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‘영미! 컬링신드롬’ 컬링로봇과 인간과의 컬링경기 시연
과학기술정보통신부는 지난 8일(목) 오후 2시 30분, 대한장애인체육회 경기도 이천훈련원 컬링센터에서 ‘인공지능 컬링로봇 경기 시연회’를 개최하였다.이번 시연회는 인공지능 컬링로봇과 강원도 춘천기계공고 고등부팀이 컬링 규칙을 적용하여 2엔드 경기로 진행하였다.과기정통부는 지난해 공모를 통해 컬링로봇 개발 주관기관으로 고려대학교 컨소시엄을 선정(’17.4월)하였으며 1차년도에 인공지능 기술을 통해 최적의 컬링스톤 투구 전략을 만드는 인공지능 컬링 SW인 ‘컬브레인(CurlBrain)’과 인공지능 컬링로봇인 ‘컬리(Curly)’를 개발하였다.컬링로봇은 헤드부(Head)에 장착된 카메라를 통해 경기 상황을 인식하고, 딥러닝 학습 기반으로 투구 전략을 스스로 수립하여 빙판 위에서 경기를 수행할 수 있다.양환정 과기정통부 정보통신정책실장은 개회사를 통해 “세계 최초로 선보이는 인공지능 컬링로봇 ‘컬리(Curly)’는 인공지능 및 로봇공학 등의 다양한 학문이 융합된 최첨단 기술”이라고 언급하면서, “이번 시연회를 계기로 컬링의 대국민 인지도 향상 및 대중화에 기여하고, 인공지능 핵심기술 개발과 인력 양성 등에 힘쓰겠다.”라고 강조하였다.‘스킵로봇’이 카메라를 통해 인식한 경기 영상을 전송하면, ‘컬브레인’은 이를 토대로 최적의 투구전략을 수립하며, 경기장 반대편에 위치한 ‘투구로봇’은 ①투구에 필요한 힘, ②투구방향, ③스톤 컬 회전을 제어하여 스톤을 목표지점으로 투구하는 역할을 수행한다.참고로 ‘컬리(Curly)’는 소프트웨어와 하드웨어가 결합된 로봇이며 실시간으로 빙질이 변화하는 빙판 환경에서 경기를 수행해야 함에 따라 고도의 기술력이 필요하다.일례로 구글의 ‘알파고’는 인공지능이 수립한 착수점에 사람이 바둑을 두지만, ‘컬리(Curly)’는 인공지능 SW인 ‘컬브레인’과 하드웨어인 ‘스킵·투구로봇’이 상호 연결되어 경기를 수행함에 따라 투구 힘, 방향 제어 등 하드웨어 기술력 뒷받침도 필요하다.특히, 경기장의 온도, 습도, 정빙 정도 등에 따라 빙판이 불규칙하게 변화하는 특징이 있어, 딥러닝 기반으로 다양한 빙질 환경에 대한 학습을 통해 경기를 수행하는 것이 큰 도전이었다.과기정통부는 향후 이번 프로젝트에서 개발된 인공지능 핵심기술을 인공지능과 기계협업, 이동 환경에서 컴퓨터 비전 등 다양한 응용분야로 확산시킬 계획이다.아울러 국민들의 컬링에 관심이 높아진 상황을 감안하여, 컬링 경기전략 수립 및 훈련 지원 등에 활용함으로써 스포츠 분야의 인공지능 도입·확산의 계기로 활용할 예정이다.양환정 과기정통부 정보통신정책실장은 개회사를 통해 “세계 최초로 선보이는 인공지능 컬링로봇 ‘컬리(Curly)’는 인공지능 및 로봇공학 등의 다양한 학문이 융합된 최첨단 기술”이라고 언급하면서, “이번 시연회를 계기로 컬링의 대국민 인지도 향상 및 대중화에 기여하고, 인공지능 핵심기술 개발과 인력 양성 등에 힘쓰겠다.”라고 강조하였다.
