Equator™ 300 측정 시스템, 자동차 부품 측정 시간을 최대 80% 단축
유연한 현장 측정과 빠른 측정 속도를 지원하는 Equator 300 시스템. Equator 시스템은 온도 변화에 거의 영향을 받지 않아, 작업장의 환경 및 온도 변화에도 불구하고 매우 빠른 속도로 부품을 정밀하게 측정할 수 있습니다.
중국에 본사를 둔 Fulin Precision Machining(Fulin P.M.)은 자동차 산업용 정밀 부품을 생산하는 대표적인 제조업체로, 자동차 엔진 시스템의 연구, 개발, 제조 및 판매에 특화되어 있습니다. 생산부품은 내연기관(ICE)과 변속기 부품을 위한 전통적인 정밀 유압 장치부터, 전기 및 하이브리드 차량에 적용되는 전자기 및 전자 구동 장치까지 다양합니다.
이 기업은 Audi, Volkswagen, General Motors, Renault, PSA, Toyota, Nissan, SAIC, GAC, BAIC, Changan Auto, Geely, Great Wall Motor 등 세계적인 자동차 제조업체를 고객사로 두고 있습니다.
공정 제어가 매우 핵심 요소입니다.
생산되는 부품은 크기나 최종 용도가 다양하지만, 자동차 업계의 엄격한 기준을 충족하기 위해 최고 수준의 가공 정밀도가 요구됩니다.. Fulin P.M.은 중국 국가인증기구(CNAS)의 인증을 받은 첨단 시험 센터를 자체적으로 설립하여, 생산 부품의 품질 관리 및 품질 보증을 위한 정밀 검사를 수행하고 있습니다.
Fulin P.M. 시험 센터의 부센터장인 Lyu Qijian은 테스트 센터에는 1,800개가 넘는 첨단 제조 테스트 장비를 갖추고 있다고 설명합니다. 이 시험 센터는 고정밀 검사 및 평가 기능을 바탕으로, 입고 자재부터 정밀 가공 부품, 출하 직전 완제품에 이르기까지 전 공정을 대상으로 하는 종합적이고 전문적인 품질 검사를 수행합니다.
다양하고 대량 부품 생산에 적합한 새로운 측정 기술
이 센터는 엄청난 양의 작업을 처리하고 있습니다. 80명이 넘는 숙련된 직원들이 매일 30,000개 이상의 복잡한 부품과 1,000개 이상의 종류를 측정합니다. 시험센터는 신속하고 효율적인 검사 솔루션으로의 업그레이드가 필요했습니다 또한 새로운 시스템은 작업 현장의 광범위하고 다양한 온도 변화 속에서도 일관되게 작동해야 하며, 최소 1μm의 반복 정밀도를 구현할 수 있는 고정밀 측정 성능을 갖추어야 했습니다.
“2022년, Fulin P.M.은 자동차 엔진을 위한 신규 부품 개발에 착수했습니다. 우리는 일부 치수에 대해 10μm까지 엄격한 공차 기준을 포함한 수백 개의 부품 특성을 하나하나 확인해야 했습니다.
측정 장치로 10 μm 공차를 측정하려면 1 μm 반복정밀도를 달성해야 하며, 샘플링이 아닌 100% 전수 검사가 필요하다”고 Lyu는 설명했습니다.
이처럼 크고 복잡한 작업은 실험실용 좌표 측정기(CMM)와 기존의 수동 검사 방식만으로는 수행할 수 없었습니다. Fulin P.M.은 시간과 비용을 절감할 수 있는대안을 필요로 했습니다. “여러 측정 솔루션 공급업체와 상담했으며, 종합적인 비교와 평가 후 Renishaw에서 제조한 Equator 300 측정 시스템을 선택했다”고 Lyu는 말했습니다.
Lyu Qijian, Fulin P.M. 시험 센터 부센터장(중국)
현재 Fulin 시설의 작업장에는13대의 Equator 300 시스템이 배치되어 있습니다.
넓은 온도 범위에서도 뛰어난 측정 정확도
Renishaw의 Equator 300 측정 시스템은 뛰어난 정확도와 반복 정밀도를 기반으로 엄격한 측정, 보고, 추적 요건을 충족할 수 있는 독보적인 기술을 갖추고 있습니다. 기준 부품을 활용한 비교 방식을 통해, Equator시스템은 온도에 대한 민감도가 낮아졌으며, 섭씨 5도에서 50도, 습도 최대 80%에 이르는 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있습니다. Equator 시스템은 병렬 키네마틱(parallel kinematic) 메커니즘을 기반으로 설계되어 공작 기계 및 CMM에 사용되는 기존의 직교좌표 구조에 비해 반복정밀도를 높이고 관성의 효과를 줄이며 전력 사용량을 줄여주는 장점이 있습니다.
