비접촉 측정기를 재평가하는 6가지 이유

비접촉 측정기가 장기 계측학의 필요에 충분한 다목적 시각 측정 툴인가?

비접촉 측정기와 같이 해결책이 간단 할수록 사용자에게 이익이 되는 장비는 몇가지 고려할 사항들이 있다. 헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스 (“헥사곤”)의 볼프람 프뢸리히 CMMs (Vision 제품) 영업 이사는 왜 비접촉 측정기가 최선의 선택이 아니며 어떤 이유로 올인원 대체 솔루션이 더 이익이 되는 지를 6개 이유로 분석한다. 

비접촉 측정기는 무엇인가?
비접촉 측정기는 부품의 육안 검사를 제공하기 위한 광학 측정에 사용하는 현장 장치이다.  전통적으로, 비접촉 삼차원 측정기는 마일러로 알려진 폴리에스테르 오버레이와 함께 사용된다.  엔지니어링에서는, 설계 또는 CAD 부서는 제품 및 그 허용치를 마일러에 대형 스케일 이미지를 출력하기 위해 잉크젯 프린터를 사용한다. 그 다음, 사용자는 마일러-확대 이미지를 제품 위에 놓고 제품과 비교한다. 

비접촉 삼차원 측정기가 나온 이래, 기본 에지 검출 및 용량을 증가하기 위해 간단한 2차원 기하 구조를 자동으로 측정할 수 있는 마이크로프로세서를 추가하는 것을 포함, 이 기술에 많은 변경들이 있어왔다. 광학  측정기는 시스템과 운영의 단순함 때문에 가치를 인정받고 있다.

단순함은 필요 불가결하다. 그러나, 단순함은 기능의 결점으로 인해 장기적으로 비용이 더 들 수 있다. 그 이유는 다음과 같다: 

1. 정량적 데이터의 부족
조직이 제조 정보를 축적 함에 따라, 정량적 데이터는 일상 운영에 점점 더 중요해지고 있다. 오늘날, 제조 부품을 필요로 하는 영역의 정량적 제조 데이터는 영업 활동에 필수적이다. 회사들이 더 이상 속성 게이지 검사를 유효한 데이터 점수로 인정하지 않으므로 비접촉 삼차원 측정기를 테스트에 사용한다. 사실, 의료 분야에서 비접촉 삼차원 측정기를 사용하는 회사들은, FDA가 제품 품질을 보증하기 위해 육안 검사 데이터보다는 검사 부품에 대한 정량적 데이터를 표준화하기 시작하면서, 더 큰 도전에 직면하게 되었다. 

2. 낮은 해상도
비접촉 삼차원 측정기의 한가지 장점은 넓은 시야로서, 엔지니어들이 한번에 전체 부품을 볼 수 있다. 그러나 넓은 시야는 낮은 해상도, 즉 낮은 정확도를 초래하는 문제점이 있다. 비접촉 삼차원 측정기는, 매우 분명하게 확인할 수 있으므로, 백라이트 부품 프로필을 가진 어플리케이션에 아주 좋다. 반대로, 표면 정보에서, 비접촉 삼차원 측정기는 더 큰 도전에 직면하게 된다. 구멍이 막힌 사각형 블록을 예로 들어 보자. 백라이트로 구멍이 비춰지지 않거나, 강력한 명암을 주기 위해 백라이트가 물체를 통과할 수 없으면, 광학  측정기는 에지를 정하기 위해 항상 수동 측정에 의존해야 한다. 비접촉 삼차원 측정기는 낮은 해상도로 인해 대상을 완전히 통과하여 볼 수 없으므로 상단 조명 특징은 분명하게 확정되지 않는다. 낮은 해상도는 상단 조명 특징들에 영향을 줄 뿐만 아니라 허용치가 더 빡빡 해지므로 측정 능력을 줄이게 된다. 비접촉 삼차원 측정기는 화면 사이즈를 키우거나 배율을 키움으로써 이 문제를 극복하려 한다. 문제는 이 문제 해결에 비용이 발생한다는 것이다. 

3. 비용
허용치가 빡빡 할수록 생산 비용이 비싸 지므로 비접촉 삼차원 측정기를 사용하는 것은 이상적이지 않다. 비접촉 삼차원 측정기의 가격은 6,000 유로에서 138,000 유로의 범위에 형성된다. 크기에 따라, 특정 허용치를 충족하려면 조정이 필요하며 이때 크기 조정 하나에만 최대 65,000 유로의 비용이 발생한다.

