HP-L-10.10을 통한 CMM 활용도 향상 및 측정 회전 시간 단축

Max Aerostructures는 컨셉부터 현실화까지 제품 개발을 전문적으로 다루는 기계 부품 및 복합 어셈블리 분야의 선도적인 기업입니다. 2016년, 캔자스주 위치타에 설립된 이 기업은 항공 우주 산업의 선도적인 제조업체로 빠르게 성장했으며, 이어서 반도체 제조업체를 지원하기 위해 역량을 확장했습니다.

현재는 모든 유형의 부품을 생산하는 숙련된 생산업체로 성장하여, 주로 알루미늄, 강철 및 티타늄과 같은 초경합금을 사용해 모든 형태와 크기로 부품을 제작하고 있습니다. Max Aerostructures는 초기 단계부터 고객과 협력하여 공급 기반을 관리하고 부품 생산의 모든 후속 단계를 관리합니다.
 
Max Aerostructures의 전문 분야는 크고 복잡한 5축 부품입니다. 대형 리브, 창문 및 구조재 등을 다수의 CNC 가공 센터에서 생산하고 3.5m 거리에서 127미크론 정도의 미세한 공차를 유지합니다. 정밀 가공은 자동화되어 있어 공정을 완전히 제어하고 기대 사항과 사양을 충족할 수 있습니다.

Max Aerostructures는 향후 성장과 발전을 위해 두 가지 주요 목표를 가지고 있습니다. 바로, 특히 대형 부품의 긴 런타임을 줄이고 접촉식 측정을 비접촉 측정으로 대체하는 것입니다. 이 중 일부는 단순히 기존 생산 및 검사 프로그램을 최적화면 달성할 수 있었습니다. 그러나 Max Aerostructures는 이러한 목표를 완전히 달성하기 위해 헥사곤의 새로운 CMM 검사 기술을 도입하였습니다.

Max Aerostructures 품질 보증 부서의 품질 관리자 및 수석 CMM 프로그래머인 Matt Price는 다음과 같이 설명합니다. “새 프로젝트에 착수하면 항상 CMM 실행 시간, 필요한 포지션 및 특수 고정장치의 수를 미리 결정해두려고 합니다.”, “일반적으로 부품이 클수록 기계가 여기에 오래 매여 있게 됩니다. 이는 업계 전체의 문제이기도 합니다. 부품이 테이블을 거의 다 차지할 정도의 크기에 수천 개의 측정 포인트가 있을 경우 촉각 프로브를 사용하는 CMM 프로그램으로는 이를 실행하는 데 하루 종일 걸릴 수 있습니다. 그래서 저희는 전체 부품을 확실히 검사하면서도 검사 시간을 개선할 수 있는 방법을 모색했습니다.”

Max Aerostructures는 품질 연구실에서 CMM 검사를 실시해야 하는 모든 제품에 대해 부품 크기에 관계없이 턴타임을 2시간 미만으로 유지하고자 합니다. 이러한 공격적인 타게팅 방식은 실현하기 쉽지 않지만, 이 기업은 이러한 야심 찬 목표를 세우고 지속적으로 발전해 왔습니다.

“저희가 깨달은 사실 중 하나는 촉각 프로브로는 이런 기준을 달성하기가 어렵다는 것입니다. 측정하고자 하는 포인트 및 피처의 절대적인 수를 고려할 때 뭔가 다른 방법을 찾아야 했습니다.”

Max Aerostructures는 CMM과 이동식 측정 암 모두에서 레이저 스캐닝 기술을 사용해 본 경험이 있었지만, 궁극적으로 이러한 솔루션은 특히 측정 속도와 데이터 노이즈에 대한 요구 사항을 충족하지 못한다는 사실을 발견했습니다. 그러나 비즈니스 성장을 위해 야심 찬 목표를 달성하고자 하는 상황에서 Price는 헥사곤의 최신 CMM 레이저 스캐너 시스템의 기능이라면 여기에 적합할 것이라고 생각했습니다.

