30년 역사의 위치 결정 인덱스 테이블 최강자, 양헌기공

1989년 (주)양헌기공(이하 양헌)은 국내 최초로 CAM TECHNOLOGY를 활용한 MOTION CONTROL 고정밀 감속기와 인덱스 드라이브를 개발하였다. CAM TECHNOLOGY 감속기는 입력 축을 등속 회전시키고 출력 축은 설정된 각도로 선회와 정지 그리고 반복 운동을 하는 장치로, 고속성, 재현성, 운동성, 정숙성, 내구성 분할 정도면에서 다른 제품보다 우수한 성능으로 다양한 산업분야에서 동력 전달과 모션 제어에 사용되고 있다.

이 제품은 CAM TECHNOLOGY 설계 시뮬레이션 프로그램으로 CAM TECHNOLOGY 파형을 제작하여 최적의 움직임을 구현하고, 접촉면에 대한 시뮬레이션과 해당 제품의 기초 강도 테스트를 거쳐 내구성을 입증하였다. 또한 캠 팔로워 베어링을 적용하고 입출력 축 지지 구조를 개발하여 소음과 진동을 최소화하고 제품의 신뢰도와 안정성을 확보하였으며, 지난 30년 동안 인덱스 드라이브 전 기종을 라인업하여 고객의 요건에 적극 대응하고 있다. 또한 양헌은 기존의 강동구 제1공장과 제2공장을 일원화하기 위해 경기도 하남시에 500평 규모의 신 사옥을 건축 중이며 2022년 초 이전을 목표로 추진하고 있다.

국산 인덱스 드라이브의 시대를 열다!

양헌기공 한완수 대표이사

양헌의 한완수 대표이사는 설립 당시, 국내 인덱스 시장을 일본 제품이 거의 독점하다시피 하고 있는 사실이 안타까워하고, 이를 국산화하기 위해 도전장을 내밀었다. “일본 제품이 장악하고 있는 시장을 국산화하기 위해서는 많은 노력을 기울여야 했습니다. 그래도 지금은 인덱스 시장에서 양헌이 한 획을 그었다고 생각합니다.” 한완수 대표는 그동안 있었던 이야기 봇짐을 풀어냈다. “당시에도 시중에는 국산 제품들이 있었지만, 품질 면에서 일본 제품에 크게 못 미쳤습니다. 따라서 국내 고객들에게 외면을 당하고 있었습니다. 하지만 양헌의 인덱스 드라이브가 정밀도 면에서 입소문이 나기 시작했고, 시장을 꾸준히 확대할 수 있었습니다.” 처음에는 다윗과 골리앗의 싸움처럼 쉽지 않은 길이었지만, 도전을 거듭하면서 외길을 걸었기 때문에, 국내 인덱스 드라이브 시장의 대표 주자로 자리 잡을 수 있었다고 한다.

2020년에는 일본 대체 상품으로 주목받으며, 우량 기업, 기술 기업 등의 타이틀을 획득하였고, 이는 또한 재도약에 필요한 발판이 되었다. 이처럼 양헌이 해외 유수기업들과의 경쟁에서 자리를 잡을 수 있는 비결은 ‘설계와 연구 개발’이 뒷받침되었기 때문이다. 양헌은 30여 명 남짓한 중소기업이었지만, 연구 개발을 전담하는 인력이 20%에 이를 정도로 이 분야에 투자를 아끼지 않았다. “납기는 생산을 열심히 하면 되지만, 품질은 그렇지 않습니다. 개발하고 개발하고 또 개발해야 합니다.”라고 한완수 대표는 그 간의 개발 과정의 어려움을 토로했다. 이러한 과정을 통해 오늘의 양헌이 존재할 수 있었다고 해도 과언이 아니다. 양헌은 최근 새로운 5축 가공기와 연삭기 그리고 소프트웨어 등을 추가로 도입했다. 이는 독일과 일본의 기업들이 이미 사용하고 있는 장비들로, 설계와 제작을 위한 투자였다. “선진 기업을 따라잡기 위해서는 주변 환경부터 요건에 갖추어야 했습니다. 여기에 아이디어를 더해야 했습니다”라고 다음 계획을 밝혔다. 투자를 아끼지 않는 기업, 양헌의 모습은 취약한 국내 부품 산업에서 희망이 되고 있으며, 양헌이 품고 있는 세계 최고의 인덱스 드라이브 기업의 미래는 밝다.

Product Application

SERVOCAMDRIVE® 기술로 Zero-Backlash 모션 구현

양헌이 생산하는 인덱스 드라이브와 고정밀 감속기는 제로 백래시 감속기 기술인 SERVOCAMDRIVE® 메커니즘을 적용하였다. SERVOCAMDRIVE®는 속도와 정밀성을 높이기 위한 동력 전달 부품의 요건을 충족한다. 이 기술은 기존의 웜기어 방식과 달리 ±10초 미만의 회전 정확도와 ±4초 미만의 반복성을 제공한다. 웜기어 방식은 구조가 간단하고 가공이 용이하지만, 기어 간 미끄럼 접촉으로 인한 백래시와 고속 회전으로 유막 형성이 되지 않아 마모를 일으킨다. SERVOCAMDRIVE® 기술은 캠 팔로워에 의한 구름면 접촉을 통해 동력을 전달하는 구조이며, 전송 효율이 뛰어나고 외력에 대한 안정성을 제공하여 백래시가 없는 구동이 가능하다. 또한 회전체 지지에 필요한 크로스 롤러 베어링을 제품 출력부 회전체 터렛(turret)에 적용하여 정밀도를 높였다. 일반적인 정렬 불량 오차 범위가 약 ±0.01mm이지만 직접 가공을 통해 정렬 불량 오차 범위를 0.001mm로 약 1/10로 감소시켰다.

