기구설계(자동화기계설계) 직업

 

기구설계 직업 탐구

 

진로 및 직업 가이드 (4) 회

기구설계란 특정 요구사항을 만족하기 위해 2개 이상의 저항성을 갖고 있는 물체의 운동을 이용해서 만들어진 장치를 말합니다. 사전적 의미만으로는 무슨 말인지 이해하기 어렵습니다. 기구물은 어떤 것을 말하는 것일까요 우리 일상생활의 많은 곳에서 다양한 기구물을 발결할 수 있습니다. 스마트 폰, 마우스, 키보드, 택배 상하차 아르바이트 장소에서 볼 수 있는 물류 이송 컨베이어, 사람을 싣고 오르락내리락 하는 승강용 엘리베이터, 에스컬레이터, 자동차 검사 장비, 자동화 설비, 검사장비, 라면 생산 라인, 등등등등 우리 일상생활과 산업 전반에 걸처 기구물들은 어디서든 볼 수 있습니다. 가위도 기구물이고 연탄 집개 또한 기구물이라 할 수 있습니다. 기구물이라는 것을 조금 쉽게 말한다면 물리적 힘이나 운동에 의해 방향에 전환과 힘의 이동으로 이루어진 장치 라 할 수 있습니다. 간단한 예를 위해서 볼펜의 구조를 기구설계적인 시야로 살펴 보겠습니다.

 

특징적으로 눈에 들어오는 것만 먼저 살펴 보면

• 스프링 (압축 스프링)
• 잉크 
• 몸체를 이루는 바디
• 버튼 (인젝션 버튼)
• 클립

다음으로 펜의 원리 살펴보면 펜을 기준으로 상부에 인젝션 버튼이 있고 이곳을 통해 힘을 스프링으로 전달하면 탄성력(장력)을 이겨내면서 잉크(심)가 외부로 돌출 후 고정되어 사용할 수가 있는 것이지요. 반대로 한번 더 누르면 스프링에 의해서 인젝션 버튼의 고정(링크 구조) 가 해제되면서 뒤로 밀려 원 위치로 돌아가는 것이고요. 몸체를 이루는 바디 중심에는 스크류 나사산 구조로 되어 있어 분해 조립이 용이하게 되어 있고 볼펜 바디에 클립이 있어서 특정 위치에 꽂거나 할 수 있게 편의성도 갖추고 있습니다. 

 

펜에 숨어 있는 기구설계의 가장 중요한 목적은 무엇일까요? 몸체 안에 숨어 있는 잉크 펜을 몸체 외부로 돌출 시켰다 넣었다 하는 기능의 달성 이라 할 수 있습니다. 이 구조적 운동을 구현하기 위해 압축 스프링(Compression Spring) 과 인젝션 버튼 (링크 구조) 라는 2개 의 마찰성과 운동을 갖고 있는 요소를 연결하여 운동을 전달하고 고정하는 것 입니다. 

 

현대 사회에서 이러한 사실은 보편적 상식이지만 이러한 간단한 설계 원리를 갖고 있는 펜을 개발하기 전에는 어땠을까요? 스프링이나 링크가 개발되기 전에 이러한 것을 상상할 수 있었을까요? 기구설계의 의미는 바로 이러한 의문점에서 출발합니다. 미지의 개발되지 않은 기구물을 설계 하는 것 그것이 기구설계의 진정한 의미라 할 수 있죠. 

기구설계는 볼펜처럼 간단한 원리를 이용한 소형 제품의 설계, 복잡한 기구물들이 일목요연하게 움직임을 갖고 있는 거대한 시스템 (예를 들어 자동화라인) 까지 무한대의 설계 영역을 갖고 있습니다. 예를 들면 이런 것들이죠.

 

느낌 같은 느낌적 이해를 위해 사진을 넣어 봤습니다. 

자동화기계 참고사진

 

 

 

 

 

 

 

자동화기계 장치류의 설계에는 아래의 기본 요소들이 포함되어 있습니다.

• 리니어
• 실린더
• 센서
• 컨베이어
• 턴 테이블

공압을 이용해서 실린더를 구동하고 모터를 사용해서 테이블을 회전시키고 센서를 이용해서 카운팅 하거나 Limit 을 잡고 감지하는 등 여려 요소를 살펴 볼 수 있는데요. 이처럼 기구설계는 물체의 운동을 목적에 맞게 구현하는 과정이라 할 수 있습니다. 어찌 보면 동영상이 기구설계의 모든 것을 표현한다고 해도 과언이 아닐정도로 많은 것을 느낌같은 느낌으로 알 수 있습니다. 기구설계 업무 실제 현업에서도 동영상에 나와 있는 것처럼 여러가지 기구물을 다루게 됩니다. 물론 회사마다 다루는 품목이 다를 수도 있지만 이것도 역시 Case by Case 입니다.

