코그넥스가 소개하는 비전 센서 선택 시 유의사항 5가지

적절한 비전 센서를 선택하면 무엇이든 검사가 가능하다

제조 현장에서 간단한 유무 확인을 자동화할 때 가장 적합한 방법은 비전 센서를 사용하는 것이다. 여러 업체의 홍보 자료를 보면 어떤 비전 센서든 모두 작업에 도움이 될 것처럼 보인다. 하지만 코그넥스가 소개하는 5가지 특징을 기준으로 센서를 선택하면 오류 검증 애플리케이션을 원활하고 정확하게 실행할 수 있다.

자동화이미지협회(Automated Imaging Association, AIA)에 따르면, 머신비전은 모든 산업 및 비산업 용 애플리케이션에 사용되며 하드웨어와 소프트웨어가 결합돼 이미지 포착 및 처리 기능을 실행할 수 있도록 작동 안내한다. 산업용 컴퓨터 비전은 학업·교육, 정부·군사 용 애플리케이션에서의 컴퓨터 비전과 비교 시 알고리즘과 접근방식은 대부분 동일하나 제약 조건은 각각 다르다.
산업용 비전시스템은 학업·교육 비전시스템보다 높은 견고성, 신뢰성, 안정성이 요구되며 일반적으로 정부·군사용 애플리케이션에 사용되는 비전 시스템보다 훨씬 저렴하다. 따라서 산업용 머신비전은 저렴한 비용, 용인되는 수준의 정확성, 높은 견고성, 우수한 신뢰성, 뛰어난 기계적 안정성과 온도 안정성을 의미한다.
머신비전 시스템은 특수 광학 장치를 사용해 산업용 카메라 내부에서 보호되는 디지털센서로 이미지를 획득하며 이를 통해 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어가 의사결정을 위한 다양한 특성을 처리, 분석, 측정할 수 있다.
예를 들어 양조장의 채움 수준 검사 시스템의 경우 각 맥주병이 검사 센서를 통과하며 이 센서는 스트로브광을 비춰 병의 사진을 찍도록 비전시스템을 작동한다. 비전 소프트웨어는 이미지를 획득하고 메모리에 저장한 후, 이를 처리하거나 분석하고 병의 채움 수준에 따라 통과 또는 실패 응답을 생성한다. 제대로 채워지지 않은 병 즉 불량이 감지되면 시스템은 병을 거부하라는 신호를 전환기에 보낸다. 작업자는 디스플레이에서 불량 병을 확인하고 진행 중인 공정통계를 확인할 수 있다.

비전 센서 선택 시 유의사항 5가지
머신비전은 누구에게는 생각보다 간단한 기술이라고 여겨질 수도 있지만 일부 사람들에게 아직은 낯설지도 모른다. 생산 공정에 비전 시스템을 도입하고 싶지만 센서를 선택할 때 어떤 사항을 확인해야하는지 확신을 갖지 못하는 독자를 위해 코그넥스가 비전 센서 선택 시 유의사항 5가지를 선정했다.

1. 다양한 역할이 가능한 비전 툴
비전 기술은 가장 기본적인 유무 확인 검사에서도 매우 중요한 역할을 한다. 비전 센서는 먼저 이미지에서 부품을 찾아낸 후 해당 부품에서 특정 기능을 이용해 검사를 수행한다. 즉 비전 센서에 다양한 비전 툴이 있어야 해당 애플리케이션에 가장 잘 맞는 툴을 선택할 수 있다. 따라서 검사 프로세스에 비전을 추가하려고 한다면 고성능은 물론 신뢰도가 높은 비전 툴 브랜드를 선택하는 것이 바람직하다.
In-Sight 2000 시리즈 비전 센서는 여러 산업의 광범위한 애플리케이션 전반에서 단순한 합격/불합격 결과를 제공할 수 있다. 고성능 비전 툴은 모든 형태와 크기의 부품에 대해 확실한 검사 결과를 제공한다. 그림 4의 대조 툴은 전자제품 하위 조립의 개스킷 존재 여부를 감지하는데 사용되고, 픽셀 카운트 툴은 자동차 부품의 QS 표시를 식별하는데 사용되며, 컬러 픽셀 카운트 툴은 과일 스낵의 포장이 적합한지 검사하는데 사용이 가능하다.

