수백만 명의 북미 사람들에게 늦여름과 초가을은 오직 한 가지만을 의미합니다. 바로 대서양 허리케인 시즌이 최고조에 달하는 최고의 서핑 날씨입니다.
캄페체만(Bay of Campeche)과 멕시코만(Gulf of Mexico)을 따라 있는 야자나무가 우거진 마을에서부터 메인만(Gulf of Maine)의 뉴잉글랜드 주민에 이르기까지 사나운 폭풍은 광활한 열대, 아열대 및 중위도 해안선의 거의 모든 곳에 영향을 미칠 수 있습니다. 열대성 폭풍은 집 근처에서 발생할 수 있습니다. 또는 아프리카 해안에서 형성되어 지역 해역을 향해 나아가며 수중 trek을 만들면서 점점 더 강해집니다.
메인 주나 캐나다 연안처럼 파도가 직접 땅에 닿는 경우가 많지 않은 곳에서도 때때로 수백 마일 떨어진 곳에서 소용돌이치는 폭풍우가 발생하고, 이는 서퍼들이 "에픽 세트"라고 부르는 일련의 파도를 만들어냅니다. 이는 부서지는 파도 너머로 두 개 이상의 파도가 줄지어 다가오는 현상을 일컫는 것으로 서퍼들이 다음 파도에서 최고의 서핑을 즐기기 위해 기다리고 있는 것을 볼 수 있습니다.
전통적으로 이러한 아름다운 보드는 손으로 만들어졌습니다. 오늘날에는 대부분 CNC(컴퓨터 수치 제어) 기계로 만들어집니다. - Surfer Today
물론 CNC 기계가 제대로 작동하려면 기계가 절단하는 대상이 허용 오차 범위 내에 있는지, 기계 자체를 구성하는 부품이 고장 나지 않았는지, 기계가 만드는 서핑보드가 CAD 모델에 표시된 허용 오차 범위 내에 있는지 확인해야 합니다. 이것이 전체 서퍼 커뮤니티의 무언의 "영웅"이라 할 수 있는 3D 계측 레이저 트래커가 지원할 수 있는 부분입니다. 이 중요한 품질 관리 안전 장치가 없으면 CNC 기계를 적절하게 보정할 수 없기 때문에 그렇게 만들어진 완제품은 첫 번째 제품 검사에서 자체 품질 관리를 통과하지 못하게 되고, 이는 판매 감소, 반품 증가 또는 서퍼 부상 증가로 이어질 수 있어, 약 100억 달러 규모의 산업에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
레이저 트래커 101
따라서 정기적으로 대규모 측정 및 기계 품질 관리를 수행해야 하는 산업에서 레이저 트래커는 오늘날 최고의 리소스입니다. 단일 작업자가 수집한 정확한 3D 측정을 제공하며 전통적으로 항공우주 및 자동차 산업에서 일반적인 솔루션으로 사용되어 왔습니다. 그러나 위에서 알 수 있듯이 서핑 보드와 같은 제조 및 대량 생산과 관련된 다른 산업과 관련된 여러 응용 분야에서도 유용합니다.
레이저 트래커는 간단한 도구로서, 두 가지 각도와 거리를 측정합니다. 트래커는 측정 대상 개체에 대해 고정되는 역반사 표적(일반적으로 구면 장착 역반사 장치[SMR])에 레이저 빔("레이저 트래커")을 보냅니다. 반사된 광은 트래커로 다시 경로를 추적합니다. 광이 트래커로 다시 들어오면 트래커의 거리 측정기가 트래커에서 역반사 장치까지의 거리를 계산합니다. 수집된 좌표 데이터는 측정 포인트에 대한 X, Y 및 Z 좌표를 설정하기 위해 계측 소프트웨어로 전송됩니다. 소프트웨어는 궁극적으로 해석 및 모델링을 위해 수집된 포인트를 사용합니다.
레이저 트래커는 두 가지 유형의 거리 측정기 중 하나를 사용합니다. 첫 번째는 상대 거리를 사용하여 측정하는 간섭계입니다. 간섭계는 대상의 움직임을 정확하게 측정할 수 있지만 절대 위치를 제공할 수는 없습니다. 두 번째는 절대 거리 측정기(ADM)입니다. 대부분의 레이저 트래커는 ADM 기술을 사용합니다.
