3D 치수 분석 및 품질 관리
3D 계측 작업을 범용 소프트웨어 플랫폼과 통합
지난 60년 동안의 3D 측정 기술의 발명과 발전으로 점점 더 정교하고 고품질의 제품 제조가 가능해졌습니다. 이러한 변화는 1960년대에 좌표 측정기(CMM)가 자동차 산업에 도입되고 최초의 3D 측정 소프트웨어가 등장하면서 시작되었습니다. 당시에는 소프트웨어 공학이 아직 초기 단계였고, 표준화된 컴퓨터나 운영 체제가 없었습니다. 이로 인해 초기의 3D 측정 제품들은 모두 폐쇄형 시스템으로 개발되었으며, 각 3D 측정 장비 제조업체가 자사 전용의 소프트웨어를 제공했습니다. 이러한 배경으로 인해 하나의 측정실에서 여러 개의 소프트웨어를 사용하는 문화가 자리 잡게 되었습니다.
지금도 일부 기업들은 여전히 다섯 가지 이상의 서로 다른 브랜드의 3D 측정 소프트웨어를 사용하고 있습니다. CMM의 경우 제조업체가 제공하는 자체 소프트웨어를 한두 가지 사용하며, 휴대용 측정 시스템인 스캐닝 암, 구조광 스캐너, 레이저 트래커에는 두세 가지 소프트웨어를 추가로 사용합니다. 또한 디지털 게이지 용도로 별도의 한두 가지 소프트웨어를 사용하는 경우도 있습니다.
여러 3D 측정 소프트웨어 사용 시 문제
사용하는 소프트웨어 제품의 수에 따라 측정 비용과 오류 위험이 증가는 것은 당연합니다:
- 작업자가 여러 사용자 인터페이스와 작업 절차를 숙지할 수 있도록 별도의 교육이 필요합니다.
- 각 제품마다 개별적인 유지보수와 소프트웨어 업데이트가 이루어져야 합니다.
- 측정 프로젝트는 각각의 소프트웨어 솔루션마다 별도로 복제하고 수정해야 합니다.
다수의 소프트웨어 프로그램을 사용해야 하는 경우 여러 작업 절차를 숙지해야 하므로 3D 측정팀의 업무 효율성이 떨어집니다. 그 이유는 다음과 같습니다:
- CMM 작업자는 주로 CMM만 다루는 경향이 있고, 휴대용 측정장비 작업자는 일반적으로 한두 가지 유형의 장비만 전문적으로 다루게 되므로, 팀 내부에 고 현상이 발생하여 인력의 유연한 운영을 제한하고 팀워크의 효율성을 떨어뜨립니다.
- 작업자들은 하나의 소프트웨어에 대한 깊이 있는 지식을 축적하기보다는 여러 소프트웨어를 얕게 다루는 경우가 많아 생산 시간이 증가합니다.
- 각 소프트웨어가 고유의 데이터 형식을 사용하기 때문에 데이터 관리의 복잡성이 증가하며, 엔지니어링과 제조 팀에서 쉽게 이해할 수 있도록 데이터를 통합 및 변환하는 추가적인 과정이 필요합니다.
첫번째 진화:
하드웨어 중립적인 3D 측정 소프트웨어 및 표준
1990년대와 2000년대에 들어서면서 특정 하드웨어에 종속되지 않는 중립적 3D 측정 소프트웨어와 표준들이 등장해, 하나의 소프트웨어가 여러 브랜드의 3D 측정 하드웨어를 지원할 수 있게 되었습니다. 예를 들어:
- 여러 CMM 소프트웨어는 다양한 제어기 프로토콜과 중립적인 치수 측정 장비 (I++ DME) 규격을 구현하여, 서로 다른 브랜드의 CMM 하드웨어를 제어할 수 있게 되었습니다.
- DMIS(치수 측정 인터페이스 표준)가 도입되어 오프라인 CMM 프로그래밍 소프트웨어가 서로 다른 브랜드의 소프트웨어와 하드웨어를 위한 프로그램을 작성할 수 있게 되었으며, 브랜드 간 일정 수준의 데이터 교환도 가능해졌습니다.
- 소프트웨어 개발 업체들은 다양한 브랜드의 스캐닝 암과 레이저 트래커를 모두 다룰 수 있는 하드웨어 중립적 3D 측정 소프트웨어를 출시했습니다. 이는 휴대용 계측 장비 제조업체들이 자신들의 하드웨어와 연동할 수 있는 개방형 소프트웨어 개발 도구 키트(SDK)를 제공하기로 결정하면서 가능해졌습니다.
하드웨어에 종속되지 않는 3D 측정 소프트웨어는 단일 소프트웨어에서 다양한 하드웨어 브랜드를 연결할 수 있도록 상당한 진보를 이루었습니다. 하지만 여전히 측정 기술들은 고립된 상태로 남아 있었습니다:
- CMM과 휴대용 계측기기의 측정 워크플로우는 매우 달라서, 작업자들은 서로 다른 환경에서 일해야 했습니다.
- 디지털 게이지는 전문화된 게이징 소프트웨어에서만 작동 가능했습니다.
- 로봇 기반 자동화 측정 셀은 궤적 프로그래밍과 측정 시퀀스를 긴밀히 통합한 전용 소프트웨어 솔루션을 사용하여 또 다른 소프트웨어 영역을 만들어냈습니다.