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3D 레이저 프린팅 기술 활용한 내열 합금 신기술 개발
항공기 엔진이나 가스 터빈 부품과 같이 고온의 열을 견뎌야만 하는 핵심 부품 소재를 3D 레이저 프린팅 기술을 활용해 손쉽게 제조할 수 있는 기술을 국내에서 개발했다.한국원자력연구원은 3D 레이저 프린팅 기술을 활용하여 기존 대비 성능은 높이면서도 20배나 빠르게 ‘산화물 분산강화’ 합금을 만들 수 있는 신기술을 세계 최초로 개발했다고 3월 5일 밝혔다. 이 기술은 원천성을 인정받아 현재 국내를 포함하여 미국, 일본, 유럽(프랑스)에 특허 등록을 완료한 상태다.‘산화물 분산강화(ODS, Oxide Dispersion Strengthened)’ 소재는 내열이 필요한 모든 금속 재료에 고온에 강한 산화물을 섞어 만든 합금이다. 이 소재는 현재, 비행기 엔진, 원자로 부품, 가스 터빈, 미사일 노즐 등과 같이 고온 강도와 내열성이 필수적인 국방, 에너지, 항공우주 산업 등에서 핵심 부품으로 광범위하게 사용되고 있다.기존 ‘산화물 분산강화’ 기술은 금속과 산화물을 파우더 형태로 만들어 혼합한 후 추가적인 복잡한 공정을 거쳐 만들기 때문에 많은 시간과 비용이 소요됐다. 또한, 초기 재료 단계에서 강화 공정을 진행하기 때문에, 최종 제품을 제작하기 위해서는 이미 강화 공정을 거쳐 강도가 크게 증가된 합금을 재료로 쓸 수밖에 없어 사용자가 원하는 형태의 제품을 만드는데 적잖은 어려움이 있었다. 이에 반해, 원자력연구원에서 세계 최초로 개발한 신기술은 최종 제품을 만든 후, 제품 금속 표면에 산화물 입자를 도포하고 3D 프린터의 레이저 열원으로 금속을 녹이면서 동시에 산화물 입자를 혼합, 냉각하여 금속 내부에 내열층을 만들어내는 방식이다. 산화물 입자를 금속 내부에 고루 분포시키면서 가공 시간과 비용을 기존 기술 대비 1/20로 단축할 뿐 아니라, 사용자가 원하는 특정 부분만 강화할 수 있는 혁신적인 기술로 평가받는다. 이번에 개발한 ‘3D 레이저 프린팅 기반 산화물 분산강화 기술’은 후쿠시마 원전 사고와 같은 원자로 수소 폭발을 방지하기 위해 개발을 시작했다. 후쿠시마 사고 당시 원자로 내부의 고온으로 핵연료 피복관이 변형·파괴되고 핵연료 피복관이 산화되면서 다량의 수소가 발생, 결국 수소 폭발로 이어졌다.그러나 ‘3D 레이저 프린팅 기반 산화물 분산강화 기술’을 적용해 제작한 핵연료 피복관은 1,200℃의 고온에서도 거의 변형되지 않기 때문에(기존 대비 1/4 이하), 사고 발생시 수소 발생을 크게 억제하여 후쿠시마 사고와 같은 심각한 사고로 진행되지 않게 한다. 이에 사고 대응시간을 추가로 확보할 수 있어 사고시 핵연료의 안전성을 5배 정도 강화할 수 있을 것으로 평가된다. 한국원자력연구원은 본 기술을 적용한 사고저항성 피복관 개발과 함께, 기타 산업 전반에 확장 적용할 수 있도록 기술을 고도화할 예정이다.‘산화물 분산강화’ 합금을 포함한 내열 금속 시장은 산업 고도화에 따라 지속적으로 확대되고 있는 상황으로, 핵연료 피복관 시장만으로도 국내 연 500억원, 세계시장 연 1조원 규모로 파악된다. 본 기술이 상용화되면 내열 금속의 수입대체 및 수출 효과가 클 것으로 기대되는 이유다.연구원 하재주 원장은 “산화물 분산 강화 소재는 미국, 일본 등에서 활발하게 연구되고 있는 고부가가치 소재로, 국방, 항공우주 등 다양한 첨단 산업에 활용될 수 있을 것”이라며 “이 기술이 활용되면 우리나라의 관련 산업 발전에 획기적인 전환점이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
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최초 국산화 화물창(KC-1) 탑재 LNG선 명명식 개최
