일본산업뉴스요약

3D계측, 빠르고 손쉽게
Ametek의 휴대형 3D계측기, 숙련공의 대체 수단

미국의 대형 계측기업체인 Ametek이 일본에서 판매를 시작한 3차원(3D) 계측기는, 휴대 가능한 타입으로, 자동차와 부품에 레이저를 쏘아 한번에 측정한다. 운반 가능한 종래 타입과 비교해 측정시간은 짧고, 대형의 3D 계측기 보다도 저렴하다. 전문가가 줄고 있는 중소기업에서는 품질관리 등의 3D기술에 대한 관심이 높아지고 있고, 도움이 될지도 모른다.

아메텍은 제조, 항공, 전력 등의 산업에서 사용되는 시험과 감시의 계측기 업체이다. 신 광학식 스캐너「Creaform MetraSCAN 3D」는, 3D 모델을 만들기 위한 것이다. CAD(컴퓨터 지원설계)의 데이터를 만들고, 기존의 CAD데이터와 비교하여 품질관리에 활용한다. CAD데이터가 없는 오래된 부품을 측정하고, 복원에 사용한다.

일본법인(도쿄, 구제 사장)의 본사에서, 실제로 사용해 보았다. 건네 받은 계측기는 다면체와 같은 형태를 하고 있고, 손을 넣는 형태로 잡는다. 가볍고 한 손으로도 충분히 들 수 있다.

자동차의 변속기를 넣는 복잡한 형태를 한 케이스를, 케이크에 크림을 바르는 것처럼 본떠 본다. 대상물에는 닿지 않는다. 그리하면, 모니터 화면에 3D모델이 실시간으로 만들어져 갔다.

가까이 있는 카메라 센서가, 손에 들고 있는 계측기를 인식하고, 공간의 어디에 위치하고 있는지를 보고 있었다. 계측기에 121개 있는 하얀「타겟」이라고 불리는 표식을 카메라가 인식한다. 이 위치정보와, 계측기 자신이 대상물에 맞추고 있는 레이저의 데이터가 실시간으로 링크되고, 3D 모델이 된다.

종래에도 운반 가능한 탐침 형의 계측기가 있었다. 단, 형태를 파악하기 위해, 기복에 맞추어 복수의 접점에 직접 접촉하면서 측정할 필요가 있다. 형상이 복잡할수록 시간이 소요되는 결점이 있었다.

아메텍의 제품은 레이저를 쏘는 것만으로 매끄러운 형태를 파악해가기 때문에, 경우에 따라서는 측정시간을 3분의 1로 줄일 수 있다고 한다. 대상물이 부서지기 쉬운 소재라도 상처 입히지 않고 측정이 가능하다.

금형과 부품가공을 시작으로 하는, 중소기업의 활용이 예상되고 있다. 크레아폼사업부의 오다 부장은 “생산라인에 설치하지 않아도 되는 손쉬운 방식이 특징이다.” 라고 말한다.

3D 계측은 통상, 로봇 암(Arm)과 대형의 레이저기기의 장치가 필요하고, 생산라인에 설치해야 하기 때문에 공간이 필요하다 라는 과제가 있었다.

대형장치가 정확도는 높다. 단 제조현장에서 사용하기에는 충분한 성능으로, 정확도는 64미크론이다. 도입비용은 대형장치라면 수 천만 엔이지만, 아메텍은 3분의 1정도의 비용으로 도입이 가능하다고 한다.

크기는 부품레벨에서 자동차의 차체 정도까지를 상정하고 있고, 권장하는 크기는 0.2미터에서 6미터라고 한다.

지금까지와 같이 차체 등을 대형장치까지 운반할 필요가 없고, 계측기를 다양한 공장에 휴대하여 사용할 수 있다.

3D 측정의 수요가 높아지는 배경에는 기술자의 고령화가 있다. UN이 2015년에 발표한 보고서에 따르면, 2015년에 일본의 인구의 33.1%가 60세 이상으로, 2050년에는 42.5%가 된다. 세계전체와 비교하면 같은 해에 2배가까이 된다고 한다.

품질관리 등 제조현장의 노하우는 기술자의 경험과 감에 의존하는 부분이 컸다. 숙련기술자의 대량의 은퇴의 시대를 맞이하고, 기술의 전승과 교육이 과제가 되고 있다. 오다 부장은 “누구라도 간단하게 사용할 수 있는 3D 계측기는 대체수단이 된다.” 라고 주장한다.

신제품은 데이터를 모으는 컴퓨터가 있는 장소에 돌아오지 않더라도, 다면체에 있는 버튼으로 설정변경 가능하다. 이용기업의 요구를 반영하면서 사용하기 쉽게 개선하고, 고령화가 진행되는 제조업의 현장에서의 수요를 개척해 나간다.

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