사실 기구설계라고 하는 분야 자체가 워낙에 폭이 넓기 때문에 어떠한 한 아이템으로 특징할 수 없습니다. 한 분야에 대해서 만 콕 집어서 얘기할 수 없는 기구설계 기구설계를 하기 위해서는 어떠한 것들이 필요할까요? 몇 가지 짚어 봐야 할 것이 있습니다.




기구설계(자동화기계설계)에 진로를 정하려고 하는데 무엇을 준비해야 하나요?

여러 선배들이 공통으로 하는 얘기는 기구설계를 하기 위한 첫 번째 준비 단계는 "설계 툴을 배울 것" 입니다. 설계 툴 굉장히 많죠 수십가지가 있는데요 대표적인 기계설계 툴중에 2D Design tool 은 Autocad, Draftsight, ZWCad, 3D Design tool 은 Catia, Solidworks, Inventor 등이 있죠. 여기서 잠깐 곁가지로 얘기 하면 "이 많은 툴 중에서 어떤 것을 배워야 하나요? 가장 정답에 가까운 답변은 사람들이 가장 많이 사용하고 본인이 배우고 싶은 툴을 배우면 된다 입니다. 어떠한 툴을 콕 집어서 그것만 배운다는 것은 의미가 없습니다. 예를 들어 A라는 프로그램을 열심히 공부하고 숙련시켜서 취업 했는데 막상 취업하고 보니 B라는 프로그램을 사용한다면? 운명의 장난? 경험상 2D 프로그램은 AutoCAD를 배우는 것이 가장 좋고 3D 프로그램은 현업에서 가장 많이 사용하는 위의 3가지 프로그램 중에 하나만 배워 두면 좋습니다. 2D는 DWG 기반으로 나온 프로그램의 사용방법은 다 거기서 거기고 3D 툴 또한 한가지만 잘 해놓으면 다른 툴 다루는 것 역시 빠르게 접근 할 수 있습니다. 다만 Catia 는 조금 능숙해지는데 시간이 필요합니다.

머리속에 설계 아이디어를 도면으로 표현하기 위해서는 툴을 잘 사용하는 것이 굉장히 중요합니다.

1. 설계도 잘하고 툴도 잘 다루고 - Very good - 신의 영역
2. 설계는 잘하는데 툴은 못 다루고 - Not good - 고수
3. 설계는 못하는데 툴은 잘 다루고 - Not good - 평민
4. 설계도 못하고 툴도 잘 못 다루고 - Very Not Good

위에 말장난처럼 4가지 예를 들어 봤습니다. 기구설계 첫 발을 내 딛는 사람들 중에 1,2 번에 해당되는 사람 없습니다. 대부분이 3,4 번에서 시작하죠. 최소한 3번에서 부터 시작하기 위해서는 툴 하나 정도는 기초적인 단계까지 올려놔야 합니다. 설계 툴을 눈감고 할 정도가 될려면 개인적인 역량에 따라 차이는 있으나 현업에 근무한다는 가정하에 2D는 보통 6개월 정도 3D는 1년 정도 하면 됩니다.




설계를 잘 할려면 어떻게 해야 하나요?

착각아닌 착각일 수도 있으나 설계 툴을 잘 다룬다고 해서 결코 설계를 잘한다고 할 수 없습니다. 설계와 툴은 밀접한 연관성이 있으나 어찌 보면 영역이 틀립니다. 설계는 사람의 생각과 창의성, 경험치가 있어야 하는 부분이고 툴은 기능적인 부분이기 때문이죠. 쉽게 말해 기술과 기능의 차이라 할 수 있습니다. 다만 설계 영역을 구체화 하기 위해 반드시 설계 툴을 잘 다룰 줄 알아야 한다는 것을 기억해야 합니다.

