완벽한 핏을 찾아서
Daimler AG, 최적의 부품 피팅을 위해 InnovMetric과 Leica 사용
Daimler AG는 소형차, 고성능 쿠페, 세단 및 스테이션 왜건, 다용도 밴, 상용차 등 다양한 제품 포트폴리오를 보유하고 있습니다. 독일에서 두 번째로 큰 Daimler AG 공장은 브레멘 공장으로 거의 14,000명의 직원이 근무하고 있으며 부지 면적은 850,000제곱미터입니다. SL 및 SLK 로드스터와 모든 버전의 C 클래스(세단, 스테이션 왜건, 쿠페 및 컨버터블)가 이곳에서 생산됩니다.
Daimler AG의 유려하고 초현대적인 브레멘 공장에서 끝없이 이어지는 복도를 오가며 가장 먼저 느껴지는 것은 사람이 거의 안 보인다는 것입니다. 수백 대의 로봇이 엄청나게 정밀하게 작업하며 다양한 판금 부품을 가져와 함께 용접하고 완성된 부품을 다음 스테이션으로 옮기고 완제품을 위쪽으로 운반하여 공간 활용도를 극대화합니다. 멀리서 보면 마치 유비쿼터스 로봇들이 춤을 추는 것처럼 보입니다. 몇몇 공장 노동자들은 공장 내에서 이동하기 위해 "구식" 자전거를 사용합니다. 하이테크와 로우테크가 이곳에서 조화롭게 공존하고 있습니다.
제조 공정이 기술적으로 발전하여 디자이너의 대담한 차체 모양이 도면에서 조립 라인으로 이어질 수 있습니다. 얼마 전까지 자동차는 상대적으로 단순하고 사각 형태였으며 각 부품은 대체로 직선을 따라 조립되었습니다. 반면, 최근의 자동차는 과거의 자동차에 비해 형태가 훨씬 복잡해졌습니다. 그리고 각 부품들이 서로 어떻게 들어맞는지 검사하는 작업도 점점 더 복잡해지고 있습니다.
BIW( Body-In-White) 롤아웃 및 프로세스 최적화 부서는 이 작업을 정확하게 수행합니다. 다양한 차체 부품이 서로 어떻게 맞는지 검사하는 작업을 맡고 있습니다. 더 중요한 것은 측정값을 기반으로 생산 시설에 피드백이 제공되므로 생산설비를 구체적이고 목표에 맞게 조정할 수 있다는 것입니다.
Daimler AG Bremen의 계측 기술자인 Dirk Noffke가 Mercedes SLK BIW의 왼쪽 펜더 치수 정확도를 검사하고 있음. 실제 데이터와 CAD 데이터 간의 비교는 PolyWorks|Inspector™ 소프트웨어에 실시간으로 표시됩니다.
과제
운영 엔지니어 Henning Siemers는 BIW 측정 및 검사 작업을 수행하고 있습니다. 그는 다음과 같이 설명합니다. “우리의 임무는 차체(BIW) 전체의 치수 정확도를 보장하는 것입니다. 물론 모든 BIW는 수많은 부품들로 구성되어 있으며 모두 완벽하게 맞아야 합니다. 우리의 주요 임무는 패널 간격을 포함하여 각 부품과 차량 전체를 포함한 전체 BIW를 검사하고 얻은 데이터를 분석하는 것입니다. 우리는 수행한 분석을 토대로 생산 시설에서 설비를 조정하고 부품이 완벽하게 결합된 자동차가 나오는지 확인합니다.”
오늘날 자동차의 외형은 더욱 복잡해지고 허용 오차는 계속 커지고 있으므로 전통적인 계측장비를 사용하는 것은 한계에 도달했습니다.
과거에 Mr. Siemers의 부서는 수동식 측정 장비를 사용했습니다. “돌이켜보면 자동차는 거의 사각 형태였으므로 별다른 번거로움 없이 서로 잘 들어맞았습니다. 오늘날 자동차는 훨씬 더 곡선의 형태로, 둥근 영역이 갑자기 모양을 바꾸고 모든 종류의 각도와 선에서 다른 패널과 만나게 됩니다. 또한 각 패널을 완벽하게 맞춰야 한다는 훨씬 더 높은 요구 사항으로 인해 우리는 공차를 매우 엄격하게 유지하면서 작업해야 합니다."
솔루션
차량의 형태가 더욱 복잡해짐에 따라 Siemers와 그의 팀은 이를 실현할 수 있는 새로운 기술이 필요했습니다. “매년 우리 품질 엔지니어인 Karl-Heinz Boecker는 독일 Sinsheim에서 열리는 CONTROL 무역 박람회에 참석합니다. 그는 몇 년 전 이 박람회에서 프로토타입인 Leica T-Scan 시스템을 처음 보았습니다. 공개된 사양을 보았을 때 필요할 것 같다고 판단했지만 제품이 실제로 출시될 준비가 되었다는 확신이 들 때까지 기다리고 싶었습니다. 다른 많은 스캐닝 솔루션에서 우리가 확인한 주요 문제는 소프트웨어가 하드웨어를 따라갈 수 없다는 것입니다. 모든 포인트를 수집하는 것은 비교적 간단하지만 그 이후에 무엇을 할 것입니까? 우리는 대다수의 제조업체가 하드웨어만큼 소프트웨어는 관심을 기울이지 않는다는 느낌을 받았습니다. ” 몇 달 전 Boecker 씨의 팀은 시설 내에서 Leica Geosystems 제품 시연을 준비했습니다. 최고의 조합인 Leica T-Probe 및 Leica T-Scan과 결합된 Leica LTD840 레이저 트래커가 선택되었습니다. 그리고 Leica 시스템이 배송되었습니다.
