부품을 스캔하고, 그 정확도를 분석하고, 상세한 결과 보고서를 생성하는 과정을 자동화하여 생산성을 높일 수 있다고 생각해보세요. Level 3 Inspection은 이 꿈을 완벽한 현실로 바꾸었습니다. 플로리다와 인디애나에 지사를 두고 있는 이 회사는 오래 전부터 정밀 제조업체들을 대상으로 계측 및 치수 검사 서비스를 제공하는 것으로 유명했습니다.
부품을 스캔하고, 그 정확도를 분석하고, 상세한 결과 보고서를 생성하는 과정을 자동화하여 생산성을 높일 수 있다고 생각해보세요. Level 3 Inspection은 이 꿈을 완벽한 현실로 바꾸었습니다. 플로리다와 인디애나에 지사를 두고 있는 이 회사는 오래 전부터 정밀 제조업체들을 대상으로 계측 및 치수 검사 서비스를 제공하는 것으로 유명했습니다.
Level 3 Inspection은 로봇으로 제어하는, 광학 스캔과 컴퓨터 사용을 통합한 검사(CAI) 시스템인 스마트 검사 스테이션을 만들었습니다. 이 시스템은 자동으로 부품을 3D로 정밀하게 스캔하고, CAD 및 BluePrints와 비교하여 부품을 분석하고, 부품 배치를 결정하고, 포괄적인 검사 보고서를 작성합니다. 스마트 검사 스테이션을 사용하면 부품 검사의 효율과 정확도(처리량)를 크게 높일 수 있습니다.
특허 출원 중인 이 장치는 백색광 스캔(WLS) 기술 또는 기타 광학 스캐너를 부품 포지셔너 및 Geomagic Control(구 Geomagic Qualify)과 함께 사용합니다. 이 시스템은 함께 작동하며 자동화를 제어하기 때문에 반복된 정밀 스캔을 단 몇 분이면 실행할 수 있습니다. 스마트 검사 스테이션은 업계 선두의 3D 검사 소프트웨어 도구인 Geomagic Control을 사용해 치수 측정, 주석, 비교, 결과 보고에서 NIST 및 PTB가 인증하는 정확도를 구현합니다. Geomagic Control의 Python 스크립팅 기능을 갖춘 이 시스템은 자동화된 프로세스를 이용한 간편한 e사용자 지정을 통해 지속 가능한 반복성과 일관성을 구현할 수 있습니다.
Level 3 Inspection의 공동 창립자이자 CEO인 Bill Greene은 “이것은 놀라울 정도로 빠르고 정확한 결과를 내는 활용도가 매우 좋은 시스템입니다. 백색광 스캔 시스템의 매우 높은 정밀도와 Geomagic Control의 정밀 측정 및 비교 기능이 결합되어 있어 제조업체들이 단 몇 분이면 부품을 검사하고, 배치하고, 부품에 관한 보고서를 작성할 수 있다”고 말했습니다.
구성 가능 수준이 높은 SiS가 4, 5, 11(또는 그 이상) 메가픽셀의 스캐너 해상도와 50 ~ 380mm 이상의 측정 용량을 다양한 구성으로 제공하기 때문에 검사할 특정 부품에 필요한 매우 높은 밀도의 스캔 데이터를 생성할 수 있습니다. 현재 스캐너 전면에서 부품을 조작할 수 있는 3축 부품 프리젠터가 있습니다. 물론, 다른 구성도 설계되어 있습니다.
백색광 스캔이 필요한 이유는?
지금까지는 일반적으로 수백 개 포인트를 수집하여 부품 기하 구조 정합 여부를 평가하는 배위수 테이블로 보고하는 제조 셀에서 CMM을 사용해 부품을 검사했습니다. 이 기술은 40년이 넘었기 때문에 프로세스 최적화 결정을 제대로 지원하는 데 필요한 정보를 충분히 제공하지 못합니다. 21세기 광학 계측 도구는 더 정확하고 훨씬 더 포괄적이며, 부품 기하 구조를 시각적으로 더 잘 표시하기 때문에 결과를 보다 확실하게 파악할 수 있습니다. 그리고 지금은 이러한 기술이 상당히 빠릅니다.
