Artec Leo와 Ray로 캡처한 디지털 트윈으로 완두콩 처리 효율성 혁신

Artec Leo 및 Ray로 캡처한 Dodman의 완두콩 생산 라인 3D 모델

일요일에 로스트를 먹을 때 가장 먼저 떠오르는 생각은 아닐 수도 있지만, 대부분의 유기농 식품은 식탁에 오르기까지 상당한 가공 과정이 필요합니다.

물론 이러한 검사 및 분류의 강도는 식품의 공급 방식에 따라 달라집니다. 작은 채소나 완두콩과 같은 콩류의 경우 실제로 매장에 입고되는 과정이 상당히 복잡합니다. 완두콩은 완두 수확기나 탈곡기로 꼬투리를 털어낸 후 선별하고 세척한 다음 급속 가열과 냉각을 통해 살균합니다.

멸균이 끝나면 완두콩을 색상 선별기, 금속 검출기, 엑스레이 기계를 사용하여 집중적으로 검사하여 최상의 상태로 고객사에 전달합니다.

그럼에도 불구하고 당연히 시장성 있는 완두콩이 재배되는 것은 아닙니다. 변덕스러운 날씨와 식물 질병은 품질과 수확량에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 완두콩은 즉시 냉동하거나 진공 포장하지 않으면 신선도가 떨어져 품질 미달의 통조림이 시장에 출시될 수 있습니다.

그렇다면 품질 좋은 완두콩을 시장에 충분히 공급하지 못한다면 어떻게 해야 할까요? 고객사부터 바로 이 질문을 받은 식품 가공 회사 Dodman Ltd.는 Artec 3D 스캐닝으로 캡처한 공장 디지털 트윈을 사용하여 작업 흐름을 점검하고 더 효율적인 작업 흐름을 구축했습니다.

완두콩 가공의 완벽함을 추구

영국 동부 본사에서 작업하는 Dodman은 영국 최고의 식품 브랜드를 위한 고품질 가공 시스템을 설계, 제작 및 설치하는 데 자부심을 가지고 있습니다. 이 회사는 이미 3D 스캐닝을 작업 흐름에 통합하고 컨베이어부터 생산 라인까지 모든 것을 재설계했기 때문에 고객사의 완두콩 선별 문제를 해결할 수 있는 충분한 역량을 갖추고 있었습니다.

그렇긴 하지만 영국은 유럽 최대의 완두콩 생산국이자 소비국으로, 영국인은 평균적으로 연간 9,000개의 완두콩을 먹기 때문에 Dodman의 고객사인 이 통조림 식품 공급업체는 이미 그 수요를 따라잡는 데 애를 먹었습니다. 새는 기계로 인해 상황이 더 이상 나아지지 않자 이 회사는 Dodman에 연락하여 귀중한 재고 손실을 막을 수 있는 새로운 시스템을 설치해 달라고 요청했습니다.

일반적으로 Dodman은 Artec 골드 인증 파트너인 Patrick Thorn & Co에서 구매한 무선 휴대용 Artec Leo를 사용하여 복잡한 기계를 스캔하고 리버스 엔지니어링합니다. 초기 온라인 시연에 감탄한 이 팀은 나중에 반짝이는 강철 컨베이어를 현장에서 캡처하고 CAD 모델과 비교하는 작업이 매우 쉽게 이루어질 수 있다는 사실에 놀랐습니다. 이는 바로 그들이 필요로 했던 것입니다.

Dodman 팀이 3D 스캐닝 결과를 최적화하는 데 도움을 주는 Artec 골드 인증 파트너 Patrick Thorn

그러나 규모 때문에 Dodman은 처음에 LiDAR Artec Ray로 고객사의 시설을 디지털화하려고 했습니다. 장거리 3D 스캐너로 공장 현장 전체를 캡처할 수 있었지만, 높은 플랫폼과 기타 배경 소음으로 인해 장치의 시야에서 미세한 디테일이 잘 보이지 않았습니다.

이 문제를 해결하기 위해 Dodman은 Ray와 함께 Leo를 사용하여 중요한 장비를 빠른 속도로 정밀하게 디지털화하기 시작했습니다. 설계 엔지니어인 Andy Chase의 말에 따르면, 이 작업 흐름은 진행에 필요한 정확한 다중 해상도 데이터를 수집하는 데 완벽한 방법이라는 것이 입증되었습니다.

Chase는 "2mm에 불과한 매우 높은 정확도를 달성했는데, 기존 장비가 매우 불안정했다는 점을 고려하면 이는 놀라운 결과입니다. 우리는 전체 영역을 조사했지만 제품 이전도 책임지고 있었습니다. 새 라인은 새지 않게 하는 기능이 있어야 했습니다. 그렇지 않으면 고객사가 손해를 볼 수 있었기 때문입니다. 이는 해당 영역을 매우 세밀하게 볼 수 있게 해 준 Artec Leo를 통해서만 달성할 수 있었습니다."라고 말했습니다.

