test 판금 부품 검사 – 기존 방법의 한계와 최신 해법
각 부품 유형은 고유한 검사 과제를 수반합니다. 이는 특히 다양한 엔티티로 구성된 판금 부품에서 두드러집니다. 각 개체는 서로 다른 위치 및 치수 공차를 가지고 있으며, 다양한 크기와 두께 게이지가 있습니다. 이러한 특징은 측정 기술에 관계없이 검사 작업을 본질적으로 어렵게 만듭니다.
판금의 얇은 모서리와 유연한 특성, 복잡한 형상(정밀한 곡선 및 천공 포함), 그리고 자동차 차체 패널과 같은 대형 부품이 복잡성을 더합니다. 여기에 스탬핑 및 벤딩 등 제조 과정에서 발생하는 변동성이 추가되어 검사 난이도가 더욱 높아집니다.
본 글에서는 CMM(좌표 측정기), CF 검사기(Checking Fixture), 그레이 값 피처(Gray Value Features), 3D스캐너 등 다양한 기술을 사용할 때 발생할 수 있는 한계와 이를 극복 할 수 있는 최신 해법을 알려드립니다.
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첫번째, CMM을 사용한 판금 부품 측정 시 주의할 점 |
✅ 정확성 및 반복 가능성을 갖춤
자동차 및 항공우주 산업에서는 여전히 CMM이 판금 검사에서 널리 사용되고 있습니다. 정밀 스타일러스가 판금 표면을 물리적으로 접촉하며 측정하기 때문에, 불확실성을 최소화화면서 매우 정확하고 반복 가능한 데이터를 수집합니다.
❌ 느림
각 요소를 개별적으로 측정해야 하므로 평탄도, 구멍, 모서리 및 주요 치수를 정확히 확인하려면 여러 접촉 지점이 필요합니다. 이러한 프로빙 시퀀스는 시간이 오래 걸려 전체 검사 프로세스가 길어지고, 여러 판금 부품이 측정 대기 상태에 있을 경우 작업 효율이 크게 떨어집니다.
❌ 프로그래밍 및 설정이 복잡함
프로브가 불필요한 움직임을 최소화하고 충돌 없이 효율적으로 동작하도록 프로그래밍해야 합니다. 또한 접촉식 프로브는 형상 주변을 조심스럽게 탐색해야 하므로 측정 시간이 길어질 수 있습니다. 따라서 숙련된 작업자가 설정을 조정하고, 재보정하거나, 결과를 검증해야 하며, 경우에 따라 추가적인 수동 작업이 필요할 수도 있습니다.
❌ 제한된 커버리지
포인트 기반 프로빙은 중요한 형상을 측정하는 데는 적합하지만, 표면 변형이나 뒤틀림은 포착하기 어렵습니다. 완전한 표면 데이터가 없으면 전체 지오메트리 또는 CAD 모델과의 편차를 평가하기 어려워집니다. 특히 표면 무결성과 형상 정확도가 필수적인 산업에서 포인트 프로빙에만 의존할 경우, 감지되지 않은 결함이 발생하여 조립 및 기능에 문제가 생길 수 있습니다.
✍️ 결과적으로,
CMM은 고정밀 작업에는 뛰어나지만, 접촉식 프로빙의 느린 속도와 복잡한 설정 때문에 대량 검사에는 적합하지 않습니다.
스탬핑 부서에서는 하루에 수백 개의 판금 부품을 생산하지만, CMM 검사의 느린 속도로 인해 각 부품을 철저히 검사하고, 생산 라인에서 문제를 신속히 식별하기가 어렵습니다. 대량 생산과 엄격한 허용 오차 요구 사항이 맞물리면서 제조 공정에서는 필연적으로 병목 현상이 발생할 수밖에 없습니다. 따라서 자동차 및 항공우주 산업에서는 생산 현장과 더 가까이 배치하고 100% 검사 범위를 제공할 수 있는 보다 빠른 판금 검사 솔루션을 적극적으로 찾고 있습니다. |
두번째, CF 검사기(Checking Fixture) 사용 시 주의할 점 |
✅ 빠르고 반복 가능성을 갖춤
CF 검사기는 빠르고 반복 가능한 검사가 가능하며, 작업자가 쉽게 다룰 수 있어 대량 생산에 적합합니다.
간단한 교육만으로도 Go/No-Go 방식의 검사가 가능해 일관된 품질 관리를 보장합니다.
