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공작기계 교정. 편하게 하세요! – API사의 XD™ Laser 인터페로미터

우리 공장 김 반장은 최근 가공 결과물을 측정하는 과정에서 문제가 잦아지고 있다고 느꼈다. CNC 프로그램도 확인해보고 지그와 공구도 점검해 보았지만 문제를 찾지 못했다. 정작 ‘마더 머신’이라고 불리며 굳건할 줄 알았던 공작기계가 비틀어져 있다는 사실을 알아채기 전까지는…

XD™ Laser 인터페로미터로 공작기계를 교정하는 모습.
XD™ Laser 인터페로미터로 공작기계를 교정하는 모습.

장비 교정, 인터페로미터
정밀 공작기계나 로봇, 생산설비에 대한 측정 및 보정을 위한 솔루션으로 레이저 인터페로미터가 사용된다. 인터페로메터를 이용한 측정의 원천기술은 XD™ Laser를 만든 API 사에서 최초 개발했다. XD Laser는 사용자의 용도에 맞게 1DoF 부터 6DoF 까지 옵션을 나누어 옵틱 혹은 레이저 헤드 내부 세팅을 변경하여 적용한다. XD Laser의 구성은 1D(거리), 3D(거리, X-Y 진직도), 5D(거리, X-Y 진직도, Yaw, Pitch), 6D(거리, X-Y 진직도, Yaw, Pitch, Roll)로 구성된다. 6D XD Laser는 한 번의 셋업으로 3축의 21가지 오차를 동시에 측정할 수 있는 세계에서 유일한 레이저 인터페로미터로 선형, 진직도, 각도, 반복 위치 정밀도, 속도, 직각도 등 9가지 파라미터를 측정할 수 있다.

동시 측정의 효과
이러한 동시 측정의 가장 큰 장점은 측정 작업 시간이 현격히 줄어든다는 것이다. 일반적으로 레이저 인터페로미터를 사용하면 크게 3가지 항목(Linear(X), Straightness(Y,Z), Angle(Yaw, Pitch, Roll)을 측정하는데 보통 항목별로 설치해야 하는 옵틱이 매번 바뀌게 되고, 같은 항목 내에서도 축이 변경되면 옵틱의 방향을 바꿔줘야하는 번거로움이 있다. 이런 사전 작업 시간이 평균적으로 총 측정 작업 시간의 50% 이상을 차지하는데, XD Laser는 하나의 옵틱, 한 번의 정렬 만으로 3축 오차를 동시에 측정하기 때문에 작업에 드는 시간을 크게 단축한다. 이는 인터페로미터(간섭계) 원리에 중요한 역할을 하는 분해경이 레이저 헤드 내부에 구성되어 있고, 타겟이 치부되는 센서 내부에 각도(Yaw, Pitch, Roll)를 계산하는 센서가 장착되어있기 때문에 가능하다.

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제로 피팅
진직도 측정 시 가장 오래 걸리는 작업이 빔 정렬 과정이다. 진직도 측정에는 시작 지점과 끝 지점을 직선으로 만들어주는 셋업이 필요한데 시작 지점과 끝 지점의 X-Y 진직도 편차를 ‘0’에 가깝게 조정해야만 측정을 시작하기 적합한 셋업이라고 볼 수 있다. XD Laser는 이 첫점과 끝점을 ‘0’에 가깝게 만드는 세팅을 위한 측정을 한 후 클릭 한번 만으로 계산 값이 표시된 리포트가 생성된다. 셋업이 끝나면 헤드에서 나오는 레이저 빔이 측정 가능 범위 안에만 있다면 제로 피팅(Zero Fitting) 이라는 기능으로 셋업 시간을 줄일 수 있는 것이다.

유, 무선 이더넷 기반의 장점
XD Laser를 공작기계 교정용으로 사용하는 상황에서 Linear 혹은 진직도 측정을 한다고 가정하자. 처음 지점과 끝 지점을 직선 정렬해 둔 상태에서 타겟이 직진 운동을 할 때 변화하는 값을 보게 된다. 이때 무선 이더넷이 연결된 XD Laser를 사용하면 변화량을 실시간으로 확인할 수 있고, 확인된 오차에 대한 교정값 역시 사용자가 곧바로 넣어줄 수 있다. XD Laser 총판인 코세코의 석종원씨는 “측정이 다 끝날 때까지 기다리고 보고서를 확인하지 않고도 원하는 지점에 따른 오차를 실시간으로 보정할 수 있기 때문에 편리하다.”고 말했다.

XD Laser는 한 번의 셋업으로 3축의 21가지 오차를 동시에 측정할 수 있는 세계에서 유일한 레이저 인터페로미터다.
XD Laser는 한 번의 셋업으로 3축의 21가지 오차를 동시에 측정할 수 있는 세계에서 유일한 레이저 인터페로미터다.

About 이상준 기자

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