장비 (도구)

장비(裝備)는 어떤 일을 하기 위하여 갖추어야 할 물건이나 시설 또는 그 물건이나 시설을 갖춤을 말한다. 장비는 사전적 용어로 장치와 설비를 말한다. 장비는 때와 장소를 불문하고 현대사회에 없어서는 안되는 필수불가결한 존재이다. 비슷한 말로는 기기, 설비, 장치 등이 있다. 제조 공정에서는 CNC 장비, 사출 장비 등 많은 장비를 사용한다.

CNC 장비

CNC는 컴퓨터 수치 제어(Computerized Numerical Control)의 약자로 CNC 장비는 우리가 사용하는 컴퓨터의 수학적 기록을 기계언어로 전달시켜줄 수 있는 장비를 의미한다. 요즘은 CNC라고 부르기보다는 C를 빼고 NC라고 부르는 경향이 강하다. 특히 CNC 밀링에 공구를 자동으로 교체해주는 장비인 ATC(Automatic Tool Changer)까지 포함되면 머시닝센터(MCT)라 불린다. 보통 ATC 없는 CNC밀링은 NC밀링이라 부른다. 범용 공작 기계는 수동으로 공작물을 가공하기 때문에 정밀 부품을 대량 생산하는 것이 불가능하다. 그러나 CNC는 컴퓨터에 의해서 정확한 수치로 절삭 공구의 움직임을 자동 제어하기 때문에 정밀 부품의 대량 생산을 가능케 한다. 또한 절삭공구가 입체적인 경로로 이송이 되면서 극미세 오차범위 안에서 매끄럽게 곡면 부품을 가공해주기 때문에 종전의 방식과는 제품의 가공 수준이 전혀 다르다. 최초의 CNC 머신이 개발된 곳은 1952년 미국 MIT이며, 한국은 카이스트와 화천기계에서 1973년에 연구 및 개발이 시작되고 1977년에 시제품이 나왔다. 개발 이후 제1세계에서는 신속하게 널리 퍼졌다. 한국도 1970년대부터 미국과 일본 등으로부터 기기를 도입하였으며, 나중에는 국내에서 자체 개발, 생산하고 있다. 한국에서 과거 2000년대 초반 정도까지는 CNC 공작기계들을 수입산을 많이 썼으나 이후로는 상황이 많이 달라져서 지금은 현대위아를 비롯한 한국 기업들의 CNC 공작기계들을 많이 쓴다.

하우징면에서 금형 생산 방식 대신 하나 하나 CNC 머신 가공되는 분야도 많다. 통짜 알루미늄의 내부를 파낸 뒤 부품을 채워 넣는 방식으로 물리적으로 유격이 존재할 가능성이 있는 대부분의 파트를 없애버린 하우징이었다. 수작업 생산에 비하면 비용이 훨씬 저렴하지만, 당연히 주조에 비해서는 훨씬 비싸다. 5축 CNC를 이용해서 자동차 엔진 블록을 통째로 가공도 가능하다. 거의 대부분의 엔진은 주조로 만들기 때문에 일반적인 생산 방법은 아니다. 소량생산인 품목이다보니 주조보다 가격경쟁이 좀 더 나은 것이다.

사출장비

사출 공정에서는 사출기를 중심으로 다양한 장비가 사용되고 있다. 사출기(射出機) 또는 사출성형기는 압력을 이용하여 고체 또는 점성 매체를 금형에 통과시키는 산업용 기계이다. 사출기는 사출성형 작업을 하는데 있어서 반드시 필요한 기계이다. 사출기는 금속 인서트로 복잡하고 정밀한 크기 또는 조밀한 플라스틱 제품을 한 번에 성형하는 기능을 가지고 있으며 국방, 전기 기계, 자동차, 운송, 건축 자재, 포장, 농업, 문화, 교육 및 건강에 널리 사용되고 있다. 오늘날 플라스틱 산업의 급속한 발전과 함께 사출성형기는 수량 및 모델 측면에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 사출 성형품은 크기나 형상, 기능, 재질, 생산 수량에 따라 요구되는 사출성형기의 능력이나 크기가 다르다.

취출 로봇(Take out robot)은 사출기에서 성형이 완료된 제품을 밖으로 꺼내는 장비다. 병뚜껑과 같은 단순한 사출품은 로봇 없이 금형 에젝터에 충격을 주어 자유 낙하로 취출 하기도 하지만 이외의 제품은 훼손이 발생 할 수 있으므로 작업자 또는 취출 로봇이 이를 수행한다. 취출 로봇의 용도 자체는 단순하지만 인건비 측면에서 효율적이고 사출 사이클 타임도 훨씬 짧기 때문에 대부분의 생산 라인에서 작업자 대신 로봇을 사용하고 있다. 사출기, 금형 만큼이나 필수적인 장비로 볼 수 있다. 취출 로봇은 기본적으로 특정 동작을 변형 없이 높은 정확도로 반복 작동하며 이를 사용자가 방향, 속도, 동작 거리 등을 지정할 수 있도록 프로그래밍 되어 있다. 대부분 사출기 위에 설치 되며 사출기와 시그널을 연결하기 때문에 두 장비는 실시간으로 통신을 주고 받으며 동작한다. 사이클 타임의 최소화는 물론 작업자 안전 등을 위해서도 사출기-취출로봇의 연동은 꼭 필요하다.

