절삭·가공
3차원측정기
CMM, Coordinate Measuring Machine
정의
프로브로 좌표를 접촉·비접촉 측정해 형상·위치 공차를 검사하는 정밀 측정 장비. 가공품의 기하공차 검증에 표준적으로 쓰인다.
자세한 설명
CMM은 X·Y·Z 3축으로 움직이는 프로브가 공작물 표면의 좌표점을 채집하고, 소프트웨어가 점군으로부터 원·평면·원통 같은 기하 요소를 계산해 치수와 기하공차(진원도·평면도·위치도·직각도 등)를 평가하는 장비다. 캘리퍼스·마이크로미터로는 불가능한 3차원 위치 관계 검증이 본령이며, CAD 모델과의 직접 비교 측정도 가능하다.
측정 정밀도는 μm급이지만 조건 관리가 전제다. 표준 온도 20도씨에서 벗어나면 소재 열팽창으로 오차가 생기고(강재 1m당 1도씨에 약 11μm), 프로브 스타일러스 캘리브레이션·측정점 수·측정 전략에 따라 같은 부품도 결과가 달라진다. 측정실 온도 관리와 공작물 온도 순응이 기본이다.
반복 검사는 CNC 모드로 측정 프로그램을 작성해 자동화한다. 최근에는 기계 옆 배치형·비접촉 스캐닝형 CMM으로 인라인 전수 검사에 접근하는 추세다.
실무 예시
머시닝센터에서 가공한 하우징의 구멍 위치도 0.05mm를 검증하는 경우, 공작물을 측정실에 수 시간 두어 20도씨에 순응시킨 뒤 기준면 3면으로 좌표계를 설정하고, 각 구멍을 8점 이상 측정해 위치도를 산출한다. 측정 프로그램화하면 1개당 측정시간을 수 분으로 단축해 초·중·종물 검사에 운용할 수 있다.
실무 포인트
- 공작물 온도 순응 없이 측정하지 않는다 — 가공 직후의 따뜻한 부품은 μm 단위 측정에서 의미가 없다.
- 기준면(데이텀) 설정이 결과를 지배한다 — 도면 데이텀 체계와 동일하게 좌표계를 잡는다.
- 스타일러스 캘리브레이션과 청결을 매 세션 확인한다 — 프로브 오차는 모든 측정값에 들어간다.
- 원·원통은 측정점 수가 적으면 형상 오차를 놓친다 — 요소별 최소 점수를 사내 표준으로 정한다.