무거운 부품도 괜찮음
PolyWorks|Inspector™를 갖춘 Andritz Hydro에는 대형 부품의 품질 관리 문제가 있습니다.
오스트리아 Graz에 본사를 둔 Andritz 그룹(Andritz Hydro, Andritz Pulp & Paper, Andritz Metals, Andritz Separation 및 Andritz Automation으로 구성)은 수력 발전소, 펄프 및 제지 산업, 금속 가공 및 철강 산업, 고체/액체 분리를 위한 도시 및 산업 부문에 플랜트, 장비, 서비스를 공급하는 세계 최고의 공급업체입니다.
지난 170년 동안 Andritz Hydro는 세계 수력 발전 시장의 선두 업체로서 명성을 얻었습니다. 현재 이 회사는 수력 발전소용 전기 기계 시스템 및 서비스를 공급하는 글로벌 기업입니다. Andritz Hydro의 본사는 오스트리아 Vienna에 있으며 전 세계 20개국에 50개 이상의 지점을 두고 있습니다. 이 회사는 다음과 같이 5개의 주요 부문으로 구성되어 있습니다. 대형 수력 발전, 서비스 및 복원 작업, 소형 수력 발전, 터보 발전기, 펌프. 따라서 이 회사는 수력 발전에 대해서라면 아주 잘 알고 있습니다.
과제
프란시스 터빈의 품질 관리
터보 발전기, 터빈, 밸브 등 수력 발전소용 부품을 전문적으로 생산하는 독일 Ravensburg의 Andritz Hydro 공장은 생산하는 프란시스 터빈과 같이 무겁고 거대한 부품을 포함하여 모든 부품에 대해 품질 관리를 보장해야 합니다.
최대 800메가와트를 생산하는 단일 프란시스 터빈은 그야말로 괴물입니다. 주조 소재로 구성된 프란시스 터빈의 무게는 200톤이고 직경은 거의 8미터에 이릅니다. 이 괴물이 단독으로 생산하는 전력은 인상적으로 평균적인 원자력 발전소의 발전량과 동일하다고 할 수 있습니다. 하지만 엄청난 크기와 힘에도 불구하고 프란시스 터빈은 사실 정밀 부품입니다. 이 터빈의 효율은 전적으로 블레이드의 정확성과 위치에 따라 달라집니다. 품질 관리가 중요합니다.
분당 120회전의 속도에서는 부품이 약간만 변형되어도 엄청난 영향이 발생할 수 있습니다.
베네수엘라 구리 2 발전소의 프란시스 터빈.
Andritz Hydro에서는 200톤 짜리 부품의 품질 관리에 여러가지 문제가 있습니다. 우선, 프란시스 터빈이 너무 커서 측정 작업이 매우 어려우며 적절한 장비가 없으면 사실상 측정은 불가능합니다. 게다가 이러한 부품의 엄청난 크기에도 불구하고 정밀도는 1/100밀리미터이어야 합니다.
Andritz Hydro Ravensburg의 테스트 및 측정 이사이자 입고 제품의 품질 보증, 검사 및 수리를 담당하고 있는 Yener Korkmaz는 "타겟 포인트, 정렬, 분석 등과 같은 측정 자체는 문제가 되지 않습니다. 공간이 제한적이고 물리적으로 더 나은 위치로 이동할 수 없기 때문에 실제로 힘든 것은 부품에 접근하는 것입니다.”라고 말합니다.
부품들이 측정 테이블 위에 독립되어 있지 않고 모든 방향에서 접근할 수 없으므로 과거 Korkmaz와 그의 팀은 다른 모든 부품과 도구 사이에 있는, 거대한 부품이 용접되는 위치에서 직접 해당 부품을 측정해야 했습니다. 또한, 게이지로 측정한 측정값은 게이지의 소재에 따라 다르기 때문에 정확하지 않았습니다.
솔루션
Andritz Hydro는 터빈의 품질을 보증하기 위해 3D 계측을 활용했습니다. 터빈의 많은 측정 포인트가 부분적으로 숨겨져 있고 접근이 어렵기 때문에 접촉감응형 측정 장비를 사용하기로 결정했습니다. 측정할 포인트의 양이 천문학적이지 않았기 때문에 이는 매우 실용적이었습니다. 선택한 3D 계측 솔루션은 FaroArm, Faro 레이저 트래커 및 PolyWorks|Inspector™ 소프트웨어였습니다. 이 솔루션을 사용하면 부품의 크기와 무게가 더 이상 문제가 되지 않습니다.
삽의 각도를 측정하려면 몸을 비틀어야 합니다.
측정 데이터를 정렬하고 분석하기 위해 PolyWorks|Inspector™를 선택했습니다. 실제로 Andritz Hydro는 3년 전에 PolyWorks®로 정렬 소프트웨어를 변경했습니다. 변경한 이유는 이전 소프트웨어의 정렬 기능이 요구 사항을 충족했지만 분석 및 데이터 내보내기 측면에서 PolyWorks가 여러 가지 이점을 제공했기 때문입니다.
Andritz Hydro Ravensburg의 측정 및 테스트 부문 감독인 Hans-Peter Klimm은 PolyWorks가 제공하는 제한되지 않은 유연성을 높이 평가합니다. "대부분의 소프트웨어 솔루션에는 특정한 기능이 있지만 이러한 기능으로 원하는 결과를 얻지 못하면 그것으로 끝입니다. PolyWorks에서는 목적을 이루기 위해 다양한 경로를 사용할 수 있습니다. 우리는 여러가지 내보내기 및 가져오기 옵션과 다양한 인터페이스를 사용하므로 이를 통해 특정 문제를 창의적으로 해결할 수 있습니다."
