자이스, 화성과학연구소(Mars Science Lab)와 수주 계약한 앤드류 툴사에 3차원 측정기 공급

ACCURA와 VAST XT gold 액티브 스캐닝 센서

자이스는 미국 미네소타주 미니애폴리스에 본사를 둔 정밀기계 가공업체인 미국 앤드류 툴 사(Andrew Tool & Machining Inc.)와 손잡고 화성탐사선 큐리오시티호(Curiosity)에 사용될 액추에이터(기어박스) 제작에 3차원 측정기를 공급했다.
자이스는 당사의 3차원 측정기가 화성과학연구소(Mars Science Lab)로부터 앤트류 툴 사가 큐리오시티호의 MSL(Mars Science Lab) 프로젝트의 계약을 수주하는데 결정적인 역할을 했다고 밝혔다.

자이스, 앤드류 툴사에 3차원 측정기 공급
자이스는 앤드류 툴 사가 NASA의 MSL 프로젝트를 수주하는데 큰 역할을 했다고 설명했다.
그것은 자이스가 제조 공정의 핵심 요소이지만 복잡한 측정, 엄격한 공차, 열 처리, 그리고 아주 촉박한 시간을 요하는 프로젝트를 해결해야 하는 앤드류 툴 사에 3차원측정기인 ACCURA와 VAST XT gold 액티브 스캐닝 센서를 공급하므로써 문제를 해결한 것이다.

엔드류 툴 사, 화성탐사선 MSL프로젝트 수주
아주 간단한 기하 요소에서부터 가장 복잡한 것에 이르기까지 모든 품목을 취급하고 있는 기계 제작업체인 앤드류 툴 사는 극도로 엄격한 공차를 요구하는 부품이 사용되는 항공우주, 방산, 의료, 마이크로 전자업계가 주요 고객이다.

엔드류 툴 사는 지난 2012년 NASA가 쏘아올린 큐리오시티호의 MSL(Mars Science Lab) 프로젝트의 계약 수주를 목표로 화성탐사선에 사용될 액추에이터(기어박스)를 제작하기로 했다.

따라서 추진 장치의 마력과 토크가 더 우수해야 하고 바퀴도 이전 탐사선보다 훨씬 더 커지게 된다. NASA 엔지니어들은 새로운 액추에이터를 성공적으로 제작한다면 스피릿(Spirit)이 모래 언덕을 넘지 못했던 문제를 해결하는 데 도움이 될 것으로 예상했다. 앤드류 툴사는 이러한 요구에 맞는 액추에이터 설계가 필요했고 다수의 파라미터를 충실히 반영해야 했다.

새로운 3차원 측정 기능의 정확도와 속도 개선 필요
엔드류 툴 사는 대부분의 부품 포켓이 매우 깊고 지름이 작으며 공차가 극도로 엄격하고 상당수는 톱니바퀴의 피치 지름이 서로 달라 어려움이 많았다. 게다가 비교적 큰 치수인데도 위치 공차는 0.0005mm, 제어 공차는 0.002mm, 치수 공차는 0.0025mm 미만에 불과하여 매우 까다로웠다. 이 모든 사항이 18개월이라는 짧은 납기와 AS9100 인증이라는 요구 조건과 맞물리면서 앤드류 툴 사는 새로운 3차원 측정 기능의 정확도와 속도를 개선하는 일이 절대적으로 요구되었다.

앤드류 툴 사, 자이스 ACCURA와 VAST XT gold 액티브 스캐닝 센서 구매 결정
자이스는 이미 앤드류 툴 사의 자매회사인 슈페리어 툴 사(Superior Tool)에서 그 역량을 입증한 바 있다. 앤드류 툴 사의 Bruce Hanson 사장에 따르면 “슈페리어 툴 사에서는 PRISMO 3차원 측정기가 품질관리부의 중추적인 역할을 맡고 있다. 앤드류 툴 사에서도 이를 기반으로 삼아 그와 같은 효과를 재현하는 것”이라고 말했다. 따라서 앤드류 툴 사는 자이스 ACCURA와 VAST XT gold 액티브 스캐닝 센서를 구매하기로 결정했다고 덧붙였다.

자이스 ACCURA, High-dynamic Package 옵션 사용으로 고속 측정 가능
자이스 ACCURA는 모듈식 설계로 장비, 센서 및 소프트웨어에 대한 요구사항에 맞게 업그레이드할 수 있다. 또한 접촉식 센서와 광학식 센서 뿐만 아니라 스캐닝 센서용 와이어가 사전 설치되어 있어서 멀티센서를 장착할 수 있다.
자이스 ACCURA 브릿지는 강철과 알루미늄 소재로 튼튼하고 가볍다. 특히 자이스의 CARAT 기술을 이용한 알루미늄 피막처리는 온도 안정성과 사용 수명을 개선했다.

