- 생기원, 3D 설계부터 재단·봉제까지 ‘초소형 맞춤형 공장’ 구현

- 디지털트윈·머신비전·로봇 자동화 결합, 다품종 소량생산 가능

제작된 개인 맞춤형 전기근육자극(EMS) 스마트웨어.[한국생산기술연구원 제공]
제작된 개인 맞춤형 전기근육자극(EMS) 스마트웨어.[한국생산기술연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] “내 몸에 꼭 맞는 스마트옷, 로봇이 알아서 만들어준다.”

개인 신체 치수에 맞춰 옷을 설계하고 생산공정을 가상환경에서 검증한 뒤 로봇이 원단 재단부터 봉제까지 자동으로 처리하는 기술이 개발됐다.

한국생산기술연구원은 임대영, 원찬희, 강봉구 박사 공동 연구팀이 3D 맞춤 설계, 디지털 트윈 공정 검증, 로봇 자동 재단·봉제기술을 하나로 통합, 스마트웨어의 다품종 소량생산을 위한 온디맨드 마이크로팩토리를 구현했다고 밝혔다.

스마트웨어는 센서와 전극 등 전자부품을 의류에 결합한 제품이다. EMS 트레이닝 수트부터 심박 측정 내의, 발열 재킷, 족압 분석·보행 교정 양말 등이 대표적이다.

하지만 사람마다 체형이 달라 전극과 배선 위치를 다르게 설계해야 하고 제품 사양이 바뀔 때마다 생산공정도 수정해야 한다. 기존 대량생산 시스템으로 개인 맞춤형 제품을 생산하기 어려웠던 이유다.

연구팀은 이 같은 한계를 극복하기 위해 3D 맞춤설계, 디지털트윈 공정 검증, 로봇 자동 재단·봉제를 하나의 연속 공정으로 통합했다.

다자유도 니들형 그리퍼.[한국생산기술연구원 제공]
다자유도 니들형 그리퍼.[한국생산기술연구원 제공]

먼저 착용자의 신체 치수와 원하는 디자인을 입력하면 3D 의상 모델과 2D 재단 패턴이 자동 생성된다. 착용자의 체형에 맞춰 전극 위치와 배선도 실시간으로 조정한다.

이어 실제 공장을 그대로 구현한 디지털트윈에서 어떤 설비를 어떤 순서로 사용할지 미리 검증한다. 다양한 생산 시나리오를 시뮬레이션해 최적의 공정 순서와 생산시간을 찾아낸다. 실제 제조공정 데이터와 가상 모델을 실시간 연동해 생산 상황을 모니터링하는 것도 가능하다.

마지막은 로봇이 맡는다. 입력된 2D 패턴에 맞춰 원단을 자동 재단하면 머신비전이 원단의 형태와 위치를 정밀하게 인식한다. 연구팀이 자체 개발한 ‘다자유도 니들형 그리퍼’가 천을 잡아 자동 봉제기로 옮기고 입력된 프로그램에 따라 봉제해 EMS 스마트웨어 시제품을 완성한다.

임대영 생기원 수석연구원은 “제품화 전 과정을 사전 시뮬레이션하고 이를 실제 로봇 제조공정과 유기적으로 연동한 것이 핵심”이라며 “온디맨드 마이크로팩토리를 지속적으로 고도화해 개인 맞춤형 스마트웨어 생산기반을 확대하겠다”고 말했다.


nbgkoo@heraldcorp.com