두산공작기계, 글로벌 시장서 경쟁하며 꾸준한 성과 보여

[인더스트리뉴스 김태환 기자] 급변하는 제조 환경 속에 최적의 대안으로 주목받고 있는 복합가공기는 공작기계 시장의 새로운 성장 동력이다. 앞서가는 글로벌 공작기계 메이커들이 개발 및 출시에 집중하는 것도 이와 무관하지 않다.

한국기계연구원이 내놓은 ‘기계산업 2018년 성과와 2019년 전망’ 보고서에는 올해 기계산업 생산액은 108조 원대로 1%대의 증가율을 보일 것으로 내다봤다. 디스플레이 장비는 당분간 침체기를 벗어나지 못할 것으로 예측됐지만 공작기계 분야는 안정세를 보일 것으로 전망했다.

공작기계 시장의 새로운 성장 동력으로 떠오른 복합가공기 [사진=두산공작기계]

이와 관련 글로벌 시장 조사 기관 테크나비오(Technavio)가 2017년 발표한 ‘세계 복합가공기 시장(Global Multi-tasking Machine Tools Market)’에 따르면 네 곳의 일본 메이커와 함께 국내 브랜드인 두산공작기계를 ‘복합가공기 시장의 핵심 벤더 Top 5’로 꼽았다.

이렇듯 글로벌 시장에서 경쟁하며 성과를 보이고 있는 두산공작기계가 터닝 센터 베이스의 복합가공기 PUMA MX 시리즈 개발을 시작으로 한층 진화된 성능의 PUMA SMX 시리즈, 그리고 밀링 센터 베이스의 DHF, DVF 시리즈까지 단계적으로 출시하며 라인업을 넓히고 있다.

먼저 복합가공기 개발을 시작했던 일본 메이커들보다 뒤늦게 시장에 발을 들여놓은 두산공작기계가 그들과 어깨를 견주며 핵심 벤더로 주목받게 된 배경은 무엇일까.

국내 최초 복합가공기의 탄생

두산공작기계는 고성능 Y축 기능을 부가한 SY 시리즈 개발 이후 2 스핀들, 2 터렛을 적용한 TT 시리즈까지 개발하면서 전체적인 터닝 센터 라인업을 완성했다. 그간의 기술 노하우를 바탕으로 2004년 국내 최초의 복합가공기 PUMA MX를 시장에 내놨다. 이 기업은 글로벌 네트워크를 활용한 광범위 VOC(Voice Of Customer) 수집을 기반으로 기계, 제어, 소프트웨어에 대한 지속적 개선을 이어 나갔다.

두산공작기계 제어기술팀 김성근 수석부장은 “복합가공기의 성능을 판단하는 핵심 기준 중 하나는 모션”이라고 설명하며, “전체 축이 얼마나 잘 연동돼 매끄럽게 움직이느냐에 따라 가공의 질이 달라진다”고 말했다. 김 부장은 이어 “부드러운 모션을 위한 조건은 강건한 구조 설계와 최적의 모션 제어다. 두산은 오랜 시간 이 두 가지 분야에 대한 집중적 연구를 이어왔고, 그 결과 3세대 복합가공기 PUMA SMX 시리즈까지 라인업을 성공적으로 구축하게 됐다”고 설명했다.

3세대 복합가공기 PUMA SMX

2013년 두산의 첫 직교 좌표형 복합가공기로 출시된 PUMA SMX 시리즈는 높은 생산성과 정밀도를 자랑한다. 이 제품은 제 1, 2 스핀들, B축, 밀링 등의 복합 가공이 가능하고, B, C축은 0.0001°까지 정밀한 위치 제어가 가능하다. 또한 스핀들과 이송축 열 변위를 최소화하기 위해 오일 냉각 장치와 스마트 열변위 보정 기능을 적용, 장시간 가공 작업에도 높은 정밀도를 유지할 수 있다.

아울러 지난해 새롭게 라인업에 추가된 ST 모델 2종의 경우에는 12각 고강성 서보 타입 하부 터렛이 탑재돼 더욱 강력한 복합 가공 기능을 제공한다. 이 모델은 10인치 (PUMA SMX2600ST)와 12인치(PUMA SMX3100ST) 척, 1540mm의 최대 가공 길이 및 660mm의 최대 가공경을 지원하며 크고 긴 소재 가공에도 무리가 없다.

