진원도·원통도부터 표면 거칠기까지 단일 시스템에서 분석…측정 효율성 강화 측정 속도·정확성 향상에 자동화 기능까지…스마트 제조 환경 지원
(사진=테일러홉슨 제공)
글로벌 정밀 계측 전문기업 테일러홉슨(Taylor Hobson)은 진원도와 원통도 등 형상 측정부터 표면 거칠기 분석까지 하나의 시스템에서 수행할 수 있는 차세대 통합 측정 플랫폼 ‘탤리론드 600 시리즈(Talyrond 600 Series)’를 출시한다고 26일 밝혔다.
이번 신제품은 기존 ‘탤리론드 500 시리즈’를 기반으로 측정 속도와 정확성, 자동화 성능을 한층 강화한 것이 특징이다. 특히 기존 진원도 및 형상 측정 기능에 표면 거칠기와 파상도 분석 기능을 통합해 고정밀 부품의 다양한 품질 특성을 단일 플랫폼에서 종합적으로 평가할 수 있도록 설계됐다.
반도체, 전기차, 베어링, 항공우주, 의료기기 등 고정밀 제조 분야에서는 부품의 형상 정밀도뿐만 아니라 표면 상태까지 정밀하게 관리하는 것이 중요하다. 그러나 형상과 표면 특성을 분석하기 위해 서로 다른 측정 장비를 사용할 경우 부품을 반복해서 설치해야 하고 측정 데이터도 별도로 관리해야 하는 번거로움이 따랐다.
탤리론드 600 시리즈는 이러한 측정 과정의 비효율을 줄이기 위해 ▲진원도(Roundness) ▲원통도(Cylindricity) ▲진직도(Straightness) ▲동심도(Concentricity) ▲런아웃(Runout) 등 다양한 형상 파라미터와 ▲표면 거칠기(Roughness) ▲파상도(Waviness)를 단일 시스템에서 측정할 수 있도록 구현했다.
이를 통해 사용자는 별도의 측정 장비를 추가로 운영하지 않고도 단 한 번의 셋업(Setup)만으로 형상과 표면 품질을 종합 평가할 수 있다. 특히 동일한 기준면과 좌표계에서 형상 및 표면 데이터를 동시에 취득할 수 있어 측정 데이터 간 상관관계를 보다 정확하게 분석하고 반복적인 셋업 과정에서 발생할 수 있는 위치 오차도 최소화한다. 장비 간 부품 이동과 측정 준비에 소요되는 시간도 줄어들어 검사 공정의 전반적인 효율성을 높일 수 있다.
측정 준비 과정뿐 아니라 실제 검사에 소요되는 시간도 대폭 줄였다. 새롭게 설계된 측정 암(Arm)은 최대 30mm/s의 이동 속도를 지원하며, 개선된 센터링(Centering) 및 레벨링(Leveling) 알고리즘을 통해 측정 전 부품의 위치와 기울기를 조정하는 시간을 단축했다. 조정 범위 역시 확대해 작업자의 반복 작업을 최소화하고 부품 교체 시간을 절감할 수 있도록 했다.
여기에 부품 표면의 비틀림(Twist)을 분석하는 측정 기능에는 고도화된 소프트웨어 알고리즘을 적용해 측정 사이클 타임(Cycle Time)을 최대 50% 단축했다. 측정 준비부터 실제 검사까지 걸리는 시간을 줄임으로써 제조 현장의 검사 효율과 장비 운영 생산성을 동시에 끌어올렸다.
측정 속도를 높이면서도 정밀한 결과를 확보할 수 있도록 신뢰성 관련 기술도 강화했다. 20비트 고분해능 게이지(Gauge)와 개선된 스케일 교정(Scale Calibration) 기능을 통해 모든 게이지 범위를 자동 교정하고, 측정 과정에서 발생할 수 있는 오차를 자동으로 보상한다. 또한 ▲충돌 방지 ▲온도 보정 ▲하모닉 검증 ▲피드백 제어(Feedback Control) 기반 자동 위치 결정 기능 등을 적용해 반복 측정 시에도 높은 재현성과 안정적인 측정 결과를 제공한다.
정밀 분석 기능은 복잡한 형상의 부품까지 대응할 수 있도록 확대됐다. ▲부분원호(Partial Arc) 하모닉 분석 ▲고급 하모닉(Advanced Harmonics) 분석 ▲비틀림 분석 ▲나선원통도(Spiral Cylindricity) ▲단속표면(Interrupted Surface) 측정 등을 지원하며, 최대 1,500UPR(Undulations Per Revolution, 회전당 파형 수)까지 검증된 정확도를 제공한다. 부분 진원도 측정에서도 고정밀 하모닉 분석이 가능해 정밀 회전체의 미세한 형상 변화를 더욱 세밀하게 평가할 수 있다.
특히 나선 측정 데이터를 활용한 원통도 분석 기능은 고객사의 요구사항을 반영해 개발됐다. 해당 기술은 향후 비접촉 측정 기술 구현을 위한 기반으로 활용될 예정이다. 이처럼 확대된 분석 기능은 정밀 베어링, 모터 샤프트, 볼스크류, 기어 등 다양한 고정밀 회전체의 품질 평가에 폭넓게 적용할 수 있다.
이러한 측정 성능을 제조 현장에서 효율적으로 활용할 수 있도록 자동화와 데이터 연계 기능도 고도화했다. 탤리론드 600 시리즈는 테일러홉슨의 차세대 ‘메트롤로지 4.0(Metrology 4.0)’ 플랫폼을 기반으로 ▲OPC-UA 기반 설비 연동 ▲Q-DAS 데이터 출력 ▲데이터 융합(Data Fusion) ▲사용자 정의 단축 버튼 등의 기능을 제공한다. 이를 통해 측정 결과를 생산 및 품질관리 시스템과 연동하고 반복적인 측정 작업의 편의성을 높일 수 있다.
측정 프로그램 작성 과정에서도 자동화 기능을 활용할 수 있다. ‘캐드 프로(CAD PRO)’ 기능을 통해 캐드(CAD) 모델 기반 오프라인 프로그래밍을 비롯해 ▲자동 정렬 ▲측정 시뮬레이션 ▲형상 자동 인식 등을 지원한다. 이로써 측정 프로그램 작성에 필요한 시간을 줄이는 동시에 작업자의 개입을 최소화해 검사 공정의 자동화 수준을 한 단계 높일 수 있다.
테일러홉슨 관계자는 “Talyrond 600 Series는 기존 진원도 측정 장비의 기능을 확장해 형상과 표면 거칠기를 하나의 플랫폼에서 종합적으로 분석할 수 있도록 개발한 제품”이라며 “측정 장비의 통합과 검사 시간 단축, 데이터 신뢰성 향상을 통해 반도체, 전기차, 항공우주, 의료기기 등 고정밀 제조 분야의 품질관리 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.