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[산업지식인] 제조 현장 디지털 트윈에 스캔 데이터가 활용된다고?

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[무료등록-대박 경품] 솔리드웍스의 클라우드서비스로 확 달라진 제조 현업의 이야기가 찾아갑니다 (12.10)

헬로티 서재창 기자 |

 

 

산업지식인은 실무자의 질문을 전문가가 자세하게 답변해주는 코너입니다. 산업지식인에는 MTV 웨비나에서 발표자와 질문자가 주고받았던 질의응답을 한 데 모아봤습니다. 

 

크레아폼은 지난해 7월 광학식 레이저 3D스캐너 제품군인 MetraSCAN 3D의 최신 버전인 MetraSCAN BLACK을 출시한 바 있는데요. MetraSCAN BLACK은 빠른 스캔 속도와 높은 정확도를 앞세워 산업군과 사용자로부터 높은 호응을 받았습니다. 


이에 '새로운 MetraSCAN BLACK과 C-Track의 특징 및 정확한 사용 방법'이라는 주제로 개최된 웨비나에서는 MetraSCAN BLACK 및 C-Track의 특징과 사용법 대한 세부적인 정보를 다뤘습니다. 

 

Q : 스캔 데이터에 대한 활용 범위가 궁금하다. 

A : 기본적인 스캔 결과물은 메쉬 파일(*.stl)이기에 범용적으로 사용하는 형식이다. 이 파일을 측정 소프트웨어에서 불러와서 치수 측정 시 사용하거나, 메쉬 편집 소프트웨어에서 3D프린팅을 위해 편집할 수 있다. CAD소프트웨어에서 이 메쉬파일을 불러오면 형상을 볼 수는 있지만 편집에 제한이 있다. 이 메쉬파일을 역설계 소프트웨어로 불러와 역설계 작업을 하면 일반 CAD 소프트웨어에서도 편집을 하거나 도면화를 위해 역설계를 진행할 수도 있다. 지원되는 스캔 포맷이 스캔 결과물 파일 형식이라면, STL, OBJ, PLY 등의 포맷으로 추출할 수 있다. 


Q : 생산 장비에서 제조되는 과정 중 제품을 스캔하려고 하는데 로봇에 장착 가능한가? 

A : MetraSCAN 핸디형 장비가 아닌 로봇용 스캐너 제품군이 별도로 있다. 손잡이 부분이 플랜지와 체결할 수 있게 설계돼 로봇 부분에 플랜지 BCD를 참고해 장착하면 된다. 최초 스캔 시 로봇 컨트롤러 혹은 PLC에서 스캔 시작 신호를 주면 스캐너의 레이저가 투영된다.


Q : 생산된 제품에 고장이나 오작동 오류 등이 발생할 경우 고장이나 오류 부분을 찾아낼 수 있는가?

A : 생산된 제품이 불량일 경우 측정 소프트웨어에 설정한 오차 범위에 따라 측정 완료 후에 합불 판정 신호를 PLC나 로봇 컨트롤러로 줄 수 있다. 또한, 측정 소프트웨어에 셋팅한 보고서 양식에 따라 어느 부위가 결함인지 확인할 수 있다. 


Q : 생산된 제품에 고장이나 오류 시에 작업자에게 피드백이나 에러 발생을 알려주는 기능이 있는가?

A : 스캔이 완료되면, 미리 설정한 측정 소프트웨어에서 측정이 진행된다. 측정이 완료되면, 공차 범위가 벗어나는 부위의 경우 PLC에 NG신호를 줄 수 있고 그 신호를 알람이 오게끔 PLC로 셋팅할 수 있다. 


Q : 문화재나 고미술품의 경우 하나의 스캔대상에서 반사도가 현저하게 차이나는 경우가 많다. 셔터속도 최적화는 능동적으로 변화하며 스캔하는 방식인가?

A : 스캔 전에 표면 조건에 맞게 셔터 스피드를 조절해 스캔을 진행하고, 스캔 진행 중에도 자유롭게 적절한 셔터 스피드를 변경할 수 있다. 셔터 스피드 최적화는 스캔 전 물체 표면에 레이저를 쏘면서 소프트웨어에서 자동으로 최적화된 셔터 스피드를 설정해주는 기능이다. 


