QC(품질관리)의 꽃! CMM, 3차원 측정기🌺

MY QUALITY TRIP 8

QC(품질관리)의 꽃! CMM, 3차원 측정기🌺

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안녕하세요! 여러분의 품질여행 가이드 calabrone입니다!

저는 요새 정신없이 일을 하다보니 시간이 어떻게 가는지를 잘 모르겠어요ㅎㅎ

벌써 여름이 거의 다 지나가고 가을과 겨울이 코 앞까지 온 것이 느껴지는 것 같아요

추석 연휴도 이제 금방이라 정말 시간이 참 빠르구나를

나이를 먹고 직장생활을 하게 되면서부터 아주아주 뼈 저리게 느껴져요ㅋㅋ😂

지금이 분명 제가 원했던 삶에 더 가깝지만

그래도 생각한 것보다 정말 쉽지 않네요..ㅎㅎ

그래도!!!

조금 바쁘고 힘든 느낌이 드는 게 지금 열심히 잘 하고 있다는 사실을 반증하는 게 아닐까요?

어떤 새로운 문제나 어려움이 생기더라도 최대한 스트레스 덜 받으면서 

차분히 해결하다보면 더 행복한 일이 배로 생겨날 거예요ㅎㅎ

자, 그러면 오늘도 여러분들과 함께 시작해볼까요?

레츠기릿!!!

 

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오늘은 QC, 즉 품질관리의 꽃이자 끝판왕이라 할 수 있는

CMM 3차원 측정기에 대해 이야기해보려고 해요

CMM(Coordinate Measuring Machine)은 한글로 직역하면 '좌표 측정기'인데요

우리에게는 '3차원 측정기'라는 말이 가장 익숙할거에요! ㅎㅎ

 

품질 직무에서도 실무를 담당하고 검사 업무를 맡고 있는 QC에서는

다양한 검사 장비를 사용한다고 저번 시간에 말씀드렸던 거 기억나시나요?

그 장비들 중에서 가장 많이 사용하면서도

높은 정확도와 초정밀 측정능력을 자랑하는 장비가 바로 CMM입니다!!

 

접촉식 CMM

 

위 사진 속의 장비가 바로 CMM이고,

CMM 중에서도 접촉식 측정기입니다!

 

CMM은 센서가 물체에 접촉하여 형태를 측정하는 접촉식과

렌즈를 통해서 물체의 형태를 화면에 띄워서 측정하는 비접촉식으로 나뉘는데요!

 

우선 접촉식은 '프로브'라는 센서 X, Y, Z축 방향으로 움직이면서

측정하고자 하는 물체의 3차원 좌표를 수집합니다

그리고 그 좌표를 가지고 여러 측정값을 계산하는 것이지요!

컴퓨터에 연동되어 사용하는 장비답게

여러가지 복잡한 기하공차나 치수 등을 몇 번의 클릭만으로 자동으로 계산해줍니다

 

CMM 프로브

 

프로브가 달려있는 둥그렇고 검은 부분 위부터를 '헤드'라고 하는데요

저 안에는 매우 많은 회로와 센서가 내장되어 있어서

0.0001 mm 단위까지 좌표를 표시할 수 있습니다

 

접촉식 CMM은 가스의 압력을 센서가 인식해서 위치 좌표를 측정하는데요

프로브가 공중에서 움직이다가 물체에 닿아서 멈추게 된다면

프로브 내부 기체 압력이 바뀌면서 물체가 있다고 인식하게 되고

그 위치를 기억하고 있던 반도체 칩이 회로를 통해 좌표 정보를 컴퓨터에 전송해주는 것이죠!

어때요? 대박이지 않나요?ㅋㅋㅋ

 

CMM은 조이스틱을 이용해서 X, Y, Z 축 방향으로 독립적으로 움직일 수 있고

따라서 3차원 공간에서 대각선으로도 움직일 수가 있어요!

또한 프로브가 아래 방향만 향하고 있는 게 아니라

다양한 각도로 방향을 바꾸어서 필요한 상황에 맞게 쓸 수 있어서

세밀하고 복잡한 측정이 필요할 때에 특히 진가를 발휘하죠ㅎㅎ

 

CMM을 사용하는 가장 큰 이유 중 하나는

미리 짜여진 프로그램에 따라 똑같은 여러 물체들을 자동으로 측정할 수 있는 기능이 있기 때문이죠

사람이 옆에서 확인만 하고 있으면 

CMM이 알아서 측정을 하고 치수값까지 계산하여 기록을 해주기 때문에

시간과 에너지를 크게 아낄 수가 있습니다!

우리가 컴퓨터를 쓰는 이유도 바로

단순하고 반복되는 일은 기계에게 맡기고

사람만이 할 수 있는 복잡하고 독창적인 일에 더 집중하기 위해서잖아요?