한국가스공사는 지난 6일 경남 거제 삼성중공업에서 미국 셰일가스를 들여올 17만 4천㎥급 국적 LNG 27호선 ‘SK 스피카’호에 대한 명명식을 가졌다. 국적 27호선 SK 스피카호는 2014년 가스공사가 20년간(2017~2037년) 미국 사빈패스로부터 연간 280만 톤의 LNG를 도입하기 위해 발주한 여섯 척(국적 22~27호) 중 마지막 한 척으로, 삼성중공업에서 2014년 건조를 시작해 올해 3월 9일 SK해운에 인도, 4월 23일 미국 셰일가스를 선적하고 파나마운하 및 태평양을 거쳐 5월 21일 가스공사 LNG 생산기지에 하역할 예정이다. 특히, SK 스피카호는 최초 국산화에 성공한 LNG 화물창 ‘KC-1’이 탑재된 선박으로, 가스공사가 보유한 육상용 멤브레인 시스템을 기반으로 조선 3사(삼성중공업, 대우조선해양, 현대중공업)와 2004년부터 10년간 공동 연구를 거쳐 한국형 화물창을 개발했다. 그간 LNG 화물창은 국내 원천기술 부재로 프랑스(GTT) 기술에 전적으로 의존해 왔으나, 이번에 우리나라가 프랑스에 이어 세계 두 번째로 LNG 화물창 기술 개발에 성공함으로써 세계 시장에서의 경쟁력을 확보하는 계기를 마련하는 등 LNG 국적선 사업의 쾌거를 이뤄낸 것으로 평가된다. 가스공사 정승일 사장은 “가스공사는 천연가스 수급 안정성 확보와 국내 조선·해운산업 발전을 함께 도모하고자 LNG 국적선 사업을 의욕적으로 추진해왔다”며, “앞으로도 KC-1과 같은 기술 분야 연구 개발을 지속 확대하여 국내외 LNG 산업을 선도하는 기업으로서의 위상을 더욱 강화해 나갈 것”이라고 밝혔다.
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케이엠티, 새로운 콘크리트 펌프카용 이송관 개발 성공
재료연구소가 산업통상자원부의 산업기술 R&D사업의 일환으로 추진한 ‘금속폐기물 활용 유도가열 내마모 피복기술 개발’ 사업성과를 활용해 새로운 콘크리트 펌프카용 이송관을 개발 및 사업화에 성공했다.본 사업은 재료연구소가 주관하고 ㈜케이엠티가 참여해 지난 2009년 9월부터 2012년 8월까지 3년간 추진됐으며, 2017년부터 국가과학기술 연구회의 출연(연) 연구원 파견 사업을 통해 기술을 지원하고 있다.㈜케이엠티는 재료연구소로부터 국내외 관련 특허를 모두 이전받아 5년 동안 실용화 및 양산화 기술 개발을 적극 추진해왔고, 올해 2018년부터 사업화를 시작해 상품명 EXLOY 1000 bimetallic pipe로 국내 시판에 착수했다.레미콘 펌프카의 핵심부품인 이송관은 다량의 콘크리트 이송에 따른 심한 마모가 발생하고 매우 짧은 교체주기로 인한 유휴시간(idle time)과 유지비가 증대하는 등의 문제점이 있었다.개발된 콘크리트 이송관은 강관 내 내마모용 이너 파이프(inner pipe)를 삽입한 종래의 트윈 파이프(twin pipe) 또는 듀얼 파이프(dual pipe)와는 달리, 강관 내에 특수금속분말을 장입 및 유도 가열해 내마모성이 우수한 육성층을 형성한 점이 특징이다.이를 통해, 경량으로 콘크리트 펌프카 붐(boom)의 피로도를 줄여 4~6단에도 안심하고 사용이 가능하며, 내충격성과 휨 강도가 우수해 파손 우려가 적고, 파이프의 용접 및 절단 시 경도가 떨어지는 현상을 막기 위한 별도의 냉각 과정이 필요 없다.또한, 일체형 파이프로 내관 연결부에서 발생하는 파손 현상이 없고, 마모가 심한 이송관 입구(inlet) 부분을 두껍게 해 수명을 늘릴 수 있으며, 백펌핑 시 스폰지볼의 통과 여부를 쉽게 확인할 수 있다는 장점을 가진다.본 이송관은 80,000 CBM(cubic meter, 1 CBM = 가로 1m × 세로 1m × 높이 1m) 이상의 콘크리트를 타설할 수 있는 우수한 성능과 기능은 물론, 가격 경쟁력을 확보해 글로벌 시장 진출이 가능할 것으로 기대되고 있다.본 사업의 연구책임자인 재료연구소 남기석 책임연구원은 “연구소의 기술 지원을 통해 ㈜케이엠티가 사업화에 성공하게 된 점을 기쁘게 생각”하며, “우수한 성능과 기능을 바탕으로 글로벌 시장에 서 경쟁력을 확보할 수 있을 것”이라고 말했다.