최신 측정 및 검사 기술을 고려할 때 처음 제기되는 질문 중 하나는 기존 검사 방법과의 상관 관계입니다. 이 상관 관계는 Level 3 Inspection과 그 고객을 실망시킨 적이 없습니다. 예를 들어, 200 CMM 포인트를 수집하여 숄더 돔 임플란트를 측정했고, 이 수치는 허용할 만한 치수로 통과되었습니다. 동일 부품을 3D 백색광으로 스캔하여 200,000개의 스캔 데이터 포인트를 수집했는데, 최적 정합 구형 청사진 요구사항에 따라 분석했을 때는 이로 인해 부품이 공차를 벗어났습니다. 이어진 상관관계 조사에서 CMM 포인트가 WLS 포인트에 중첩되어 소수 5 또는 6 자리수까지 동일한 완벽한 상관관계가 있지만 CMM 데이터 포인트가 백색광 스캔 데이터에서 포착된 링 모양의 변칙을 간과하면서 검사 보고서에는 다른 결론이 나온 것으로 확인되었습니다. 현장에서 고객사 계측 팀이 컴퓨터 이용 검사를 사용한 백색광 스캔이 “CMM보다 확실히 우수했다”고 말했으며, 고객사는 최신 3D 검사 기능을 이용하기 위해 자사 청사진 계측 방식을 조정했습니다.
백색광 스캔은 필요한 데이터 포인트 수백만 개를 몇 분 안에 매우 빨리 수집하면서 동시에 매우 높은 수준의 정확도와 정밀도로 수집합니다. SiS에 사용되는 백색광 스캐너는 구성에 따라 1.0 미크론에서 0.1 미크론의 정확도로 부품을 디지털화할 수 있습니다.
함께 제공된 설정 파일 라이브러리와 부품별 루틴을 개발하는 단순한 ‘보면서 반복’ 프로세스를 통해 SiS를 빠르고 간편하게 보정할 수 있습니다.
Geomagic Control을 사용한 컴퓨터 이용 검사
Geomagic Control은 사용자 지정이 가능한 유연한 환경에서 정확한 측정 및 비교 도구를 제공하여 Level 3 Inspection의SiS를 완벽하게 보완합니다. 표준 보고서와 사전에 설정한 보고서를 바로 생성할 수 있는 Geomagic Control X에서 부품 스캔 데이터를 바로 볼 수 있습니다. GD&T 호출과 3D 컬러 지도가 포함되는 포괄적 검사 보고서를 ‘Go/No Go’ 기능만큼이나 간단하게 출력할 수 있습니다.
통계적 공정 관리 시스템에 바로 통합할 수 있는 .xml을 포함해 3D PDF, html, Office 및 기타 표준 출력 형식으로 보고서를 생성하여 정보를 즉시 배포할 수 있습니다. 이에 따라 엔지니어와 제조 담당자들이 육안이 아닌 검사 보고서로 문제, 추세, 예기치 않은 상황을 바로 확인할 수 있습니다.
Geomagic Control X는 오픈소스 Python 스크립팅의 유연성도 갖추었습니다. Geomagic Python 스크립팅 환경에서 고객 데이터와 하드웨어 사이의 링크를 업계 선두의 3D 데이터 처리 기술에 접목할 수 있습니다. 스캔 데이터 캡처, 샘플링, 노이즈 저감, 정렬 및 등록, 토폴로지 분석, GD&T, CAD 비교 및 보고서 생성 이 모두를 사용자 지정하고 조정할 수 있습니다. 고객 프로그램, 하드웨어 그리고 기업 및 대학의 수많은 오픈 소스 Python 모듈 목록과 함께 Geomagic Control X는 사용자 지정과 자동화를 놀라운 수준이 유연성으로 제공합니다.
Greene은 “이 종합 시스템으로 제조업체들은 자사 공정의 역량과 한계를 바로 확실하게 파악할 수 있습니다. 몇 주 또는 몇 달 걸리던 공정 최적화를 이제는 며칠이면 간단하게 완료할 수 있다”고 말했습니다.
(이미지 왼쪽: 맨 위. Geomagic Control X로 스캔한 제품.
가운데: 원본 CAD 데이터와 비교했을 때 이탈하고 변동된 부분을 보여주는 컬러 지도
맨 아래: 측정치와 주석이 지정된 모델. 이 모든 이미지가 보고서로 자동으로 수집되어 작업 전체에 사용할 수 있습니다.)
검사의 새로운 시대
Level 3 Inspection은 11년 동안 이러한 기술로 작업했으며 기업의 성장을 도우면서 이러한 도구가 더 많이 사용되고, 가격이 떨어지고, 훨씬 더 강력해졌습니다. 이러한 도구가 자동화된 공정 관리 시스템에 통합되면서 생산 검사 요구사항을 훨씬 더 빠르게 충족하고 있습니다.
Bill Greene은 “생산 라인을 강화하고 공정 제어와 관리에 필요한 피드백을 더 빠르고 순환형으로 제공하기 위해 고객들에게 최초로 요구한 것이 SiS였습니다. 공정 관리 시스템에 있는 소프트웨어 전문성이 없어도 이러한 공정을 바로 구현하기 위해서는 그 자동화 도구와 스크립팅에서 Geomagic Control X의 유연성이 중요한 부분이었다”고 말했습니다.
스마트 검사 스테이션에 관한 자세한 사항은 http://www.smartinspectionsystems.com/에서 확인할 수 있습니다.
