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튜브 검사의 신세계 – 튜브 및 와이어 전용 측정기 헥사곤 TUBEINSPECT P8

한 업계 관계자에 따르면, 튜브나 와이어 생산 현장에서는 아직도 감에 의존하는 수작업, ‘옛날 방식’을 많이 사용한다고 한다. 반면, 단일 라인에서 다품종 소량의 제품을 생산하면서, 인라인으로 전수 측정을 함과 동시에 측정 결과가 즉시 생산 장비에 피드백된다면, 이것은 전형적인 인더스트리 4.0의 컨셉이다. 고전적인 튜브 생산 분야가 어떻게 인터스트리4.0으로의 변화를 이루어낼 수 있는지 알아본다.

Tubeinspect P8. 긴 튜브는 양문을 개방해서 측정한다.
Tubeinspect P8. 긴 튜브는 양문을 개방해서 측정한다.

고전적인 튜브 검사 방법
현장에서 튜브나 와이어 측정을 위해서 여러 가지 방법을 사용한다. 가장 대표적이고 고전적인 방법이 CF(Checking Fixture)라고 부르는 측정 지그를 사용하는 것이다. 생산된 튜브를 고정 지그에 넣어 보고 양부를 판별한다. 아무래도 검사자의 성향에 따라 측정 결과가 달라지는 문제가 내재해 있다. 기록도 남지 않는다.
고가의 소재를 사용하는 경우 불량 판정이 난 제품을 수정하기 보다는, 조정작업을 1회로 제한하여 폐기를 1개로 최소화 하는 것이 필수적이다. 작업자의 감에 의존해 반복할 경우 조정 작업에만 10시간 이상 걸릴 때도 있다. 이 시간 동안 생산 장비는 유휴 상태로 있게 되어 매우 비효율적이다.
또한, 측정 지그를 사용하는 방식은 생산하는 튜브 모델별로 지그가 필요하므로 작게는 몇백에서 몇천만원에 달하는 측정 지그 제작 비용이 만만치 않고, 측정 지그 보관에 따른 비용도 발생한다.
튜브 검사를 위해 레이저 타입 스캐너나 3차원 측정기(CMM)를 사용하는 경우도 있지만, 측정 시간이 몇 시간씩 걸려 전수 검사에는 사용하기 어렵다.

고전적이지만 널리 사용되는 튜브 측정용 기계식 검사 지그
고전적이지만 널리 사용되는 튜브 측정용 기계식 검사 지그
TubeInspect P8은 튜브의 외곽 형상 라인을 따서 3D로 구현해 주고, 실제값과 설계값을 비교해 양부를 판별한다.
TubeInspect P8은 튜브의 외곽 형상 라인을 따서 3D로 구현해 주고, 실제값과 설계값을 비교해 양부를 판별한다.

튜브 와이어 전용 측정기
헥사곤의 TubeInspect P8은 튜브나 와이어에 특화된 측정기다. 8대의 고해상도 광학 카메라와 LED 백라이트 조명을 사용하며, 0.035mm의 높은 정확도로 결과를 판별할 수 있으며 측정 시간은 2~3초에 불과해 튜브 생산 속도보다 빨라 전수 검사가 가능하다. 검사 지그를 이용한 측정 방법보다 빠르고 정확하면서도 고전적인 방식이 가진 단점을 모두 보완하고 있다.
TubeInspect P8로 측정하기 위해서는 우선 튜브의 설계값. 즉, 튜브 사이즈, 밴딩 포인트, 밴딩 엘리먼트, 앵글, 로테이션 등과 허용 공차를 입력한다. 측정할 튜브를 넣고 측정하면 2~3초 만에 측정이 완료된다. 측정이 끝나면 장비가 튜브의 외곽 형상 라인을 따서 3D 형상으로 구현해 주고, 실제값과 설계값을 비교해 양부를 판별한다. 측정 결과는 리포트 또는 데이터베이스 형태로 관리가 가능하다.
TubeInspect P8은 직경 1~125mm, 길이 1m 이내의 튜브나 와이어를 측정할 수 있는데, 이보다 더 긴 튜브나 와이어는 양쪽 도어를 개방하여 파트의 위치를 이동하면서 나눠서 측정할 수 있다. 또는, 조금 더 긴 튜브 측정을 위한 TubeInspect P16로도 대응이 가능하다.

인터몰드 2019에 선보인 헥사곤의 TubeInspect P8
인터몰드 2019에 선보인 헥사곤의 TubeInspect P8
고해상도 GigE 카메라를 모두 동기화하여 피사체의 형상을 빠르게 측정할 수 있다.
고해상도 GigE 카메라를 모두 동기화하여 피사체의 형상을 빠르게 측정할 수 있다.

생산 효율화 관점
TubeInspect P8의 측정 결과는 양부 판별에 그치지 않는다. 벤딩 머신과 연결하여 밴딩 프로그램을 셋업하거나 보정할 수 있다. 수집한 밴딩 형상 정보를 설계값과 비교 분석, 시뮬레이션하여 보정을 위한 정보를 도출해 밴딩 머신에 전송한다. 이를 통해 기존 방식에서 작업자가 감으로 수차례 하던 조정 작업을 1~2번의 조정으로 완료할 수 있다. 장비 가용성이나 셋업시간 단축을 통한 생산성 향상뿐만 아니라 많은 조정 작업에서 발생하는 폐물 자재 비용까지 줄이는 효과가 발생하는 것이다. 물론 이 측정기 구매로 인해 투자 비용이 발생하는 것은 분명하다. 그러나, 생산성 향상, 자재 소모 감소, 품질 향상, 지그 제작 및 유지비용 감소 등으로 생길 수 있는 효익과 세심하게 비교해 볼 필요가 있다. 구태의연하던 기존 방식을 인더스트리4.0 컨셉으로 전환할 기회일지도 모른다.

TubeInspect는 측정 결과 양부 판별에 그치지 않고, 벤딩 머신과 연결하여 벤딩 프로그램을 셋업하거나 보정할 수 있다.
TubeInspect는 측정 결과 양부 판별에 그치지 않고, 벤딩 머신과 연결하여 벤딩 프로그램을 셋업하거나 보정할 수 있다.

About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.