작업자는 부품을 픽스쳐에 쉽게 배치한 후 편차를 확인할 수 있어, 복잡한 장비나 소프트웨어 없이도 검사 프로세스를 간소화할 수 있습니다.
❌ 유연성이 부족함
특정 부품에 맞춰 설계되기 때문에 새로운 판금이 나올 때마다 새로운 픽스쳐가 필요합니다.
이로 인해 제품 변경이 발생하면 시간과 비용이 추가되며, 부품에 수정이 가해지면 기존 피처는 쓸모없어지거나 업데이트가 필요해집니다.
❌ 설계, 보관, 유지 비용이 높음
픽스쳐는 시간이 지나면서 마모되기 때문에 정밀도를 유지하려면 정기적인 유지 보수 및 교정이 필요합니다. 또한 부피가 크기 때문에 보관 비용이 많이 들고, 맞춤형 픽스쳐 설계 및 제작 비용도 높습니다. 특히 소량 생산에서 이러한 비용은 더욱 부담이 됩니다.
✍️ 결과적으로,
CF 검사기는 설계 변경이 적은 대량 생산 환경에서는 매우 효과적입니다.
그러나 자동차 및 항공우주 산업에서는 빠르고 반복 가능하면서도 설계 변경에 유연하게 대응할 수 있는 솔루션이 더 적합합니다. 이를 통해 초기 투자비, 유지 보수 비용, 보관 비용을 절감할 수 있습니다. |
세번째, 그레이 값 피처(Gray Value Features) 기반 검사 시 주의할 점 |
그레이 값 피처(Gray Value Features)란? 2D 이미지 대비 전환을 이용한 3D 포인트 추출하는 기술
✅ 정확하지만, 작업자에 따라 좌우됨
카메라 각도, 노출 시간 및 조명 조건을 정확히 조정해야 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
작업자는 카메라 각도, 피팅 존, 노출 시간 등 다양한 취득 및 검사 매개변수를 정확히 조정해야 합니다. 이러한 설정이 정확해야 이미지의 대비와 선명도가 최적화되어 표면 질감의 차이를 강조하고 잠재적인 결함을 감지할 수 있습니다. 그러나 작은 편차만으로도 측정이 부정확해질 수 있어, 전체 프로세스가 작업자의 숙련도와 경험에 크게 의존하게 됩니다.
❌ 느리고 복잡한 워크플로우
포토그래메트리(사진 측량)를 적용하면 검사 과정이 복잡해집니다.
다양한 각도에서 대량의 이미지를 캡처해야 하고, 여러 매개변수를 세밀하게 조정해야 하므로 작업 속도가 느려집니다. 또한, 각 촬영마다 정밀한 보정 및 정렬이 필요하기 때문에 설정 및 데이터 취득 시간이 길어집니다.
❌ 환경 조건에 민감함
이미지 기반 검사 방식은 조명이 일정하게 유지될 때 최적의 성능을 발휘합니다.
주변 조명, 부품 색상, 배경의 약간의 변화만으로도 대비(또는 그레이 값)가 달라져 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 이미지 캡처에 간섭을 일으켜 그레이 값의 분포를 왜곡시켜 결함 감지가 어려울 수 있습니다.
✍️ 결과적으로,
그레이 값 기반 피처 검사는 조명 및 환경에 매우 민감하므로 생산 라인에서 적용이 어렵습니다.
또한, 정밀한 매개변수 조정이 필요하기 때문에 작업자의 숙련도에 따라 결과가 달라질 위험이 있습니다. 따라서 자동차 및 항공우주 산업에서는 작업자와 환경에 영향을 받지 않는 솔루션이 더 큰 가치를 제공할 수 있습니다.
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네번째, 엣지 기반 피처 추출(Edge-Based Feature Extraction) 시 주의할 점 |
❌ 메쉬 구조와 해상도에 민감함
이 기술은 메쉬 구조와 해상도에 영향을 받기 쉽습니다.
모서리와 기하학적 엔티티를 효과적으로 추출하려면 3D 스캔 데이터의 정확도와 밀도가 중요합니다. 해상도가 낮으면 메쉬가 거칠어져 모서리(엣지)가 울퉁불퉁하거나 불완전하게 보이기 때문에 정확한 선이나 곡선을 추출하기 어려워집니다. 마찬가지로 메쉬가 잘 구조화되지 않은 경우 모서리가 끊어지거나 고르지 않아 피처 추출에 부정적인 영향을 미칩니다.
