BMW 뮌헨 공장, 100마이크로미터 편차도 식별.. ‘광학 측정 셀’ 도입

BMW그룹이 자동차 제조업체 최초로 100% 자동화된 광학 측정 ‘셀(cell)’이라는 독특한 시스템 콘셉트를 BMW 뮌헨 공장에 도입했다.

자유롭게 움직이는 로봇 팔이 센서를 이용해 전체 차량에 대한 3D 이미지를 만들고, 100마이크로미터(μm) 이하의 정밀한 캡처 데이터를 통해 3D 데이터 모델을 생성한다. 이를 통해 눈으로는 파악하기 힘든 편차를 초기에 식별해 낼 수 있게 됐다.

이 시스템은 제품의 개발과 양산 단계 사이에 활용된다. 이는 BMW 그룹의 생산 디지털화 전략의 일부이자 프리미엄 자동차 생산을 위한 중요한 기준점이다. 특히 이 새로운 기술은 BMW의 새로운 5시리즈 모델에 가장 먼저 적용된다.

전체 차량의 기하학적 분석, 측정기술 및 큐빙 부문 책임자인 에두아드 옵스트(Eduard Obst)는 “광학 측정 셀 기반 생산기술을 업계 최초로 가장 먼저 도입할 수 있게 되어 기쁘다”며 “이 기술은 단 한 차례의 측정으로 전체 차량의 3D 데이터 모델을 제공할 수 있는 기술이다. 시간이 오래 걸리는 개별 측정 및 데이터 회수과정은 이제 더 이상 필요치 않으며, 모델 생산과정 초기부터 시간을 절약하는 것은 물론 품질까지 향상시킬 수 있다”고 덧붙였다.

레일 위의 로봇 팔들이 광학 측정 셀의 각 축에 설치돼 자유롭게 움직이며 전체 차량을 디자인한다. 비교적 작은 공간을 차지하는 장점을 갖추고 있으며, 최적의 동작범위 내에서 작지만 유연하게 움직이는 2대의 로봇들을 병행해 사용할 수 있다. 기존 로봇들이 단일 센서를 사용해 차량 한쪽을 기록한 후 다른 한쪽을 기록하는 과정을 거쳤던 반면, 이 기술은 2대의 로봇을 활용하기 때문에 측정 시간을 반으로 감소시켜 측정을 더욱 신속하게 마무리할 수 있게 해준다.

로봇들은 기준점을 기록한 후 개별 표면적을 캡처하는 약 80cm x 80cm 크기의 센서 2개를 장착하고 있다. 이 센서들이 결합해 전체 차량을 풀 스캔 하게 된다. 또한 데이터 분석을 통해 어떠한 편차현상도 신속하게 발견해 생산부서의 기술통합 전문가들이 초기에 적절한 조치를 취할 수 있도록 해준다.

3D 차량스캔작업 또한 완전 자동화됐다. 이를 통해 야간에도 작업을 수행할 수 있으며, 측정 셀을 전체 용량까지 사용할 수 있다. 또한 결과가 신속하게 전달되므로 업데이트 주기가 짧아지거나 아예 필요치 않게 된다. 이를 통한 측정데이터와 분석결과는 생산네트워크를 통해 온라인으로 공유되고, 동시에 차량 생산을 담당하는 공장에도 공유되어 생산준비과정을 지원한다.

완전히 자동화된 광학 측정 셀은 BMW 그룹 내에서 그 중요성이 높아지고 있다. 이 기술은 2015년부터 뮌헨공장에서 개별 판금부품의 측정뿐만 아니라 공구 검사에까지 완벽히 적용되고 있으며 해당 작업소의 공구제작 부문에 성공적으로 사용되고 있다.

한편 BMW그룹은 나아가 현재 자동차 생산공장에도 자동화된 광학 측정기술 사용을 검토하고 있다.

김훈기 동아닷컴 기자 hoon149@donga.com

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