자동차 볼트 검사, 3D RFID 추적 통합 품질 관리 시스템
3D 스캐닝과 RFID 추적 기술로 볼트 누락 조기 검출
자동차 차체 부품 제조 공정에서 금속 블랭크(blank)에 용접되는 볼트의 누락은 조립 지연, 재작업 비용 증가, 생산 라인 중단 등 심각한 문제를 초래합니다. 스페인 Seat Martorell(Volkswagen Group) 공장은 STT Systems 및 Stemmer Imaging과 협력하여 Gocator 3D 스마트 센서와 RFID 추적 시스템을 통합한 완전 자동화 볼트 검사 시스템을 구축했습니다.
어플리케이션
Seat Martorell은 스페인 바르셀로나 근교에 위치한 Volkswagen Group 소속 자동차 제조 공장으로, SEAT 및 Audi 브랜드의 차량을 생산하고 있습니다. 연간 수십만 대의 차량을 생산하는 대규모 공장으로서, 높은 품질 기준과 생산 효율성을 유지해야 하는 과제를 안고 있습니다.
자동차 차체 제조 공정에서 금속 블랭크(blank)는 프레스 성형 후 용접 공정을 거쳐 차체 부품으로 조립됩니다. 이 과정에서 블랭크에는 다수의 볼트가 용접으로 부착되며, 이 볼트들은 후속 조립 공정에서 다른 부품들을 연결하는 핵심 체결 요소로 사용됩니다.
볼트 누락은 비록 발생 빈도는 낮지만, 한 번 발생하면 전체 생산 라인에 막대한 영향을 미칩니다. 누락된 볼트가 최종 조립 단계에서 발견될 경우, 이미 투입된 많은 부품과 공정을 되돌려야 하므로 재작업 비용이 기하급수적으로 증가합니다.
솔루션
STT Systems 및 Stemmer Imaging는 Gocator 3D 스마트 센서와 RFID 추적 시스템을 통합한 완전 자동화 볼트 검사 시스템을 설계 및 구축했습니다. Gocator 2490 및 Gocator 2380 센서를 블랭크 주변에 다각도로 배치하여, 블랭크 표면 전체를 입체적으로 스캔하며, 각 블랭크에는 고유한 RFID 태그가 부착되어, 생산 라인 상의 RFID 안테나가 블랭크를 자동으로 인식합니다.
시스템 작동 원리
1단계: 블랭크 진입 및 식별
용접이 완료된 블랭크가 컨베이어를 통해 검사 스테이션으로 진입하면, RFID 안테나가 블랭크의 고유 ID를 읽고 시스템에 전달합니다.
2단계: 3D 스캐닝 및 데이터 수집
다각도로 배치된 Gocator 센서들이 블랭크 표면을 동시에 스캔하여 고해상도 3D 포인트 클라우드 데이터를 생성합니다. 센서는 블랭크가 이동하는 동안 연속적으로 프로파일을 수집하여 완전한 3D 모델을 구성합니다.
3단계: 볼트 검출 및 판정
Gocator의 내장 측정 툴과 지능형 알고리즘이 3D 데이터를 분석하여 각 볼트의 위치를 식별합니다.
형상 인식: 볼트의 고유한 3D 형상 특징(높이, 직경, 윤곽)을 기준으로 볼트 위치 검출
기준 비교: 사전에 정의된 볼트 위치 데이터와 비교하여 누락 여부 판정
Pass/Fail 판정: 모든 필수 볼트가 존재하면 Pass, 하나라도 누락되면 Fail로 즉시 판정
4단계: PLC 연동 및 자동 분류
검사 결과는 즉시 PLC(Programmable Logic Controller)로 전송되어 블랭크를 자동으로 분류합니다.
Pass 판정: 정상 블랭크는 다음 공정으로 자동 이송
Fail 판정: 결함 블랭크는 자동으로 수동 검사 구간 또는 재작업 라인으로 전환
실시간 알림: 결함 발생 시 작업자에게 즉시 알림 전송
5단계: 데이터베이스 저장 및 추적
모든 검사 결과는 RFID 정보와 함께 중앙 데이터베이스에 자동 저장됩니다.
검사 이력 관리: 각 블랭크별 검사 날짜, 시간, 결과, 센서 데이터 저장
통계 분석: 결함률 추이, 결함 유형, 발생 패턴 등 품질 데이터 분석
추적성 확보: 최종 차량까지 개별 블랭크의 이력 추적 가능
예방 정비: 센서 및 용접 장비의 성능 모니터링을 통한 사전 유지보수