GIST 이선규 교수팀, 특수설계 ‘로봇팔’ 개발 성공 자율주행차 신차 개발기간·비용 감축 등 기대 일본 극복 부품·장비분야 경쟁력 확보 청신호 GIST 연구팀이 개발한 차체금형 래핑용 로봇팔. 대부분 수작업으로 이뤄지는 차체금형 마무리 작업을 대체할 수 있는 로봇팔이 개발됐다. 제4차 산업혁명 시대에 다양한 자율자동차 신차 개발 기간 및 비용이 크게 단축될 것으로 기대된다. GIST(광주과학기술원, 총장 김기선) 기계공학부 이선규<사진> 교수 연구팀은 특수설계로 로봇의 관절 강성을 높이고, 작은 힘으로도 안정적으로 기계를 가공해 만족할만한 표면 상태를 얻는 데 성공했다. 자율자동차 시대에는 다양한 비즈니스 모델에 따라 여러가지 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 수십차례 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. 연구팀이 개발한 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 보인다. 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 확대 적용할 경우 4차 산업혁명시대에 스마트 팩토리를 완성하는데 큰 역할을 할 것으로 낙관하고 있다. 이 교수는 “이번 연구성과는 최근 일본 정부의 수출 규제강화로 어려움이 예상되는 부품·장비분야에서 국제적인 경쟁력을 확보하는데 일익을 담당할 것으로 기대된다”면서 “특히 자율주행차 시대에 다양한 신차 개발기간과 비용을 크게 줄이는데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구팀은 한국연구재단과 GIST 융합기술원 기본 예산으로 2015년 8월부터 연구에 착수해 성과를 냈다. /김종민 기자 김종민 기자
GIST 기계공학부 이선규 교수 연구팀은  차체금형 마무리 수작업을 대체할 수 있는 로봇팔을 개발하여 자율자동차 신차 개발 기간 및 비용을 크게 단축할 것으로 보인다.