공작기계 오차율 크게 줄였다...기계硏, 열변형 제어기 개발

정밀 공작기계 고장의 약 70%를 차지하는 마찰열의 오차를 ±0.1도 내로 줄여 정밀도를 유지하도록 하는 열변형 제어기가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국기계연구원 지능기계연구센터 이승우 박사는 에너지관리공단과 일림나노텍의 지원을 받아 기존의 온오프나 인버터방식이 아닌 가스 우회방식을 통해 정밀도를 높인 열변형 제어기를 국산화하는 데 성공했다고 21일 밝혔다.

정밀 공작기계는 고속화와 정밀도를 높이기 위한 고속회전이 생명이지만 이에 따른 마찰열이 발생해 정밀도를 유지시키는 데 어려움이 있다. 이 때문에 공작 기계 결함과 고장을 자주 일으킨다. 이를 막기위해 냉각 기구를 주로 쓰고 있는데 현재 가장 많이 쓰이고 있는 방식이 온오프방식과 인버터 방식이다. 그러나 온오프 방식은 오차가 ±0.5도나 벌어져 정밀도 유지에 문제가 많았으며 인버터 방식은 설계가 복잡하고 가격이 비싸 소비자들이 선뜻 구매하기 어려웠다.

이 박사팀이 이번에 개발한 기기는 압축기(컴프레서)로부터 압축된 고온,고압 가스를 정밀조절 밸브에 의해 제어해 열교환기 앞에서 액상의 냉매와 혼합시키는 방식이다. 공작기계가 갑자기 차가워지는 현상을 방지해 설정온도에 맞춰 정밀도를 높인 게 특징이다.

이 기기는 또한 냉각 기능과 함께 가열기능을 동시에 갖고 있어 정상운전 상태보다 낮은 발열을 할 경우에도 온도제어가 쉽고 겨울철 공작기계의 웜업 시간 단축이 가능하다. 더욱이 현재 많이 사용되고 있는 인버터 방식의 일제와 성능과 가격 경쟁력을 비교했을 때도 절반 정도의 가격 절감 효과를 가져올 수 있다.

오춘호 기자 ohchoon@hankyung.com