애플리케이션별로 살펴보는 머신비전의 다양한 활용 사례

파비스는 이미징 & 비전 기술을 기반으로 한 화상처리 솔루션 및 자동화 시스템을 제공하는 머신비전 솔루션 전문 기업이다. 비전 기술을 이용하여 머신비전 및 표면 검사를 위한 솔루션을 제공하고, 비전시스템의 영상처리제품(Component) 및 검사/자동화 장비를 개발하고 있으며, 산업용 로봇 자동화 시스템(FAVIS USA, Inc.)을 연계하여 토털 솔루션을 제공한다는 게 파비스의 장점이다. 파비스가 제공한 자료를 토대로 머신비전 관련 토털 솔루션은 업계에서 어떻게 활용될 수 있는 것인지 애플리케이션별로 살펴보자.

전기/전자 솔루션

Chip Parts 검사

점차 초소형화되어가는 칩의 전수검사를 가능하게 한다. 빠른 속도의 생산량을 전수 검사하기 위해 고프레임·고분해능 카메라 제어 기술이 토대가 되어 이미지의 누락없이 모든 제품을 검사한다. 고성능의 패턴 인식 알고리즘은 제품의 틀어짐에 관계없이 검사하여 과검출을 차단한다.

일반 솔루션

OCR 및 OCV

OCR(Optical Character Recognition) 및 OCV(Optical Character Verification)의 텍스트 인식을 위한 최적의 프로그램을 구성할 수 있다. 일반 표준 폰트 외 다양한 폰트들을 사용자가 직접 적용할 수도 있다. 글자의 회전, 밝기 변화에 따른 이미지 왜곡에 영향을 받지 않는 고성능의 OCR 알고리즘으로 최적화시킬 수 있다.
 

1D/2D Code Reading

모든 생산 공정과 출하 후 제품 정보 추적을 위하여 가장 많이 사용되는 방법은 1D Code(Barcode)와 2D Code(Data Matrix 등)이다. 전통적인 방법은 문자와 숫자의 조합으로 제품 표면에 마킹을 하는 것이었지만 이는 마킹 상태에 따른 에러율이 빈번하여 최근에는 안정적으로 리딩(Reading)할 수 있는 코드가 대세다.
 

디스플레이 솔루션

Glass AOI

건축용 및 박막형 솔라셀용 등에 쓰이는 글라스의 전면 칩을 비롯하여 이물·크랙·스크래치 등 일반적인 결점 및 지문·물얼룩 같은 결점을 확인할 수 있다.
 

Glass Edge 검사

TFT LCD용 글라스의 모서리를 이제 한 개의 광학 모듈로 검사할 수 있다. 이 시스템을 활용하면 면치면의 상하측부를 동시에 검사하고 공간적 제약을 최소화할 수 있다. 파비스는 자사 장비에 대해 “광학 프리즘 설계를 통해 서로 다른 3개의 영역에서 동일 초점을 제공함으로 보다 간편하게 다양한 각도의 영상을 취득할 수 있다”고 설명했다.

LCD 패널 점등검사

LCD 패널의 대형화로 인해 인력을 통한 전수 검사는 이제 그 생산량을 따라잡기 힘들어졌다. 따라서 비전 시스템이 사람의 눈을 대신하여 LCD 패널의 1차 검사를 하고 있다. 파비스의 LCD 패널 점등 검사는 미검 없이 불량 포인트를 좌표화하여 표시한다. 영상의 전처리 과정은 패턴 제네레이터 및 광학적 왜곡 등에 의한 오인식을 최소화시킨다.

Display Alignment

디스플레이 산업은 발전 속도가 빠르며 미래지향적인 분야이다. 한국의 디스플레이 산업은 전세계를 이끌어가는 기술 선도적인 역할을 하고 있으며, 생산/조립/검사장비 또한 그것에 발맞추어 발전하고 있다. 특히 조립 공정은 각 부품들을 정확히 위치 정렬한 후 조립을 수행해야만 최종 제품의 성능이 제대로 나오는 중요한 공정이다. 파비스는 PDP·LCD·유기EL 등의 전후 조립 공정에서 가장 많이 필요로 하는 위치정렬에 대한 솔루션 및 시스템을 개발하고 있다.

