볼테르부터 공자, 셰익스피어에 이르기까지 역사를 통틀어 모든 분야의 석학과 리더들은 '이 정도면 충분하다'의 가치에 대해 반복적으로 이야기했습니다.
완벽함의 추구가 행여 충분히 좋은 것들을 배척하지 않는지 주의해야 합니다. 오늘날에는 다양한 어플리케이션과 프로세스 지향적인 업무에 맞게 조정된 개념으로 이해해 볼 수 있습니다. 금융에서는 투자를 할 이상적인 기회를 기다리는 것은 투자 지연으로 인한 손해를 상쇄하기 위해 훨씬 높은 수익률을 올려야 함으로 시간이 지남에 따라 투자자에게 더 많은 비용이 발생할 수 있다는 개념입니다.
정밀도 측정 비즈니스에서도 '좋은 게 좋은 것'이라는 말이 일리가 있습니다. 사용되는 장비 측면에서 볼 때 수준 이하의 제품을 구매하는 것은 결코 현명하지 않지만, 적시에 작업을 완료하는 데 필요한 정확성 측면에서는 현명한 선택일 수 있습니다. 3D 측정학에서는 이 간단한 교훈을 간과하는 경우가 빈번합니다. 제조업체는 다소 낮은 정밀도지만 빠른 시간 안에 해결 가능한 작업을 너무 지나치게 정밀도를 따지다 많은 시간을 허비하기도 합니다.
'Focus'에 집중하기: 건설업계의 효자 그 이상
갈수록 경쟁이 치열해지는 경제 환경에서 조선, 자동차부터 일반 대형 부품 조립까지 다양한 산업 분야의 제조업체들이 시간 절약, 비용 절감, 안전성 향상, 작업량 증가를 추구하면서 '좋은 게 좋은 것'이라는 개념이 빠르게 자리 잡고 있습니다. '올바른 작업에 적합한 도구'의 진정한 의미를 다시 생각해야 할 때가 되었습니다.
건축, 엔지니어링 및 건설 분야에 널리 알려진 FARO® Focus Premium Laser Scanner는 제조업체를 주 타켓으로 판매되지는 않지만, 다양한 3D 측정 작업에 완벽하고 적합한 솔루션을 제공할 수 있습니다. 즉, 이는 세 가지 범주로 설명할 수 있습니다.
- 향상된 제품 설계 및 엔지니어링: 제품에 CAD 데이터가 부족한 경우 Focus Premium은 뛰어난 속도, 디테일, 정확로 대형 부품 또는 전체 조립을 스캔하여 역설계에 적합한 3D 모델을 생성할 수 있습니다. 또한 이를 통해 사용자는 3D 모델을 가져와 참조 데이터와 비교할 수 있으며, 편차가 발생한 것을 파악할 수 있어 기차 터널의 간격 점검 또는 건설용 크레인이 도로 법규 너비인지 여부 등을 확인할 때 유용합니다.
- 보다 효율적인 생산, 제작 및 조립: 복잡한 기계 구성 요소를 스캔하고, 결과물인 3D CAD 데이터와 치수 제어를 사용하여 필요에 따라 현장에서 정밀하게 조립하거나 단순히 제조 문서화에 데이터를 활용할 수 있습니다.
- 품질 관리 및 부품 검사 개선: 레이저 트래커나 스캔암과 같은 3D 측정 장비와 같이 익숙한 표준 CAD 비교를 통해 차체, 터빈, 선박 프로펠러와 같은 크고 복잡한 구성 요소의 정밀한 치수 검사가 가능합니다. 특히 대형 차량, 중장비 산업 및 기계 조립에 가장 유용합니다. 예를 들어 트럭과 트레일러 부품, 탱크, 크레인 등을 생각해 볼 수 있습니다.
