유리 검사의 '전문가' 되다

파이어와이어 카메라, 광학적 문제 해결사로 급부상

유리 제품을 분석하는 것은 공장자동화 분야에서도 까다롭고 어려운 작업으로 손꼽힌다. 예를 들어 유리 식기(glass tableware)는 다양한 물리적 특성 및 광학적 특성을 가지고 있다. 유리 식기는 투명하기 때문에 빛을 반사 및 굴절하며, 집기 모양에 따라 렌즈 역할을 할 수도 있다. 깨지기 쉽기 때문에 자동화된 시스템을 적용시키기 어렵다는 난제도 있다.

터키에서 활동하는 Sisecam Pasabahe라는 회사는 설립 당시인 1935년부터 소비자용 유리 제품을 만들어오고 있으며 1961년부터 세계 각국에 진출했다. 이 회사는 병·그릇·피처·컵·재떨이 등 여러 유리제품을 생산하고 있다.

이 회사는 자사 제품 검사과정을 자동화하기 위해 O2KS를 선택했다. O2KS는 제작 환경에서 유리 식기 품질관리작업을 수행할 수 있는 자동점검 장치다. E3TAM이 개발한 이 시스템은 초당 4개 제품을 처리할 수 있고, 최대 높이 300mm·직경 110mm 사이의 다양한 제품을 검사해 균열·림 휨·기포·스크래치 등 여러 결함을 감지할 수 있다.

이 시스템에 진입한 제품은 컨베이어벨트를 통해 총 네 대의 검사 스테이션을 거치게 된다.

처음 두 검사 스테이션에서는 Allied Vision Technologies(이하 AVT)의 Guppy PRO F-201B 파이어와이어 카메라가 컨베이어벨트 양쪽에서 유리의 측면 이미지를 검사한다. 카메라는 45° 각도 거울 위에 세로 방향으로 배치된다. 텔레센트릭 렌즈를 장착한 각 카메라는 90° 범위를 획득하며, 총 네 대의 카메라를 설치함으로써 360° 화각을 모두 관찰한다.

E3TAM은 유리 제품의 상단과 하단을 관찰하기 위해 컨베이어벨트의 상단과 하단에 AVT의 Stingray F-145B 1.4메가픽셀 카메라를 배치했다. 유리의 테두리 및 중앙 부분의 영상을 획득해 유리 형상을 분석하고 모든 결함을 파악하는 역할을 한다. 두 카메라 모두 IEEE 1394b 파이어와이어 인터페이스를 통해 컴퓨터와 연결할 수 있다.

한편, 유리의 물리적 특성 때문에 정확한 촬영을 이루어내기 어려웠다. 시스템의 정확도와 신뢰도를 높이기 위해 조명이 필요했다.

E3TAM은 자사의 하이브리드 LED 조명 후면 패널을 개발 및 제공해 이를 해결했다. E3TAM의 개발 엔지니어인 Ali Sami Go··zu··kırmızı는 “여러 각도에 LED 조명을 설치함으로써 유리의 그림자 및 반사 현상을 최소화할 수 있는 최대 대비를 만들고 있다”고 설명했다.

E3TAM은 촬영한 영상을 분석하기 위해 내쇼날인스트루먼트의 LabVIEW를 활용했다. 이를 통해 0.6mm의 정밀도로 최대 20개의 다양한 제품 결함을 감지할 수 있다.

검사 스테이션을 통과한 유리들은 결함이 없다고 판단될 경우 다음 생산단계로 이동한다. 결함이 발견되면 별도로 분류한다.

작업자는 터치스크린을 통해 검사할 유리의 유형을 설정할 수 있다. 뿐만 아니라 E3TAM의 원격 유지보수 혹은 고객지원을 받을 수 있다.