항공·우주, 중장비, 에너지 산업에서는 대형 구조물의 형상과 조립 상태를 정밀하게 확인해야 하는 경우가 많습니다. 측정 대상이 커질수록 단순히 넓은 영역을 스캔하는 것만으로는 충분하지 않으며, 전체 데이터를 하나의 기준 좌표계 안에서 안정적으로 관리하는 것이 중요합니다.

특히 대형 구조물을 여러 위치에서 나누어 측정할 경우, 측정 범위가 확장되는 과정에서 누적오차가 발생할 수 있습니다. 따라서 높은 정확도를 유지하면서도 생산 현장의 작업 흐름을 방해하지 않는 측정 방식이 필요합니다.

최근에는 광학 트래킹 기반 3D 측정 기술과 공간 확장 기술을 활용해 대형 구조물의 누적오차를 최소화하고, 생산 현장에서 보다 효율적인 품질 검사를 수행하는 사례가 늘고 있습니다. 이번 글에서는 광학 트래킹 기반 3D 측정의 특징과 실제 적용 사례를 살펴보겠습니다.

광학 트래킹 기반 3D 측정이란?

광학 트래킹 시스템은 트래커와 3D스캐너를 함께 사용해 측정 공간의 좌표 정보와 제품 표면 형상을 동시에 취득하는 방식입니다. 트래커는 측정 공간의 기준 좌표계를 만들고, 3D스캐너는 레이저 라인을 이용해 제품 표면의 형상 데이터를 수집합니다.

측정 대상에 부착된 포지셔닝 타겟을 기반으로 대상물의 위치를 실시간으로 추적하기 때문에, 생산 현장에서 발생하는 진동이나 미세한 움직임의 영향을 줄이면서 안정적인 측정이 가능합니다.

대형 구조물 측정에 필요한 핵심 기술

적용사례 ① 항공기 동체 조립

첫 번째 사례는 항공기 동체 조립 공정입니다. 기존에는 레이저 트래커로 제품 위치를 측정한 뒤 기준 위치와 비교하고, 편차가 있으면 제품을 다시 이동한 후 재측정하는 방식으로 작업이 진행되었습니다.

이 방식은 측정과 위치 조정이 반복되기 때문에 많은 시간이 소요됩니다. 이를 개선하기 위해 트래커의 Dynamic Tracking 기능과 공간 확장 기술을 적용해 대형 구조물 전체를 하나의 공간 모델로 구성하고, 여러 대의 트래커가 해당 좌표계를 동시에 공유하도록 구축했습니다.

실시간 편차 확인으로 조립 시간을 줄입니다

항공기 동체 조립 사례에서는 커스텀 소프트웨어를 통해 목표 위치와 현재 위치의 편차를 실시간으로 확인할 수 있도록 구현했습니다. 작업자는 측정 결과를 기다릴 필요 없이 제품을 이동시키면서 즉시 위치를 보정할 수 있습니다.

결과적으로 반복 측정과 대기 시간을 줄이고, 대형 구조물 조립 공정의 작업 효율을 높일 수 있었습니다.

적용사례 ② 중장비 하부 프레임 검사

두 번째 사례는 생산 라인 내 중장비 하부 프레임 검사입니다. 해당 제품은 라인 내부에서 직접 측정해야 했기 때문에 작업 공간에 제약이 있었고, 깊은 포켓 내부에 중요한 체결 치수가 위치해 있었습니다.

또한 라인 가동으로 인한 잔진동이 지속적으로 발생하는 환경이었기 때문에, 측정 대상의 움직임을 실시간으로 보정하면서 안정적으로 데이터를 취득할 수 있는 방식이 필요했습니다.

진동 환경과 깊은 포켓 형상도 안정적으로 측정합니다

광학 트래킹 기술은 포지셔닝 타겟을 기반으로 제품의 흔들림과 진동을 실시간으로 보정합니다. 작업자가 자유롭게 이동하며 측정할 수 있어 생산 라인 환경에서도 안정적인 표면 데이터 취득이 가능합니다.

측정 영역이 길이 방향으로 확장되더라도 시작점과 끝점을 연결해 최적화된 공간 모델을 구성할 수 있으며, 약 300mm 수준의 측정 심도를 활용해 깊은 포켓 내부까지 스캔할 수 있습니다. 이를 통해 사각지대를 줄이고 생산 라인 내 검사 프로세스를 안정화할 수 있습니다.

적용사례 ③ 대형 연료탱크 측정

세 번째 사례는 길이 10m 이상의 대형 연료탱크 측정입니다. 이 프로젝트에서는 전체 구조물을 하나의 기준 좌표계로 관리해야 했으며, 후속 용접과 도장 공정을 위해 빠른 측정이 요구되었습니다.

측정 대상 전체를 하나의 객체로 인식시키고 누적오차를 최소화하기 위해 MaxSHOT 3D 포토그래메트리 시스템과 커스텀 스케일 바를 활용했습니다. 이를 통해 대형 구조물의 공간을 인식하고 왜곡을 줄이는 방식으로 측정 기준을 구성했습니다.

필요한 구간만 스캔해 측정 시간을 줄입니다

생성된 공간 데이터는 트래커와 연동되어 전체 구조물을 하나의 좌표계로 관리하는 데 활용되었습니다. 또한 기존에 부착된 타겟 정보를 활용해 거리, 각도, 기하공차 등 필요한 검사 데이터를 추출할 수 있었습니다.

전체를 모두 스캔하는 방식이 아니라 필요한 구간을 중심으로 데이터를 취득함으로써, 대형 제품 측정에서 요구되는 정확도와 작업 시간을 함께 고려할 수 있었습니다.

사례별 활용 포인트 정리

대형 구조물 측정에서는 정확도와 작업 효율을 함께 고려해야 합니다

대형 구조물 측정에서는 단일 지점의 정확도만큼이나, 넓은 측정 범위를 확장하는 과정에서 발생할 수 있는 누적오차를 어떻게 관리하는지가 중요합니다. 또한 생산 현장의 진동, 공간 제약, 작업 시간까지 함께 고려해야 실제 제조 공정에 적용할 수 있습니다.

항공기 동체 조립, 중장비 하부 프레임 검사, 대형 연료탱크 측정 사례는 광학 트래킹과 공간 확장 기술이 대형 구조물 품질검사에서 어떻게 활용될 수 있는지를 보여줍니다. 이러한 기술은 보다 정확하고 효율적인 현장 측정 프로세스를 구축하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

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