테일러홉슨, ‘보이지 않는 진원도’로 정숙성과 정밀도의 기준을 다시 정의하다

초정밀 형상 측정 기술로 자동차·로봇·반도체 산업 전반의 품질 패러다임 전환

볼 베어링, 롤러 비접촉식 3D 형상, 거칠기, 직경 측정 솔루션 TALYSCAN 330 HD 이미지. (테일러홉슨 제공)

회전 부품이 만들어내는 미세한 진동과 소음은 언제부터 ‘측정 가능한 품질’이 되었을까. 자동차용 샤프트, 캠축, 베어링과 같은 핵심 부품에서 발생하는 마이크로미터 단위의 형상 오차는 제품의 수명과 정숙성, 나아가 전체 시스템의 신뢰성을 좌우한다. 특히 전기차로의 전환이 가속화되며 엔진 소음이 사라진 환경에서는, 이전에는 감춰졌던 미세한 소음과 진동 등 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 품질이 제품 경쟁력을 결정짓는 핵심 변수로 떠오르고 있다.

이러한 변화는 자동차 산업에 국한되지 않는다. 협동 로봇과 산업용 로봇, 반도체 이송 장비에 이르기까지 고속·고정밀 구동이 요구되는 산업 전반에서 회전 부품의 형상 정밀도는 반복 정밀도와 수명, 소음 특성에 직접적인 영향을 미친다. 미세한 진원도 오차나 형상 편차 하나가 전체 시스템의 안정성을 좌우하는 구조다.

문제는 이러한 품질을 얼마나 정밀하게, 그리고 일관되게 측정할 수 있느냐다. 특히 ‘진원도’는 미세한 편차만으로도 소음과 진동 특성에 직접적인 영향을 미치는 핵심 지표로, 보다 정교한 관리가 요구된다. 기존의 접촉식 측정 방식은 높은 정밀도를 제공해 왔지만 측정 환경과 작업자 숙련도에 따라 결과 편차가 발생할 수 있었고, 비접촉식 측정은 속도와 효율성 측면에서 강점을 가지는 대신 초정밀 분석에서는 보완이 필요한 영역이 존재해 왔다.

글로벌 정밀 계측 그룹 아미텍(AMETEK)의 핵심 브랜드 테일러홉슨(Taylor Hobson)은 이러한 상반된 요구를 접촉식과 비접촉식 기술의 유기적인 결합을 통해 정교하게 풀어내고 있다. 140년 이상의 기술력을 바탕으로 영국 국립물리연구소(NPL), 독일 물리기술연구소(PTB), 한국표준과학연구원(KRISS) 등 주요 표준기관에서도 기준 장비로 활용되는 테일러홉슨의 기술은 이제 산업 전반의 품질 패러다임을 바꾸고 있다.

초정밀 접촉식 진원도 및 형상 측정 시스템인 ‘Talyrond 500 Series’는 진원도, 원통도, 진직도, 직각도, 평면도, 평행도까지 단일 플랫폼에서 정밀하게 평가할 수 있다. 무마찰 에어베어링 스핀들과 초저 노이즈 설계를 통해 작업자 숙련도와 관계없이 높은 신뢰성을 보장하며, 자동차 및 베어링 산업의 형상 무결성을 검증한다.

특히 Metrology 4.0 기반 환경에 Mountain 분석 엔진과 테일러홉슨 독자 고급 모듈을 결합해 하모닉, 두께 편차, 리드 각도 보정, 벨로시티(Velocity) 분석 등 복합 파라미터를 통합 해석한다. 이는 단순히 불량 여부를 가리는 것을 넘어 소음과 진동의 원인을 정량적으로 규명하고 공정 개선으로 연결하는 데이터 기반 품질 관리 환경을 구현한다.

대량 생산 및 고속 검사 환경에는 비접촉식 3D 형상 측정 기술인 ‘Talyscan 330 HD’가 새로운 기준을 제시한다. 특허받은 다파장 간섭계(MWLI®) 기술을 통해 나노미터 수준의 분해능으로 직경, 진원도, 형상 오차, 표면 거칠기를 한 번의 측정으로 동시에 확보하며, 스파이럴 스캔과 온도 보상 기능을 통해 측정 신뢰도를 극대화했다.

특히 세계 유일의 구면(Spherical) 형상 분석 기술로 절대 반경(Absolute Radius) 분석을 지원하며, 볼 베어링 3분 미만, 롤러 형상 2분 미만, 전체 3D 형상 분석 3.5분 미만의 초고속 측정을 실현했다. 이를 통해 로봇 관절용 베어링과 정밀 감속기 부품까지 손상 없이 평가하며 생산 효율과 품질 일관성을 동시에 확보하고 있다.

테일러홉슨은 이처럼 단순한 형상 측정을 넘어 품질의 본질을 데이터로 해석하며 미래 정밀 제조의 새로운 기준을 제시하고 있다.

한편 테일러홉슨의 정밀 측정 장비 및 기술 솔루션에 대한 자세한 사항은 테일러홉슨코리아(아미텍코리아)를 통해 확인할 수 있다.

구본규 기자 qhswls20@dt.co.kr