❌ 고해상도에서는 측정 속도 저하
세밀한 디테일을 포착하기 위해 해상도를 높이면 엔티티 추출 정확도는 향상됩니다.
하지만 메쉬가 촘촘해질수록 모서리가 더 매끄러워지지만, 동시에 스캔 속도가 느려져 검사 효율이 떨어집니다. 이 때문에 대량 생산이 요구되는 판금 부품 검사에는 고해상도 스캐닝이 비효율적일 수 있습니다.
❌ 결과의 작업자 및 매개변수 의존성이 높음
결과가 해상도 설정이나 추출 매개변수에 따라 달라지면, 데이터나 장비의 신뢰성이 의심받기 쉬워집니다. 이는 복잡한 판금 부품에서 정확한 데이터 취득과 철저한 분석이 필요할 때 특히 중요합니다. 또한 작업자의 판단, 경험, 매개변수 설정에 따라 결과가 달라질 수 있어 일관성이 떨어질 위험이 큽니다.
✍️ 결과적으로,
품질 관리 부서에서는 장비나 측정 방식에서 발생하는 모호함과 편차를 제거해야 합니다.
따라서 자동차 및 항공우주 산업에서는 메쉬 구조와 해상도에 영향을 받지 않고, 환경 조건이나 작업자의 숙련도와 무관하게 일관된 결과를 제공하는 신뢰성 높은 검사 솔루션이 필요합니다.
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모든 기존 검사 방식에 한계가 있다면, 판금 부품을 위한 최적의 솔루션이 있을까요?
크레아폼은 주요 자동차 제조업체와 협력하여 다음과 같은 이상적인 판금 검사 솔루션을 개발했습니다.
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✅ 작업자에 의존하지 않는 최적의 정확성 제공
크레아폼 3D스캐너는 작업자의 숙련도에 의존하지 않고 복잡한 추출 매개변수를 조정하거나 메쉬 구조 및 스캔 해상도를 고려할 필요 없이 2D 엔티티를 정확히 포착할 수 있는 새로운 판금 검사 솔루션입니다.
이 솔루션은 시각적 피드백을 통해 최적의 데이터 수집을 보장하고, 직관적인 데이터 검증으로 필요한 모든 정보를 정확히 수집할 수 있도록 지원합니다. 또한, 단순하고 직관적인 인터페이스를 통해 단계별 안내가 제공되기 때문에 취득 과정에서 조정해야 할 매개변수가 줄어들고, 작업자의 영향이 최소화되어 어떤 환경에서도 일관된 정확성을 유지할 수 있습니다.
✅ 빠르고 유연하며 생산 현장에 적합
크레아폼의 판금 검사 솔루션은 CMM보다 5배 빠른 속도로 단일 스캔에서 전체 부품 데이터를 수집하는 동시에 표면 형상과 같은 추가 정보를 추출합니다.
이러한 혁신적인 기술은 환경 조건의 영향을 받지 않고, 생산 현장에서 쉽게 배치할 수 있으며, 설계 변경에도 유연하게 대응할 수 있습니다. 또한, 다양한 부품의 형상 및 크기를 하나의, 동일한 3D스캐닝 장비로 측정할 수 있습니다.
✍️ 결과적으로,
크레아폼의 3D스캐너를 활용한 솔루션은 판금 검사에서 기존 검사 방식의 모든 단점을 보완하며 정확성과 효율성을 동시에 제공할 수 있는, 최신 판금 검사 솔루션입니다.
기존의 판금 검사 방식은 정확성, 속도, 유연성에서 각각의 한계를 가집니다.
● CMM은 높은 정확도를 제공하지만 속도가 느리고 복잡한 설정이 필요합니다.
● CF 검사는 빠르고 반복 가능하지만 설계 변경에 대응하기 어렵고 비용이 많이 듭니다.
● 그레이 값 피처는 이미지 기반으로 정확한 검사가 가능하지만 환경 조건과 작업자의 숙련도에 따라 결과가 달라질 수 있습니다.
● 엣지 기반 피처 추출은 해상도를 높이면 정확도가 올라가지만 속도가 느려지고 작업자의 설정에 과도하게 의존합니다.
최신 기술인 3D스캐너는 작업자와 환경의 영향을 받지 않으면서 생산 현장에서 즉시 적용 가능하고, 설계 변경에도 유연하게 대응하며, 5배 빠른 속도로 형상 데이터를 포착할 수 있습니다. 이제, 빠르고 정확하면서도 유연한 판금 검사 솔루션으로 생산성과 품질을 동시에 높일 수 있습니다.
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