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노드슨 EFD, 산업용으로 최적화된 액체 디스펜서 출시
노드슨 EFD(Nordson EFD)가 전자, 생명과학, 소비재, 자동차 산업 등에서 일반 적용을 위해 신뢰할 수 있는 벤치탑 디스펜싱 제어를 제공하는 Performus™ X Series 액체 디스펜서(Performus™ X Series fluid dispensers)를 출시했다. 이 새로운 공압 작동식 액체 디스펜서는 시린지 배럴을 사용해 디스펜스된 어셈블리 액체 적용을 제어하고 작업자 간의 변동성을 감소시킴으로써 생산비용을 줄이고 수율을 개선한다. Performus X100은 접착제, 오일, 그리스, 실리콘, 실란트, 시아노아크릴레이트, UV 경화 접착제 등의 저점도에서 고점도 액체들과 SolderPlus® 솔더 페이스트(SolderPlus® solder paste)와 같은 디스펜싱 페이스트를 적용하기 위한 0-100 psi(0-7 bar) 압력 조절기를 장착했다. Performus X15는 저점도 또는 솔벤트 등의 묽은 액체를 디스펜싱할 때 제어를 용이하게 해주는 0-15 psi(0-1 bar) 압력 조절기를 탑재했다. 블라드 코노펠코(Vlad Konopelko) 노드슨 EFD 디스펜서 글로벌 제품라인 매니저는 “신제품 Performus X 시리즈는 쉬운 사용법, 안정성, 성능 등 Performus 제품 라인의 주요 기능들을 결합했다”며 “물리적 보호를 강화하기 위한 메탈 하우징을 포함한 디자인 개선으로 산업 용도 적용에 적합한 내구성을 강화했다”고 밝혔다. 이어 “또한 보증기간 만료 이후에도 서비스를 쉽게 이용할 수 있게 했다”고 덧붙였다. 또한 메탈 하우징은 개선된 EMI/RFI 보호를 위한 차폐(faraday cage) 역할을 하며 누전을 차단하고 시스템 정전기 방전(ESD) 보호를 강화하기 위한 접지용 섀시 연결 기능을 갖췄다. 또한 Performus X100와 Performus X15는 모두 Steady, Timed, 및 Teach 모드를 선택해 사용할 수 있다. Teach 모드에서는 원하는 액체 디스펜싱에 필요한 시간을 간단히 설정할 수 있다. 진공 제어는 묽은 액체가 사이클 중간에 드랍되는 것을 방지한다. 이 디스펜서들은 디지털 타임 및 압력 디스플레이를 포함하고 있어 psi 및 bar 측정 단위를 쉽게 바꿀 수 있다. 포괄적인 교체부품 선택이 가능해 현장에서 쉽게 유지보수 및 서비스를 제공할 수 있다. 또한 Performus X100 와 X15는 I/O 연결 및 범용 전원 공급장치를 사용 할 수 있다.
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㈜스마트로봇, ‘수중구조물 파괴 장치’ 개발 완료
한국산업기술평가관리원이 ‘국민안전증진기술개발사업’의 일환으로 5.5억원을 지원한 ㈜스마트로봇이 안전한 ‘수중구조물 파괴 장치’ 개발을 완료했다.‘수중구조물 파괴 장치’는 선박 및 차량 침몰 시 수중에서 구조물을 파괴할 때 안전한 구조 활동을 위해 사용하는 장비이다.이 장치는 구조물 파괴 시 발사 연료가 아닌 압축 공기를 이용하여 화약의 폭파압력 수준을 확보함과 동시에 폭음 및 파장으로 인한 사고 없이 사용 가능한 것이 특징이다. 덕분에 수중 구조 활동 시 발생할 수 있는 2차 사고를 예방하여 안전성을 확보했다.또한 연속발사가 가능하여, 1회 격발 후 화약을 교체해야 하는 화약식개방기와 다르게 연속으로 100발 이상을 발사할 수 있어 긴급 상황에서 생명구조와 골든타임 확보에 용이하다.㈜스마트로봇은 ‘15년 10월부터 ’17년 9월까지(24개월간) ‘수중에서 안전한 구조 활동을 위한 7kgf 이상의 파괴력을 가진 자동 구조물 파괴 장비개발’ 과제를 수행하며 이번 장치를 개발했다.한편, KEIT는 앞으로도 국민 안전 증진을 위한 다양한 사업을 지원하여 성과를 창출할 계획이다.