ADM 기술은 표적에 알려진 파장의 신호를 보낸 다음 수신된 신호의 위상 차이를 측정하는 위상 변이를 기반으로 합니다. 이 차이는 트래커까지의 거리를 제공합니다. 여러 파장을 보내야 합니다. 표적의 위치를 대략적으로 추정하기 위해 긴 파장 신호로 시작하고, 더 높은 정밀도를 위해 짧은 파장을 이어 보냅니다. ADM은 정확도가 높은 편이지만 측정 시간이 느립니다. FARO는 신호가 주파수를 변경하는 데 필요한 시간을 단축하는 "고급 ADM" 시스템을 개발했습니다. FARO의 6세대 ADM 기술은 통합된 절대 거리 측정(iADM)입니다. iADM을 사용하면 동일한 레이저 빔에서 각도와 거리를 측정할 수 있습니다. 이를 통해 2빔 ADM 기술과 관련된 오류와 드리프트를 제거할 수 있습니다.
많은 3D 측정 장치와 마찬가지로 레이저 트래커는 빌드 및 사양에 따라 속도와 정확도가 다르며 다음을 포함한 제조 수명 주기 전반에 걸쳐 적용 가능합니다.
- 정렬: 조립 공정 중에 실시간 측정을 수행하여 허용 오차를 확인하고 품질 관리를 유지 또는 개선합니다.
- 기계 설치, 정렬 및 유지 관리: 기계 교정을 보장하고 기계 부품을 모니터링하여 작동 사양 내에서 유지합니다.
- 부품 및 조립 검사: 실제(공칭 데이터와 비교) 데이터의 디지털 기록을 생성하여 품질 요구 사항 준수 여부를 검증합니다.
- 도구, 다이 및 금형 제작: 체적 정확도 측정을 수행하여 마모를 모니터링하고 일관성을 보장합니다.
- 리버스 엔지니어링: 청사진이나 CAD 도면이 없는 부품 또는 어셈블리에 대한 정밀한 디지털 측정 데이터를 수집합니다.
- 로봇 캘리브레이션: 로봇에 대한 현장 정기 유지보수 보정을 수행하여 사양을 준수하고 균일한 출력을 보장합니다.
이러한 수많은 응용 분야에도 불구하고 일부 산업에서는 레이저 트래커 기술의 사용이 얼마나 어려운지에 대한 시대적 인식을 바탕으로 레이저 트래커 기술 채택을 피했습니다. 일반적으로 측정은 레이저 장치와 SMR 사이에 절대적인 가시선이 필요한 매우 수동적인 작업으로, 둘 사이에 무언가가 끼어들면 빔이 끊어지고 시퀀스를 다시 시작해야 했습니다. 작업자는 레이저 트래커를 효율적으로 사용하기 위해 보다 광범위한 교육과 경험이 필요했습니다.
그러나 최근 혁신 기술을 통해 가시선 빔이 끊어진 경우에도 레이저가 표적을 능동적으로 찾아 고정할 수 있게 되어 이러한 우려가 완화되었습니다. 결과적으로 작업자는 엄격한 교육 없이도 이 기술을 사용할 수 있으며, 크거나 복잡한 물체를 측정하는 데 필요한 시간이 크게 단축됩니다. 또한 6Probe와 같은 액세서리를 사용하면 6자유도(6DoF) 기능을 통해 숨겨져 있거나 손이 닿기 어려운 영역을 측정할 때 무선 핸드헬드 도움을 받을 수 있습니다. 이러한 기능 덕분에 레이저 트래커는 광범위하게 적용 가능하고 신속하며 사용하기 쉬운 솔루션이 되었습니다.
서핑 커뮤니티를 지원하는 "레이저 트래커"
CNC 기계와 레이저 트래커가 공유하는 공생 관계는 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 말하자면, 둘 중 하나가 없으면 다른 하나가 존재할 수 없는 관계입니다.
그러나 컴퓨터 지원 설계 및 컴퓨터 지원 감산 제조의 속도와 효율성은 시간이 지남에 따라 증가하겠지만, 서핑보드든 요트든, 해당 제품의 설계를 맡은 장비가 완전히 실패하거나, 대량 생산 정밀 측정값을 생성하겠다는 약속을 이행하지 못하면, 이러한 절감 효과는 실현되지 않거나 훨씬 더 느린 속도로 실현될 것이라는 점을 유의해야 합니다.
레이저 트래커의 중요성을 서퍼의 말로 표현하자면 전설적인 보더이자 팔순의 서핑보드 디자이너인 Skip Frye는 이렇게 말합니다. "저에게 서핑은 음악을 연주하는 것과 같습니다. 다른 보드로 다른 멜로디를 연주하는 거죠".
Skip의 비유에 덧붙이자면 레이저 트래커는 서핑보드가 가장 완벽한 음을 낼 수 있도록 '튜닝'하는 정밀 측정 도구라고 할 수 있습니다.
올해 대서양 유역이 다시 활기를 되찾고 열대성 폭풍이 바다를 10피트, 20피트, 30피트로 '폭탄'처럼 휘젓기 시작하면서, CNC 기계 뿐만 아니라 레이저 트래커가 얼마나 가치 있는지를 생각해 보아야겠습니다.
꽤 멋지지 않나요?