“우리는 PolyWorks가 제공하는 유연성과 다양한 보고 형식, 그리고 Duwe-3d가 제공하는 기술 지원 때문에 PolyWorks를 선택했습니다!”
Korkmaz는 조직 내의 모든 부서는 고객으로 여겨지며 각 부서의 데이터 처리 요구 사항은 모두 다르다고 덧붙였습니다. PolyWorks에서는 필요한 각 형식을 원활하게 사용할 수 있음이 확인되었습니다. “우리는 PolyWorks가 제공하는 유연성과 다양한 보고 형식, 그리고 Duwe-3d가 제공하는 기술 지원 때문에 PolyWorks를 선택했습니다!” 라고 Korkmaz가 말했습니다. Korkmaz는 또한 직원들이 PolyWorks|Inspector 소프트웨어 솔루션에 대한 기본 교육을 받았고 Lindau에 본사를 둔 Duwe-3d AG의 생산 현장에서 매크로 프로그래밍 지원이 제공된다는 점에 크게 감사했습니다.
이 3D 측정 솔루션 덕분에 엄청난 크기의 부품으로 인해 발생하는 문제가 해결되었습니다. 그러나 이 솔루션을 사용하여도 이러한 대형 터빈을 측정하는 것은 일상적인 작업이 아닙니다. 이는 대부분 Andritz Hydro가 대량 생산이 아닌 자사 고유의 부품을 생산하기 때문입니다. 즉 각 휠이 고객의 요구 사항에 맞게 맞춤화된다는 것을 의미합니다. 따라서 측정 요구 사항은 항상 변합니다. "우리가 측정하는 터빈은 터빈마다 완전히 별개의 프로젝트입니다!" Klimm이 말했습니다.
레퍼런스 및 측정 포인트가 있는 PolyWorks 부품의 CAD 모델.
장비 위치 변경
부품의 크기와 제한된 접근성으로 인해 측정 암이나 트래커를 자주 재배치해야 합니다. PolyWorks에는 두 가지 방법으로 좌표계에 암을 등록할 수 있으므로 3D 측정 장비의 위치를 쉽게 변경할 수 있습니다.
- 여러 위치에서 측정 가능한 포인트를 통해: 이전 위치의 포인트를 여전히 새 포인트에서도 접근할 수 있음
- 트래커와 암을 결합하여 트래커의 좌표계에 암 등록
위치가 변경되면 암은 트래커의 좌표계를 참조하여 움직입니다. PolyWorks는 추가 레퍼런스 포인트를 가져올 필요 없이 트래커의 좌표계에 암을 자동으로 등록합니다.
이미지 캡션프로젝트 데이터는 PolyWorks|Talisman 앱을 사용하여 iPod에서 작동할 수 있습니다.
"PolyWorks|Talisman™은 우리에게 매우 쓸만한 도구입니다!"
바퀴나 샤프트 내부 깊숙한 곳과 같이 접근하기 어려운 테스트 지점의 경우 Apple® 모바일 장치용 PolyWorks|Talisman™ 응용 프로그램을 사용하면 매우 좋습니다.
"PolyWorks|Talisman은 우리에게 매우 유용한 도구입니다!" Korkmaz가 말했습니다. Korkmaz는 "동료를 볼 수 없거나 작업자가 위험한 상황에서 컴퓨터를 사용할 수 없는 경우 그것은 유일한 해결책이 됩니다.."라고 말했습니다. 측정은 원격 액세스를 통해 시작할 수 있으며 컴퓨터로부터 프로젝트 데이터를 검색할 수 있습니다. 측정 기술자는 잘못된 측정이 발생한 경우 즉시 데이터를 검증하고 수정할 수 있습니다.
장점
측정할 부품은 대부분 크기가 크기 때문에 Andritz Hydro의 고객이 부품에 접근하기 위해 부품 주위에 구조물을 설치하는 것은 흔한 일입니다. 이러한 구조를 통해 부품 전체를 검사할 수 있지만 공간이 제한된다는 큰 단점이 있습니다. 따라서 고객이 큰 게이지를 사용하여 이러한 부품을 측정하는 간단한 작업조차 불가능하거나 측정을 하더라도 편차가 생겼습니다.
3D 계측 솔루션은 이동성이 좋아 장착 위치에서 직접 공급업체 부품의 품질 관리를 수행할 수 있으며 발전소의 터빈 설치도 지원할 수 있습니다. 제한적인 공간에서 작업하는 것이 더 이상 문제가 되지 않습니다.
이전에는 100톤 짜리 블레이드를 측정하는 데 두 명의 기술자가 최대 1½일이 걸렸습니다(측정 장비를 제자리에 설치하고 공간 제한과 모든 배선 및 납땜 작업을 하는 데에 상당한 시간이 소요됨). 3D 계측 솔루션을 사용하면 기술자 한 명이 2시간 안에 측정을 완료할 수 있습니다.
PolyWorks를 많이 사용하게 됨에 따라 Korkmaz는 다음과 같이 말합니다. "PolyWorks를 사용하면 측정 결과의 정확성과 반복성이 향상됩니다. 이건 정말 중요합니다!"
Andritz에서 PolyWorks의 미래
현재 3D 측정 기술의 신뢰성으로 인해 Andritz에서는 다양한 용도로 많이 사용할 수 있게 되었습니다. 이제 이 솔루션을 품질 관리 뿐만 아니라 부품 제조에도 사용할 수 있습니다. 구성 요소를 납땜(예: 납땜 루트 배치)하기 전에 Andritz는 PolyWorks와 Faro 레이저 트래커를 사용하여 모든 구성 요소의 올바른 정렬을 결정합니다.
이 사례 연구는 원래 Duwe-3d가 독일어로 출판했습니다.