“비접촉 검사는 저희가 몇 년 동안 주목해 온 기능입니다. 단 몇 분 만에 수백만 개의 포인트를 캡처할 수 있다면 이 기술을 검사 공정에 구현할 방법을 찾아야 합니다. 이는 측정 분야에서는 주목할 수 밖에 없는 비약적인 진보이며, 측정 전략의 새로운 혁신이 될 것이 확실합니다.”라고 Price는 설명했습니다.

2020년, Max Aerostructures는 헥사곤의 HP-L-10.6 레이저 스캐닝 센서를 도입하였고, 즉각적으로 총 검사 시간을 70% 단축할 수 있었습니다. 그 다음 단계는 단 1년 뒤에 진행되었는데, 헥사곤이 2021년 9월에 출시한 획기적인 HP-L-10.10 레이저 스캐닝 센서를 출시 직후 바로 주문한 것입니다. 결과는 매우 인상적이었습니다. HP-L-10.6으로 45분이 걸리던 검사 시간이 HP-L-10.10으로는 단 7분으로 단축된 것입니다.

HP-L-10.10에는 헥사곤의 혁신적인 SHINE(Systematic High-Intelligence Noise Elimination) 기술이 통합되어 있어 블루 라이트 레이저가 다양한 색상 및 마감 표면과 피처 위를 매우 빠르게 이동하면서 매우 깨끗한 고밀도 포인트 클라우드 데이터를 수집합니다. 스캐너의 다목적 기본 측정 프로파일은 포인트 단위의 자동 노출 조정 기능을 사용하기 때문에 자동화 검사 시스템 사용에 적합합니다.

“다음 단계로의 발전은 크지 않고, 이전 제품보다 성능이 약간 더 좋아지는 정도일 것이라고 생각했습니다. 하지만 10.10은 훨씬 빨랐습니다. 레이저의 스캔 속도가 얼마나 빠른지 감히 과소평가할 수 없을 정도입니다. 헥사곤 엔지니어가 회의실로 들어와 샘플 스캔을 시연했는데 회의실 내 모두가 ‘지금 바로 스캔 중인건가요?’ 라며 놀랐습니다. 말 그대로 장비의 최대 속도로 스캔하기 시작했습니다.”라고 Price가 당시를 떠올렸습니다.

HP-L-10.10의 속도와 성능 덕분에 1차 부품 검사의 병목 현상이 사라졌기 때문에 CMM은 제조 과정 중 검사를 위한 한 가지 옵션이 될 수 있었습니다. 그러면 간단히 부품을 올리고, 몇 개의 섹션을 스캔하고, 컬러 맵을 검사하면 QA 피드백을 기다리지 않고 생산 장비를 계속 실행할 수 있어 제조 과정 중 프로그램 검사를 줄일 수 있습니다.

“바로 여기가 레이저 스캐닝이 최상의 성능을 발휘하고 가장 큰 이점을 제공하는 부분입니다. 한 번에 많은 데이터를 캡처할 수 있기 때문에 생산 현장에서 피드백을 기다려야 하는 가동 중지 시간이 발생하지 않습니다. 촉각 프로브 하나만으로 공정을 가속화할 수 있는 프로그래밍이 매우 많습니다.”

“일부 기업에서는 검사가 생산에 큰 병목 현상을 일으키는 원인이 될 수 있기 때문에 고객들은 CMM 기능에 대해 자세히 알고 싶어 합니다. 고객과 대화를 나누거나 고객을 작업장으로 데려갈 때면 검사 그룹을 숨기는 게 아니라 고객에게 바로 저희가 사용하고 있는 기술을 보여주고 있습니다. 10.10 덕분에 고객들에게 다음과 같이 자신 있게 말할 수 있게 되었습니다. ‘이것이 대부분의 사람들이 하고 있는 방식과 다른 저희의 방식입니다. 저희에겐 기능 제한이나 가동 중단 시간은 없습니다. 필요한 시간은 단 2시간, 모든 작업이 2시간 이내에 완료됩니다.’ 저희는 이 부분에 매우 자부심을 느낍니다.”

