기계 스스로 공구 갈아끼우고 절삭하고 이상 발생 보고 정리까지

[아이뉴스24 황세웅 기자] 지난 13일 경기도 고양시 킨텍스에서 열리고 있는 서울국제생산제조기술전(SIMTOS 2026) 인터엑스 부스. 사람의 지시 한 마디로 공작기계가 절삭 과정을 알아서 시행하는 작업이 시연됐다. 인터엑스는 제조 인공지능 전환(AX)·자율제조 전문기업이다.

공장 공정에서 사람을 대체하는 '완전자율머신'의 초기 모습이다.

"가공 준비 보고입니다. 현재 설비에 전원이 들어와 있으며 대기 상태입니다. 주축과 테이블이 모두 원점에 위치해 있습니다. 현재 주축에는 스마트 툴이 장착돼 있습니다." 자율 머신은 사람의 지시가 떨어지자 보고부터 시작했다.

보고를 끝낸 뒤 공구 상태를 분석해 자동으로 교체하고 황삭 가공에 들어갔다. 황삭은 불필요한 부분을 제거하는 초기 절삭 과정을 말한다. 자율머신은 특히 가공 과정에서 실시간 데이터 분석을 기반으로 공정 조건을 알아서 조정했고, 황삭에서 정삭(정밀 가공 작업)으로 전환하는 시점도 스스로 판단했다.

가공 중 채터링(진동)이 감지되자 이를 옆에 설치된 디지털트윈 화면에 표시하고 가공 조건을 즉각적으로 수정했다. 가공이 끝난 뒤에는 공구 마모 이력과 이상 발생 횟수를 자체적으로 정리해 보고까지 수행했다.

인공지능을 탑재한 기계가 상황을 인지하고 판단한 뒤 실행까지 하는 것이다.

김재성 인터엑스 CBO는 "기존 공장 자동화는 정해진 패턴을 반복하는 작업 중심이었지만 판단과 의사결정은 여전히 사람에 의존하고 있었다"며 "완전 자율 머신는 그 판단과 의사결정까지 직접하는 단계"라고 설명했다.

인터엑스는 이를 위해 제조 데이터, 인공지능(AI) 모델, 제어 시스템을 통합한 아키텍처를 구축했다. 공정 데이터를 표준화하고 이를 학습한 AI가 설비 운영, 공정 최적화, 품질 검사, 안전 관리까지 전 과정을 담당하는 구조다.

현장 적용성을 높이기 위해 에지 디바이스 기반 연산 구조도 적용됐다. 제조 현장에서 발생하는 데이터를 즉시 분석하고 공정에 반영할 수 있도록 설계됐다.

김민철 인터엑스 선임연구원은 "완전 자율 머신은 가공 상태와 설비 데이터를 기반으로 공정 조건을 스스로 최적화한다"며 "온도 변화나 품질 저하 가능성을 사전에 감지해 조건을 조정하는 구조"라고 설명했다.

완전 자율 머신 구현에는 공정 운영, 설비 상태 관리, 품질 검사, 작업 준비, 안전 관리 등 약 16개 수준의 핵심 AI 기능이 필요한 것으로 제시됐다. 이를 통해 생산성 향상과 품질 안정성 확보, 비용 절감, 납기 단축 등이 가능할 것으로 분석됐다.

이번 기술은 글로벌 협업을 기반으로 구현됐다. 독일 프라운호퍼와 공동 개발 중인 스마트툴이 절삭력과 진동, 온도 등을 감지하고, 엔비디아 젯슨 토르 기반 에지 디바이스가 데이터를 실시간으로 분석했다.

여기에 위아공작기계의 5축 머시닝센터가 결합돼 실제 가공을 수행했으며, 인터엑스의 인공지능 전환(AX) 소프트웨어 플랫폼이 전체 시스템을 통합했다.

인터엑스는 해당 기술을 바탕으로 24시간 무인 운영이 가능한 '다크 팩토리' 구현을 목표로 하고 있다. 업계에서는 AI가 제조 공정의 보조 도구를 넘어 실행 주체로 확장되는 흐름이 가속화되고 있다는 분석이 나왔다.

현장을 찾은 제조업 관계자는 "완전 자율 머신이 실제 공작기계에서 구현되는 모습을 처음 봤다"며 "개념이 아닌 현실로 다가왔다"고 말했다.