Equator 300 시스템 도입 이후, Fulin P.M.의 측정 효율성이 눈에 띄게 향상되었습니다.“이전에는 작업자가 실험실의 지정된 CMM으로 부품을 가져와야 했는데, 현재는 생산 라인에 Equator 300 검사 스테이션이 구축되어 검사 루틴이 개선되고 재료 처리 시간과 온도 안정화 시간이 짧아졌으며 이송에 따른 품질 리스크가 제거되었다”라고 Lyu는 말했습니다. “같은 부품을 측정하는 데 기존 CMM장비는 6분이 걸린 반면 Equator 300의 경우 1분에 불과해, 자동차 엔진 부품 측정 시간이 무려 80% 단축되었습니다.”
Equator 300으로 검사 루틴과 작업장 효율성 개선
현재 Fulin P.M. 생산현장에는 Equator 300 시스템 13대가 배치되어 제조 공정을 관리하고 있습니다. Equator 300은 각 제조 부품 배치의 QR 코드를 인식한 후, 부품을 측정하고 제조부터 배송까지의 전체 공정을 추적 관리합니다. 그 결과, Fulin P.M.은 제조 품질뿐만 아니라 제품 마킹 및 추적성까지 확보해 ISO-TS16949 자동차 품질 관리 시스템에서 요구하는 엄격한 기준을 완벽히 충족할 수 있게 되었습니다.
이러한 과정을 통해 효율성이 큰 폭으로 개선되었습니다. 시스템의 높은 유연성 덕분에, 작업자들은 요구 사항이 변경될 때마다 부품 측정 프로그램을 빠르게 전환할 수 있습니다. 이로써 새로운 검사 장비에 대한 투자 비용이 절감됩니다.
Fulin P.M.에서 운용 중인 Equator 300 시스템은 매우 높은 효율성을 달성하였으며, 이로 인해 제조 현장에서 100% 현장 측정이 가능해졌습니다
“100% 검사를 통해 수집한 데이터를 기반으로, 현장 품질 및 공정 능력을 분석하기 위해 통계적 공정 관리(SPC)를 적용할 수 있으며, 품질 위험 관리(QRM)도 함께 수행할 수 있습니다. Equator 300 측정 시스템 덕분에, 당사의 부품이 높은 수준의 품질 및 신뢰성 기준을 충족할 수 있다는 자신감을 갖게 되었다”라고 Lyu는 강조했습니다.
서비스 및 지원 파트너
Fulin P.M.과 Renishaw는 2015년부터 긴밀한 협력 관계를 유지해 왔습니다. 이 협력 관계를 통해 Fulin P.M.은 측정 기술을 지속적으로 최적화하고 있으며, 생산 라인에서는 Renishaw의 공작기계 프로브를 활용한 인라인 측정을, 장비 교정에는 Renishaw의 XL-80 레이저 간섭계를 활용하고 있습니다.
Lyu는 “Renishaw는 서비스와 기술 지원에 있어 대응이 매우 뛰어나다”라면서, “Renishaw 엔지니어는 Equator 프로젝트 초기 단계에서 검사원들이 측정 시스템을 원활하게 조작할 수 있도록 시간을 들여 지원해 주었으며, 팬데믹 기간 중에도 어플리케이션 관련 조언을 아끼지 않았습니다.”라고 덧붙였습니다.
현재 자동차 산업이 기존 내연 기관(ICE)에서 전기 및 하이브리드 모델로 빠르게 전환함에 따라, Fulin P.M. 시험 센터 역시 이에 발맞춰 지능형 공정 제어(IPC) 소프트웨어를 도입하며 변화에 능동적으로 대응하고 있습니다. Fulin은 더 크고 복잡한 부품을 더 빠르게 검사해야 하는 수요 증가에 대응하기 위해, 자동화 검사 공정에 Equator 500 시스템을 도입했습니다. Renishaw가 2018년에 출시한 Equator 500 시스템은 더 큰 부품의 치수 측정을 위해 설계되었으며, 최대 측정 범위는 직경 500mm, 높이 400mm에 달합니다. IPC 소프트웨어는Equator 시스템을 공작 기계 컨트롤러에 연결해서측정 데이터를 기반으로 절삭 공구 오프셋을 자동으로 계산하고 업데이트하는 통합 클로즈드 루프 솔루션을 구축합니다. 이는 사람의 개입과 공구 마모 오류를 최소화하면서, 공정 효율성을 향상시킵니다.
