국내 연구진이 회전체의 미세 질량 불균형을 자동으로 정밀 측정·교정할 수 있는 최고 성능급 자동화 밸런싱 머신을 개발하고 첫 상용화에 성공했다. 일본 수출규제 대상 전략물자로 분류될 만큼 핵심적인 제조 장비를 국내 기술로 자립화했다는 점에서 산업적 의미가 크다.

국가과학기술연구회 산하 한국기계연구원(기계연)은 가상공학플랫폼연구본부 AX융합연구센터 김병옥 책임연구원 연구팀과 ㈜피앤에스가 공동으로 고정밀 자동화 밸런싱 머신 핵심기술을 확보했다고 5일 밝혔다.

이번 성과는 산업통상부 지원으로 수행된 ‘고정밀 밸런싱 머신 자동화 시스템 개발’과 ‘데이터 기반 지능형 밸런싱 머신 시스템 실증’ 과제의 결과다.

밸런싱 머신은 회전체의 질량 불균형을 측정해 국제표준 ISO 21940-11이 규정한 허용 범위 내로 교정하는 장비다.

기존 해외 장비는 수동·반자동 방식에 의존해 반복 정밀도와 장비 신뢰성 확보에 한계가 있었다.

반면 이번에 개발된 장비는 진동센서 기반 고감도 계측 기술과 고속 신호처리, AI 기반 데이터 정제 알고리즘을 적용해 0.1마이크로미터(㎛)급 잔류 불균형 검출을 구현했다.

또한 절삭 속도·깊이·위치를 통합 제어하는 폐루프(Closed-loop) 교정 알고리즘을 통해 회전체 형상과 재질, 회전 조건에 맞는 최적 교정 조건을 자동 산출한다.

장비 스스로 정확도를 유지하는 자율 검교정 기능과 실시간 상태 진단 로직도 탑재돼 생산라인에 즉시 적용 가능한 실용성을 갖췄다.

해당 기술은 2025년 7월 친환경 자동차 부품 제조사에 첫 납품 계약을 체결하며 상용화에 성공했다.

전량 수입에 의존하던 자동화 밸런싱 머신을 국산 장비로 대체함으로써 공급망 안정성과 함께 자동차·에너지·항공·국방 등 전략 산업의 품질 경쟁력 강화가 기대된다.

김병옥 책임연구원은 “정밀 제조공정의 핵심 장비를 국내 기술로 자립화하고 산업 현장에서 성능을 입증했다”며 “후속 기술 고도화와 적용 분야 확대를 지속하겠다”고 밝혔다.