이처럼 호환되지 않는 시스템을 사용하는 상황에서, 여러 소프트웨어로부터의 측정 데이터를 결합하려면 외부에서 별도의 데이터 취합 작업을 거쳐야만 했습니다. 이러한 문제를 해결하고, 소프트웨어의 고립을 해소하며, 워크플로우를 간소화하여 제조업체들이 3D 측정 프로세스의 성과를 극대화하기 위해서는 획기적인 기술 전환이 필요했습니다.
두번째 진화:
범용 3D 계측 소프트웨어 플랫폼
2016년, InnovMetric은 휴대용 계측기와 CMM을 동일한 사용자 인터페이스 내에서 모두 작동할 수 있는 PolyWorks|Inspector™의 첫 번째 버전을 출시하며 업계의 틀을 깨뜨렸습니다.
PolyWorks|Inspector 2016이 가진 특별한 점은, 휴대용 계측기 작업자와 CMM 작업자 모두가 다음과 같은 이점을 얻을 수 있었다는 점입니다:
- 검사 프로젝트 준비, 측정 시퀀스 수행, 결과 분석 및 보고서 작성에 동일한 워크플로우와 소프트웨어 툴을 사용할 수 있게 되었습니다.
- 측정 시퀀스를 서로 다른 기술에 빠르게 적용할 수 있었습니다. 예를 들어, 기존 CMM 검사 프로젝트를 단 몇 분 만에 휴대용 계측 장비에 맞게 변경할 수 있었습니다.
이러한 새로운 기능 덕분에 검사 프로젝트를 더 이상 이중으로 관리할 필요가 없어졌으며, 상당한 시간 절감과 오류 감소 효과를 가져왔습니다. 측정 작업자는 이제 검사 프로젝트 설정, 측정 시퀀스 정의, 검사 보고서 작성을 한 번만 수행하면 됩니다.
이후 InnovMetric은 PolyWorks|Inspector 솔루션을 지속적으로 발전시켜왔습니다. 이제 사용자는:
- 디지털 게이지와 육안 검사를 측정 프로세스에 통합하여 더 이상 디지털 게이지 전용 소프트웨어를 별도로 관리할 필요가 없습니다.
- 하나의 검사 프로젝트 내에서 CMM이나 스캐닝 암과 같은 다양한 3D 측정 장비를 위한 측정 템플릿을 미리 설정할 수 있습니다. 이를 통해 사용자는 보유 장비에 맞는 템플릿을 선택하여 사용할 수 있으며, 부품의 모든 측정 데이터와 결과가 측정 기술에 상관없이 하나의 프로젝트에 저장되어 분석 및 보고가 더욱 쉬워졌습니다.
- 범용 데이터 허브를 활용해 외부에서 얻은 측정 데이터를 통합적으로 분석하고 보고할 수 있게 되었습니다. 일반적으로 로봇 기반 자동화 측정 셀은 최적의 성능을 얻기 위해 자체적으로 프로젝트를 준비하고 측정을 수행하는 소프트웨어를 제공합니다. 범용 데이터 허브는 이처럼 외부에서 측정된 데이터를 PolyWorks|Inspector로 자동으로 가져와 통합 관리를 가능하게 합니다.
범용 3D 계측 소프트웨어 플랫폼의 상당한 이점
PolyWorks|Inspector 범용 3D 계측 소프트웨어 플랫폼을 도입한 고객사들은 상당한 측정 비용 절감을 보고하고 있습니다:
- 단 하나의 소프트웨어만 학습하면 되기 때문에 교육 비용이 절감됩니다.
- 소프트웨어 업데이트 횟수를 최소화하여 소프트웨어 유지보수 비용이 감소합니다.
- 하드웨어와 상관없이 공통 검사 작업 생성을 각 검사마다 반복하지 않고 한 번만 수행함으로써 연간 수천 시간에 달하는 작업 시간이 절약됩니다.
또한 다음과 같은 방법으로 3D 측정 팀의 역량을 크게 향상시킬 수 있었습니다:
- 휴가 또는 출장으로 인한 동료의 부재나 특정 장비의 사용 불가능한 상황에도 휴대용 측정 장비 담당자가 CMM을 쉽게 학습하거나, 반대로 CMM 담당자가 휴대용 측정 장비를 쉽게 익힐 수 있게 되어 팀 전체가 더욱 유연해졌습니다.
- 하나의 소프트웨어를 깊이 학습하면서 작업자의 치수 검사 역량이 증가했습니다.
- 프로젝트를 중복 작성할 때 불가피했던 휴먼 에러 위험이 사라졌습니다.
- 모든 검사 데이터와 결과를 하나의 저장소에 자동으로 저장할 수 있어, 외부에서 데이터를 취합할 필요가 없어졌습니다.
범용 3D 치수 분석 및 품질 관리를 향해 여정을 시작하세요.
PolyWorks|Inspector 범용 3D 계측 소프트웨어 플랫폼을 통해 InnovMetric은 측정 팀의 어려움을 해결하여 3D 계측에 혁신을 일으켰습니다. 가장 중요한 점은 모든 3D 측정 데이터를 통합하여 검사 프로젝트를 다른 부서와 직접 공유할 수 있다는 것이며 이는 디지털 기업이 되기 위한 필수 과정입니다.