4. 온도 변화
제조 환경에서, 부품은 다양한 온도 변화에 따라 신축된다. 비접촉 삼차원 측정기의 오버레이가 온도에 의해 직접 영향을 받으므로, 어떤 측정도, 비록 쉽더라도 정확하지 않으며 반복되지 않는다. 이는 온도 변화에 따라 마일러의 다른 팽창 계수로 인해 마일러의 크기가 커지거나 수축되기 때문이다.

5. 환경 의존성
측정 정확도는 사용하는 장비에 달렸다. 현장 작업 시, 측정은 먼지나 기름에 의해 영향을 받을 수 있다. 비접촉 삼차원 측정기의 경우, 사용 마일러는 박막이라 오염과 온도에 따라 영향을 받으므로 기존 제품 설계의 부품을 추적하는 것이 어렵게 된다. 

6. 비 추적성
정량적 데이터를 갖는 것은 수행한 측정이 사실상 정확한지를 확인하기 위해 회사에 중요할 뿐만 아니라, 모든 프로젝트의 생산 상황 확인 및 이력에도 중요하다. 오버레이를 사용하여 생산을 위해 변경을 생성하기 위해서도, 오버레이를 사용하여 유지보수 및 데이터베이스 관리를 주의 깊게 실시할 필요가 있다. 이것은 ISO (표준화를 위한 국제 기구) 관련 회사들에게 특히 중요하다.  ISO 표준 및 FDA 또는 FAA와 같은 기타 기구들은 문서화된 측정을 요구한다. 얇은 플라스틱 조각을 비교하여 판단을 구하는 사용자의 주관적인 데이터보다는 시스템으로부터 주어진 정량적이고 추적 가능한 데이터를 점점 더 필요로 하고 있다. CAD 측정은 설계 의도가 확인되고 측정된 결론에 대한 과정을 보조하기 위해 ‘측정 가능한 정보’를 충족할 것을 보증한다.

그러면 대안은 무엇인가? 
툴 메이커의 현미경, 비접촉 삼차원 측정기및 좌표 측정기(CMM)의 모든 장점을 포함하는 올인원 시각 시스템이 답이 될 수 있다. 헥사곤의 Optiv Classic 443이 멀티 센서 측정용 터치 트리거 프로브를 추가하여 예비 구성된 해결책으로, 융통성을 증가한다. 

이 CMM은 별도의 비접촉 삼차원 측정기보다 훨씬 높은 해상도를 제공한다. 줌 능력은 프로필만 수집하는 것이 아니라 스피드와 정확성을 갖춘 상단 조명 데이터를 수집하여 어느 위치에서도 고해상도를 확보하기 위해 배율을 변경할 수 있도록 한다. Optiv Classic 443을 사용하면, 가능한 두 개의 조명이 표면 정보를 쉽게 볼 수 있도록 하여 자동 검출을 위한 명료한 에지를 제공한다. 

 

시각 PC-DMIS CAD에 자동화 검사 능력을 결합하면 CAD 모델로부터 직접 기계를 프로그램 할 수 있다. 사용자는 단순히 부품 프로그램을 생성함으로써 프로그램을 자동으로 계속 운전할 수 있다. 사용자가 이미 PC-DMIS를 사용하고 있으면, 사용자들은 이미 이 시각 시스템을 프로그램하는 방법에 익숙해져 있다. 

대량 생산 환경에서 복수의 Optiv Classic 기계가 필요한 경우, 한 기계에서 다른 기계로 정확도의 손실 없이 프로그램을 쉽게 전송할 수 있다. PC-DMIS는 완전한 GD&T에 대한 3D 검사를 보증하기 위해 완전한 모델을 사용한다. 또한, PC-DMIS 리포트 기능으로 이전의 측정 기록을 볼 수 있어 고객들이 부품의 유효성과 추적성을 증명할 수 있다. 

현장 환경에서, Optiv Classic 443은 우수한 설계를 입증한다. 이 솔루션은 사용자에게 오염을 피하기 위해 매입형 광학 조명을 제공하여 고객들에게 정확한 결과를 얻기 위해 필요한 자신감을 제공한다. 교정 조명 및 카메라 셋업 역시 CMM은 주변 조명의 변경으로 영향을 받지 않는다는 것을 보증한다. 

제한된 시스템에 비교한 올인원 솔루션으로 얻는 장점들은 상당히 크다. 회사들은 변화하는 요건에 쉽게 적응할 수 있는 솔루션을 선택하여 훗날을 기약하는 투자를 위해 끊임없이 더 많은 방법들을 찾고 있다.  Optiv Classic 443과 같은 융통성 있는 솔루션이 많은 장점을 제공함에 따라, 더 많은 회사들이 향후 더 나은 방향을 찾고 있다. 

Optiv Classic

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