혁신적인 핵심 역할로 거듭난 자동 광학 측정

헥사곤의 새로운 로봇 측정 셀 두 대는 폭스바겐 그룹 전체를 대표하는 혁신적인 차세대 자동 광학 3D 측정 기술입니다.

 

ŠKODA AUTO와의 스마트 측정 자동화

ŠKODA AUTO는 선도적인 자동차 제조업체로, 30년 동안 폭스바겐 그룹의 계열사로 활약 중입니다. 이러한 시간을 거치며 ŠKODA AUTO는 전 세계 시장에 10가지 차량 모델 라인을 제공하는 강력하고 국제적으로 성공한 회사로 발전했습니다. 친환경 모빌리티라는 새로운 트렌드에 따라 전기차뿐만 아니라 다양한 영역을 아우르는 포트폴리오로 더욱 확장할 계획입니다.

ŠKODA AUTO는 체코 공화국의 세 지역에서 운영 중입니다. 주 공장은 믈라다볼레슬라프에 위치해 있으며, 다른 두 개는 카바시니와 브라스바리에 있습니다. 날개 달린 화살표 로고가 있는 차량도 주로 그룹 파트너십을 통해 중국, 러시아, 슬로바키아 및 인도에서 제조되며 우크라이나에서는 현지 파트너와 함께 제조합니다. 

HxGN-Robotic-Auotmation-Skoda-Software-and-Tracker헥사곤과 ŠKODA AUTO는 수십 년간 협력해 온 측정 파트너입니다. 양사의 협력은 2018년 말, 촉각 측정 대신 3D 광학 시스템의 검사 프로세스를 재구성한다는 합의를 맺으면서 더욱 높은 수준으로 발전했습니다. 이 프로그램을 통해 측정 장치의 출력 디지털 뿐만 아니라 측정 용량 및 품질이 크게 증가했습니다. 이는 기존에 설치되어 있던 여러 대의 3차원 측정기(CMM)를 현대화한 결과였습니다. 하지만 무엇보다도 믈라다볼레슬라프 측정 센터에 완전 자동화된 스마트 측정 셀 두 대를 맞춤 설치한 효과가 가장 컸습니다.


제거 로봇 측정의 효과적인 오프라인 프로그래밍 

측정 셀에는 헥사곤의 선도적인 측정 플랫폼 PC-DMIS가 장착되어 있습니다. 이 소프트웨어 솔루션은 ŠKODA AUTO의 체코 내 모든 공장에서 사용됩니다. 모든 공장에서 단일 소프트웨어 플랫폼을 사용하면 폭스바겐 그룹 측정 원칙이 PC-DMIS에 직접 균일하게 통합되는 등 여러 가지 실질적인 이점이 있습니다. 또한 오프라인 측정 프로그램 준비에 기술적 가치를 더했습니다.

최근 몇 년 동안 PC-DMIS 개발에는 상당한 변화가 있었습니다. 이로써 오프라인 프로그래밍의 장점을 최대한 활용할 수 있었습니다. 믈라다볼레슬라프에 있는 새로운 측정 셀의 작업자는 이러한 수용 능력을 최대한 활용했으며, 이를 통해 새 부품의 생산이 시작될 때 매우 빠르게 측정을 시작할 수 있었습니다.

지금까지 ŠKODA AUTO는 오프라인 프로그래밍을 전통적인 3차원 측정기에서 촉각 측정을 할 때만 제한된 용량으로 사용했습니다. 그러나 헥사곤이 2021년에 공식적으로 출시한 새로운 HxGN Robotic Automation software 소프트웨어를 사용하면 광학 로봇 측정에서 이 기능을 보다 완벽하게 활용할 수 있습니다.

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“HxGN Robotic Automation 소프트웨어는 로봇 측정의 오프라인 프로그래밍과 측정 프로그램의 디버깅에 소요되는 시간을 크게 줄여줍니다.” 라고 자동차 생산 분야의 기술 측정을 담당하는 믈라다볼레슬라프 측정 센터 관리자인 Martin Jehlika가 설명합니다. “비교 측정을 통해 새로운 솔루션의 효과를 확인했으며, 다른 로봇 측정 기계 작업을 위해 이 소프트웨어를 도입해도 좋다는 증거가 되었습니다.”

HxGN Robotic Automation 소프트웨어는 로봇 측정의 오프라인 프로그래밍과 측정 프로그램 디버깅에 소요되는 시간을 크게 줄여줍니다.

“헥사곤의 완전 로봇 측정 셀은 양사가 광학 측정 분야에서 첫 협력하여 얻은 결과물이지만, 이것이 시작에 불과하다는 것은 분명합니다. 가능한 빨리 다른 프로젝트를 계속 진행하여 인라인(in-line) 및 엣라인(at-line) 측정에 HxGN Robotic Automation 소프트웨어를 사용하고 싶습니다.” 

맞춤형 스마트 솔루션 

측정 셀 자체는 헥사곤의 첨단 레이저 트래커 및 3D 레이저 스캐너 기술의 대용량 측정 기능에 의해 구동되는 로봇 절대 측정을 기반으로 합니다.