디지털 트윈을 사용한 측량

이 개조된 생산 라인의 중심에는 고객사의 완두콩 색상 선별기가 있었습니다. 탱크의 완두콩을 끌어올리기 위한 새로운 플랫폼 설계와 펌핑 시스템을 생각해 낸 Dodman은 이것이 기존 기계에 잘 맞도록 해야 했는데, 그러지 못할 경우 통합하는 것이 불가능했습니다.

이러한 이유로 Artec 3D 스캐닝을 통해 정확한 디지털 트윈을 생성하여 가상 공장 현장에서 측량하고 계획하는 데 사용했습니다. 기존의 레이저와 줄자를 사용했다면 이 과정은 몇 주가 걸리고 간단하게 블록을 측정하는 데만 그쳤을 것입니다. 이에 비해 Leo와 Ray를 사용하면 위에서 아래까지 캡처하는 데 5시간밖에 걸리지 않았습니다.

Artec Studio에서의 Dodman의 Artec Leo 및 Ray 3D 스캔 데이터

Artec Studio 3D 스캔 캡처 및 처리 소프트웨어에서 데이터를 편집하는 데 있어서도 Dodman 팀이 결과를 최적화할 수 있도록 Patrick Thorn이 큰 도움을 주었습니다. 그들은 Thorn과 함께 프로그램의 이상값 제거 및 지우개 도구를 사용하여 정렬이 잘못된 프레임을 삭제할 수 있으며, 메시 단순화를 통해 내보내기 파일의 크기를 줄일 수 있다는 사실을 알게 되었습니다.

동료 설계 엔지니어인 Jack Tucker는 "우리가 소프트웨어에 익숙해질 때 Patrick은 데이터를 효율적으로 처리하는 몇 가지 비법과 요령을 알려주면서 정말 많은 도움을 주었습니다. "저는 배경 노이즈가 많아서 정보를 대조하는 것이 매우 어려울 수 있다는 것을 인식했지만 Artec Studio의 자르기 도구를 사용하면 정렬 후 불필요한 데이터를 매우 쉽게 제거할 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.

편집이 끝나면 공장 메시를 CAD 설계 플랫폼인 SOLIDWORKS로 전송했으며, 여기서 Mesh2Surface 부가 기능을 통해 리버스 엔지니어링하여 기계를 가상으로 분리, 이동, 구축할 수 있었습니다. 결과물이 무엇이냐고요? 나중에 적절한 적합성을 보장하고 성능을 모델링하는 데 사용된 이 회사의 새로운 생산 라인의 복잡한 디지털 트윈입니다.

Thorn은 "장거리 Ray로 더 넓은 영역을 캡처하고 휴대성과 정확성이 뛰어난 Leo로 세밀한 디테일을 채워 넣음으로써 놀랍도록 사실적인 3D 모델을 규모에 맞게 구현할 수 있게 되었습니다. Dodman 팀이 공장의 가공 공간에서 혁신을 이루도록 돕는 것은 즐거운 일이었으며, 앞으로 3D 스캐닝과 디지털 트윈이 어떻게 발전해 나갈지 기대가 됩니다!"라고 덧붙였습니다.

Leo와 Ray: 많은 공통점

Leo와 Ray를 효과적으로 사용한 Tucker는 이 둘을 사용하는 다중 해상도의 생산 라인 디지털화 응용 분야가 더 늘어날 것으로 예상하고 있습니다. 고객사의 완두콩 프로젝트는 Dodman이 Ray를 사용한 첫 번째 프로젝트였기 때문에 그는 또한 스캔 결과가 더욱 향상될 것으로 기대하고 있습니다.

하지만 이 회사의 3D 스캐닝 활동은 측량에만 국한되지 않습니다. 현재까지 이 회사는 이 기술을 사용하여 한 고객사를 위해 여러 장비를 리버스 엔지니어링하고 업그레이드하여 컨테이너를 디지털화하여 이를 더 효율적인 화학 물질 혼합 용기로 만들었습니다.

Dodman이 Artec Leo로 만든 또 다른 3D 모델: 화학 물질 혼합 용기

Tucker는 사내에서 Leo가 특히 비좁고 어수선한 공간이나 "시간이 많이 걸리고 디테일을 놓칠 수 있는" 컨베이어 간 전환 작업에서 "주 단위로" Dodman의 측정 효율성을 개선한다고 덧붙였습니다.

Tucker는 "프로젝트가 진행되면서 당시에는 중요하지 않다고 생각했던 영역이나 디테일을 실제로 스캔했다는 사실을 깨닫게 되지만, 지금은 그것이 중요한 부분임을 알게 됩니다.  "변경하려는 부분만 손으로 측정하면 됩니다. 3D 스캐닝을 사용하면 프로젝트와 설계의 방향이 바뀔 수 있지만, 이미 필요한 모든 디테일을 캡처했기 때문에 괜찮습니다."라고 결론지었습니다.