Q : MetraSCAN 사용 시 스캔 오류를 최소화하는 자체 방안이나 솔루션이 있는가?
A : C-Track과 MetraSCAN BLACK 사용 시 포지셔닝 타겟 배치와 C-Track이 스캐너를 제대로 보도록 유의하며 스캔하면 된다. 


Q : 제조현장에서 디지털 트윈 구현과 관련해 스캔된 데이터가 활용된 사례가 있는가?
A : MetraSCAN으로 스캔한 메쉬 데이터는 물체를 1:1로 형상을 소프트웨어 상으로 구현한 것이다. 이를 가지고 제품의 치수를 측정하거나 역설계에 활용한다. 요즘에는 자동화의 일환으로 스캔과 측정의 자동화로 제품 양산 시 품질 분야에 적용하고자 하는 움직임이 활발해지고 있다. 


Q : 트레커와 스캐너의 최대 거리는 몇 m인가?
A : 트래커의 경우 1.5m 떨어진 거리에서부터 측정이 가능하고 4.2m 거리까지 본다. 스캐너의 경우 스캔 시 정격 거리는 물체 표면으로부터 30cm며, 이를 기준으로 25cm의 심도 범위를 갖는다. 따라서 스캐너가 표면을 보는 거리는 최대 약 42cm 정도 떨어진 거리까지 데이터를 취득할 수 있다.


Q : 인식작업만 하고, 사무실의 고성능PC로 다시 최적화가 가능한가?
A : 현장에서 스캔 완료 후 저장을 하고, 세션파일을 저장하고 나서 사무실로 온 뒤 최적화가 가능하다. 


Q : 사이즈가 큰 제품도 스캔할 수 있는가?

A : 대형물 스캔을 위해서는 보통 MaxSHOT과 함께 사용하는 것을 권장한다. MetraSCAN BLACK 또는 HandySCAN BLACK 사용 시 함께 사용하시면 공간 정확도를 최적화할 수 있다. 


Q : C TRACK의 위치를 이동하게 되면 캘리브레이션을 다시 해줘야 하는가?
A : 측정 중 C-Track을 움직일 시에는 별도 캘리브레이션이 필요 없다. 하지만 C-Track이 물체를 바라보는 각도가 크게 변화할 경우는 캘리브레이션을 해줘야 한다. 또한, 측정 후 새로운 장소로 옮겨서 측정을 해야할 경우나 온도가 크게 변화할 경우에는 캘리브레이션해줘야 한다. 

 

Q : 이동 중 사용 시에 초기 셋팅에 걸리는 소요 시간은 얼마나 걸리나?
A : 초기 세팅에는 장비 연결과 예열, 캘리브레이션, 파트 셋업 등을 고려해 30~40분 정도의 시간이 걸린다.

Q : 얇은 부분을 스캐닝 후, 병합하면 메쉬가 어긋나는 오차가 있었는데 어떻게 개선됐는가?
A : 스캐너 자체의 옵틱도 개선됐지만, 소프트웨어의 알고리즘도 개선돼 얇은 부분의 경계선 처리 부분이 많이 개선됐다. 


Q : 스캔 후 도면은 STEP 파일의 3D 도면 변환과정에서 에러가 발생하는데, 줄이는 방법은?
A : 이미 스캔에 대한 데이터에서는 에러가 발생하지 않지만 실제 제품의 변형으로 인해 역설계 과정 중 오차가 어느 정도 발생할 수 있다. 이런 경우 사용자의 경험치에 의한 역설계 보정을 해주면 에러 발생을 줄인다. 

 

 

'새로운 MetraSCAN BLACK과 C-Track의 특징 및 정확한 사용 방법'을 주제로 한 웨비나에서는 다양한 질의응답이 오고갔습니다. 3D스캐너를 이해하는데 조금이나마 도움이 되셨나요?

 

해당 주제와 관련해 궁금한 사항은 하단에 있는 댓글창에 댓글로 입력해주세요. 전문가가 직접 답변해드립니다. 이와 더불어 위 내용을 다룬 발표 자료를 공유 받고 싶다면, 댓글창에 메일 주소를 남겨주시길 바랍니다. 

 

 




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