자기베어링으로 정밀도 10배 높인 스마트 롤러 개발

자기베어링으로 정밀도 10배 높인 스마트 롤러 개발
기계연 "인쇄전자 등 생산·제조 기술에 적용, 첨단화 가능"

(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 전자석을 이용해 기기 간 마찰을 완전히 없앤 자기베어링 기술을 적용, 기존 볼베어링보다 진동은 10분의 1로 줄이고 정밀도는 10배 이상 높인 스마트 롤러를 개발했다.
한국기계연구원(KIMM) 로봇메카트로닉스연구실 박철훈 책임연구원은 10일 연구소기업 ㈜마그네타와 함께 전자석의 자기력을 이용한 자기베어링으로 롤러의 회전축을 띄우고 롤러와 모터를 일체화한 완전 비접촉식 자기부상 롤러를 개발했다고 밝혔다.

자기베어링을 사용한 자기부상 롤러는 기존 볼베어링 방식의 롤러와 달리 베어링과 롤러 회전축 간 접촉이 전혀 없어 회전 시 진동을 최소화할 수 있고 마찰로 인한 분진 발생도 없어 공정의 정밀도를 획기적으로 높일 수 있다고 연구진은 설명했다.
이 기술을 적용해 70㎏까지 힘을 받을 수 있는 지름 17㎝의 인쇄용 롤러를 제작해 시험한 결과 진동은 기존 볼베어링 롤러의 10분의 1 수준으로 줄었고, 정밀도는 약 2㎛(㎛=100만분의 1ｍ)로 볼베어링 방식(20∼40㎛)보다 10배 이상 높은 것으로 나타났다.
연구진은 자기베어링은 생산·제조 장비는 물론 첨단 인쇄전자장비까지 롤러가 필요한 모든 분야에 적용할 수 있고, 자기력을 이용한 스마트 제어 기술로 롤러와 대상물을 정밀하게 정렬하고 인쇄에 필요한 압력도 정확하게 측정해 힘을 가할 수 있다고 설명했다.

또 비용 면에서도 볼베어링 방식보다 모터 수가 주는 등 장비 구성을 단순화, 소형화할 수 있고 유지보수 비용도 거의 없어 더 경제적이라고 덧붙였다.
기계연구원은 관련 기술에 대한 특허를 국내외에 출원 중이며 향후 인쇄전자 장비에 자기베어링 스마트 롤러를 적용해 부품에서 장비까지 연구 범위를 확대할 계획이다.
박철훈 책임연구원은 "회전축을 자기력으로 부상시키는 자기베어링은 그 자체가 회전축의 힘-변위-진동을 측정하는 센서이고 회전축을 움직일 수 있는 구동기"라며 "롤러뿐만 아니라 다른 회전기계에도 자기베어링을 적용하면 스스로 상태를 감시하고 대응하는 스마트 기계가 될 수 있다"고 말했다.
scitech@yna.co.kr
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