타이어의 빠르고 정확한 품질 관리를 위한 3D 비전 카메라 활용 방법
기업이 시장에 출시하는 제품이 업계 표준을 충족하고 원하는 결과를 얻으려면 품질 관리가 필수적이다. 그러나 생산 속도가 점점 빨라지고 결함 감지가 복잡해지면서 품질 관리는 종종 까다로운 프로세스가 된다. 지능형 품질 관리 솔루션은 이 프로세스를 자동화하고 철저하고 정밀한 검사를 보장한다. 이탈리아의 기업인 Tekna Automazione e Controllo는 SICK의 ‘Ruler3000’ 3D 카메라를 활용해 이를 입증했다. 그 결과 타이어 생산의 품질 관리를 위한 맞춤형 솔루션이 탄생했다.
타이어 품질 관리, 고정밀도와 컴팩트한 솔루션이 필수
품질 관리를 위한 가장 중요한 애플리케이션 분야 중 하나는 자동차 산업으로, 타이어 검사는 이미지 처리에서 특히 까다로운 과제이다. 고무 자체의 특성(고흡수성 소재)과 다양한 타이어 크기와 형상, 분석해야 할 타이어 단면(내부 및 외부)이 모두 다르기 때문이다. 이러한 작업은 높은 해상도와 높은 수준의 결함 이질성으로 고속으로 수행해야 하는 작업이다. 따라서 요구 사항은 3D 카메라의 해상도와 크기 측면에서 모두 다를 수 있다. 예를 들어 타이어 측면의 글자를 확인하거나 타이어 내부의 가능한 결함을 확인하려면 맞춤형 시스템이 필요하다. 컴팩트 카메라 형태의 시스템은 타이어 내부에 맞아야 한다.
Tekna Automazione e Controllo의 접근 방식
Tekna Automazione e Controllo는 다양한 산업 분야의 자동화 솔루션을 위한 시스템 통합업체로서 이탈리아 및 해외에서 입지를 다졌다. Tekna Automazione e Controllo의 이사회 회장인 Michele De Stasio는 “우리는 수년 동안 지속적으로 시장을 확장해 왔다. 이를 통해 고객들은 우리 솔루션이 광범위한 경험을 바탕으로 하고 있다는 확신을 가질 수 있다”고 말했다.
이 회사는 몇 년 전부터 이미지 처리 분야에 뛰어들었다. 처음에는 특별히 개발된 솔루션과 형상을 갖춘 3D 레이저 삼각 측량 시스템을 구현하는 맞춤형 솔루션으로 시작했다. 이러한 솔루션은 긁힘, 기포 또는 변형과 같은 타이어 내부 및 외부 표면의 결함을 감지할 수 있는 Vision Tire System 3D 결함 감지 기계에서 타이어 결함 검사에도 사용됐다.
기술 노하우를 축적해온 이 회사는 타이어 벽면의 마킹을 판독할 수 있는 기성품이면서도 신뢰할수 있는 솔루션을 찾는데 주력했다. 그러나 마킹의 색상(검은색 위에 검은색)과 작은 크기(1mm x 1mm x 0.4mm 높이)라는 특수성 때문에 인해 결코 쉬운 작업이 아니었다.
이에 대해 Tekna Automation and Controllo의 인공 비전 책임자 Antonio De Stasio는 “처음에는 자체 개발한 솔루션과 동일한 신뢰성을 제공하는 적합한 제품을 찾을 수 없었다”며 “그러나 얼마 지나지 않아 SICK의 Ruler3000 3D 비전 카메라를 사용하는 솔루션이 효과가 있다는 것을 깨달았다. 제공된 API는 시스 템을 통합하는 데 도움이 됐다”고 설명했다.
3D 비전 카메라를 통한 정밀도와 단순성 확보
이에 따라 Tekna Automation and Controllo는 이미 오랜 기간 파트너십을 맺어온 SICK의 Ruler3000 3D 카메라를 선택하기로 결정했다. 이 카메라는 가능한 한 짧은 시간에 고해상도 이미 지를 캡처할 수 있다. 이는 매우 빠른 스캐닝 속도를 가능하게 하는 ROCC(Rapid On Chip Calculation) 기술이 적용된 SICK의 혁신적인 2560 x 832픽셀 CMOS 센서 덕분에 가능한 것으로, 전체 센서에서 최대 7kHz, 심지어 약 100개의 센서 라인에서 최대 46kHz로 프로파일을 기록할 수 있다.
즉, Ruler3000은 이동 방향의 고해상도 이미지도 캡처할 수 있다. 이러한 매우 빠른 스캔속도는 센서의 높은 감광도 덕분에 가능하며, 타이어 고무와 같이 흡수성이 높은 소재에서도 짧은 노출 시간을 구현할 수 있다.
중간 크기의 필드(최대 폭 약 10cm 및 20cm)를 갖춘 Ruler3010 및 Ruler3020 버전은 특히 타이어 세부 사항을 확인하는데 적합하다. 한 가지 예로 Tekna Automazione e Controllo에서 비전 타이어 시스템 3D 라벨링기를 위해 개발한 특수 애플리케이션을 들 수 있다.
이 애플리케이션은 타이어 데이터 시트와 비교하여 타이어 측면 문자를 검사하여 가독성, 정확성 및 무결성을 검증한다. Tekna Automation and Controllo는 Ruler3000 카메라를 기계의 자동화 구조에 통합했다. 이 카메라는 고해상도 3D 이미지를 캡처 한다. 복잡한 인공 지능과 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 타이어 벽면 마킹의 정확성(또는 부정확성)을 평가하는 맞춤형 소프트웨어를 개발한 것이다.
Michele De Stasio는 “정확하고 쉽게 사용할 수 있는 데이터가 없었다면 이 작업을 수행할 수 없었을 것이다”라고 강조하며, SICK에서 이러한 요구 사항을 정확하게 충족하는 이상적인 파트너를 찾았다”고 말했다.
자료제공: SICK(www.sick.com)