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이구스, 직동 베어링으로 체스 로봇의 새 시대 열어
이구스가 저진동 직동 가이드 시스템으로 혼자 체스 게임을 즐길 수 있게 됐다고 밝혔다. 학생 연구 프로젝트 ‘체스 버디(Chess Buddy)’는 이구스 저진동 직동 가이드 시스템을 체스게임에 적용해 체스 로봇의 새 시대를 열었다. 세바스챤 얀(Sebastian Jahn)과 줄리안 크리들(Julian Krydl)은 학위논문의 일환으로 체스 버디를 만들었다. 기존에는 체스 게임을 진행하기 위해 반드시 두 명의 참가자가 필요했다. 하지만 이제는 체스 버디가 그 자리를 대신할 수 있다. 줄리안과 세바스챤은 린츠 기술 연구소(Linz technical centre)에서 학위 논문 작성을 위해 차세대 체스 로봇을 개발했다. 두 사람의 목표는 사람의 동작에 맞추어 스스로 체스말을 움직이는 체스판의 개발이었다. 로봇의 구조 설계와 개발 과정은 전적으로 두 학생이 총괄했다. 줄리안과 세바스챤은 체스 말의 자동(自動)을 위해 자기(磁氣)를 이용했다. 이는 체스판 아래에서 전자기장을 이용한 2축 직동 시스템의 움직임을 용이하게 만들었다. 세바스챤은 “처음에는 소음이 심한 재순환 볼 베어링 가이드를 이용하다가 이구스의 Y.E.S(Young Engineers Support) 프로그램에 지원했다”고 말했다. 이구스 현장 지원 서비스를 통해 조인트가 도착하자 drylin® RJMP 폴리머 베어링과 두 개의 정밀 알루미늄 샤프트를 적용했다. 이구스 베어링을 적용한 뒤 부드럽고 조용한 주행이 가능해졌고 윤활 작업이 필요 없어졌다. 한국이구스가 제공하는 대학생 지원 프로그램인 y.e.s.에 대한 정보는 홈페이지에서 확인할 수 있다.
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국토교통부, 항공업무에 드론활용방안 마련
앞으로 공항시설관리, 조류퇴치 등 다양한 항공분야에 첨단드론이 활용될 전망이다. 국토교통부와 한국·인천공항공사가 2017년 12월 수립된 ‘스마트공항 종합계획(4차산업혁명위원회 보고)’에 따라 항행시설점검, 조류퇴치, 공항 외곽경비, 장애물 제한 표면 관리, 항공장애등 관리, 드론퇴치의 6개 항공업무에 드론활용방안을 마련·추진한다고 9일 밝혔다. 2016년 항행안전시스템 전파측정 드론을 개발하고 2017년 시험비행을 거쳐 이번년도부터 국토부와 한국공항공사는 항행안전시스템 점검에 드론을 본격 활용할 계획이다. 항행안전시스템은 무선전파를 이용하여 공중에 전파를 방사하는 장비의 특성상 사람이 지상에서 무선전파를 측정하여 점검을 수행하는 것에는 한계가 있었다. 이러한 점에 착안하여 한국공항공사는 2016년부터 최초로 상용 드론에 항행안전시스템 신호분석이 가능한 측정기와 소프트웨어가 탑재된 수신기 3대를 개발 후 장착시험을 거쳐 2017년까지 울산공항 등 전국 13개소에서 시범운영을 마쳤다. 항행안전시스템 전파측정 수신기를 장착한 첨단 드론은 일상적인 점검 이외에도 공항의 진입구역 장애물에 대한 전파 영향을 미리 탐지하여 분석하는 역할도 수행하고 있으며 실제 항공무선표지소 시스템 장애 시 투입되어 신호이상 전파를 탐지하여 신속한 복구에 결정적 역할을 해낸 바 있다. 드론을 활용한 항행안전시스템 점검 방식은 우리나라, 독일 등 일부 국가에서 시험·개발단계에 있으며 향후 국토부는 자율비행 점검이 가능한 지능형 드론 개발과 항공주파수를 침해하는 유해전파 추적과 제거, 공항 최적 후보지 선정을 위한 전파영향 분석 등 다양하게 활용할 계획이다. 공항 외곽경비용 드론과 조류퇴치용 드론은 인천공항 등에서 도입 시범사업이 단계적으로 추진될 계획이며 해외에서는 이미 드론으로 조류를 퇴치하거나 활주로 등 공항 시설 점검에 활용하고 있다. 