FLIR 열화상 카메라가 FIAT 자동차의 일관된 품질 유지에 기여

자동차는 연비가 좋으면서 튼튼해야 하는데, 이 두 가지 목적을 모두 달성하기 위해 현대의 자동차 패널은 금속층을 최상층에 넣고 그 아래에 구조적 접착층을 넣어 구성하며, 이런 층은 유도를 이용해 서로 접합합니다.

그렇지만 이 과정은 꽤 엄격한 작업으로, 제대로 접합하려면 온도가 정확해야 합니다. 이 접합이 원활히 이루어지도록 FIAT 는 이 공정 중 자동 피드백을 제공하는 FLIR 열화상 카메라를 이용하기 시작하였습니다.

운전자와 보행자 모두의 안전을 최상에 두고 엄격한 안전 기준으로 자동차 외장의 유연성을 관리하였습니다. 현재 자동차 산업이 이런 요건을 충족하기 위해 보닛 가장자리는 단단함을 주기 위해 경량 금속 표면을 화학적으로 정교하게 접합하면서 보닛 중앙의 탄성은 높이는 방식을 많이들 선호하고 있습니다. 이 방법은 자동차를 구조적으로 단단하게 만드는 한편 자동차 외부 요소는 유연성을 그대로 유지하여 사고 시 보행자가 부상을 입지 않도록 해 줍니다.

이 두 요소를 결합하는 과정을 접합이라 부릅니다. 플라스틱과 금속을 접합하려면 접착제 온도가 섭씨 150 ~180도 범위에 있어야 하며, 현대의 자동차 제조사는 전자기 유도라는 방법을 이용하여 필요한 온도를 조성합니다. 전자기를 이용하여 전기전도성 물체에 소위 말하는 '맴돌이 전류'를 발생시키는데, 이 경우 금속층에 이 맴돌이 전류가 생깁니다. 금속의 저항으로 열이 발생합니다.

몇 초 만에 180 °C 까지 가열

전도로 구성요소의 금속층을 단 몇 초 만에 필요한 온도까지 가열합니다. 금속 표면에 발생한 열 때문에 구조 접착제는 점성 상태에서 고체 상태로 변하면서 금속 층과 결합하여 예비중합 온도에 도달할 수 있습니다.

이 공정이 끝나기까지 걸리는 시간은 사용한 접착제 종류와 필요한 접합량에 따라 다르며, 대체로 시작부터 마무리까지 약 40 ~ 45초 걸립니다.

그렇지만 다른 공정과 마찬가지로 어딘가에서 잘 못 될 수도 있고, 어떤 이유에서 접착점 한 군데 이상에서 온도가 너무 높거나 너무 낮아 접합 필요 온도 범위에 들어가지 못하게 되면 결과 부품의 취약점이 됩니다.

A-시리즈 카메라로 품질을 관리하여 접합 과정을 원활하게

FIAT 은 접합은 제대로 되면서 생산 공정은 완전 가동할 수 있는 방법을 찾고 있었습니다. 이탈리아를 중심으로 활동하는 Inprotec 이 바로 FLIR A615 열화상 카메라를 이용하는 품질 시험 솔루션을 제공했습니다.

Inprotec 는 1992 년 밀라노에서 산업안전 분야 첨단 장비 유통업체로 설립되었습니다. Inprotec 전문가가 열화상 기술 활용성을 직감한 직후 회사는 FLIR 제품 공식 유통업체가 되었습니다. 현재 Inprotec 그룹은 이탈리아의 밀라노는 물론이고 로마, 시칠리아, 심지어 알제리아에도 지역 사무소를 두고 있습니다.

신뢰성 있고 정확한 FLIR A615 열화상 카메라는 섭씨 0.05 도까지 온도 차를 잡아주며 해상도 640 × 480 픽셀로 열화상을 보여줍니다. 유도 가열 공정에서 정확한 온도에 도달하지 못하면 자동 경보가 발생하여 작업자에게 경고해 줍니다. 온도 요건을 충족하지 못하여 접합에 실패하면 그 부품은 폐기해야 합니다.

Inprotec의 열화상 부서 판매이사 Roberto Ricca 는 FLIR A615 열화상 카메라의 품질에 매우 만족하고 있습니다. "이런 용도에 꼭 필요한 정밀한 정확도의 열 데이터를 제시해 줍니다."

소프트웨어

Inprotec 는 FLIR 소프트웨어 개발 키트를 이용하여 FLIR A615로 유도 공정 열 데이터 입수 인터페이스를 개발하였습니다. 열 데이터는 자동차 보닛 생산 품질 추적을 위해 서버에 저장됩니다. Inprotec의 기술자는 열화상 카메라를 단단한 보호용 외장에 넣고 거기에 열화상 카메라 광학부를 더럽히지 않도록 증기 배출 팬을 설치하였습니다. 측정 부품까지 거리는 4 미터로, 부품을 올리고 내리는 동안 자동화 된 로봇 팔을 충분히 조작할 수 있는 거리입니다. 사용자 중심의 터치 스크린 인터페이스로 공장 인력이 쉽고 빠르게 조작할 수 있습니다.

GigE 이더넷 연결

"GigE 이더넷을 이용해 열화상 카메라의 라디오메트릭(radiometric) 비디오 영상 전체를 컴퓨터로 전송합니다"라며 Ricca는 말을 이어갔습니다. GigE Vision 은 기가비트 이더넷 통신 프로토콜을 이용해 개발한 새로운 카메라 인터페이스 표준이며, GigE 은 저가의 표준 케이블로 심지어 멀리 있는 곳까지 빠르게 이미지를 전송할 수 있는 최초의 표준입니다. GigE Vision을 쓰면 서로 다른 업체의 하드웨어와 소프트웨어도 아무 문제 없이 함께 사용할 수 있습니다.

유도장비 제조사 KGR의 기술관리자 Marco Simioli는 FLIR A615 열화상 카메라에 매우 만족했습니다. "FLIR A615 시스템으로 생산라인을 최상으로 가동할 수 있게 되었습니다. 열 데이터로 가열 과정을 평가하고 최적화 할 수 있습니다. 경보로 작업자는 요건에 맞지 않는 부품 제거하고 완벽한 생산라인을 위해 조치를 취할 수 있습니다."

앞으로의 용도에 맞게 시스템을 조정 가능

컴퓨터가 16 개 이상 위치에서 나온 온도 값을 기존에 정해 놓은 매개변수와 비교합니다. 탐지한 온도 값이 너무 높거나 낮으면 경보가 울립니다. Ricca 의 말에 따르면 사용자는 꽤 간단히 측정점을 더 추가할 수 있다고 합니다. "이것은 매우 중요한 특성이다. 이 시스템이 유연성이 있기 때문에 향후의 자동차 모델에도 이용할 수 있는 것입니다."

신차 모델은 모두 접합점의 수가 늘어났다고 Ricca가 설명해 주었습니다. “이 기술 덕에 높은 품질과 생산률을 유지하는데 무엇보다 중요한 요소를 비용 효율적이면서 신뢰가 가능한 방법으로 점검할 수 있게 되었습니다. FLIR A615 열화상 카메라를 이용하는 자동 품질 점검이 이것을 가능케 했습니다."