 “이 시스템들은 생산적이고 정확한 로봇 측정의 핵심입니다.” 헥사곤 체코의 매뉴팩처링 인텔리전스 사업부를 이끌고 있는 Jaroslav Veselý가 설명합니다. 라이카 Absolute Tracker AT960은 6DoF의 자유도 측정을 기본으로 지원하므로 최대 60m 떨어진 곳까지 3D 레이저 스캐너, 또는 프로브를 사용할 수 있습니다.

Magnetic fixturing system“측정 요소의 치수, 모양 및 위치를 완전히 자동으로 제어하는 것은 셀 내에 헥사곤 액세서리를 조합한 프로그래밍에 달려 있습니다. 헥사곤의 액세서리는 상호 연결된 측정 및 프로그래밍 소프트웨어부터,  회전 테이블 및 유연한 고정부, 새로운 셀 제어 시스템 아키텍처까지 다양합니다. 구성된 시스템은 모든 주변 장치 간의 신속한 데이터 교환을 보장하므로 부품 및 지그의 CAD 데이터를 기반으로 한 측정 프로그램과 측정 시뮬레이션을 자동으로 생성할 수 있을 뿐 아니라, 기준점에 따라 클램핑 지그 위치를 정확하게 지정할 수 있습니다. 마지막으로, 대량의 스캔 데이터를 그래픽으로 표시된 측정 결과로 빠르게 평가할 수 있습니다.”
 
현재 믈라다볼레슬라프에 위치한 이 로봇 측정 셀 개념은 ŠKODA AUTO와 헥사곤 간의 긴밀한 협력에서 탄생하였고, 그로부터 몇 달 뒤 솔루션이 설치되었는데, 이 측정 센터의 요건에 특별히 맞춰 제작된 프로토타입이었습니다. 이 시스템은 고속 스캔 및 보다 정확한 촉각 측정 간에 직접 자동 전환이 가능한 툴 체인저 장치가 설치되어 있어 센터가 필요로 하는 다기능성을 제공합니다. 이 다기능성 덕분에 시스템은 구멍처럼 맞춤형 솔루션이 아닌 이상 접근하기 어려운 영역도 항상 측정할 수 있습니다.

FIVE U-nique 고정용 시스템에 확장 사용

또한 스마트 셀에는 유연한 자기 FIVE U-nique 고정 시스템을 사용하는 회전 테이블이 장착된 두 개의 워크스테이션이 포함되어 있어, 수많은 부품 구성에 고정부를 정확하고 신속하게 구축하여 작업물을 지원하고 참조할 수 있습니다. FIVE U-nique 시스템은 설치 시간이 단축되어 측정 프로세스를 자동화할 수 있는 상당한 유연성을 제공하므로 구성 설정을 빠르게 변경할 수 있습니다.

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각 부품 고정부의 참조 위치는 부품의 CAD 데이터에서 자동으로 결정됩니다. 로봇이 툴 체인저의 특수 공구를 사용하여 이 위치로 들어가 해당 위치에 맞는 고정부의 최종 위치와 높이를 결정합니다. 이 덕분에 측정한 모든 부품의 지그를 신속하게 재조정할 수 있어 각 부품의 개별 고정 구성 지그를 촬영하고 보관하는 데 드는 재정적 부담을 크게 줄일 수 있습니다.
 
지그 배치의 정확도는 측정 시스템의 정확도에 의해 정의되는데, 이 경우 정확도가 높은 레이저 트래커와 스캐너가 필요합니다. 이 시스템은 부품 고정부의 위치를 로봇의 위치로 측정하며, 이어지는 반복 작업에서는 기준점으로부터 편차가 0이 되도록 합니다. 이 안정적인 FIVE U-nique 시스템은 이전에 3차원 측정기에서만 부품의 위치를 지정하는 데 사용되었습니다. 하지만 ŠKODA AUTO를 위해 새로운 개념으로 개발하였고, 그 결과 이 신뢰할 수 있는 솔루션이 스마트 제조 산업에서 어떤 역할을 할 수 있는지도 보여주었습니다.

표준 서비스 및 지원 

레이저 트래커를 사용하여 맞춤 제작한 자동 제어 측정 솔루션을 설치하기란 매우 어려운 작업입니다. 이번 사례의 경우 코로나19 전염병 때문에 설치 과정이 훨씬 더 복잡했습니다. 그러나 현지 헥사곤 담당자의 전문적인 접근법과 기술 덕분에 이 프로젝트는 적절한 기간 내에 성공적으로 구현되었습니다.
 
성공적으로 구현한 후에도 ŠKODA AUTO는 헥사곤의 서비스 기술자와 애플리케이션 엔지니어로부터 쉽고 사용자 친화적인 교육 시스템을 지속적으로 지원받고 있으며, 헥사곤과 계속 파트너십을 이어나가겠다는 뜻을 밝혔습니다.

사례 연구: 체코, 믈라다볼레슬라프 - ŠKODA AUTO

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