한국기계연구원(원장 박천홍)은 연구소기업 마그네타와 함께 자기베어링 기술을 적용한 스마트 롤러를 개발했다고 10일 밝혔다.

박철훈 기계연 첨단생산장비연구본부 박사 연구팀은 자기력을 이용해 롤러의 회전축을 부상시키는 자기베어링 적용 스마트 롤러를 개발했다.

연구팀은 자기베어링으로 회전축인 롤러를 부상시켜 지지하고, 롤러에 모터를 일체화시켜 완전한 비접촉 상태를 구현했다. 기존의 볼 베어링 방식이 적용된 롤러와 달리 접촉을 완전히 없애 회전하면서 발생하는 진동을 최소화한 것이다. 또 회전축과 자기베어링 간격을 위치제어로 조절할 수 있도록 했다.

이를 적용하면 마찰로 인해 발생하는 분진을 없애고, 진동을 10분의 1 수준까지 개선할 수 있다. 진동이 저감되면서 정밀도도 기존 20∼40㎛ 수준에서 2㎛ 수준까지 약 10배 향상됐다.

또한, 스마트 제어 기술로 자기력을 정밀하게 제어함으로써 롤러와 대상물을 원하는 대로 정렬하고, 인쇄에 필요한 압력을 정확하게 측정하고 힘을 가할 수 있다.

특히 기존 볼 베어링 장비에서 인쇄 힘을 측정하거나 위치를 제어하기 위해 필요했던 다양한 부가 장치를 생략할 수 있다는 장점이 있다. 장비의 구성을 간단하게 하고, 유지보수 측면에서도 경제성이 높다. 

연구팀은 개발된 롤러가 일반 물류 이송부터 섬유, 제지, 인쇄 등 롤러 방식이 쓰이는 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대하고 있다.  

박철훈 책임연구원은 "회전축을 자기력으로 부상시키는 자기베어링은 그 자체가 회전축의 힘-변위-진동을 측정하는 센서이며 회전축을 움직일 수 있는 구동기"라며 "이를 롤러뿐만 아니라 다른 회전기계에도 적용한다면 스스로 상태를 감시하고 대응하는 스마트 기계가 될 수 있다"고 말했다.