SICK / 식기세척기 로봇에 적용된 Inspecortor P65X 비전카메라 응용기술
세계에서 가장 큰 최첨단 식기세척기 공장의 테스트 실험실에서, BSH Hausgeräte GmbH는 식기세척기 패널의 수명주기 테스트를 수행하는 완전 자동화된 로봇에 투자했다. 이 로봇은 프로그래밍이 가능한 카메라에 의해 제어되고, 기계 작동의 모든 측면을 감당해 테스트 팀의 부담을 덜어준다.
식기세척기는 독일에서 가장 전통적인 주방 및 가전 제품이다. 2015년에는 모든 가정의 63%가 식기세척기를 사용했다. 최신 모델은 기능성과 외관면에서 주방 디자인 세계의 트렌드에 적응하고 있다. 디자인을 변경하면 생산변수가 조정돼야 하며 품질관리와 같은 요소에도 영향을 미칠 수 있다.
터치 패드가 버튼을 대체
최신세대의 BSH 식기세척기에는 더 이상 기존의 제어패널과 움직이는 푸시버튼이 함께 제공되지 않으며, 대신에 인쇄된 박막트랜지스터(TFT) 디스플레이가 장착돼 있다. 식기세척기를 작동하려면, 디스플레이의 프로그램 아이콘 중 하나를 터치하면 된다.
제어판이 전체 수명 기간 동안 안정적으로 작동하도록 하기 위해 회사는 파일럿 시리즈의 혁신적인 수명 주기 테스트를 개발해야 했으며, 이 기간 동안 수백 가지의 까다로운 테스트 사이클을 거쳤다. BSH는 테스트 인력이 더 쉽게 작업할 수 있도록 하기 위해 완전한 테스트 사이클에서 기계 패널의 유용성을 테스트하는 새로운 모바일 로봇시스템을 사용하고 있다.
식기 세척기 제어 패널 수명주기 테스트
“식기세척기 제어패널의 서비스 수명을 테스트하는 실험실에는 특정 키 조작을 위한 솔루션을 포함해 다양한 기술이 갖추어져 있어야 합니다. 이를 위해서는 터치 센서 기반의 새로운 유형의 기술을 사용해야 합니다. 이 분야에서 키(key)가 정확성의 반복성을 허용하는지 확인하는 것이 매우 중요합니다.”라고 BSH의 제품 관리 디쉬케어 (Dish Care)의 품질 관리 테스트 책임자인 한스 피터 마우러(Hans Peter Maurer)는 설명했다.
또한 “우리는 키(Key)가 매우 높은 수준의 정확도로 활성화되는 동안 방출되는 신호를 측정하려고 합니다. 기계의 수명과 그 이상에서 이러한 지시기(indicator)가 실제로 변경되는지 여부를 파악하고 싶어 합니다. 이런 목표에 비춰 테스트 중에 생성되는 영향 매개 변수를 가능한 한 낮게 유지해야 하며 활성화 요소의 정확한 위치는 매우 중요한 매개변수 중 하나입니다.”라고 말했다.
통합업체로서 독일의 튀빙겐(Tübingen)에 있는 attentra 회사는 SICK에 의해 새로운 프로그래밍 가능한 2D Inspector P65x 카메라를 선택한 다음 적절한 애플리케이션 소프트웨어(sensor app)를 프로그래밍 했다. 비전 기술을 전문으로하는 attentra는 산업용 이미지 처리 및 산업자동화를 위한 엔드 투 엔드(end-to- end) 솔루션을 개발했다.
프로그래밍 가능한 카메라를 사용하는 솔루션
“로봇은 이미 설치됐습니다. 카메라가 되풀이되는 기능을 사용해 공간에서 제어판을 찾을 수 있도록 센서 앱을 프로그래밍했습니다. 이 경우, 우리는 이미지 처리를 위한 아주 훌륭하고 매우 안정된 특징을 확인할 수 있었습니다. 그런 다음 이 기능을 사용해 키가 있는 위치를 결정할 수 있습니다.
이것은 우리가 이미지를 캡처한다는 것을 의미합니다. 앱이 검색을 수행하고 위치를 측정합니다. 그런 다음 결과 오프셋 값을 로봇에 전송합니다. 로봇은 완전한 반복성으로 해당 점으로 이동합니다. 이 과정을 통해 패널에 기능을 추가하지 않아도 됩니다.”라고 attentra GmbH의 Managing Director인 Christian Vollrath는 설명했다.
테스트 시스템에는 16개의 컨트롤 패널을 테스트할 수 있으며, 로봇은 이 16개의 패널을 자동으로 처리한다.
테스트 프로세스
테스트를 위해 새로운 컨트롤패널 또는 대체품이 있다면, 먼저 랩톱에 연결하기 전에 테스트 슬롯에 개별적으로 장착한다.
그런 다음 운전자는 로봇의 제어판에서 페널 대체를 선택하고 필요한 설정을 조정한다. 그러면 로봇이 패널대체에 있는 키의 위치를 알 수 있다. 테스트 프로세스가 시작되면 로봇이 카메라를 첫 번째 기준위치로 인도해 사진을 촬영하고, 감지된 심볼의 위치데이터를 결정한 다음 이 데이터를 로봇 제어 장치로 보낸다.
