비전 검사 시스템을 통해 생산 속도를 증대시키는 노하우!

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코그넥스 비전시스템

비전 검사 시스템을 통해 생산 속도를 증대시키는 노하우!

자료제공/ 코그넥스 코리아(www.cogenx.co.kr)

캐스터(Casters)는 기본적으로 구조적인 결함을 발생시키지 않고도 거칠게 취급이 가능해야 한다. 캐스터를 테스트하는 한 가지 방법은 측정된 세기로 캐스터 프레임에 타격을 가하거나 구조적 손상 흔적들을 점검하는 것이다. 지금까지 이러한 테스트는 일반적으로 작업자가 충격 시험기를 사용해 수행한 다음, 캐스터의 손상여부를 비주얼 검사를 통해 확인한다. 하지만 이러한 방법은 비용부담이 크고, 생산속도를 저하시킨다. 수동 검사는 작업자의 오류 가능성이 여전히 과제로 남아있는데다, 사람의 눈으로 감지하기 힘든 결함들을 놓칠 수 있다.

한 캐스터 제조업체는100% 비주얼 검사를 통해 제품을 생산하고자 했다. 이를 위해서는 충격 테스트와 이후 검사 작업을 자동화해야 하는데, 이 제조업체는 이러한 자동화 시스템을 개발하기 위해 인보텍(Invotec)과 협력하기로 했다.

이 회사는 모든 조립공정과 테스트, 검사작업 전반에 걸쳐 컴포넌트를 처리할 수 있는 16-스테이션 인덱싱 다이얼 머신(Indexing Dial Machine)으로 구성된 제조 시스템을 구상했다. 부품에 새로운 값들이 추가되기 전에 몰딩 문제가 식별될 수 있도록 가장 먼저 메인 프레임 상에서 검사가 수행된다. 그런 다음, 이 프레임을 검사 스테이션으로 이송하고, 스테이션의 고정 장치에 적재시킨다. 유압식 드라이브는 부품 위로 들어 올린 다음, 프레임에 떨어뜨린다.

프레임은 손상된 부분이 보이지 않으면, 테스트를 통과하게 된다. 기존의 부품 검사 방식은 작업자가 수동으로 하나하나 검사하곤 했지만, 인보텍 엔지니어는 부품을 검사할 수 있는 머신 비전 애플리케이션을 개발하기로 했다.

인보텍의 비즈니스 개발 매니저인 데이비드바턴(David Barton)은 “충격 테스트 이후 합격되었거나 불합격된 부품의 샘플을 제공하고 고객이 이를 검토하도록 하고, 불합격 부품으로 분리할 결함에 대한 리스트를 함께 합의했다”고 설명했다.

바턴은 “우리의 과제는 규정된 결함 가지고 있는 모든 부품들을 안정적이면서도 신속하게 식별하는 것이었다”며, “머신 비전 애플리케이션 개발에 대한 경험을 토대로 대부분의 설계 및 구현된 장비는 카메라를 장착했는데, 우리는 주로 코그넥스(Cognex)의 카메라로 작업해 왔다. 코그넥스는 가장 복잡한 비전 애플리케이션이라도 개발 작업을 간소화할 수 있는 여러 다양한 강력한 비전 툴 라이브러리와 개발 환경을 제공하기 때문이다”라고 말했다.

코그넥스 비전 툴 라이브러리는 방향이나 크기, 모양이 변형되었다 하더라도 부품의 위치를 확인할 수 있는 툴을 비롯해 1-D 및 2-D 코드 판독 툴과 결함 검출 툴은 물론, 여러 다양한 툴을 제공하고 있다.

인보텍 엔지니어는 이번 프로젝트에서 해당 애플리케이션의 요건을 모두 만족시킨 코그넥스 In-Sight 5100 비전 시스템을 채택했다. In-Sight 비전 시스템은 모듈식 패키지를 제공하기 때문에 어떠한 부가적인 하드웨어도 필요하지 않다. 또한 이 제품은 M12 커넥션이 통합된 내 진동 다이-캐스트 알루미늄 및 스테인리스 스틸 케이스와 IP-67 보호등급의 방진 및 방습 성능을 제공하는 보호용 렌즈 커버를 갖추고 있다.

인보텍 엔지니어는 비전 프로그램을 개발하기 위해 불합격 부품의 샘플을 만들기 위한 일련의 강도 테스트를 수행했다. 또한 비전 애플리케이션에서 생성된 데이터를 처리하고, 비전 툴을 구성하기 위해 In-Sight Explorer 스프레드시트뷰를 이용했다. 이 스프레드시트 뷰는 사용자가 메뉴로 조작 가능한 속성 시트를 갖춘 그래픽 팔레트와 드래그&드롭 방식의 비전 툴을 통해 애플리케이션을 정의할 수 있도록 해준다. 또한 조명을 통과하는 부품 상의 영역을 식별하기 위해 히스토그램 툴을 사용했다.

부품을 검사한 후, 비전 시스템은 PLC로 제어되는 다이얼 머신에 합격/불합격 신호를 전송한다. 부품이 양호하지 않은 경우, 추가로 컴포넌트가 낭비되지 않도록 남은 스테이션에서 부가적인 동작이 수행되지 않고 통과되도록 한다. 만약 부품이 양호한 경우에는 소형의 가열된 구형 팁으로 부품이 충격 테스트를 통과했음을 확인해주는 열 마크를 찍는다. 두 번째 카메라가 PatMax 패턴-매칭 알고리즘을 이용해 이 열 마크의 유무여부를 확인한다. 이 알고리즘은 픽셀 그리드와 상관없는 일련의 경계곡선을 이용해 객체의 형상을 확인한 다음, 특정 그레이 레벨에 의존하지 않고 이미지에서 유사한 형상을 찾아낸다.

이 머신은 기존의 캐스터 조립 시스템과 유사한 기술을 이용해 다양한 자동 조립 공정을 수행한다. 캐스터 컴포넌트는 픽&프레이스(Pick and Place) 기술을 통해 검사 및 조립되며, 조립이 완료되면, 캐스터는 방사상으로 고정되고, 측정된 윤활 애플리케이션이 적용된다. 그런 다음 완성된 캐스터는 선적 준비를 위해 합격 부품용 통에 적재된다. 새로운 공정은 전반적인 조립 및 테스트, 검사 공정의 사이클 시간을 5초까지 줄여주며, 2개의 사로 다른 크기의 캐스터를 빠르게 전환하여 생산할 수 있다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 비전 검사 시스템을 통해 생산 속도를 증대시키는 노하우!