김병옥 한국기계연구원 가상공학플랫폼연구본부 AX융합연구센터 책임연구원. 기계연 제공


자동차 부품 제작 등 산업 현장에서 제품의 질량 불균형을 측정하고 규격에 맞게 자동으로 교정하는 장비가 국산화됐다. 실제 국내 하이브리드 자동차 부품 생산 기업에 납품돼 상용화까지 이어졌다. 국내 상용화 기술 중 최고 수준의 정밀도다.
한국기계연구원은 김병옥 가상공학플랫폼연구본부 AX융합연구센터 책임연구원팀이 국내 기업 피앤에스와 함께 고정밀 자동화 밸런싱 머신 핵심 기술을 개발하고 상용화까지 성공했다고 5일 밝혔다.?
밸런 황금성슬롯 싱 머신은 회전체에 존재하는 질량 불균형을 정량적으로 측정하고 국제규격에 따른 허용 범위 내로 교정하는 장비다. 일본에서는 자동화 밸런싱 머신을 전략물자로 지정할 정도로 제조산업의 핵심 기술로 꼽힌다. 해외 제품은 수동 또는 반자동 방식에 의존해 반복 정밀도 유지에 한계가 있었다.



사이다쿨바다이야기게임 전기차 트랙션 전동기 회전체의 불균형 교정장비. 기계연 제공


연구팀은 장비 스스로 상태를 진단하고 계측 정확도를 관리할 수 있는 인공지능(AI) 기반 밸런싱 머신 기술을 확보했다. 회전체 부품의 미세 불균형을 계측하고 산출된 불균형 정보를 기반으로 교정을 수행하도록 설계된 계측-교정 통합형 바다이야기오락실 밸런싱 머신이다.
AI 알고리즘이 측정 과정에서 발생하는 진동센서 등의 비정상 신호와 노이즈(잡음)을 자동으로 제거해 측정 신뢰성과 반복 정확도를 높인다.
계측 기능은 물체 질량 1kg당 0.1그램·밀리미터(g·mm, 불균형도의 단위)를 측정할 수 있는 수준이다. 불균형도는 회전하는 물체의 무게중심이 회전 중심과 일 릴게임한국 치하지 않을 때 나타나는 비대칭 질량의 양을 나타낸다. 김 책임연구원은 "국내 상용화된 불균형도 측정 기술 중 최고 수준"이라고 설명했다.



개발된 기술의 첫 상용화 사례인 하이브리드차 회전 부품의 불균형 계측장비. 기계연 제공


황금성슬롯파악된 불균형도를 교정하는 단계에서는 절삭 속도와 깊이, 위치 제어를 통한 교정 알고리즘이 적용됐다. 회전체 형상과 재질, 회전속도 변화에 따라 최적의 교정 조건을 자동으로 산출하는 원리다. 장비 스스로 정확도를 유지하는 자율 검교정 기능도 내장했다.
개발된 밸런싱 머신은 주요 구성요소가 모듈화돼 있어 생산 라인의 품질관리 기준장비로 즉시 투입될 수 있다. 실제로 2025년 7월 하이브리드 자동차 부품 생산 기업인 A사에 첫 납품 계약을 체결하며 5년의 연구개발 끝에 상용화로 이어졌다. 그동안 수입에 의존하던 자동화 밸런싱 머신을 국산 장비로 대체해 공급망 불확실성을 해소했다는 평가다.
김 책임연구원은 "전략물자로 지정될 만큼 중요도가 높은 자동화 밸런싱 머신을 국내 기술로 자립화하고 실제 산업 현장에 적용해 성과를 입증했다"며 "후속 기술 고도화와 적용 분야 확대를 지속해 나가겠다"고 밝혔다.
[이병구 기자 2bottle9@donga.com]