한국기계연구원(원장 박천홍)이 23일부터 27일까지 세계 최대 규모의 2018 독일 하노버 산업박람회(Hannover Messe 2018)에 진출해 협업 로봇부터 금속3D프린팅, 고속 경량 감속기, 가상 설계기술까지 첨단 제조혁신 기술을 선보인다.

박람회 기간 동안 ‘4차 산업혁명과 기계의 미래(The Future in Mechanical Engineering: Machinery 4.0)’를 주제로 연구성과 전시를 진행한다. 기계연이 선보이는 기술은 산업용 양팔 로봇 ‘아미로’와 하지 절단 환자를 위한 로봇 의족, 가상설계와 전기차용 고속 경량 감속기, 금속3D프린팅 기술 등이다.

▲ 양팔로봇 '아미로'

산업용 양팔 로봇 아미로는 스마트폰이나 자동차용 오디오 같은 소형 IT 제품의 포장 및 조립 작업을 할 수 있는 양팔 로봇이다. 휴대폰 조립이나 포장 공정과 같이 사람들이 모여서 작업하는 생산라인에 투입할 수 있도록 사람과 비슷한 크기로 제작했다. 각 팔의 무게는 16kg정도로 가벼워서 안전에 유리하며, 각 팔의 7자유도와 허리 2자유도를 통해 아미로는 사람처럼 자연스러운 동작을 할 수 있다.

▲ 로봇 의족

하지 절단 환자를 위한 로봇의족은 기계연이 자체 개발한 경량 고출력 통합구동모듈을 적용해 사람의 실제 발목과 비슷한 1.4 ㎏ 정도로 가볍고 바닥을 발로 차는 힘도 세계 최고 수준인 150 Nm까지 구현한 기술이다. 발목 관절도 30°까지 움직일 수 있어 보다 자연스러운 보행이 가능하다. 기계연 연구팀은 로봇 의족을 상용화 하기 위해 연구소기업 설립을 추진하고 있으며 현재 대학병원과 함께 하지 절단 환자를 대상으로 임상실험을 진행하고 있다.

▲ 초경량 감속기

전기차용 경량 감속기는 동력 4.5 kW, 3000 rpm의 속도로, 감속비는 1/16이다. 고속용 정밀 기어를 적용해 효율을 높였고 알루미늄 합금 케이스로 무게를 경량화 했다. 연구팀은 지난 2016년부터 체코공대, 나라삼양감속기 등과 공동으로 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 기어박스 하우징 개발을 통한 전기차용 감속기 경량화 연구를 수행 중이다. 드라이브트레인을 비롯한 기계 모듈 및 요소부품 설계 플랫폼과 가상현실 인터페이스 기술을 이용한 엔지니어링 적용 사례도 함께 전시된다.

기계연이 제작한 금속3D프린터 시제품도 선보인다. 기계연이 만든 DED(Directed Energy Deposition) 방식 금속3D프린터는 가공면의 상태에 따라 위치를 감지하는 오토 트래킹 기술이 적용됐다. 고르지 않은 손상면에도 작업이 가능해 실제 국방분야의 무기, 선박 등 다양한 대형 부품을 개보수하는데 적합하다. 또 인공장기를 만들기 위한 바이오3D프린팅, 플라스틱 기판과 금속 회로를 프린팅 할 수 있는 이종 소재 프린팅 기술도 선보인다.

기계연 박천홍 원장은 "세계 최대 규모 산업박람회에 출연연 대표로 참가하게 된 만큼 세계 기계분야를 이끄는 다양한 리더들과 연구협력의 발판을 다질 것"이라며 "연구 뿐 아니라 제조기술의 혁신을 위한 기계연만의 기술을 선보이며 세계 시장 진출에도 힘쓰겠다"고 말했다.