GIST 연구팀, 차체금형 마무리가공 자동화할 로봇 개발
자율주행차 개발 기간·비용 줄일 전망

자동차 제조 공정에서 사람을 대신할 로봇이 등장했다.

GIST(총장 김기선)는 이선규 교수 연구팀이 차체금형의 마지막 작업공정을 자동화하는 로봇팔을 개발했다고 18일 밝혔다. 

자동차의 외형디자인을 결정하는 차체금형의 마지막 공정은 대부분 숙련작업자가 담당한다. 이 단계에서는 공구 흔적을 제거한 후, 판금 표면에 요철의 형상을 찍어낸다.

이때 암수 금형의 형상오차를 수정하는 작업을 넓은 곡면에서 수십 차례 반복한다. 신차 개발에서 단일 공정으로는 가장 많은 시간과 비용이 여기에 투여된다. 자동차 제조사들의 큰 과제다. 

연구팀이 만든 로봇은 사람의 가공작업을 모사한 제어방식을 사용한다. 관절도 강화됐다. 로봇은 작은 힘으로 안정적으로 금형을 가공했다. 

GIST 연구팀이 개발한 로봇팔(왼쪽)과 로봇팔이 가공한 시편. <사진=GIST 제공>
GIST 연구팀이 개발한 로봇팔(왼쪽)과 로봇팔이 가공한 시편. <사진=GIST 제공>
이 장치는 기존 대형 공작기계에도 연결된다. 공작기계의 정밀도와 강성을 그대로 활용할 수 있다. 소프트웨어가 개발되면 중대형 금형의 제조기간과 비용은 50% 이상 감소할 전망이다.

로봇에 숙련작업자의 인지기능을 모사한 인공지능(AI) 기법도 더해진다. 금형 래핑작업에서는 작업자가 육안·촉각 검사로 가공 상태를 실시간으로 평가한다. 연구팀은 가공표면에 있는 공구흔적 잔류량, 긁힘 자국 등을 사람처럼 판단하는 AI 영상 처리기법을 개발 중이다.

이 밖에도 로봇팔을 현장에 적용하려면 다양한 크기의 연삭공구 자동교환기능과 세밀한 가공힘을 제어하는 기구·소프트웨어가 뒤따라야 한다.

이선규 교수는 "일본 정부의 수출 규제강화로 어려움이 예상되는 부품·장비 분야에서 국제적인 경쟁력을 확보하는 데 기여할 것"이라며 "자율자동차 개발 기간과 비용을 줄일 것으로 기대된다"고 말했다.

연구팀은 3D 프린팅이나 주물·용접으로 제작된 중대형 금속·비금속 제품표면의 마무리 작업에도 이 기술을 적용할 계획이다.

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