도모되어 눈부신 발전을 이루었다. 절삭가공은 가공기의 운동 특성이 그대로 가공면에 전사되는 가공 수단이다. 그렇기 때문에 가공면 정도나 미세 가공 정도를 높이기 위해서는 운동 정도가 우수하고, 또한 저진동의 특성을 가진 가공기가 필요하다. 동사에서는 이러한 요구에 대응하기 위해 렌즈 금형용 초정밀 가공기로 축적한 공기 베어링 기술과 리니어모터 구동 제어 기술 등을 활용한 초정밀 가공기 UVM-450C를 2008년에 개발했다. 이후 고객 요구를 반영시키는 형태로 시리즈 전개를 도모해, 밀링에 의한 여러 가지 미세・정밀 금형 제작의 고정도화에 공헌하고 있다. 오늘날 대상 제품의 고기능화 흐름과 함께, 정밀 금형가공에서는 미세화와 고정도화 요구가 날마다 높아지고 있다. 가공 대상이 다품종 소량의 케이스도 많고, 보다 높은 레벨의 가공 정도 재현성 확보가 요망되며 자동화와 지능화 요구도 크다. 그래서 이 글에서는 UVM
[첨단 헬로티] 타카하시 코지(高橋 孝治), 오오토 유타카(大戶 裕) ㈜소딕 최근 정보통신기기의 소형화가 추진됨에 따라, 그 내부에서 사용되고 있는 부품도 매우 미세하고 정밀하게 되고 있다. 이러한 부품을 생산하기 위한 금형도 미세 정밀이 요구되고, 요구를 만족시키기 위한 수단으로서 NC 프로그램을 생성하기 위한 3차원 CAM의 계산 정도(톨러런스)를 높이는 것과, CAM에서 출력하는 NC 프로그램의 1블록 선분길이, 즉 점군 데이터를 최대한 짧게 해 모델 형상에 근사시킨 패스 생성의 방법이 일반적으로 채용되고 있다. 그 결과 가공패스는 복잡해지고 지령 데이터도 미세화되어 절삭 이송 속도가 올라가지 않으며, 결과적으로 효율이 높아지지 않는 상태에 빠져 버리는 상황이 많이 있다. 그래서 동사에서는 단시간에 고정도의 금형을 제공하는 것을 목적으로, 고속 회전 주축 및 액티브 제진기구를 탑재한 AZ 시리즈의 최신 기종 ‘AZ275nano’(그림 1)을 개발했다. 그리고 미세 정밀 금형의 가공에는 없어서는 안 되는 고속․고정도 윤곽제어 기능을 최적으로 기능시키기 위한 소프트웨어로서 NC 프로그램을 실행했을 때의 최적 절삭 이송 속도를