자동차(및 부품) 솔루션

Engine Final 검사

자동차의 심장인 엔진 부품 누락검사와 컬러검사를 위한 종합 검사장비이다. 이 과정은 제품의 많은 부품들이 하나로 조립된 후 진행되는 검사이기 때문에 특히 중요하다. 다른 제품 검사와 마찬가지로 제품의 품질은 향상되었지만 많은 종류의 제품을 한 모듈에 장착하는 과정 중 오조립 및 이품종을 삽입하는 경우가 빈번하여 비전 시스템을 사용하여 검사를 실시한다.
 

실시간 Primer 검사

자동차 앞유리와 뒷유리를 차체에 조립하기 전 글라스의 테두리 부분에 Primer라는 액체를 도포하게 된다. 검사 항목으로는 Primer를 도포하는 도중에 발생되는 도포량, 끊김을 검사하여 글라스가 차체에 조립되기 전 수행하는 품질 검사 등이 여기에 해당된다. 안전에 많은 영향을 미치는 검사이기 때문에 전수 검사가 필수인 항목이며 Primer 도포가 제대로 도포되지 않은 상태에서 차량이 출고되면 글라스와 차체가 분리되는 현상이 발생하는 경우도 있다.
 

Front End Module 검사

자동차의 헤드라이트 부분을 FEM(Front End Module)이라고 한다. 제품 조립 후 제품의 조립 부분에 대한 누락 및 이품종 검사가 진행되는데, 제품의 품질은 향상되었지만 많은 종류의 제품을 한 모듈에 장착하는 과정 중 오조립 및 이품종을 삽입하는 경우가 빈번하여 비전 시스템을 사용하여 조립 검사를 실시하게 된다.
 

Cowl Cross Member 검사

조종석 모듈을 조립하기 위한 뼈대를 Cowl Cross Member라고 일컫는다. 많은 부품들을 조립하기 위해서는 체결되는 부위의 부품 누락(예를 들어, Pin, Bracket, Nut, Bolt 등) 및 유무 검사를 실시하게 된다. 이 검사를 실시하면서 가이드 핀의 거리도 측정하게 된다. 이 비전 검사는 현재 해외 공장에서 널리 쓰이고 있다.
 

Cockpit Module 검사

일반적으로 알려져 있는 대시보드 전체의 명칭을 조종석 모듈이라고 한다. 조종석 모듈이 자동차 바디에 탑재되기 전 중요한 4가지 포인트의 검사가 실시되는데, LHD/RHD Guide Pin, Heater Pipe, Eva Pipe 검사 방식은 마스터 홀 대비 각각의 4개 포인트에 대한 거리값을 추출하여 부품의 위치를 파악한 뒤 OK/NG를 판정한다. 제품이 차체에 정확하게 삽입되기 전에 이루어지는 공정 검사 시스템이다.
 

3D Alignment

자동차 도장은 생산 공정 중에서 중요한 부분이다. UBS(Under Body Sealing) 공정은 자동차 강판들의 이음새 부위를 총 4대의 6축 로봇 끝단에 디스펜싱(Dispensing) 노즐을 설치한다. 그 뒤 모든 이음새에 씰링(Sealing)하여 방음 및 방청한다. 이때 차체 프레임이 공간에서 어디에 위치하는지 정확한 3D 좌표를 파악해야 차체 이음새의 패튼 경로를 따라 씰링할 수 있다. 파비스의 3D Alignment Vision System은 이러한 공간상에서 정확한 3D 위치를 찾아주는 역할을 한다.