기구설계를 잘 하기 위해서 무엇을 공부해야 할까요? 뭐 다 알면 좋죠. 예를 들면

- 기구학
- 링크 구조
- 재질 및 강도 특성
- 열처리 방법
- 볼트 너트
- 기계요소
- 제도법
- 공차
- 강도계산
- 유공압

등등등 알아야 할 것이 한두 개가 아닙니다. 앞서 얘기한 것처럼 설계라는 것이 사람의 창의성과 경험치를 필요로 하는 부분이기 때문에 기초적인 지식이 뒷 받침 되어야 하고 그래야만 설계가 가능합니다. 기구설계에서 가장 핵심은 기구학(Machanism)과 치수설계, 경험치 입니다만, 기구설계 역량을 배양하기 위해서 글쓴이가 말하고 싶은 것은 다음과 같습니다.

• 많이 그려 보는것

그냥 많이 그려 보면 됩니다 👂 무슨 말이냐면 다른 사람이 그렸던 도면을 보고 따라 그리다 보면 설계자의 의도와 원리, 개념을 차츰 차츰 이해하게 됩니다. 처음에는 막막할 수 있지만 하다보면 아하! 하고 이해가 될 때가 옵니다. 양산품이나 기존에 있는 제품을 기구설계 하는 것은 Reference 가 많기 때문에 접근하기 쉽지만 완전 새로운 기구물을 설계 하는 것은 정말 어렵습니다. 흔히 개발품 이라고 하죠. 경험치가 빛을 발하는 시점이 되는 것이지요. 기구설계를 정말 잘하는 사람들을 찾아보기란 그리 쉽지 않습니다. 한 아이템만 한 사람과 여러 아이템을 다뤄본 사람과는 응용에서 차이가 크게 납니다.

기구설계라는 것이 생각을 많이 해야 하는 직업이기 때문에 정신력을 많이 소모합니다. 집중력 또한 필요하기 오래 앉아 있거나 생각하는 것을 좋아하고 기억력이 좋고 설계하는 것이 취미인 사람에게 적합한 직업입니다. 직업 특성상 설계팀은 사무실의 한 귀퉁이나 별도의 방, 혹은 상대적으로 가장 조용한 곳에 위치하게 됩니다. 독서실 같은 분위기를 경험할 수 있습니다(아닌곳도 있고요).

기구설계 관련 직장 고르는 팁을 하나 드리면 지원하고자 하는 회사가 양산품(기존 제품 Modification)에 대해서 설계 대응만 하는 것인지 완전 신규 설비나 장비, 기구물을 설계 하는 것인지에 대한 것을 확인하시면 좋습니다. 전자는 정신적으로 조금 편할 수 있으나 기구설계적 압박은 덜 한 반면에 후자는 새로운 것을 배울수 있으나 정신적으로 압박이 심하다는 것을 참고 하시기 바랍니다. 다시말해 기구설계 업무시에 참고할 만한 자료가 많다는 것은 수월하게 설계 진행이 가능하다는 것, 참고할 만한 자료가 없다는 것은 개발 업무이므로 그만큼 어렵다는 뜻 입니다.

요즘에는 기구설계(자동화기계설계) 관련 경력 직원을 뽑기가 매우 힘들다고 합니다. 얘기를 들어보면 설계라는 일이 머리아픈 일이고 정신 노가다 이며 일정을 맞추기 위해서는 항시 야근을 대비해야 하기 때문이죠. 회사는 설계자의 도면 일정을 기다려 주지 않습니다. 왜 도면이 늦게 나오는지에 대한 원인만 궁금할 뿐 과정은 부수적인 요인으로 치부됩니다. 미국이나 유럽과 같은 선진국과 비교해서 우리나라의 기구설계자의 대우와 처우가 낮다는 것은 조금만 얘기를 들어보면 알 수 있는 사실입니다. 기구설계에서 가장 중요한 것은 컨셉을 정립하는 것인데요. 기구물에 대한 초기 컨셉을 자유자재로 정립할 수 있다는 것은 그만큼 경험이 많고 실력이 있다는 것을 의미하는 것으로 이 때부터는 몸 값이 천정 부지 솟아 오르게 됩니다. 보통 기구설계 팀장 = 능력자라는 공식이 성립하고 연봉은 최소 6000 이상 까지 받게 됩니다. 앞서 말한 것처럼 오늘날 기구설계 직원을 채용하기 힘든 이유는 실력을 쌓는 과정이 매우 힘들다는 것이지만 반대로 생각해 보면 기회가 될 수 있다는 것에서 매우 매력적인 직업임에는 틀림없습니다.

Inside Insight 였습니다.