서보캠 드라이브(r) 매커니즘

SERVOCAMDRIVE® CNC Rotary Table

양헌의 대표 제품인 SERVOCAMDRIVE® CNC Table(이하 SN) 시리즈는 완전한 백래시 제거와 빠른 응답성 등 다양한 장점을 가지고 있다. 최근 이 제품은 해외 업체와의 특허 분쟁에서 최종 승소를 이끌어 국내 독자 기술임을 만천하에 입증하였다. SN 시리즈는 FA(공장자동화), 로봇 팔(용접기), 공작기계 등의 산업 분야에 이미 적용되고 있으며, 최근 코로나 팬데믹으로 인한 마스크 생산 공장 증설로 매출 상승의 효과를 누렸다. 양헌은 2019년, 당시 이낙연 국무총리가 제품 시연을 지켜보는 가운데, 한국기계연구원이 실시한 신뢰성 인증 테스트에서 외국산 제품과 비교하여 95% 이상의 성능과 효율을 입증한 바 있다. 2020년, 일본과의 화이트 리스트 분쟁 중 일본 제품을 대체할 우수한 제품으로 선정되기도 하였다. 2021년에도 기술역량 우수기업 인증에서 서버 모터 최적화 초고정밀 감속기로 T3 인증을 받았으며, 원천기술을 이용한 제품의 기술과 신뢰성을 인정받아, 기존에 수입에 의존하던 CAM TECHNOLOGY 감속기를 국내 최초로 국산화하여 국내외 CAM TECHNOLOGY 시장에서 점유율을 넓히고 있다.

SN 시리즈 – 170SN

SERVOCAMDRIVE® Multi

일반적으로 공작기계는 공구 스핀들과 공작물의 이송 및 회전을 담당하는 로터리 테이블로 구성된다. 하지만 최근의 공작기계는 생산성 향상을 위해 2개 이상의 스핀들이 적용되고, 그에 따라 다수의 로터리 테이블이 장착되는 경우가 있다. 이런 경우 공작기계 베드 테이블에 다수의 로터리 테이블과 전자 제어장치가 장착되기 때문에 공간을 많이 차지하게 된다. 이를 위해 한 개의 모터로 단일 축을 구동시켜 2개 이상의 로터리 테이블을 구동하는 SERVOCAMDRIVEⓇ Multi(이하 SM) 시리즈를 개발하게 되었다. 여기에 축이 늘어나도 응답성과 정밀성에 영향이 없는 SERVOCAMDRIVE® 기술을 적용하고, 2개의 가공 스핀들에 최대 5개의 로터리 테이블이 적용 가능하다. 이는 장비의 정지 시간과 클램핑 시간 등 생산성에 영향을 주는 요소로, 한 번의 구동에 다량의 제품을 가공할 수 있는 장점이 있다. 이미 독일 등 선진 기업들은 상용화한 것으로, 공작기계를 통해 양산이 필요한 핸드폰 프레임이나 자동차 차체 생산에서 주요 장비로 평가받고 있다. 양헌은 SM 로터리 테이블 시리즈 개발로 가공의 최적화와 제어 용이성으로 자동차 산업과 핸드폰 생산라인의 효율 향상에 기여하고 있다.

SM 시리즈 내부 구조

양헌기공의 미래

공작기계에서 회전하는 부품의 위치 결정도와 반복성은 중요한 성능 지표이다. 이러한 지표 측정을 위해 엔코더를 사용하는데, 엔코더란 회전 속도와 방향을 감지하는 센서로 주로 테이블에 부착하여 사용한다. 기존 CNC 로터리 테이블과 엔코더 장착 시 박스형 엔코더를 사용하여 높은 가격과 설치를 위한 추가적인 구조물로 시스템의 부피가 증가하는 문제가 있었다. 하지만 2020년 공작기계협회와 서울과학기술대학교와의 산학 프로젝트를 통해 문제점을 해결하였다. 로터리 테이블 내부 설계 변경을 통해 키트형 엔코더를 직접 부착하여 기존 시스템 대비 32%의 부피 감소 및 가격을 절반 이하로 낮추고 성능과 가격경쟁력을 갖추는데 성공하였다. 2022년에는 공장 이전을 통해 사업 영역을 확대할 예정이며, 로봇용 감속기 개발과 함께 로봇 산업으로 진출을 꾀하고 있어, 앞으로 행보가 기대된다. 오늘도 양헌은 지속적인 R&D 투자와 산학협력을 통해 기술 개발을 추진하고 있다.