온도 조절 장치(Tempeature Controller)는 금형의 온도를 일정하게 유지하는 역할을 하는 장치로 사용자가 온도를 설정하면 물, OIL 등의 열 매체를 사용하여 금형의 온도를 일정하게 유지될 수 있도록 조절한다. 금형 온도를 실시간으로 감지하여 설정값 이하로 내려가면 매체 가열 후 이송시켜 온도를 높이고, 반대로 금형 온도가 설정값보다 높아지면 매체를 차갑게 하여 보내 금형 온도를 낮춰준다. 냉각 매체에 따라 수냉식, 공냉식으로 나눌 수 있으며 금형 냉각 시간이 줄어들기 때문에 사이클 타임을 개선 할 수 있다.

원재료 관리 장비는 사출기에 투입하는 원재료를 건조 및 이송 등을 관리하는 시스템으로 일반적으로 장비 단품 보다는 공장 단위로 설치 및 작동한다. 플라스틱 원료의 수분을 제거하고 공장 내 각 사출기로 분배하는 시스템을 통틀어 원재료 관리 장비로 볼 수 있다. 드라이어는 가열, 제습제, 압축 공기 등을 사용하여 원재료의 수분을 제거하는 장치다. 공장 레이아웃, 사용자의 요구에 따라 원재료 내 수분 제거 후 각 사출기로 분배 또는 각 사출기마다 드라이어를 직접 설치하여 건조 직후 투입하는 등 다양한 방법으로 수분을 제거한다. 이러한 방식에 따라 드라이어를 압축 공기 건조기, 멀티 건조기, 제습 건조기 등으로 분류한다. 공정에 따라 차이는 있지만 사출기 공급 전 원재료 내 수분을 필수로 제거한다는 점은 동일하다.

반도체 장비

반도체 공정장비란 집적회로를 제작하는 시스템이다. 반도체 장비는 반도체 회로설계, 실리콘 웨이퍼 제조 등 반도체 제조를 위한 준비부터 웨이퍼를 가공해 칩을 만들고 조립 및 검사하는 단계까지의 모든 장비를 포함하고 있다. 크게는 전공정, 후공정, 검사장비로 나눈다. 칩을 만드는 전공정 장비가 약 70%를 차지하고 패키징하는 후공정장비가 10%, 각단계마다 불량 판독하는 검사장비가 20%를 차지하고 있다. 공정장비는 무려 150-200만 달러로 한화로는 약 18억에서 24억에 이른다. 주문생산 방식이며 양산 체제이므로 중견 중소업체에 적합하고 생산기간이 길어서 생산 대수가 제한적이다. 반도체 장비 산업은 크게 네 가지로 분류된다. 웨이퍼 가공공정인 전공정장비, 칩에 배선작업을 하고 패키지를 씌우는 조립장비, 성능을 시험하는 검사장비, 가스를 공급하거나 웨이퍼를 건조시키는 등 제조 공정을 돕는 관련 장비를 포함한다.

중장비

중장비(重裝備, heavy equipment)는 토목공사 혹은 건설공사에 쓰는 중량이 큰 기계를 통틀어 이르는 말이다. 건설기계(construction equipment) 또는 건설장비라고도 한다. 중장비는 토목, 건축 등에 쓰이는 기계를 통틀어 말하며, 동력을 사용해 불특정한 장소에 자주할 수 있는 것을 차량계 중장비라 하며 안전규칙 별표 2에 정한 기계를 말한다. 건설공사의 기계화 시공은 공기의 단축, 절약화 등과 함께 산업재해 방지 면에서도 큰 이점이 있다. 복잡하고 협소한 공사 현장에 큰 에너지를 구비한 중장비를 도입해서 재해발생도 지나칠 수 없는 사항이다. 중장비는 도로, 하천, 항만, 교량 등의 공사별, 굴착, 운반, 다짐 등의 작업종류별, 트랙터계, 쇼벨계 등의 기종별로 나누어진다. 또 용도별로 구분하면 굴착용기계, 적재용기계, 정지용기계, 항타·항발용기계, 잠함용기계, 운반용기계, 천공용기계, 콘크리트용 기계, 포장용 기계, 내연기관 발전기 등의 동력용 기계, 시험계측용 기계 등이 있다. 이러한 중장비 가운데 구조적으로 차량계의 중장비에는 산업재해가 많기 때문에 산업안전보건기준에 관한 규칙에서 구조요건이나 작업요건을 규정하고 있다.

