공정 중 측정과 검사 전략 알아보기

기하공차(GD&T, Geometric Dimensioning and Tolerancing)는 제품의 형상 정확도를 수치로 명확히 표현하는 강력한 도구입니다. 그러나 도면에 공차를 명시하는 것만으로는 고품질 부품을 생산할 수 없습니다. 제조 공정 중 실시간 또는 주기적인 측정과 검사를 통해 공차를 관리해야 제품 불량률을 줄이고, 고객 신뢰를 확보할 수 있습니다. 공정 완료 후 최종 검사만 의존하면 이미 수백 개의 부품이 불량 상태일 수 있기 때문에, 공정 중 측정 전략이 현대 제조에서 핵심으로 떠오르고 있습니다. 이번 글에서는 공정 중 기하공차 관리를 위한 검사 전략, 장비 활용법, 그리고 실무 팁을 다룹니다.

 

 

1. 공정 중 측정의 필요성과 효과

 1). 사전 예방적 품질 관리

최종 검사에서 공차 초과가 발견되면 이미 생산된 제품은 폐기 또는 재작업 대상이 됩니다. 하지만 공정 중 측정으로 조기 이상 징후를 파악하면 불량 발생 전 대응이 가능합니다.

 2). 대표 효과

  - 불량률 감소

  - 공정 조건 조정으로 품질 유지

  - 반복 생산에서 신뢰성 향상

  - 고객사 감사 시 대응력 확보

 

2. 측정 전략 설계 시 고려할 요소

 1). 측정 빈도

  - 100% 측정: 고가 부품, 항공/의료용 부품

  - 샘플 측정: 대량 생산 제품 (예: 1시간마다 5개 측정)

  - 통계적 프로세스 제어(SPC): 공정능력 기반으로 측정 간격 조정

 2). 측정 위치 선정

  - 기하공차 항목 중 가공 편차가 크거나 품질에 민감한 지점 우선

  - 기준면, 위치도, 평면도 등이 자주 측정 대상

 3). 측정 장비 적합성

측정 대상	적합 장비
직각도/평면도	CMM, 게이지 블록
동심도/위치도	레이저 스캐너, 공구 현미경
동심/원형도	원형 측정기, 회전 테이블 CMM

 

3. 자동화 측정 시스템 도입 사례

 1). 현장 사례: 자동차 부품 공장

  - 제품: 기어 하우징

  - 측정 항목: 위치도, 평면도

  - 장비 구성: 로봇 암 + CMM + 바코드 시스템

  - 전략: 매 10개 생산 시 1개 자동 측정 → 데이터 저장 및 경고 알림

 2). 성과:

  - 불량률 2.7% → 0.4%로 감소

  - 공정 조건 조정 빈도 월 3회로 증가 → 품질 안정화

 3). 장점 요약

  - 반복 작업에서 오차 발생 자동 감지

  - 공정 흐름 방해 없이 품질 관리 가능

  - 실시간 피드백으로 즉각적인 공정 조치 가능

 

4. 측정 데이터 분석과 공정 제어 연동

 1). Cp, Cpk와 연동된 분석

  - 공차 내 제품 비율을 나타내는 Cp/Cpk 지표는 단순히 측정하는 것 이상으로 중요합니다.

  - 공정 중 측정 데이터를 이용해 Cp/Cpk를 실시간으로 계산하면 품질 예측이 가능합니다.

예시:

항목	Cp	Cpk	해석
평면도	1.66	1.55	우수, 관리 필요 없음
위치도	1.23	0.95	중심값 편차 → 공정 조정 필요

 2). 이상 탐지 시스템

  - 편차 증가 시 알람

  - 데이터 누적 → 추세 분석

  - 공차 경계 접근 시 자동 공정 정지 (스마트 팩토리 연동)

 

5. 실무를 위한 측정 전략 팁

 1). 설계-제조 협업 강조

  - 설계자가 기하공차 항목을 명확히 정의하면 측정 전략 수립이 쉬워짐

  - 제조팀과 설계팀의 사전 협의 필수

 2). 검사 기준 문서화

  - 측정 장비, 위치, 빈도, 공차 조건을 명문화하여 작업자 혼란 방지

 3). 측정 피드백 루프 확보

  - 측정 → 분석 → 공정 조정 → 재측정의 순환 구조 확립

  - 반복 오차 원인 추적 가능

 4). 측정 장비 주기적 교정

  - 측정 자체의 신뢰성이 확보되어야 공차 분석이 의미 있음

  - 월 1회 이상 정기 검교정 권장

 

6. 결론: 측정은 공정의 눈이다

기하공차는 정밀 가공 품질을 유지하는 데 필수이며, 이를 제대로 구현하려면 공정 중 측정과 검사가 병행되어야 합니다. 단순한 최종 검사만으로는 품질을 담보할 수 없으며, 진행 중 품질 모니터링이 품질 경쟁력의 핵심입니다. 자동화 장비, 데이터 기반 분석, 실시간 경고 시스템을 활용하면 측정은 단순한 확인이 아닌 공정 개선의 도구로 거듭납니다. 지금부터라도 귀사의 제조 공정에 기하공차 기반의 실시간 검사 전략을 도입해 보세요. 정밀 제조의 미래는 측정과 함께 시작됩니다.