인천공항공사는 조류퇴치용 드론과 외곽경비용 드론의 비행 전에 항공안전기술원으로부터 드론 기체 안전성 검사를 받은 후 관할 지방항공청인 서울지방항공청의 승인을 받고 안전성을 확보하여 도입할 계획이다. 인천공항은 관제권 3km 외부의 조류서식지인 북측방조제 구역에서 고도 35m 이하로 드론을 운영하여 조류 퇴치 업무를 수행할 예정이며 자유무역지역 외곽울타리 구간에 경비용 드론을 시범운영할 계획이다. 국토교통부와 한국공항공사는 항공장애물 측량 시에 드론을 활용하는 방안도 검토할 예정이며 항공장애 표시등의 점검 시 안정성과 정밀도 향상을 위하여 드론을 활용할 계획이다. 항공장애 표시등은 항공기 조종사가 고층 건물 등 장애물을 인지할 수 있도록 켜두는 등(燈)으로써 특성상 높이 설치된 경우가 많아 지상육상점검은 한계가 있어 드론을 활용하여 항공장애 표시등의 섬광주기를 점검하고 청결상태 및 손상을 확인 할 수 있으며 항공기 시점으로 표시등의 시인성을 점검하는데 유용하다. 국토교통부는 관계기관과 협의를 거쳐 드론탐지를 위한 시스템을 도입하여 공항주변 미인가 드론 출현에 대응할 방안을 마련할 예정이라며 항공분야에 드론을 활용하여 기존 지상에서의 업무를 보완해 업무의 효율성과 효과성이 높아질 것으로 전망된다고 밝혔다.
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노드슨EFD, 스마트 비전 탑재 4축 자동화 디스펜싱 시스템 출시
노드슨EFD(Nordson EFD)가 최신 RV 시리즈 4축 자동화 디스펜싱 시스템을 출시했다. 노드슨EFD는 노드슨(Nordson)(나스닥: NDSN) 산하 기업으로 액체 정밀 디스펜싱 시스템 업계를 선도하고 있다. 이 시스템은 독점 기술인 ‘디스펜스모션(DispenseMotion™)’ 소프트웨어와 완전 통합형 CCD 스마트 비전 카메라를 탑재해 360° 회전면을 따라 어떤 각도에서든 동급 최강의 정확도로 액체를 디스펜싱 해 준다. 노드슨EFD의 카메라 기반 디스펜싱 로봇은 마크 인식을 사용해 토출 프로그램을 자동 오프셋하고 작업물의 방향이나 위치의 미세한 변동을 보정한다. ‘디스펜스모션’ 소프트웨어는 작업물의 현재 위치를 프로그램에 이미지 파일로 저장된 참고 위치와 비교해 준다. X와 Y 위치 및 또는 작업물 회전 각도에서 작은 차이라도 감지되면 로봇이 디스펜싱 경로를 자동으로 바로 잡는다. 이로써 위치 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다. RV 시리즈 소프트웨어는 독창적인 설치 마법사를 적용해 디스펜스 팁과 카메라, 디스펜스 팁과 작업물 오프셋을 단순화했으며 이를 통해 설치와 작동을 보다 빠르게 수행할 수 있다. 또한 고해상 이미지 촬영이 가능한 고성능 CCD 카메라로 디스펜싱 경로를 화면에서 미리 보고 확인할 수 있다. 특허 기술인 디스펜싱 소프트웨어와 고성능 카메라가 결합된 디스펜싱 로봇은 프로그램 설정이 대단히 간편하다. 최신 4축 RV 시리즈는 +/- 0.008 mm 수준의 탁월한 위치 반복 정밀도를 구현한다. 노드슨EFD 자동 디스펜싱 시스템 부문 제품라인 전문가인 조나단 티톤(Johnathan Titone)은 “EFD의 디스펜스모션 소프트웨어는 간편한 사용성과 설치 마법사로 더욱 신속한 설치를 지원한다”고 설명했다. 그는 “사용자는 내장된 CCD 카메라를 통해 디스펜싱 경로를 눈으로 확인하며 좌표와 파라미터를 설정할 수 있다”며 “처리량과 초기 수율을 끌어올려 생산성을 높이고자 하는 고객들의 요구에 직접적으로 부응하기 위해 4축 RV 시리즈를 설계했다”고 강조했다. 이와 함께 RV 시리즈는 디스펜스 팁 정렬 기능과 진정한 3차원 모션 제어 기능도 갖추고 있어 항상 최고의 정확도로 유체를 배치할 수 있다. 주기 및 배치 타임 고속화, 재료 비용 절감은 제조사의 수익성 개선에 기여하는 부수적 이점에 지나지 않는다.