Max Aerostructures의 검사팀이 처리하는 가장 큰 부품 패키지 중 하나는 윙 리브입니다. 장비는 생산실 소등 후에도 24시간 연중무휴 이러한 부품을 생산하며, 연속 생산 후 이어지는 검사를 지원하는 일은 품질 연구실의 핵심 과제입니다. 

Price는 이렇게 설명합니다. “저희는 이런 대형 부품을 빠르게 점검해야 하는데, CMM에 해당 부품을 올려두고 1시간 이내에 실행할 수 있다는 것은 놀라운 일입니다. HP-L-10.10을 사용하면서 부품이 클수록 검사 시간이 전반적으로 더 줄어든다는 사실을 알게 되었고, 10.6에서 10.10으로 전환하며 이 부분에서 큰 도움을 받았습니다. 18자리의 부품 번호 패키지를 4개의 배치로 실행할 수 있다는 건 팀원들이 더 많은 작업을 수행할 수 있다는 뜻이기도 합니다.”

Max Aerostructures는 HP-L-10.10 스캐너를 도입하면서 직관적인 단일 대시보드로 실시간 정보를 제공하는 헥사곤 PULSE 모니터링 솔루션도 추가했습니다. 데이터 무결성을 보장하는 동시에 최신 작업현장 검사 환경의 안전과 보안을 향상하기 위한 목적으로 만들어진 PULSE는 센서 네트워크를 사용하여 CMM 주변의 온도, 진동 및 습도 변화를 기록합니다. 이는 장비 상태 알림 및 충돌 알림과 함께 제공되어 생산성을 극대화화는 데 필요한 정보를 제공하는 종합적인 CMM 모니터링 시스템을 구축할 수 있습니다.

“이는 기계의 상태 보고서를 받아보는 것입니다. 하루 종일 모니터링을 지켜보지 못하더라도 시스템이 로그를 보관하거나 문제가 발생하면 이메일을 보내줍니다.”라고 Price는 설명합니다. “덕분에 어떤 일이 일어났었는지 살펴보거나 검사 도중 문제가 있었는지 등을 바로 알 수 있습니다.”

“저는 이 모니터링 시스템을 장비에 문제가 있다고 생각했을 때 처음 사용했으며 이를 통해 문제의 원인을 알 수 있었습니다. 문제의 근본 원인을 파악하기 위해 PULSE를 확인했는데 그 당시 진동과 기압에 큰 변화가 있다는 것을 발견했습니다. 공기 압력이 약간 낮아서 일어난 문제였고 빠르게 해결할 수 있었습니다. PULSE는 훌륭한 도구입니다.”

현재 Price는 헥사곤이 제공하는 전문 지식과 지원에 만족하고 있으며, 향후 솔루션을 찾기 위해 다른 제조업체를 찾아야 할 이유가 전혀 없다고 말합니다.

“저는 지난 15년 동안 다양한 측정 제품을 많이 사용해봤습니다. 누구나 정말로 가장 신뢰하는 브랜드는 단 하나뿐이며, 저에게는 그 브랜드는 바로 헥사곤입니다. 제품 이면의 기술이나 프로그램 제어, 충돌 감지, 사용 편의성 및 정확도는 동급 최고입니다. 저는 헥사곤을 통해 사용해 본 소프트웨어나 하드웨어에는 한계가 없다고 항상 말해왔습니다. 포럼이나 지원 센터에서 맞는 사용 방법을 찾기만 하면 됩니다.”

“헥사곤은 역사적으로 항상 다양한 기술을 보유하고 있었으며 끊임없이 신제품을 개발하고 있습니다. 헥사곤이야말로 측정 분야의 세계적인 선도 업체라고 생각하기에 새로운 소프트웨어와 하드웨어를 알아보고자 한다면 헥사곤에서부터 시작하는 것이 당연합니다.”라고 Price는 덧붙였습니다.