CAD 데이터의 편차는 PolyWorks|Inspector 소프트웨어를 사용하여 시각적으로 표시되며 편차는 컬러맵이나 벡터를 사용하여 표시됩니다. 해당 정보는 수정 지침을 만들기 위해 분석되며 수정 지침은 설비에서 직접 구현됩니다.
Leica T-Scan과 PolyWorks® 소프트웨어 솔루션을 함께 사용하면 훌륭한 성과를 이룰 수 있습니다!
"우리는 Leica T-Scan이 훌륭한 센서라는 것과 PolyWorks 제품군이 그에 걸맞는 가치가 있다는 것도 알게 되었습니다. 이 소프트웨어는 매우 우수하며 우리가 올바른 길을 가고 있다는 것을 알고 있었습니다." 라고 Siemers는 말했습니다.
변화는 좋은 것
시스템 납품 이후 Leica T-Probe/T-Scan 시스템은 무엇보다도 패널 간격 측정, 부품 곡률 검사, 레퍼런스 구멍 검사 등을 위해 사용되었습니다. Siemers는 또한 Leica T-Scan 시스템에 대한 다양한 응용 분야를 테스트하느라 바빴습니다. “우리가 발견한 새로운 응용 분야 중 하나는 인라인 교정입니다. 이전에는 BIW를 그리드 스테이션 내부에 배치하여 검사하고 기존 CMM 장비를 사용하여 측정했습니다. 150개의 팔레트가 있고 높은 공차로 측정하려는 경우 기존 방법으로는 금방 한계에 도달합니다. 이것이 바로 우리가 인라인의 팔레트와 설비 모두를 측정하려는 이유이며 이것이 바로 Leica T-Scan 시스템이 작동될 곳입니다. 우리가 관심을 갖고 있는 또 다른 응용 분야는 전체 로봇 경로를 검사하는 것이며 이는 가까운 미래에 실행할 계획입니다.”
장점
Leica T-Scan 시스템 및 PolyWorks로 구현 이후 변경된 사항에 대한 질문을 받은 Siemers는 매우 구체적으로 다음과 같이 말했습니다. “스캐닝을 통해 훨씬 더 유용한 정보를 얻을 수 있게 되었습니다. 부품 분석의 수준이 향상되어 문제의 근원을 훨씬 더 빠르게 파악할 수 있으므로 변경해야 할 사항에 대한 목표 솔루션을 제시할 수 있습니다. 예를 들어 특정 포인트에서 설비에 개입하고 PolyWorks에서 확인한 결과를 기반으로 매개변수를 변경하는 것을 들 수 있습니다.”
Leica T-Probe/T-Scan 및 PolyWorks 시스템을 사용하면 다양한 이점을 얻을 수 있습니다. “우리는 휴대성을 정말 높이 평가합니다. Leica Geosystems 장비를 사용하면 단 2~3시간 안에 필요한 모든 정보를 수집하고 추후에 분석할 수 있습니다. 이렇게 하면 시스템을 통해 동시에 작업할 수 있으므로 너무 오랫동안 생산을 중단하지 않아도 됩니다. 한 작업자가 측정하는 동안 다른 작업자는 이미 결과를 분류하고 있을 수 있습니다.”
Leica T-Probe/T-Scan 콤보는 15m 범위 내에서 측정하므로 기술자가 작업할 수 있는 공간은 30m입니다. 이를 통해 Henning Siemers와 그의 팀은 향후 측정 요구사항이 바뀌어도 여러 BIW를 동시에 수용할 수 있을 만큼 큰 측정 볼륨에서 작업할 수 있는 장비가 있다는 사실을 알고 안심할 수 있습니다.
시스템이 모듈식이라는 것은 Siemers 팀에게 중요합니다. “우리는 Leica T-Scan과 Leica T-Probe를 함께 구입했습니다. 후드와 같이 쉽게 비틀릴 수 있는 부품을 측정할 때 접촉식 무선 측정은 우리에게 매우 유용합니다. 부품 상태에 대한 대략적인 정보를 얻기 위해 Leica T-Probe로 빠르게 측정합니다. 즉시 스캔을 시작하면 후드가 뒤틀어졌다는 사실을 깨닫는 데 시간이 더 오래 걸립니다. Leica T-Probe를 사용하면 포인트를 몇 개만 수집해도 우리가 어떻게 하고 있는지 즉시 알 수 있습니다. 그리고 우리는 이 모든 작업을 PolyWorks 내에서 수행하고 있으며 단지 Leica T-Probe와 Leica T-Scan을 교대로 사용하면 됩니다.”
15m 이내 범위의 물체를 측정할 수 있는 Leica T-Scan 시스템의 큰 측정 볼륨 덕분에 Leica 레이저 트래커의 위치를 조정하지 않고도 BIW의 전체 측면을 검사할 수 있습니다. 작업자는 차량을 따라 앞뒤로 움직이며 Leica 레이저 트래커는 전체 측정 볼륨 내에서 Leica T-Probe/T-Scan에 대한 고정을 유지합니다.