- 조립 점검: 3D 데이터를 사용하여 대형 부품 조립을 확인하여 모든 구성 요소가 올바른 위치와 방향으로 존재하는지 파악합니다. Focus Premium을 사용하면 사람의 시각적 점검을 기반으로 한 방식에서 데이터 기반의 추적 가능한 분석으로 전환할 수 있습니다.
이러한 각 응용 분야의 핵심은 위에서 언급한 속도와 정확도입니다. Focus Premium과 같은 3D 레이저 스캐너는 대부분의 휴대용 좌표 측정기(pCMM)가 대형 부품 스캔의 한계에 도달하는 임계값에서 작동합니다. Focus Premium 스캐너가 정확도 측면에서는 더 뛰어나지 않더라도, 대형 부품 측정 시에는 스캔 위치를 바꿔가며 재조정해야 하는 번거로움이 없습니다.
이러한 속도-부피 문제는 FARO® Laser Tracker와 같은 제품에서도 직면하게 되는데, 주요 기하형상을 보다 정확하게 검사하는 데는 알맞지만 세분화된 검사가 필요한 작업에는 적합하지 않습니다. 예를 들어, 중장비 물류 장비를 제작하는 고객은 최종 조립 전에 차체를 검사해야 합니다. 트래커를 사용하면 이와 같은 작업을 완료하는 데 5시간 이상 걸릴 수 있습니다. Focus Premium을 수동 모드로 사용하면 전체 워크플로에서 동일한 작업을 20분 만에 완료할 수 있어 작업 시간이 90% 이상 단축됩니다.
다른 예로, 모든 부품이 올바른 위치에 설치되었는지 최종 점검을 수행해야 하는 군용 중장비 제조업체를 생각해 보겠습니다. FARO Focus를 수동 모드(Focus 스캐너 4개와 스캐닝 위치 8개로 가정)를 사용하면 하루 종일(8시간) 걸리던 이 프로세스를 20분 만에 마칠 수 있습니다. 다시 말해, 95% 이상의 시간을 절약할 수 있습니다.
물론 자동 모드에서는 프로세스가 훨씬 더 빨라질 수 있습니다. 이 시나리오에서 사용자가 해야 할 일은 스캔하려는 대형 부품 주위에 스캐너 세트를 고정하고 버튼을 한 번 클릭하여 자동으로 병렬로 스캔을 수행하는 것입니다.
자동화된 데이터 캡처 - 자동화된 성과
미처 생각지 못한 새로운 곳에서 '마법'이 일어납니다. 대형 제품을 제조하는 고객에게는 Focus Laser Scanner와 FARO BuildIT Metrology Software, FARO의 정렬, 제작 및 검사 응용 프로그램을 위한 3D 측정 소프트웨어 플랫폼의 조합은 대부분의 검사 응용 프로그램에서 허용되는 정확도와 전례 없는 속도로 완전 자동화된 데이터 캡처 및 분석을 가능하게 하는 3D 스캐닝 솔루션이기 때문입니다.
자동화된 캡처는 대형 부품이나 조립을 동시에 여러 개 스캔할 수 있는 기능입니다. 작동 방식은 간단합니다.
먼저 스캔할 부품 주변(벽이나 천장)에 Focus 레이저 스캐너를 여러 대 고정합니다. 그런 다음 시스템 설치와 함께 제공되는 BuildIT의 스크립트가 독점적인 자동화 어댑터 장치를 사용하여 모든 Focus 스캐너를 동시에 활성화하고 이더넷을 통해 스캔을 워크스테이션으로 전송합니다.
그런 다음 포인트 클라우드 정렬이 시작되고 클리핑 상자를 사용하여 사용하지 않은 포인트 클라우드를 삭제합니다(참고: Focus Laser Scanner는 측정 중심 작업에서는 과도한 데이터의 360ﹾ 포인트 클라우드를 생성함) Sphere Targets(FARO의 독점 Traceable 3D 액세서리)는 더 높은 정확도를 지원합니다. 그런 다음 정리된 포인트 클라우드를 CAD 파일과 비교하여 최종 보고서를 생성할 수 있습니다. 이 모든 워크플로는 자동으로 완료되므로 시간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 전문가가 조작할 필요도 없습니다. 또한 산업용 로봇을 사용하는 자동화된 시스템에 필요한 모든 안전 조치도 필요하지 않습니다.
