공작기계의 개요 및 종류, 분류, 정의

인간이 영위하고 있는 일상적 생활환경속에서 금속을 가공하여 만들어진 물건은 수없이 많이 있다. 아주 간단한 것에서부터 복잡한 물건까지, 시계, 카메라 등과 같이 정밀하고 작은 것에서부터, 선박, 항공기, 자동차와 같은 큰 것에 이르기까지 문명의 발전 속도에 따라 금속을 가공한 물건은 점점 복잡하고 다양해지고 있다. 이러한 물건은 금속 봉이나 판을 깎거나, 구멍을 뚫어 만들어지는 것이지만, 금속은 단단해서 원하는 형태로 만들기란 그리 쉽지 않다. 그래서 금속을 깎거나 구멍을 뚫고 연마하기 위한 기계가 특별히 연구되었는데 그것이 「공작기계」이다.

공작기계(Machine Tool)는 “기계를 만드는 기계(Mother Machine)"이다. 기계를 만든다는 것은 기계의 부품을 만드는 것이며, 다양한 제조방법 중에서 절삭가공과 소성가공에 이용되는 모든 기계를 의미한다. 절삭기계는 가공과정에서 칩(Chip)을 발생시키면서 불필요한 부분을 제거하여 소요의 형상으로 가공하는 기계이며, 성형기계는 가공과정에서 소성에 의하여 단지 형태만 변형시켜주는 기계이다. 국제규격(ISO)에서는 “한 운동원에 의해서 작동하고 물리적, 화학적 또는 기타의 방법으로 성형해서 공작물을 생산하는, 수작업을 하지 않는 기계”라고 정의하고 있으며, 미국에서는 금속가공기계를 절삭기계(Cutting Machine)와 성형기계(Forming Machine)로 분류하며 이 둘을 합하여 공작기계라고 부른다. KS(한국산업규격)에서는 공작기계에 대해 「주로 금속 공작물을 절삭, 연삭 등에 의하여 불필요한 부분을 제거해 내어 필요한 형상을 만드는 기계」로 정의하고 있다. 우리나라의 기계관련 분야에서, 공작기계는 일반적으로 이 KS의 정의에 따르고, 그 중에서도 특히 금속절삭기계를 가리키는 것이 일반적이다.

산업적인 특성으로는 공작기계는 『기계를 만드는 기계(Mother Machine)』로서 자본재산업의 핵심 산업이며 산업구조의 고도화와 제조업 경쟁력강화를 실현하기 위한 핵심 산업으로 전·후반 산업관련효과가 매우 크다. 또한 국가 전략산업으로 공급수준에 따라 산업의 기술력과 경쟁력의 척도로 활용되며 국가 기간산업 및 방위산업의 필수 자본재로서 일정자급도 유지가 필요하다. 경기변동에 민감하며 투자 자본에 대한 자본회전율이 낮고 소재부터 완제품 생산까지 장기간이 소요되어 자본회전이 느리며, 호경기에는 늦게 영향을 받고 불경기에는 빨리 영향을 받는 산업이기도 하다. 기술적인 특성으로는 규격, 품질, 성능이 다양한 기술집약적 산업으로 기술축적에 장기간이 소요되고 모방 기술의 한계로 인해 단기간에 경쟁력 확보가 어려우며, 엔지니어링을 기반으로 기술 집약도가 높은 고부가가치 산업이기도 하다. 또한, 베어링, 주축 등 기계부품 기술과 서보모터, 제어기 등 전자기술의 복합된 메카트로닉스 기술과 최근 IT기술의 발전과 더불어 제품성능이나 모델변화가 다양한 시스템 기술을 활용한 IT융합가공장비산업이기도 하다.