버스 프레임 품질 관리를 위한 무선 3D 스캐닝

이번 사례 고객은 고급 버스를 포함한 지속 가능한 대중교통 시스템을 제공하는 글로벌 선두 기업입니다. 혁신적인 엔지니어링, 승차감, 그리고 안전성으로 잘 알려진 고객은 신뢰성의 대명사로 통하며, 첨단 제조 기술의 통합을 통해 업계 표준을 계속해서 새롭게 정립하고 있습니다.

3D 스캐닝을 통한 버스 프레임 품질 검사 간소화

고객은 버스 프레임 제조 과정 중 튜브 조립 단계에서 지속적인 품질 검사 문제에 직면해 왔습니다. 주요 문제는 프레임의 복잡성과 대형 구조로 인해 일관되고 정확한 품질 검사 방식을 적용하기 어려웠다는 점입니다. 기존의 전통적인 검사 방식은 한계가 있었고 정밀도가 떨어졌습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 선택된 최소 검사 지점에서도 제조 품질을 정확하게 평가할 수 있는 디지털 3D 스캐닝 솔루션을 도입하고자 했습니다. 목표는 반복 가능하고 데이터 기반의 검사 계획을 수립하여 구조적 안정성과 생산 일관성을 높이는 것이었습니다.

대형 버스 프레임 3D 스캐닝

스캔 대상은 가공되지 않은 사각형 튜브로 구성된 실제 크기의 버스 프레임이었습니다. 길이 15,000mm × 너비 2,500mm × 높이 3,400mm에 달하는 프레임은 그 크기와 구조, 그리고 반사되는 표면을 포함한 다양한 재질 마감으로 인해 독특한 과제를 제시했습니다. 이러한 반사 재질은 일반적으로 스캐닝 스프레이가 필요하여 많은 시간과 복잡성을 더합니다.

NimbleTrack 무선 3D 스캐너

이 프로젝트의 기술적 요구에 대응하기 위해 SCANTECH의 NimbleTrack 무선 3D 측정 스캐너가 도입되었습니다. 중소형 부품 스캔을 위해 설계된 장비지만, NimbleTrack은 대형 버스 프레임의 스캐닝 작업에 유연하게 대응하며 뛰어난 성능을 발휘했습니다.

기술 실행 및 요구 사항

이 프로젝트의 기술적 요구 사항은 사진 측량 기술(Photogrammetry)을 사용하지 않고도 높은 정밀도를 달성하는 것이었습니다. 전체 버스 프레임을 커버하기 위해 스캐닝 과정은 세심하게 여러 단계로 나뉘어 진행되었습니다.

단계별 프로젝트 워크플로우

준비 작업
스캐닝 팀은 CAD 모델과 Z 평면을 정렬하는 작업부터 시작했습니다. 대형 프레임은 다수의 세트업으로 분할되었고, 각 세트업은 NimbleTrack 3D 레이저 스캐너의 작업 범위 내에서 최대 표면적을 캡처할 수 있도록 최적화되었습니다.
스캐닝 과정
프레임의 각 구역은 NimbleTrack 3D 측정 스캐너를 사용해 스캔되었습니다. 연속된 스캔은 마커좌표 변환 기능을 통해 정렬되었고, 이를 통해 매끄러운 데이터의연결과 균일한 정밀도를 유지할 수 있었습니다. NimbleTrack은 0.025mm의 공간 정밀도(volumetric accuracy)를 유지하여 조립 시 구조적 안정성을 보장했습니다.

후처리 및 분석
스캔된 전체 버스 프레임의 STL 파일이 생성되었습니다. 이후 이 스캔 데이터는 원본 CAD 모델과 정렬되었으며, 특정 허용 오차 내 점 분석(PIST, Points in Specific Tolerance)을 통해 오차를 식별하고, 정밀한 품질 관리 전략 수립을지원했습니다.

측정 결과
스캔된 버스 프레임에 대해 최신 MP(Method Plan) 측정 포인트 기준으로 분석한 결과, 구조는PIST 충족률을 달성했습니다. 이 데이터는 지속적인 품질 개선을 추진하는 데 기초가 되었습니다.
향후 개선 사항
향후 개선 계획으로는 섀시 부위에 50~60개의 측정 포인트를 추가하고, 이를 조립 전 단계에서 별도로 측정하는 방안이 포함되어 있습니다. 이를 통해 조립 전 품질 관리를 더욱 정밀하게 수행할 수 있을 것으로 기대됩니다.

SCANTECH 3D 레이저 스캐너의 주요 이점

간편한 세팅
무선 기능을 갖춘 NimbleTrack은 워밍업이나 별도의 장비 교정 없이 즉시 사용할 수 있습니다.

마커 프리 방식
프레임에 반사 마커를 부착하거나 제거할 필요가 없어, 측정 과정이 간소화되었고 준비 및 정리 시간도 크게 절감되었습니다.

일관된 데이터 정확도
여러 세트업이 진행된 후에도 고해상도 데이터를 안정적으로 캡처할 수 있었습니다.

다양한 표면 대응력
광택이 있거나 불규칙한 표면도 스프레이 없이 직접 스캔이 가능하여, 작업 부담이 줄고 효율이 향상되었습니다.

작은 반경의 정밀 측정
작은 반경의 형상에서도 미세한 형상 차이를 정확히 캡처하고 정렬할 수 있었습니다.

빠른 스캔 속도
버스 프레임처럼 대형 구조물임에도 불구하고 전체 프로젝트는 약 10시간 만에 완료되었으며, 이는 일일 생산 워크플로우에 통합될 수 있었습니다.

검증된 반복 측정 방식
이 시스템은 생산 배치 전반에 일관되게 적용할 수 있는 신뢰도 높은 품질 관리 프로세스를 가능하게 했습니다. 간소화된 워크플로우는 편차를 최소화하고, 불량률 감소 및 수정 작업 시간 단축으로 이어졌습니다.

무선 3D 레이저 스캐닝으로 제조 공정 혁신

고객은 버스 프레임 조립 과정에서 발생하는 까다로운 품질 관리 문제를 해결하기 위해 SCANTECH의 NimbleTrack 무선 3D 스캐닝 솔루션을 도입했고, 이를 통해 성공적인 개선을 이뤄냈습니다. 해당 시스템은 고정밀, 고효율의 디지털 검사 프로세스를 구현함으로써 생산 공정의 일관성을 높이고 작업자의 실수를 최소화하는 데 크게 기여했습니다.