물론 수동 워크플로도 사용할 수 있습니다.
가장 큰 차이점은 동시에 여러 번 스캔하는 대신 작업자가 개별 Focus 스캐너의 위치를 여러 번 변경해야 한다는 점입니다. 스캔은 수동으로 PC로 전송되어 FARO® SCENE 또는 BuildIT Metrology Software로 업로드됩니다. 개별 스캔은 하나의 포인트 클라우드로 정렬되며(정확도를 높이기 위해 다시 target sphere 사용), 자동화된 접근 방식과 마찬가지로 사용하지 않은 포인트들은 클리핑 상자를 사용하여 삭제됩니다. BuildIT를 사용하지 않는 경우 포인트 클라우드를 측정 소프트웨어(CAM2, Polyworks 등)로 가져와서 필요한 분석을 수행하고 보고서를 생성합니다. 하지만 위에서 살펴본 바와 같이 이 시나리오에서도 상당한 시간 절약 효과를 누릴 수 있습니다.
낡은 것은 버리고 새로운 것을 도입
자동 또는 수동 방식 모두 기존의 정밀 측정 방식을 획기적으로 개선합니다. 기존 워크플로에서는 제조업체가 구성 요소의 유무, 위치 및 방향을 육안으로 검사하는데, 이 작업은 시간이 많이 걸리고 오차가 발생하기 쉬습니다. 3DM 응용 프로그램용 Focus Premium은 이러한 프로세스 중심의 병목 현상을 상당 부분 제거합니다. 대신 고객은 측정 소프트웨어 프로그램에 로드된 포인트 클라우드로 부터 삭제 유무, 위치, 방향 등의 리포트와 치수 편차 리포트까지도 받아볼 수 있습니다. 그 결과 정밀도는 동일하게 유지하면서 속도는 더 빠르지만 대형 부품의 검사 작업에서 요구되는 정확도 수준보다 더 높은 정확도를 얻을 수 있습니다.
결과는 어떻게 달라질까요?
Focus Premium, Quantum Max ScanArm, VantageS Laser Tracker와 같은 3D 측정 장비와 관련 소프트웨어 및 부속품 솔루션(BuildIT Metrology, FARO CAM2 Software, Traceable 3D Targets)은 건축, 용접, 납땜 작업자의 21세기형 수동 공구가 되어주는 솔루션입니다. 하나의 도구가 작업을 완료하는 데 유일한 도구인 경우는 거의 없습니다. 제조, 조립, 검사 및/또는 역공학 공정의 각 단계마다 다양한 도구가 필요한 경우가 많습니다.
따라서 대부분의 경우에서 레이저 트래커와 레이저 스캐너는 프로젝트를 완료하는 데 이상적인 보완 솔루션이 될 수 있습니다.
3D 측정학에서 '이 정도면 충분하다'는 표현은 언뜻 어색하게 들릴 수 있습니다. 그러나 밀리미터에서 마이크로미터까지 조금 더 깊이 파고 들어가면 지나치게 정밀하고 시간이 많이 소요되는 측정값이 부정확하고 부정확한 측정값만큼이나 혼란을 초래할 수 있음이 분명해집니다.
속도와 정확도 사이의 적절한 균형을 찾는 것이 현재의 트랜드입니다. 자동 또는 수동 워크플로를 갖춘 Focus Premium은 이 두 가지 극단 사이의 이상적인 절충안입니다.
Focus Premium으로 제조 공정을 개선하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 아래 링크를 클릭하여 문의해 주시기 바랍니다.