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• 한국기계연구원, AI 기반 회전체 불균형 계측 기술 국산화

  송고일 : 2026-02-05
  
  

  기계연 김병옥 책임연구원이 밸런싱 머신에 대한 기술을 설명하고 있다. / 기계연 제공

  [투데이에너지 임자성 기자] 국가과학기술연구회(NST) 산하 한국기계연구원(원장 류석현, 이하 기계연)이 회전체의 미세한 질량 불균형을 자동으로 측정하고 교정할 수 있는 최고 성능급 고정밀 자동화 밸런싱 머신 핵심기술을 국내 최초로 개발하여 상용화에 성공했다. 이번 성과는 일본이 전략물자로 분류할 만큼 핵심적인 제조 장비를 국산 기술로 자립화하고 실제 산업 현장에 적용했다는 점에서 의미가 크다.

  기계연 가상공학플랫폼연구본부 AX융합연구센터 김병옥 책임연구원팀은 ㈜피앤에스와 협력하여 0.1㎛ 수준의 잔류 불균형을 검출할 수 있는 고정밀 밸런싱 기술을 확보했다. 밸런싱 머신은 회전체의 질량 불균형을 정량적으로 측정하고 국제규격(ISO 21940-11) 허용 범위 이내로 교정하는 장비로, 연구팀은 AI 기반 데이터 정제 알고리즘을 적용해 측정 과정의 노이즈를 제거함으로써 세계 최고 수준의 측정 신뢰성과 반복 정확도를 구현했다.

  이번에 개발된 장비는 진동센서 기반의 고감도 측정 기술을 통해 mg 단위의 미세 불균형까지 정밀하게 검출할 수 있다. 또한, 절삭 속도와 위치 제어를 통합한 폐루프(Closed-loop) 교정 알고리즘과 자율 검교정 기능을 내장해 장비 스스로 최적의 교정 조건을 산출하고 정확도를 유지한다. 지능형 진단 로직을 통해 센서 이상이나 구동 불안정 상태를 실시간으로 감지하여 운전 안정성을 높인 것도 주요 특징이다.

  해당 기술은 2025년 7월 친환경 자동차 부품 제조사인 A사와 납품 계약을 체결하며 하이브리드차 회전 부품 분야에서 첫 상용화 실적을 거뒀다. 또한 전기차 트랙션 전동기 등 다양한 고정밀 회전체 분야로 적용이 확대되고 있다. 김병옥 책임연구원은 "전량 수입에 의존하던 자동화 밸런싱 머신을 국산화해 공급망 불확실성을 해소했다"며 "국가 전략산업의 품질 경쟁력 강화에 기여할 것"이라고 밝혔다.

  ■ 용어 설명

  밸런싱 머신(Balancing Machine): 회전체에 존재하는 질량 불균형을 정량적으로 측정하고 이를 허용 범위 이내로 교정하는 장비

  잔류 불균형: 밸런싱 작업 후에도 회전체에 남아 있는 미세한 질량 불균형의 정도를 의미

  폐루프(Closed-loop) 교정: 측정된 데이터를 기반으로 가공 조건을 자동 산출하고 결과를 다시 피드백하여 정밀도를 높이는 제어 방식

  출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)