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기술동향 <기술동향: 3D 측정기> 위력을 발휘하는 「슈퍼 파워」

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작성자 댓글 0건 조회 2,521회 작성일 21-10-07 13:08

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사진 1. FARO VantageS6 6Probe 레이저 트래커 



서론

일본을 포함한 아시아 지역에서 인기를 끌었던 히어로물을 하나 꼽는다면 울트라맨을 들 수 있다. 1966년에 제작된 울트라맨과 울트라 형제는 슈퍼맨 같은 능력을 얻었다. ‘맨 오브 스틸(슈퍼맨 실사 영화)’과 마찬가지로 그들에게는 많은 공통점이 있다. 슈퍼맨은 눈에서 레이저를 쏘고 울트라맨은 스페시움 광선을 사용한다. 두 히어로 모두 힘과 체력뿐만 아니라 슈퍼 비전을 가지고 있다. 빛의 가시 스펙트럼을 넘어 물체를 보는 투시 능력이다.


울트라맨이나 슈퍼맨같은 시리즈가 세대를 넘어 인기를 얻는 데는 이유가 있다. 그들에게 공감하는 것은 우리가 특별한 힘에 대해 갈망하기 때문이다. 대규모 제조나 건설 현장에서는 이러한 경향이 특히 강하다. 과거 수십 년 동안 레이저 트래커 기술은 크게 진보하였으며 항공우주산업이나 자동차산업뿐만 아니라 고정밀도 측정이 열쇠를 쥔 다양한 용도에서 일반적인 솔루션이 되었다. 그러나 그만큼 기술이 진보했어도 지각력을 높이는 일은 어렵다. 이전의 레이저 트래커가 대상물 주변이나 뒤 혹은 데이터 취득의 빔면의 아래(혹은 위)에서 가시선을 잃어버린 경우 어떻게 될까? 작업에 종사하는 작업자가 또는 어떤 예기치 못한 물리적 장벽이 빔을 교란시키거나 하는 일이 생기면 어떻게 될까? 단적으로 말하면 좋은 일은 아니다. 좀 더 자세히 말해보면 다운타임의 증가, 생산성의 저하, 인건비의 증가가 발생한다. 또한 작업자는 측정하고 있는 것이 무엇이든 관련된 모든 기준점을 취득하고자 주위를 ‘우회’할 것이 강요되기 때문에 측정 에러에 대한 리스크가 높아진다. 항공 우주 및 자동차 공학과 같은 경쟁이 격심한 시장에 있는 대기업 제조사 입장에서는 두통의 근원 같은 것이다.


그러나 새로운 ‘슈퍼 파워’가 대규모 측정을 가능하게 하면서 상황이 바뀌기 시작했다. FARO의 레이저 트래커와 새로운 FARO Vantage 레이저 트래커 6DoF(6 자유도) 프로브를 조합하여 어려운 사업을 해결한다. 측정과 레이저 트래킹 기능의 다이나믹한 조합으로 작업자에게 ‘식스 센스’를 주고 가시선을 뛰어넘은 가장 도달하기 어려운 부품을 정확하게 측정하여 생산성과 효율성을 크게 향상시킨다.


레이저 트래커: 계측의 ‘슈퍼 툴’ 

정기적으로 대규모 계측을 하는 업계에서는 혼자 작업하는 작업자에게 정확한 3D 측정을 가능하게 해주는 레이저 트래커가 계측의 ‘슈퍼 툴’, 얼라이먼트, 기계 설치, 메인터넌스, 부품과 어셈블리 검사, 치공구/금형 제조, 리버스 엔지니어링, 로봇 캘리브레이션에 가장 적합하다.


레이저 트래커는 두 각도뿐만 아니라 거리를 측정하는 방식으로 작동한다. 트래커는 측정 대상물에 대한 재귀 반사 타겟(일반적으로 구형에 설치된 역반사체 또는 SMR)에 레이저 빔을 조사한다. 반사된 빛은 독자적인 경로를 통과하여 트래커로 되돌아온다. 빛이 트래커로 재입사하면 트래커 안의 거리계가 트래커로부터 역반사체까지의 거리를 계산하고 정밀 엔코더가 빔의 각도를 측정한다. 거리와 각도는 측정된 점의 X, Y 및 Z 좌표를 설정하기 위하여 계측 소프트웨어로 전송된다. 다음으로 소프트웨어에서는 수집된 포인트를 바탕으로 완성 부품을 모델링하여 원래 설계와 비교한다.


시대에 뒤쳐졌다는 인식과는 대조적으로 현대의 레이저 트래커는 사용이 쉽다. 게다가 절대적인 가시선은 필수적이지 않다. 이전의 측정은 수동이었으며 트래커와 SMR 사이에 절대적인 가시선이 필요했었다. 만약 어떤 두 개 사이에 들어간 경우 레이저 라인이 차단되어 버리고 사용자는 수동으로 다시 레이저를 발견할 필요가 있었다. 초기 트래커를 효율적으로 사용하려면 작업자는 광범위한 교육과 많은 경험을 필요로 했었다.


FARO Vantage의 ActiveSeek™ 기능 등 최근의 기술 혁신에 의해 가시선이 끊겨도 레이저가 타겟의 위치를 액티브하게 특정하여 잠금으로써 이러한 우려를 줄여준다. 작업자는 엄격한 교육을 받지 않더라도 이 기술을 사용할 수 있으며 그 결과 대형 대상물이나 복잡한 대상물의 측정에 필요한 시간을 극적으로 단축할 수 있다.


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사진 2.

(출처: 당사의 최신형 프로브의 사용 편의성과 속도를 보려면 유튜브에서 6Probe를 검색하거나

 https://youtu.be/69wiRHlNhHk를 검색) 



6DoF: 특수 촬영 불필요

당사의 최신 6DoF는 FARO VantageS6와 VantageE6 레이저 트래커와 심리스로 통합할 수 있는 무선 핸디형 프로브이다. 이 디바이스는 휴대성이 뛰어나며 사용자가 지금까지 이상으로 신속하고 고정밀도로 제품을 구축, 검사, 측정할 수 있다.


6Probe는 가장 열악한 현장에서도 동적 측정, 속도, 정밀도 요건을 만족한다. 키네마틱 방식의 자기 식별형 스타일러스를 사용하여 사용자는 프로브 팁을 신속하게 교환하고 재보정 없이 측정할 수 있다. 트래커의 가시선 밖에 있는 숨겨진 영역을 더 넓은 허용각도로 측정할 수도 있다. 생산성과 효율성을 높일 수 있도록 설계된 선진적인 툴이라고 할 수 있다. 일반적인 가동 시간에서 사용자가 적어도 30분 이상 절약할 수 있으며 또한 다양한 작업 환경에서의 측정에 대한 일관성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.


당사의 트래커는 특허 취득을 완료한 Super 6DoF Track Arm 솔루션을 지원하며, Vantage와 1대 이상의 FARO ScanArm을 함께 작동시켜 대용량 측정용의 통합형 접촉식/비접촉식 3D 측정 시스템을 구축할 수 있다. 최대 60m(리치는 4m) 범위에서 Super 6DoF는 가시선과 관련된 문제를 없애어 매우 뛰어난 정밀도를 유지하고 측정 범위를 확대할 수 있다.



..(후략)   


Leo Martinez / 파로테크놀로지스

  본 기사는 2021년 10월호에 게재되었습니다. 

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본 기사는 월간지[計側技術] (일본일본공업출판주식회사 발행)로부터 번역·전재한 것입니다.

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