자동화 스캐닝 솔루션, 항공우주 제조 가속화

4분 미만으로 줄어든 제트윙 표면 스캔

 

미 캔자스주 위치타(Wichita)는 “세계 항공산업의 수도”로 알려져 있습니다. 위치타 주립대학에 선진적인 첨단 항공기 제조 실험실인 국립항공연구소(NIAR)가 있다는 점이 큰 이유이기도 합니다. 이 지역은 이곳에 위치한 Boeing, the Hawker Beechcraft Corporation, Bombardier Learjet, Cessna, Spirit Aerosystems, Airbus Americas Inc. 등의 조직을 포함하여 저명한 항공우주 및 방위 OEM의 고향입니다. 경쟁적인 첨단 항공기 제조 세계에서, 혁신을 추진할 수 있는 세계 최고 수준의 능력을 개발하는 일은 이 산업의 오랜 지속성을 위한 핵심입니다. 바로 이 점에서 NIAR은 고도로 숙련된 항공기 조립 전문가들을 위한 지역적, 세계적 요구 사항을 모두 지원할 수 있는 고유한 위치를 점하고 있습니다. 실험실의 첨단 항공우주 연구 덕분에, NIAR은 오바마 대통령이 직접 제조 센터로 선정하기도 했습니다.

IMG_8717_blog이러한 특별함으로 인해 NIAR이 미국 전역에 걸쳐 미 산업, 대학, 연방 정부 기관 사이의 공공-민간 파트너십을 통해 제조 기술을 개발, 상용화하는 데 초점을 맞춘 연구 기관 네트워크의 일부가 될 수 있는 것입니다. 민간 산업에 대한 실험실의 가치는 과소평가될 수 없습니다. 선도적인 항공우주 연구 단체로서, NIAR은 항공기 제품 개발을 위한 테스트 및 설계 서비스를 제공합니다. NIAR을 위한 핵심 이니셔티브와 산업의 진전이 속도와 처리량 개선을 위한 자동화 제조 기술을 활용하는 방식을 결정짓고 있습니다. 자동차 제조업체는 생산량이 엄청나다는 이유 때문에라도 자동화를 적용하기는 했지만, 항공우주 산업은 이러한 투자가 훨씬 느렸습니다.

한 가지 이유는 생산량의 차이입니다. 많은 항공기 제조업체들이 소량 제조업체로 간주되며, 이 때문에 현재 현대적인 자동차 OEM에서 사용되는 자동화 기술의 채택이 지연되어 왔습니다. 그러나 그러한 추세는 NIAR과 같은 조직이 소량 생산 시장에서도 자동화를 채택하는 것이 더 쉽다는 점을 입증하게 되면서 변화하고 있습니다.

최근, NIAR은 Hexagon Manufacturing Intelligence와 팀을 이뤄 항공우주 산업을 위한 자동화 윙 표면 스캐닝 솔루션을 개발했습니다. NIAR과 Hexagon 엔지니어들은 약 25'x 6' 크기의 중소기업 제트윙에 이를 적용하여  이전에 만 하루가 꼬박 소요되었던 스캐닝 과정을 4분 미만으로 줄일 수 있었습니다. 자동화 솔루션을 통한 멀티태스킹 기능을 활용하여 NIAR은 제트윙에서 통합된 로봇 네트워크, 스캐닝 기술 및 소프트웨어 도구가 계측 및 검사 작업을 정확하고도 반복적으로 관리할 수 있음을 보여줄 수 있었습니다.

이러한 돌파구를 이뤄내기 위해, 연구팀은 Leica Absolute Tracker AT960과 ABB IRB 4600-40/2.55 로봇에 장착된 Leica T Scan 5의 조합을 사용했습니다. 위치타 주립대학 NIAR의 Robotics and Automations 팀의 책임자인 브라이언 브라운(Brian Brown) 씨는 자동화 프로젝트를 진두지휘했습니다. Hexagon Manufacturing Intelligence의 애플리케이션 엔지니어들과 밀접하게 협력하면서 자동화 스캐닝 프로세스를 겨우 몇 시간 안에 현실화할 수 있었습니다. “거대한 항공우주 구성 파트들을 수작업으로 검사하느라 몇 시간에서 몇 일을 소요하는 대신, 이제 Leica T-Scan 5와 ABB Robotics를 활용하여 작업을 단 몇 분만에 완료하는 자동화 프로세스로 바꾸었습니다.”라고 브라운은 이야기합니다.

IMG_8513__v2_blog결과는 매우 고무적이었습니다. 거대한 금속 마감 된 윙 섹션을 스캔해야 하는 도전에도 불구하고 표면 스캐닝 데이터가 높은 정확도로 신속하게 수집되었습니다. NIAR의 사명은 “테스트 계획이 곧 결과가 되는” 곳이 되는 것이며, 전체적인 구조 요소가 이러한 이니셔티브를 위한 초점입니다. 제트윙의 표면 스캔을 신속하고 정확하게 할수 있다는 것은 기존의 항공기 계측 프로세스에서 벗어나 항공우주 조립을 의도된 대로 제작할 수 있도록 하는 정확하고 빠른 자동화된 방법을 제공한다는 것을 의미합니다. “이제 자동화 및 최첨단 계측 장비 사용으로 거대한 항공우주 구성 요소들을 몇 시간이나 몇 일이 아닌 단 몇 분 내로 검사할 수 있게 되었으므로, 전체 생산 라인에 걸쳐 생산성과 효율성이 크게 늘어나게 될 것”이라고 브라이언 브라운은 덧붙입니다.

기체 기술에 대한 인증 테스트에 초점을 맞춘 20개 이상의 실험실과 연간 4천5백만 달러의 예산으로, NIAR은 미국 내에서 최첨단 항공우주 제조 프로세스를 위한 길을 개척하고 있습니다. 지역 경제도 항공 제조로 탄력을 받고 있습니다. 위치타는 7천명의 엔지니어와 26,400개 항공우주 생산 관련 직업의 근거지로서, 미국 세대 항공기의 43%가 이곳에서 만들어지고 있습니다.

“더 많은 항공 제조 프로세스가 자동화되면서, 조직은 속도, 효율성, 정밀성을 더욱 높일 수 있을 것입니다. 위치타 주립대학교 실험실의 전문성과 Hexagon Manufacturing Intelligence 팀의 통찰력이 결합되어, 고가치 저비용 솔루션이 빠르고 효율적으로 개발, 실현됩니다.” 브라이언은 이같은 전망으로 마무리했습니다.

 

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