더 나은 가공 환경을 고려한 장비

한편 생산성과 정밀도 향상 외에 기존 MX 시리즈와 비교해 작업 편의성이 대폭 향상된 것이 SMX 시리즈의 특징이다.

이 기업 제품개발팀 조민희 부장은 “SMX를 개발하면서 주안점을 둔 또 다른 큰 주제는 장비 사용자의 편의성 향상”이라며, “동급 최대 이동 영역을 가진 직교 좌표 Y축 구조는 보다 넓은 가공 영역을 확보해 사용자가 다양한 공작물을 손쉽게 세팅하고 가공할 수 있는 환경을 제공한다”고 설명했다.

이 뿐만 아니라 방진구 파킹 기능 등 새로운 콘셉트를 구상하고 개발한 것은 사용자의 편의성을 개선한 대표적인 사례다. 여기에 인체 공학 디자인을 적용해 장비 조작 및 유지 보수를 위한 이동을 최소화했고 접근성과 안전성까지 최대한 고려했다.

기구적인 개선 외에도 사용자 편의성 향상을 위한 다양한 기능들이 적용됐다. 엔코더 헬프, 셋업 가이던스, 알람 가이던스 기능으로 구성된 이지 오퍼레이션 패키지를 적용했으며, 최근에는 PC based CNC인 쿠포스(CUFOS)를 탑재하기 시작해 눈길을 끌고 있다. 오픈 CNC인 쿠포스는 툴 매니지먼트 기능, 충돌 방지 기능 등을 탑재함으로써 효율적인 복합 가공기 운영을 지원한다.

두산공작기계 권태장 수석부장이 장비를 설명하고 있다. [사진=두산공작기계]

정밀한 장비 SMX, 타이트한 공차 관리 필요

최근 유럽 항공 부품 시장을 위주로 활발한 납품이 이뤄지고 있는 PUMA SMX 시리즈. 이처럼 해외 시장에서 인정을 받는 가장 근본적인 이유는 SMX가 구매자가 요구하는 높은 수준의 정밀도와 스펙들을 만족시켰기 때문이다. 이러한 정밀도와 스펙은 설계 단계에서부터 대부분 결정되지만, 현실화를 위해선 생산 단계에서의 역할이 중요하다.

두산공작기계 생산팀 권태장 수석부장은 “설계 의도 그대로 제품을 구현하려면 생산 품질 확보가 최우선 과제다. 때문에 어떤 모델의 생산 과정에서도 항온·항습 관리, 테스트 벤치를 활용한 전수 검사 방식 등을 통해 철저한 품질 관리를 진행하고 있다”고 전했다.

거의 모든 검사에서 SMX에 허용되는 공차 범위는 범용 장비의 절반 수준으로 타이트하게 관리된다. 이로 인해 검사 시간도 일반 장비보다 4~5배 이상 걸린다. 이렇게 긴 시간의 검사에도 시장의 단납기 요구에 대응할 수 있는 것은 오랜 기간 쌓아온 생산 기술 노하우 덕이다.

또한 권 부장은 “신기종이 나올 때마다 검증 포인트를 사전에 정의해 개발 콘셉트에 맞게 성능이 나오는지 검증하고 있다”면서, “이렇게 안정적인 품질 확보의 기반 위에서 서브 아세이나 병렬화 생산이 진행돼 자연스럽게 생산성 향상도 가능해졌다”고 설명했다.

이처럼 업계의 관심이 증가하는 것은 두산공작기계가 복합가공기 시장에 성공적으로 진입해 영향력 확장에 대한 가능성을 인정받고 있다는 평가다.

한편 복합가공기는 선반, 밀링, 드릴 가공 등 여러 공정을 1대의 기계에 집약한 장비다. 한 번의 셋업으로 완제품 생산도 가능하며 공정을 단축하고 반복되는 셋업 작업을 제거해 리드타임을 줄여준다. 또 공정간 이동 중 발생할 수 있는 가공 오차를 줄여 품질을 향상시킨다. 다양한 형상을 한 장비에서 가공할 수 있기 때문에 대량 맞춤 생산 체제에서도 유연한 대응이 가능하다.

[김태환 기자 (news@industrynews.co.kr)]

[저작권자 © FA저널 SMART FACTORY, 무단 전재 및 재배포 금지]