2. 간편한 설정
보다 안정적인 공정을 위해서는 초보 비전 사용자도 비전 센서를 쉽게 설정하고 구성해 설치할 수 있어야 한다.
코그넥스의 In-Sight 2000 비전 센서의 경우 In-Sight Explorer 소프트웨어에서 EasyBuilder 인터페이스를 적용함으로써 보다 쉽게, 보다 간단한 형태로 이용이 가능하다. 초보자도 사용하기 쉽게 개발된 EasyBuilder 인터페이스는 비전 애플리케이션을 간편하게 설정할 수 있으며 간단한 4가지 단계만 거치면 사용할 수 있다.
EasyBuilder는 비전 기술을 처음 사용하는 경우에도 프로그래밍을 배울 필요가 없으며 매우 짧은 시간에 애플리케이션을 적용 및 실행할 수 있어 바로 생산 부품에 집중할 수 있게 해 준다.
동시에 EasyBuilder는 고급 비전 도구와 로직을 제공하기 때문에 비전 기술에 경험이 많은 사용자에게도 적합하다. 숙련된 비전 사용자의 경우 In-Sight Explorer는 가장 어려운 애플리케이션에서도 스프레드시트를 통해 솔루션을 프로그래밍할 수 있는 능력과 유연성을 제공한다.

3. 적절한 조명 선택
조명은 성공적인 머신비전 결과를 얻기 위한 핵심요소이다. 머신비전 시스템은 물체 자체를 분석하는 것이 아니라 물체에서 반사된 빛을 분석해 이미지를 생성한다. 조명기법에서는 광원이 사용되며 부품과 카메라에 대해 광원을 배치한다. 특수 조명기술은 부품을 실루엣화해 불필요한 부분은 무효화하고 필요한 부분은 강화하며 이를 통해 이미지를 향상시킬 수 있다.
머신비전에 사용되는 조명은 크게 역광 조명, 축 확산 조명, 구조형 광, 암시야 조명, 명시야 조명, 확산형 돔 조명, 스트로브 조명으로 나뉜다. 하지만 조명의 부피가 크면 일부 기계 내부 혹은 제한된 공간에 검사 시스템 설치를 원하는 경우 적절한 조명환경을 조성하는데 어려움을 겪을 수 있다.
이때 조명이 내장된 비전 센서를 선택하면 외부 조명과 마운트 고정 장치에 드는 비용을 절감할 수 있다. In-Sight 2000는 밝은 백색 LED 링 조명이 통합되도록 설계됐다. 이는 고품질 검사 이미지에 필요한 확산 조명까지 제공이 가능하다. 조명 색상 옵션을 추가로 사용할 수 있으며 대다수의 애플리케이션 요구 사항에 대응하도록 변경이 가능하다.

4. 어디든 설치가 가능한 유연성
생산 라인에서 공간을 확보하기가 쉽지 않다면 정확한 위치에서 비전 센서를 마운팅해 최적의 시야, 이미지 해상도 및 부분 조명을 얻는 것이 어려울 수도 있다. 즉시 사용이 가능하고 어떤 공간에든 적합한 비전 센서가 있다면 검사를 더욱 철저하게 수행할 수 있으며 쉽고 빠르게 실행할 수 있다.
In-Sight 2000 비전 센서는 직선형과 직각형 마운팅 방식 두 가지 방법으로 설치가 가능하다. 이러한 모듈식 바디 디자인은 제한된 공간에도 장착할 수 있어 높은 유연성을 제공하며, 광학 경로 및 케이블 라우팅을 간소화하고 새로운 기계 장치 설계를 최소화해준다.

5. 표준화된 설정 환경
기술과 애플리케이션 요구 사항은 끊임없이 발전하고 있다. 비전 센서를 고를 때 현재의 검사 수요뿐만 아니라 더욱 강력하고 유연한 비전 시스템을 요구할 수 있는 미래의 애플리케이션도 고려해야 한다.
이를 위해 In- Sight 2000 비전 센서는 In-Sight Explorer 소프트웨어로 구성됐다. In-Sight Explorer 소프트웨어는 머신비전 애플리케이션을 구성하고 유지 관리하는 환경에서 전 세계적으로 가장 널리 사용하는 소프트웨어이다.     

출처 : Cognex (www.cognex.co.kr)