그런 취지에 아주 잘 맞는 장비라고 생각이 듭니다ㅎㅎ

 

 

접촉식 CMM을 사용할 때 주의할 점은

다른 장비들보다 매우 조심히 다루어야 한다는 것이예요

물리적으로 직접 접촉하고 움직이면서 측정을 하는 장비이다보니

원치 않았던 움직임 때문에 프로브나 헤드가 부서지는 사고가 발생하기도 합니다!

따라서 어느 작업장이든 마찬가지로 안전거리를 유지한 상태에서

장비를 사용할 때는 집중해야 하고

정신없이 여러가지 일을 동시에 하려고 하면 안되겠죠?

장비 자체가 매우 고가이고(몇 천만원~억 단위) 쉽게 구할 수 없기도 하지만

더 위험한 경우 인명 피해까지 입을 수도 있기 때문에

장비를 사용할 때는 항상 긴장하고 주의하면서 측정하는 것이 중요합니다!

 

비접촉식 CMM

 

그 다음에 만나볼 장비는 비접촉식 CMM입니다

흔히 '비전'이라 부르기도 하는데요

비전이라는 이름을 들으면 뭔가 '빛'을 이용하는 장비일 것 같지 않나요? ㅎㅎ

바로 이 '빛'이 비접촉식 CMM의 핵심이라고 할 수 있습니다

 

접촉식 CMM과 마찬가지로 조이스틱을 이용해서

X, Y, Z축으로 헤드가 자유롭게 움직이는 것은 같지만,

비접촉식 CMM의 헤드 끝에는 프로브 대신 '렌즈'가 있습니다!

 

 

어떻게 보면 현미경과도 비슷하다고 할 수 있을 것 같은데요

물체를 128배까지 확대해서 선명하게 볼 수 있고

렌즈를 통해서 확대한 물체를 스크린에 띄워서 X, Y축 좌표를 측정합니다

이때 바로 조명을 이용해서 빛을 쏘아

물체의 모서리에 명암 차이를 만들어, 그 명암의 경계선의 위치를 센서가 인식하는거죠!

 

그리고 Z축 좌표는 초점으로 렌즈가 인식해요

깨끗하게 초점이 맞춰지는 시점을 통해 정확한 Z축 위치 좌표를 찾을 수 있답니다

 

해당 좌표들는 0.0001 mm 단위까지 측정이 가능하고

그 다음부터 좌표를 얻었으면 치수를 계산하고 자동으로 측정할 수 있게 되는 것은 

접촉식 CMM과 마찬가지입니다!

 

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물론 CMM 장비가 매우 최첨단 기술력이 집약되어 있는 최고의 장비이지만

완벽한 것은 아닙니다!

우선 초정밀 수준으로 미시세계 수준의 측정이 이루어지다 보니

자연적인 오차가 발생하게 되요

따라서 소수점 4째 자리까지 측정이 되지만

보통 신뢰할 수 있는 수준은 소수점 3째 자리까지입니다

그래서 대부분의 치수들은 2, 3째 자리 단위로 측정을 해요

 

기술적 한계로 컴퓨터가 인식하지 못할 수도 있어요!

명암으로 물체를 인식하는데

사람 눈으로는 분명하게 명암 구분이 되지만 

컴퓨터에게는 구별하기 어려운 상황이 발생할 수도 있어요

이런 경우 자동으로 측정하게 되면 완전히 잘못된 측정값들이 나오게 되죠ㅠㅠ

그렇기 때문에 최대한 초점과 명암을 선명하고 뚜렷하게 유지한 상태에서

측정을 하는 것이 정확도를 높이는 최선의 방법입니다

 

또한 다양한 기능과 첨단 기술을 보유한 장비인 만큼

사용자에게도 충분한 숙련도가 필요해요!

어떤 수준의 기술로 어떻게 사용하느냐에 따라 이 장비의 효용성이 완전히 달라지겠죠ㅎㅎ

따라서 정확한 사용법을 익히고 이해한 상태에서

수많은 연습을 통해 경험을 쌓아나가는 것은 필수라고 할 수 있습니다

 

반 이상의 측정은 프로그램을 통한 자동이 아닌 수동으로 측정해요

왜냐하면 수동으로 찍는 것이 자동보다 더 빠르고 쉬울 때도 있기 때문이지요

마찬가지로 CMM만 쓰는 것보다

여러가지 장비들과 함께 혼합해서 사용하는 것이 가장 효과적이고

어떻게 사용하느냐에 따라 장비의 효과가 달라지게 된답니다!

 

 

 

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자 오늘은 품질관리의 정수라고 할 수 있는 CMM에 대해 알아보았는데요

더 많은 분들이 품질 직무에 관심을 가지고 도전해보셨으면 좋겠어요

저 calabrone이 여러분들의 꿈을 응원하겠습니다!

오늘도 함께해주셔서 감사해요!!

다음에 더 알찬 포스팅으로 돌아오겠습니다!!

 

 

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