통신장비

통신장비(communication equipment)란 통신을 주고 받을 수 있게 해주는 하드웨어적인 장비이다. 통신이란 인간의 의사, 지식, 감정 또는 각종 자료를 공간적인 제약을 넘고 주고받는 행위 즉 소식을 전하는 것으로 우편, 전신, 전화 등의 매체를 사용하여 정보나 의사를 전달하는 것을 말한다. 영어인 커뮤니케이션(Communication)으로 나타내는 경우도 흔하다. 일상생활은 상호간에 의사를 소통하지 않고는 영위되지 않는다. 즉 사람들은 표정 또는 손짓, 발짓에 의해, 그리고 그림(또는 문자)을 그리는 것 등을 통하여 자기 의사나 기타 정보를 타인에게 전달하고, 후대의 사람, 또는 장소를 달리하는 타인, 다수의 사람에게 전하기 위해서는 별도의 수단이 필요하게 된다. 여기서 장소를 달리하는 사람에게 정보나 의사를 전달(수송)하는 수단을 통신이라고 한다. 통신이란 인간과 사물에 관한 사상, 정보의 장소적 이동, 즉 전달기능을 하는 서비스 행위이다. 따라서 같은 서비스업이라고 해도 인간 또는 사물 그 자체를 전달하는 교통, 운수업과 구분되며 상업이나 요식, 접객업 같은 일반서비스업과 구분된다.

관련 뉴스

국내 기계장비 산업은 공작기계 산업이 세계 6위에 이를 정도로 양적인 성장을 거듭하였지만 핵심 부품의 대일 의존도를 극복하지 못하고 있다. 프로그램을 기반으로 자동으로 가공을 수행하는 NC 공작기계는 원하는 제품을 얼마나 빠르고 정밀하게 가공할 수 있느냐가 핵심 경쟁력이다. 기계를 만드는 기계(Mother Machine)라고도 불리는 공작기계는 자동차, 전기, 전자, 항공, 조선 등의 국가 기간산업 및 방위산업을 지탱하는 필수 요소로 우수한 성능의 장비의 확보가 국가 제조업의 경쟁력 기반이라 할 수 있다. NC 공작기계는 가공하는 방법(공정)과 대상품의 재료, 형상, 공구 등에 따라 다양한 형태를 띠고 있으며, 견고한 구조물과 정밀한 위치제어, 고속으로 회전하는 공구나 공작물, 그리고 사용자 편의를 고려한 소프트웨어 등 다양한 기술이 융합된 개체라 할 수 있다. 공작기계의 완제품 메이커는 모듈, 부품, 가공 협력업체 이외에 공구, 측정기, 자동화 솔루션 등을 제공하는 다수의 전문업체와 긴밀한 조달관계를 형성하고 있다. 일례로 국내 1위 공작기계 업체인 두산공작기계는 CNC, 볼스크류와 같은 일반 부품 외에 국내외 95개의 업체와 협력 개발을 추진하고 있어 소재, 부품, 장비, 수요업체 간의 긴밀한 생태계가 경쟁력의 바탕이라 할 수 있다.

참고자료

• 〈장비(동음이의어)〉, 《나무위키》
• CNC, 《나무위키》
• 〈건설 기계〉, 《네이버 지식백과》
• 〈건설기계〉, 《네이버 지식백과》
• 〈건설기계〉, 《네이버 지식백과》
• 〈중-장비〉, 《네이버 국어사전》
• 〈장비 (裝備)〉, wordrow
• 박민준, 〈해양경찰이 말하는 장비(裝備)와 정비(整備)의 관계〉, 《매일일보》, 2021-07-12
• 아토플래닛, 〈(메이커스페이스) CNC 밀링머신에 대해 알아보자! - 1편〉, 《네이버 블로그》, 2019-03-30
• 조원동, 〈사출/사출 이론 사출 주변기기 알아보기, 사출 공정에서 사용하는 장비의 종류와〉, 《티스토리》, 2022-03-14
• 금융&경제, 〈천재들의 연구실. 반도체 장비 회사 종류 및 어떤일을 하는가? 국내 반도체 장비와 해외반도체 장비 기업〉, 《티스토리》, 2020-10-02
• 송창규, 〈기계장비 및 핵심 부품의 대일 의존도 극복 방안〉, 《기술과혁신》

같이 보기

• 장비
• 도구
• 물건
• 시설
• 설비
• 기기
• 컴퓨터
• 알루미늄
• 부품
• 자동차
• 엔진
• 금형
• 사출기
• 금속
• 플라스틱
• 반도체
• 중장비
• 통신장비

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