분동 교정 자동화 시스템 국산화

한국산업기술시험원

한국산업기술시험원(이하 KTL)은 산업통상자원부(이하 산업부) ‘스마트계량 측정기술 기반 조성사업’으로 ‘50 g ~ 1 kg 분동(E2급) 교정 자동화 시스템’을 국산화하는데 성공했다고 밝혔다. 분동은 저울 등을 사용해 무게(질량)를 달 때 표준이 되는 추다. 주로 저울 성능을 검사하거나 더 낮은 등급의 분동에 대한 정확도를 확인하는 데 사용한다. 이러한 분동은 계측 장비의 신뢰성을 확보하기 위해 반드시 높은 정확도를 유지해야 한다. 계측 장비가 정확하지 않으면 의학, 식품 등 다양한 산업에 막대한 피해를 일으킬 수 있기 때문이다. 따라서 분동의 정확성을 유지하기 위한 교정은 필수다. 분동 교정을 위해 KTL 등 한국인정기구(KOLAS)의 인정을 받은 기관들은 ‘기준 분동’을 보유하고 있다. 분동 교정은 기업이 교정을 의뢰한 분동과 기준 분동 간의 차이 값 확인을 통해 이루어진다. 따라서 교정 작업자는 교정 의뢰 분동과 기준 분동의 질량을 번갈아 계속해서 측정해야 한다. 이 과정은 불편할 뿐만 아니라 측정값이 교정 작업자의 숙련도 및 주위 환경에 영향을 받는다는 한계가 있다. 교정 작업자의 반복 업무로 인해 손목, 허리 등에 대한 부상 위험성도 적지 않다. 이러한 문제점을 해결하고자 KTL은 지난 2022년 산업부 ‘스마트계량 측정기술 기반 조성사업’을 통해 5~20 kg 분동(F1급) 자동 교정 시스템 국산화에 성공하며 분동 교정 분야의 정밀·정확도 향상에 크게 기여했다. 또한 2023년부터는 더 높은 정확도를 가진 자동 교정 시스템을 만들기 위해 노력해왔다. 그 결과 올해 그래픽 기반 프로그래밍 언어(툴)인 랩뷰(LabVIEW)를 이용해 50 g~1 kg 분동(E2급) 교정 자동화 시스템을 자체 개발하는데 성공했다. 분동 정확도는 국제법정계량기구(OIML) 기준의 오차범위에 따라 구분된다. 가장 정확도가 높은 E1부터 E2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3, M3까지 총 9개다. 이번에 개발한 E2급은 가장 높은 E1급 다음으로 정확도가 높다. 또한 교정 작업자가 분동을 놓고 위치를 설정하면 컴퓨터가 알아서 분동 교정을 진행하는 자동화 시스템이라는 점도 의미가 있다. 작업자 대신 로봇 손이 번갈아가며 두 분동의 질량과 그 차이 값을 측정하고 교정 성적서를 발행한다. 이러한 자동화 시스템은 기존 업무 시간 외에도 자동 측정이 가능해 교정시간을 단축할 수 있다는 큰 장점이 있다. 분동 교정기관들이 해당 시스템을 사용하게 되면 국내 기업들에게 교정 성적서를 빠르게 제공해 제품 개발과 상용화를 신속히 지원할 수 있게 된다. 교정 작업자의 부상 예방 효과도 기대된다. 분동 측정 정확도도 5% 수준 향상 가능할 것으로 예상된다. 이를 통한 정밀 정확도 및 신뢰도 향상은 기업 품질 경쟁력 제고에 긍정적 영향을 줄 것으로 보인다. 외산 분동 교정 자동화 장비의 수입 의존도도 감소할 것으로 보인다. 외산 장비는 약 5억 원 수준으로 고가다. 유지보수에도 많은 비용과 시간이 소요된다. KTL은 국내에 해당 시스템을 보급·확산하여 국내 교정 기관들의 애로사항을 해소해 나갈 예정이다. 이번 연구과제의 총괄책임자였던 KTL 이민수 수석연구원은 “개발한 분동 교정 자동화 시스템이 실질적으로 교정 업무에 활용되도록 측정 동선을 최적화하고 시스템 안정화를 고도화 하겠다.”며, “측정 자동화 시스템을 국내 교정·시험·검사 기관에 공급하고 여러 분야로 확대할 수 있도록 노력 하겠다.”고 밝혔다. KTL 배윤경 공업물리표준센터장은 “정밀정확도와 생산성을 동시에 향상할 수 있는 측정 분야 자동화 선점에 국가 및 제조사 간 경쟁이 치열하다.”며, “앞으로도 측정 자동화 분야 기술력을 확보하는 동시에 기술지원을 확대해 공공기관으로서의 책무 이행에 최선을 다하겠다.”고 밝혔다. 한편, KTL은 한국인정기구(KOLAS) 국내 최대 교정기관(대분류 8개, 중분류 37개, 소분류 405개)으로서 국내 교정 시장을 선도하고 표준 사각지대 해소에 힘쓰고 있다.