램프 점등 검사

운전자의 안전을 위한 램프의 전수 검사는 필수 조건이다. 점차 고품질화되어가는 자동차 램프를 비전 시스템을 통해 점등 상태, 빛의 세기, 색상까지 검사할 수 있다. 여러 개의 고해상도 디지털 컬러 카메라를 이용하면 다양한 램프 제품군에 맞춤식 솔루션을 제공할 수 있다.
 

자동차 라디에이터 검사

자동차의 라디에이터는 자동차의 내연기관에서 발생한 열의 일부를 냉각수를 통해 대기 속으로 방출하는 장치이다. 라디에이터 장치가 정확한 역할을 수행하지 못할 경우 금속이 녹고, 실린더와 피스톤 주변 등이 타버릴 수 있다. Radiator Inspection Vision System은 라디에이터 내부의 핀 누락/유무/미삽입 등 제품의 품질에 결정적인 영향을 미치는 부분을 검출한다.

피스톤 검사

자동차 엔진의 가장 중요한 부품 중 하나인 피스톤 외관을 종합적으로 검사하는 시스템이다. 기존에는 기계적인 검사와 육안 검사에 의지했기 때문에 오류가 발생한 채 출하되는 단점을 가졌지만, 지금은 전수 검사가 가능한 비전시스템을 통해 피스톤 전체 외관, 치수측정, 표면검사를 실시하고 있다. 이 시스템을 활용하면 특히 특수 렌즈를 이용하여 피스톤 홀 내부의 표면 검사 및 치수측정도 수행할 수 있다.

핀홀 검사

이 시스템은 제철소의 아연 도금 강판 또는 컬러 코팅 강판의 롤 투 롤 공정에서 미세 핀홀을 실시간으로 감지한다. 미검률 0%이며, 기존 센서방식 검사장비와는 성능면에서 다르다. 용접 포인트 시그널을 기준으로 정확한 트래킹을 통하여 몇 미터 지점에 핀홀이 발생했는지를 기록하게 된다. 카메라 통신 기술로 100m 내외 거리에서도 영상을 취득한다.

실시간 3D Sealer 검사

자동차 앞 유리와 뒷 유리를 차체에 조립하기 전 글라스의 테두리 부분에 씰러(Sealer)라는 액체를 도포하게 되는데, 이 시스템은 씰러 도포 도중에 발생되는 끊김 및 씰러 폭·높이를 검사하여 글라스가 차체에 조립되기 이전에 품질을 검사하게 된다. 차체와 글라스를 접착하여 누수를 막는 용도이며, 실러의 도포 상태가 생명과 직결되는 안전 문제이므로 전수 검사가 필수인 항목이다.
 

차체 3D 표면 검사

도장의 품질 검사는 오래 전부터 자동차 회사에서 항상 이슈가 되고 있다. 도장의 품질로 인해 자동차 업체들의 인지도 및 품질에 영향을 미치기 때문이다. 예를 들어, 자동차 판매상으로부터 고객이 차량을 인수받기 전 주시해서 보는 검사가 바로 차체 도장 검사인 것. 자동차의 품질 및 도장의 품질을 향상시키기 위해 수년간의 시간을 투자하여 개발에 성공한 시스템이 바로 RC Robot system이다.
 

LED Package 검사

리드 프레임 상의 LED를 이제는 머신 비전이 자동으로 검사할 수 있다. 초소형의 LED 소자를 사람의 육안으로 전수 검사하기란 불가능하다. 게다가 LED 패키지 공정에서는 와이어, 본딩, 칩, 수지 도포 상태 등 소자마다 다양한 불량 유형을 가지고 있기 마련이다. 파비스의 LED 패키지 검사 장비는 이 같은 다양한 불량 유형을 검출해내며, 빠른 택트 타임(Tact time)의 전수 검사를 실현시켜 기존의 샘플링 검사에 비해 완벽한 품질 관리를 지원한다.
 

자료제공 | 파비스(www.favis.co.kr)