버를 빠르고 정확하게 측정하는 방법

버란?

버란 프레스에 의한 전단 가공이나 드릴 가공에서 절단면에 발생하는 금속의 돌출부를 말합니다.

버가 남아 있으면 손으로 만질 때 부상을 입을 수 있습니다. 또한 정확하게 조립하거나 접합하지 못할 수 있습니다. 이러한 문제가 발생하지 않도록 하기 위해 버는 연마하고 제거하는 것이 이상적입니다. 그러나 제거할 수 없는 경우에는 버가 발생해도 크게 문제가 없는 면을 도면에 지시할 필요가 있습니다.
덧붙여 버의 사이즈는 「버의 높이」나 「버의 뿌리 두께」로 나타냅니다.

버의 종류와 분류

버는 프레스나 절삭 등의 기계가공 이외에도 주조나 단조, 수지성형 등 다양한 가공 방법에서 발생합니다. 다음과 같이 버의 종류는 가공 방법에 따라 분류할 수 있으며 각각에 원인이 있습니다.

기존의 버 측정 과제

프레스 가공한 부품에 허용 범위(공차) 외의 버가 있을 경우 부품 장착 시 감합 불량이나 접합 시 용접 불량이 생기거나 사용 시 약간의 부하로 접속 불량에 의해 고장이 발생할 가능성이 있습니다. 프레스 가공한 부품의 절단면을 측정·검사하는 것은 부품 그 자체의 품질, 조립 시의 품질 그리고 출하 후의 시장에서의 신뢰성까지 이어집니다.
기존에는 프레스 버의 측정은 윤곽 형상 측정기로 측정을 하고 있었습니다. 그러나 다음과 같은 과제가 있었습니다.

윤곽 형상 측정기를 사용한 버 측정 과제

윤곽 형상 측정기는 스타일러스라고 하는 촉침을 이용하여 대상 물체의 표면을 추적하여 그 윤곽 형상을 측정, 기록하는 장치입니다. 최근에는 촉침 대신 레이저를 이용하여 비접촉으로 윤곽을 스캔함으로써 복잡한 형상의 측정에 대응할 수 있는 기종도 있습니다. 또한 기종에 따라서는 상하 양면의 측정이 가능한 것도 있습니다.
윤곽 형상 측정기에서는 측정하려는 버 형상에 대해 정확한 측정 라인을 취해야 합니다.

그래서 다음과 같은 과제가 있었습니다.

• 시료를 지그에 고정하거나 레벨링 등의 작업에 시간이 걸립니다. 또한 정확한 레벨링을 위해서는 윤곽 형상 측정기에 관한 지식이나 스킬이 필수입니다.
• 윤곽 형상 측정기의 촉침은 촉침 암의 지점을 중심으로 상하로 원호 운동하고, 촉침 선단 위치는 X 방향으로도 이동하기 때문에 X축 데이터에도 오차가 발생합니다.
• 원하는 대로 바늘을 통과시키는 작업은 매우 어렵고 미묘한 바늘의 어긋남이 측정값 편차의 원인이 됩니다.
• 특정 위치를 조준하여 측정해야 하므로 N수를 늘리기 어렵다.
• 일부 측정값 밖에 구할 수 없기 때문에 면에서의 평가를 할 수 없다.

버 측정의 과제 해결 방법

기존에 사용되고 있는 일반적인 측정기는 입체적인 대상 물체·측정 부분을 점이나 선으로 접촉하면서 측정하고 있어 측정값의 신뢰성이 낮다는 과제가 있습니다. 이러한 측정 과제를 해결하기 위해 KEYENCE에서는 원 샷 3D 형상 측정기「VR 시리즈」를 개발했습니다.
대상 물체의 3D 형상을 비접촉으로 면에서 정확하게 포착할 수 있습니다.또한 스테이지의 대상 물체를 최고 속도 1초 만에 3D 스캔하여 3차원 형상을 고정도로 측정할 수 있습니다. 이 때문에 측정 결과의 편차 없이 순간적으로 정량 측정을 실시하는 것이 가능합니다. 여기에서는 구체적인 장점을 소개합니다.

장점 1: 「면」으로 측정하여 형상 전체를 해석

「VR 시리즈」는 한 번의 측정으로 면 전체의 3D 정보를 취득할 수 있습니다. 최고점·최저점 등 전체의 형상을 알 수 있습니다. 또한 측정하고 싶은 부분을 누구나 빠르게 확인할 수 있기 때문에 원하는 검출점을 모른 채 몇 번이고 다시 측정하는 일이 발생하지 않습니다. 측정 조작은 스테이지에 대상 물체를 올리고 클릭만 하면 OK. 측정할 때마다 다시 조정할 필요가 없어 작업자가 바뀌어도 동일한 측정 결과를 얻을 수 있습니다.

버 측정을 위해 많은 시간과 공정 수가 필요했던 기존의 측정기와 달리, 넓은 면적에 있는 버를 신속하게 측정할 수 있습니다. 또한 다양한 측정을 간단하게 실현할 수 있는 계측 툴을 탑재. 특정 작업자만 측정 업무를 할 수 있는 것이 아니라, 익숙하지 않은 분도 순식간에 간단하게 측정할 수 있습니다.

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장점 2: 고속 및 고정밀 측정

원 샷 최고 속도 1초만에 측정이 완료됩니다. 기존의 측정기로는 측정에 시간이 소요되어 어려웠던 측정 N 수를 큰 폭으로 늘릴 수 있습니다.

대상 물체를 빠르고 쉽게 측정할 수 있습니다. 이 때문에 고정도의 3D 형상 측정을 개발하거나 시도하는것은 물론 샘플링 검사나 소형 로트·고부가가치 제품의 전수 검사에 활용할 수 있습니다. 불량품 유출을 막고, 리포트도 제작할 수 있기 때문에 불필요한 공정 수를 들이지 않고도 고객의 신뢰를 얻을 수 있습니다.

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요약: 측정하기 어려웠던 버의 형상 측정을 비약적으로 개선·효율화

「VR 시리즈」라면 고속 3D 스캔을 통해 비접촉으로 대상 물체의 정확한 3D 형상을 순식간에 측정 가능합니다. 버의 높이나 위치 등의 어려운 측정도 최고 속도 1초만에 완료. 기존 측정기의 모든 과제를 해결할 수 있습니다.

• 면에서 측정하므로 넓은 면적도 간단하게 측정 가능합니다. 작은 버도 놓치지 않고 면밀한 평가가 가능합니다. 측정 시간도 짧기 때문에 N 수를 늘리는 것 도 쉬워졌습니다.
• 사람에 의한 측정값의 편차를 해소하여 정량적인 측정이 가능합니다.
• 위치 결정 등의 작업없이 스테이지에 대상 물체를 놓고 버튼을 누르기만 하면 되는 간단 조작을 실현. 측정 작업을 특정 작업자만 할 수 있는 문제를 해소합니다.
• 간단·고속·고정도로 3D 형상을 측정할 수 있기 때문에 단시간에 많은 대상 물체를 측정할 수 있어 품질 향상에 도움이 됩니다.

그 외에도 과거의 3D 형상 데이터나 CAD 데이터와의 비교, 공차 범위 내에서의 분포 등을 간단하게 분석할 수 있기 때문에 제품 개발이나 제조 경향 분석, 샘플링 검사 등 다양한 용도로 활용할 수 있습니다.

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