이렇게 하면 로봇팔이 참조 그림과 일직선이 되도록 해 이미지의 중앙에 직접 배치할 수 있다. 이제 로봇은 팔에 있는 테스트 핑거를 사용해 각각의 개별 키를 확인한다. 랩톱 화면에서 카메라의 현재 이미지가 녹색으로 표시돼 참조 기능이 올바르게 감지됐음을 나타낸다. 패널의 모든 키를 테스트하면 로봇이 카메라를 다음 패널로 이동하고, 참조형상을 검색하고 평가하면서 다시 처음부터 프로세스를 시작한다.
시리즈 승인 전에, 단일 대채의 최대 50개 패널을 테스트해서 최종 승인될 때까지 통계 분석을 수행할 수 있다. 예상되는 제품 수명과 관련된, 보다 철저한 점검을 위해 테스트 부서에서는 온도 또는 습도와 같은 가속 영향을 사용해 구성 요소에 일정 수준의 부하를 가한다.
“InspectorP65x 카메라는 로봇팔과 테스트 핑거를 컨트롤패널과 완벽하게 일치시켜 테스트 핑거가 개별키를 정확하게 누르도록 합니다. InspectorP65x의 장점 중 하나는 로봇을 능동적으로 제어하고 밤새도록 실행할 수 있다는 것입니다.
즉, 카메라가 효율성과 처리양을 엄청나게 향상시키는 데 도움이 된다. 또한 카메라 사용으로 인해 정밀도가 크게 높아졌습니다. 눈으로 판단하거나 기계시스템을 사용할 때 우리는 결코 이것을 달성하지 못했습니다.”라고 한스 피터 마우어(Hans Peter Maurer)는 요약했다.
맞춤형 애플리케이션 솔루션을위한 SICK AppSpace
프로그램이 가능한 InspectorP65x 카메라는 혁신적인 시스템인 SICK AppSpace의 일부로써, 프로래머블 센서, 카메라, 기타 프로그래머블 제품 및 소프트웨어 플랫폼으로 구성된다.
높은 이미지 해상도, 컴팩트한 하우징, 교환 가능한 광학 및 선택조명으로 InspectorP65x는 성능과 유연성의 이상적인 조합이다. HALCON 이미지처리 라이브러리를 표준으로 설치하면 가장 까다로운 애플리케이션 요구 사항도 충족할 수 있다. 사용자는 InspectorP65x에 표준으로 포함돼 있으므로 런타임 라이센스 취득에 대해 걱정할 필요가 없다. 통합 웹 서버를 사용하면 모든 브라우저 호환 디스플레이장치에서 그래픽 사용자 인터페이스를 시각화할 수 있다.
내장된 App Engine은 모든 SICK AppSpace 호환 장치를 프로그래밍할 수 있는 유일한 장치다. 소프트웨어 개발키트 SICK AppStudio는 PC에서 고객별 응용 프로그램을 개발하는 데 사용된다. 센서 응용 프로그램을 만들 때 그래픽흐름 편집기, Lua 스크립트 프로그래밍 및 C++ 또는 Java 프로그래밍 옵션과 같은 프로그래밍 기술을 사용할 수 있다.
또한 HALCON 이미지프로세싱 절차를 통합할 수 있다. 에뮬레이터, 디버거, 리소스 모니터 및 광범위한 문서 및 데모 응용 프로그램과 같은 유용한 도구를 사용하면 개발 프로세스를 쉽게 수행할 수 있다. 기계 운영자를위한 사용자 인터페이스는 그래픽 ViewBuilder를 사용해 웹 GUI로 개별적으로 생성될 수 있다.
Package-Builder는 모든 소프트웨어 구성요소를 결합해 액세스 권한을 안전하게 정의하는 단일패키지를 만든다. 광범위한 SICK 제품을 만드는 데 필요한 공유개발환경은 높은 수준의 투자 보안을 제공한다. 센서앱은 다양한 프로그래밍 가능한 센서에서 재사용할 수 있기 때문에, 필요한 개발 작업량이 줄어든다. 또한 기존 솔루션은 향후 작업에 맞게 나중에 사이트에서 조정할 수 있다.
SICK AppSpace 에코시스템의 일부인 SIM4000 센서통합 시스템은 또한 애플리케이션 솔루션을 위한 새로운 기회를 열어주고 있다.
SICK의 센서 및 카메라의 데이터를 포인트 클라우드로 병합, 평가, 보관하고 전송할 수 있다. 8기가 비트 이더넷 인터페이스는 2D 또는 3D 카메라에서 사용할 수 있으며, 경우에 따라 PoE(Power over Ethernet)기능을 제공한다. 센서는 거리 및 높이 측정 목적으로 IO-Link를 통해 통합될 수 있다.
하드웨어 지원을 특징으로 하는 고성능 멀티코어 프로세서 덕분에 SIM4000은 이미지 처리, 입력 및 출력 신호 처리를 실시간으로 가능하게 한다. 또한 통합된 HALCON 라이브러리를 통해 정교한 복잡한 이미지 처리 작업을 위한 솔루션을 찾을 수 있다.
자료 제공 : SICK(www.sick.com)