또한 고성능 신종 절연 기술인 발포재 절연 기술을 채택해 하우징 커버 절연 효과를 극대화하고 두께를 최소화했다. 브릿지의 모든 하우징 패널을 간편하게 분리하고 다시 장착할 수 있어 정비에 소요되는 시간이 줄어들고 장비의 가용성이 높다.

자이스 ACCURA가 High-dynamic Package 옵션을 사용하면 고속 측정기로 바뀌는데 최대 800mm/s의 이송 속도를 지원한다. 속도가 높기 때문에 장비의 측정 영역에 대한 보호구역 모니터링이 가능해 사람이 보호구역에 진입하면 즉시 속도를 늦추었다가 보호 구역을 벗어나면 고속 측정 작업이 자동으로 재개된다.

VAST XT gold, 대형 프로브가 사용되고 최고의 정밀도를 요하는 측정 작업에 필요
VAST XT gold는 액티브 스캐닝 기술을 갖춘 측정 시스템으로 측정압은 측정 작업 조건에 맞게 설정할 수 있다. 액티브 스캐닝 외에 단일 포인트 측정도 가능한데 이를테면, 복잡한 프로브 구성과 셀프 센터링을 유연하게 활용할 수 있다.

VAST XT gold의 고속 스캐닝은 사실상 모든 작업(형상 및 위치 측정, 곡선 및 자유 곡면 측정, 역설계)이 가능한데 플라스틱 가공 부품 및 스티로폼, 브레이크 부품, 크랭크축, 엔진 블록, 터빈 블레이드 등이 측정 가능 대상이다.
VAST XT gold는 대형 프로브가 사용되고 최고의 정밀도를 요하 정작업에서 액티브 스캐닝 기술의 유연성을 갖추고 있다.

정확하고 쉬운 공정 진행보고서 제공
앤드류 툴 사의 품질 관리 엔지니어 Bryant Broderick은 “새로운 기계를 생산 공정에 도입하면 사용 방법을 익히는 시간이 걸리기 마련이다. 자이스 ACCURA가 정확하며 이해하기 쉬운 공정 진행 보고서를 적시에 제공한 덕분에 프로젝트를 조정하기가 수월했다”고 말하고 “적절한 검사만큼 공정 개발 및 준비에 지대한 영향을 미치는 것도 없다”고 설명했다.

또한 “프로젝트에는 4개부터 12개 이상까지 다양한 개수의 장비 부품과 14개 부품 번호가 사용되었다. 온도 보정 기능은 공작 기계에서 직접 부품을 검사해서 결과를 툴링 제작자에게 전달할 수 있기 때문에 특히 유용했다”고 강조하고 “1도당 팽창 계수가 0.14㎛였기 때문에 단 몇 도의 차이로도 합격과 불합격이 결정될 수 있었다”고 덧붙였다.

CALYPSO의 문서화된 보고 기능으로 인증철차 쉽게 통과
자이스의 CALYPSO의 강력한 보고 기능도 NASA가 요구하는 AS9100 인증 절차에 크게 기여했다. 이 인증을 위해 제조 공정 전체의 각 부품에 관한 모든 중요 계획을 문서화해야 했다. 따라서  전반적인 프로그램 관리에 많은 시간 투입되었으며 이 모든 정보는 각 부품이 어떤 지점에 있는지 명확히 알 수 있는 부품 일련 번호와 함께 스프레드시트로 저장되었다.
CALYPSO 소프트웨어는 부품을 측정할 때마다 간단하게 정보를 전자 형식으로 기록했다.

자이스는 3차원 측정기 공급하므로써 엔드류 툴 사로부터 향상된 데이터 신뢰도를 얻어 고객만족에 한 발 앞서게 됐다는 평가를 받게 됐다.

▒▒▒ CALYPSO 소프트웨어
하나의 도구로 여러 가지 작업을 완수하는 CALYPSO는 수동 및 CNC 측정, 온라인 및 오프라인 프로그래밍 용도로 개발되었다. 이 소프트웨어는 멀티센서를 지원하며 자이스의 모든 기존 센서 및 측정 기능과 호환된다.
CALYPSO에서는 I++ DME 인터페이스를 통해 3차원 측정기, 회전식 팔 측정기, 레이저 트래커, CT 측정기와 같은 다른 측정 방식의 측정기를 제어할 수 있다.

VAST navigator 덕분에 불필요한 중단 없이 최적의 접근과 이송 경로를 통해 한 번의 실행으로 원활하게 측정할 수 있다. 표준 방식은 접선 방향 접근이다. CALYPSO에는 지능적인 기능이 통합되어 있기 때문에 필요한 정확도에 가장 적합한 최대 스캐닝 속도를 자동으로 결정한다.

자료제공 | 자이스 코리아(www.zeiss.co.kr)