[커버스토리] 정확한 장비상황 예측으로 자동화 오류 최소화한다

씨에스캠, 인력•고장•비용 최소화할 수 있는 측정 솔루션 공개

황주상 기자

공작기계에서 자동화는 주로 기계의 정밀도를 유지하거나 작업자의 실수를 방지할수 있는 모니터링, 그리고 인건비가 상승해 이러한 비용을 절감하고자 할 때 수요가 생기며, 일반적으로 이러한 필요성에 따라 각각의 자동화 솔루션이 구축된다.

이렇게 우후죽순으로 개발되고 있는 수많은 솔루션 가운데 씨에스캠은 장비의 로딩시 작업자의 실수를 방지하기 위한 측정 프루브 솔루션과 이와 함께 작업자의 작업물 로딩오차를보상하기 위해 머신비젼 얼라인 장비를 개발하고 있어 업계의 관심을 받고 있다.

씨에스캠의 CNC 사업부 최인휴이사는 “최근 제조시장내 이직률은 이제 무시하지 못할 수준으로 증가했다. 이로 말미암아 장비 조작에숙련된 작업자를 찾기란 사실상 하늘의 별따기보다 어려운 현실”이라며, “이러한 상황에서 다소 숙련도는낮은 인력이 기존과 같이 가공품질을 지속적으로 유지하는 한편, 비용을 절감하기 위해선 이러한 측정 장비솔루션이 안성맞춤일 것”이라고 전했다.

가공정 정밀도 높이는 측정 프루브

일반적으로 공작기계의 가공기 관련 자동화라고 하면, 주로 가공물의 로딩 및 언로딩, 치수측정을 비롯해 머신비전을 이용한자동 얼라인 등 작업자동화와 가공부하, 가공사태의 모니터링 자동화를 생각할 수 있다. 이 중 씨에스캠은 측정 프루부를 이용한 다이캐스팅된 핸드폰 메탈 바디의 중심좌표 시프트와 로테이션 각도를 측정해면취면의 가공 정밀도를 향상시키는 솔루션을 개발해 CNC에 탑재했다.

이렇듯 CNC와 연결된 측정 프루브는툴 프리-세터 사용을 통한 공구길이의 보정에서 핸드폰 메탈 바디 등과 같이 알루미늄 다이캐스팅 소재의수축이나 변형을 가공정 측정 보정까지 다양한 용도로 사용된다.

씨에스캠은 이러한 솔루션을 터치폰 메탈 바디의 면취 가공기와 글라스 원판의스크라이빙 장비와 글라스 글라이딩 장비에 성공적으로 적용돼 그 성장가능성을 알렸다.

머신비전으로 장비 데이터 통신 원활화

또한, 씨에스캠은 앞선 언급한측정 프루브와 더불어 자동 얼라인 솔루션을 통해 비전 솔루션이 가진 기능성을 확장했다는 평가를 받고 있다.

그동안 공작기계 제어기에 머신비전을 연결하는 작업은 비전 영상처리 제어기의추가 설치를 통해 데이터 통신을 주고 받아야 했다. 이러한 기존의 작업방식은 시간이 너무 많이 들고번거로울 뿐 아니라 무엇보다 비용이 많이 드는 단점이 있다. 하지만 씨에스캠의 비젼 솔루션은 1GB를 지원하는 네크워크 카메라와 연결돼 방대한 소프트웨어내에서 데이터를 처리하고 있어 추가 제어기 설치가필요없다는 장점을 가진다.

이와 더불어, 테이블에 안착된글라스의 회전각과 시프트의 오차를 보상하고, 가공 데이터를 회전하는 방법을 사용해 별도로 얼라인을 위한회전기구설치의 필요성을 없앤 점도 관련 산업 종사자들에게 충분히 어필할 수 있는 매력요소라 할 수 있다.

물론, 이러한 얼라인 비전 솔루션을개발이 결코 단번에 이뤄진 것이 아니다. 실상 개발 초기부터 난관이 많았다.

또한, 국내 공작기계장비시장의열악한 작업환경의 특성상 조명조건이 변경돼 측정가능 범위가 수시로 변하는 경우가 많은 것도 솔루션 개발의 고려대상이었다.

씨에스캠은 솔루션 개발에 앞서 수시로 조명조건이 변경돼 측정가능 범위가 변하는경우가 많은 국내 공작기계장비시장의 열악한 작업환경의 특성을 고려해야 했다. 또한, 글라스 연삭기의 경우 절삭유를 분출하는 챔버내에 설치해야 했기 때문에 방수기능도 반드시 갖춰야 했다. 무엇보다 머신비전에 대한 산업의 무미건조한 인식도 돌파해야 했다.

머신비전은 반도체와 LCD 공장장비의경우에는 필수 구성품이지만, 공작기계에게 있어서 이러한 기능은 오히려 과잉사양으로 비춰질 수도 있기때문이다. 이밖에도 제품개발의 필요성에 대한 의문이 제기되기도 했다.

이렇듯 많은 우여곡절 끝에 씨에스캠은 이러한 자동 얼라인 솔루션을 무사히 CNC에 탑재해 핸드폰 글라스 스크라이빙 장비를 생산하게 됐다. 최이사는 장장 6개월의 테스트를 통해 120대의 장비가 공장에줄지어 서 있는 모습은 그야말로 장관이었다고 당시의 상황을 회상했다. 최인휴 이사는 “이러한 씨에스캠의솔루션은 비용은 물론, 처리속도면에서 그 우수성을 나타낸다”며, “특히, 당사의 비전시스템은 NC 데이터 내의 G코드로 비전을 실행하고, 결과 값을 산출할 수 있도록 매크로를 통한처리가 가능해 사용자의 다양한 요구조건 지원에 용이하다”고 설명했다.

얼라인 비전, CNC와 비전의 만남

머신비전과 CNC가 결합된 솔루션인자동 얼라인 비전은 작업자의 작업물 로딩오차를 보상하기 위한 제조공정에 최적의 기능을 제공한다.

먼저 자동 얼라인 비전은 1GB의네트워크 CCD 카메라를 채용함으로써 시스템을 단순화하고 측정위치를 도면(DXF)으로 입력할 수 있다. 또한,검증된 패턴 매칭으로 완벽한 마크인식을 달성하는 한편, 사용자의 부정확한 로딩오차를 비롯해인쇄 오차까지 정확히 잡아낸다.

정밀한 비전 측정을 수행해 시프트와 로테이션 각도 등도 보정할 수 있다. 이 제품이 가진 측정 시스템은 Ø0.3~3 mm의 특정마크와 임의형상 마크까지 측정 가능할 정도로 정밀하다. 이 자동 얼라인 비전 시스템은 NC 코드로 비젼 측정을 지시하는데 이러한 지령은 크게 G206~8까지세 가지로 분류된다.

먼저, G206은 전체 보상을지령하고 G207은 사각 및 원형 윈도우 배열의 측정지령, G208은보정 후 NC 가공을 지령한다.

또한, 이러한 측정 및 검사가제대로 이뤄지지 않을 시 사용자는 자동과 수동중 이러한 상황을 조치할 수 있는 방법을 상황에 맞게 선택할 수 있으며, 측정오류 리포트를 작성해 향후 있을 오류에 대비할 수 있도록 했다.

FA Journal 황 주 상 기자 (fa@infothe.com)