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경량부품 생산을 위한 탄소섬유복합재 가공기술 개발
한국생산기술연구원 생산시스템그룹 이석우 수석연구원이 이끄는 공동연구팀이 경량부품 생산을 위한 탄소섬유복합재 가공기술 개발에 성공했다. 탄소섬유복합재는 고강도의 탄소섬유를 금속, 고분자 재료에 분산시켜 만드는 복합소재(Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP)로, 무게는 철의 1/4 이하이면서 10배 정도의 강도를 지녀 제품 경량화에 주로 사용된다.개발에 성공한 기술은 탄소섬유복합재 가공에 필요한 각종 장비, 검사, 공정 및 모니터링 기술을 패키지화한 원천기술이다. 가볍고 강한 탄소섬유복합재는 경량화가 필요한 분야에서 매력이 큰 소재이지만, 원재료와 공정비용이 높은데다 항공기, 자동차 등 품질기준이 엄격한 최종제품에 사용되기 때문에 가공과정에서 품질 확보가 중요하다.특히 적층구조로 이루어진 소재 특성상 절삭이 어렵고, 뜯기거나 갈라지는 결함이 자주 발생해 품질 및 생산성을 높일 수 있는 기술 개발이 절실한 상황이다. 공동연구팀은 이를 해결하기 위해 항공기용 대형부품에 적합한 대량생산방식과 다양한 차종부품 생산에 유리한 유연생산방식의 투트랙(Two-Track) 전략으로 기술 개발에 착수했다.먼저, 워터젯과 드릴링 절삭기능을 하나의 공구로 통합한 8m×4m 급 ‘복합가공장비’를 개발, 2개의 공구를 사용하던 기존 장비보다 공간효율을 1.7배가량 높여 항공기용 대형부품의 생산성을 제고했다. 또 광학 스캐너를 활용해 가공된 부품 표면과 내부 불량을 1초 만에 파악하는 ‘3D 광학 고속 검사기술’을 세계 최초로 개발, 대형부품 품질검사의 속도를 높였다.아울러 다양한 형태의 자동차 부품생산을 위해 워터젯·드릴링·분진흡입 등 각각의 기능을 전담하는 다관절 로봇을 최적의 위치에 배치, 시장의 수요 변화에 맞춰 부품의 형상 및 생산량을 조정할 수 있는 유연가공시스템을 개발했다.연구팀은 이러한 하드웨어를 기반으로, 극저온·초음파 가공과 같은 첨단 가공공정 및 모니터링 소프트웨어를 최적화함으로써 패키지형 탄소섬유복합재 가공기술을 완성했다.상용화될 경우 국내에도 탄소섬유복합소재를 부품으로 가공해 제품화하는 산업생태계가 조성될 전망이며, 2012년 12조 원 규모에서 2030년 100조 원 규모로 커질 것으로 전망되는 탄소섬유복합재 세계시장에서 미국, 일본, 독일 기업들과 경쟁이 가능해질 것으로 기대된다. 이석우 수석연구원은 “이번 기술 개발을 통해 국내 탄소섬유복합재 산업생태계 조성에 꼭 필요한 부품가공 역량을 갖추게 됐다”고 말하며, ”앞으로 지속적인 성능 테스트를 거쳐 장비 성능을 안정화하고 연구데이터를 축적해 기술 완성도를 높이겠다.”고 밝혔다.
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- 월간 기계&자동화 2024년 5월호가 발간되었습니다.
- 월간 기계&자동화는 공장자동화설비 및 자동화기기에 관련된 전반적인 자료 제공과 함께 공정 메커니즘과 그 특성을 포함한 자동화 응용 성공사례를 소개합니다.