IDS / 제조 산업을 위한 효율적인 인라인 검사 구성 요소
품질보증은 제조회사에서 매우 중요하다. 효율성과 투명성을 창출하는 데 필요한 도구이기 때문이다. 미래의 공장에서는 이 같은 목적으로 끊임없이 증가하는 측정 데이터가 생성될 것이다. 복잡한 상관관계가 점점 더 빨리 인식될 수 있기 때문에, 이를테면 미래에 오류가 발생하지 않도록 귀중한 품질의 데이터를 수집하고 처리할 수 있다. 그러나 Factory 4.0 개발로 인해 제조업계의 품질 표준에 대한 요구 또한 커지고 있다.
senseIT는 생산 라인에서 직접 사용될 수 있는 완전 자동 3D 검사 셀의 개발을 전문으로 한다. 이를 통해 자율성이 향상되고 막대한 시간과 비용을 절약할 수 있다. 인-라인 검사 셀의 가장 중요한 구성 요소는 Ensenso 스테레오 3D 카메라이다. 문자 그대로 30초 이내에 극도로 복잡한 구성 요소를 자세히 관찰한다.
이 시스템은 신발 상자의 크기까지 조립된 제품의 완성도를 검사하고 검증하며, 오류 감지에 있어 매우 정확하다. 소프트웨어 신호 편차는 10분의 1밀리미터 범위이다. 이는 생산 및 운송 중에 발생할 수 있는 모든 유형의 결함(부품이 파손되거나 누락된 경우, 변형, 가공 재료, 공동 또는 과도한 거친 부분)에 적용된다.
val-IT Flex 셀은 턴테이블과 3대의 Ensenso N35 3D 카메라로 구성된다. 검사할 구성 요소는 직경 440mm와 높이 240mm의 회전 테이블에 놓고 모든 면에서 기록된다. 사전 프로그래밍된 360° 회전이 완료되는 동안 카메라는 구성 요소의 고해상도 점 구름을 생성한다. 구성 요소 속성의 분산을 정의하기 위해 개체가 서로 다른 통합 시간으로 캡처된다.
Ensenso 3D 카메라는 사람의 시각을 모방한 스테레오 비전을 사용해 작동한다. 각 Ensenso에는 서로 다른 위치에서 장면을 볼 수 있는 2개의 2D IDS 카메라가 있다. 카메라가 동일한 장면 콘텐츠를 보더라도, 카메라의 투영광선에 따라 서로 다른 오브젝트 위치가 있다.
특수 일치 알고리즘은 두 이미지를 비교하고 해당 점을 검색하며, 불일치 맵에서 모든 점 변위를 시각화한다. 그런 다음 결과지점 클라우드에 대한 깊이 정보를 계산하는 데 사용된다.
Ensenso 카메라의 광 집약 프로젝터는 검사할 구성 요소가 정확하고 신속하며 신뢰할 수 있는 방식으로 캡처되도록 한다. 텍스처 투영은 까다로운 조명 조건에서도 약한 구조의 매끄러운 물체나 반사 물체의 대비가 높은 이미징을 가능하게 해, 일치하는 동안 정확도를 높인다.
또한 보조 구조가 다양하다. 통합된 FlexView 기술을 통해 구성 요소의 대상 표면에 투영된 텍스처를 최소한으로 이동할 수 있기 때문이다. 피에조 소자는 물체의 질감을 이동시키는 광선에 패턴 마스크를 옮기는 데 사용된다. 서로 다른 구조로 찍은 동일한 장면의 여러 이미지 조합은 픽셀 수를 늘린다. 결과적으로 해상도가 높아진다. 발견된 모든 점은 구성 요소의 소위 포인트 클라우드 형태로써, 완전한 고해상도 3D 표현으로 결합된다.
그런 다음 val-IT Flex 검사 셀에서 CAD 참조모델 및 제품 투영(projections of the product)과 비교된다. senseIT는 포인트 클라우드의 획득 및 처리를 위해, MVTec의 HALCON 이미지 처리 라이브러리의 3D 머신비전 알고리즘을 사용한다.
또한 이 회사는 특정 측정 및 처리 알고리즘을 개발해서 확장 패키지를 통해 HALCON에 통합했다. 하드웨어 가속을 사용하면 전체 처리 시간이 30초 이내가 된다.
마지막으로, 편차가 있는 기록된 구성 요소의 모든 데이터가 사용자 인터페이스에 표시된다. 예를 들면 편차는 로트, 기사 번호, 기간별로 표시될 수 있다. 스캔된 구성 요소에 반복 오류가 있는지와, 생산 및 운송 중 오류가 발생했는지 여부를 쉽고 빠르게 확인할 수 있다. 이를 통해 사용자는 신속하게 대응하고 제조 또는 운송 프로세스를 재조정할 수 있다.
개별적으로 검증된 부품에 대한 모든 정보는 대형 데이터베이스에 저장된다. val-IT Flex는 이런 방식으로 제조 프로세스에서 반복되는 오류에 대한 정보를 제공하는 통계 분석을 수행할 수 있다. 분석 결과는 안전한 온라인 포털에 명확하게 제시된다. 실시간으로 제공되는 감지된 결함에 대한 정보는, 피드백 시간을 줄이고 후속 프로세스에서 전달 품질을 향상시킨다.
반복되는 오류에 대한 통찰력은 전체 제조 공정을 최적화하는 데 도움이 된다. 품질 표준을 준수하지 않기 때문에 인건비와 벌금이 크게 줄어든다. 사용자는 시스템에 새롭거나 수정된 구성 요소를 직관적으로 가르치고 공차를 설정할 수 있다. 이를 통해 제품 전환 시간을 최소로 줄이고 시스템을 효과적으로 활용할 수 있다. 투자 수익률은 불과 몇 년 안에 달성된다.
완전 자동화된 인라인 테스트를 통한 시간 절약 및 생산성 향상
또 다른 장점은 스캐닝 및 검증 프로세스가 완전히 자동화돼 인간과의 상호작용이 필요 없다는 것이다. 이는 사람의 피곤과 주의산만에 의한 해석 오류를 없앤다. 완전 자동화된 인라인 검사는 초기 단계에서 결함 부품을 감지해 측정 속도와 생산성을 높여 시간을 절약한다. 결함을 예방하기 위해 제조공정을 일찍 수정할 수 있다.
특히 대형제품 배치 생산 시 중요한 요소다. senseIT의 인라인 검사 셀은 Ensenso 3D Vision 기술과 MVTec HALCON 소프트웨어를 사용해 현장에서 직접 공간을 절약하고 최단 거리에서 진단한다.
Ensenso N35. 3D 비전, 빠르고 정확하다.
Ensenso N35 모델은 서 있는 물체의 3D 감지 및 최대 3,000mm의 작동 거리에 특히 적합하며, 6~16mm의 초점거리에서 사용 가능하다. 카메라는 미리 보정돼 MVTec HALCON 인터페이스 및 객체 지향 API(C++, C#/ .NET)와 함께 제공된다. Ensenso의 3D 카메라를 사용한 고정밀 디지털화 및 객체 검증을 위한 후속 이미지 처리는, 후속 공정단계에서 생산된 물체의 품질을 크게 향상시킬 수 있다.
결론
Ensenso 기술(스테레오 비전)은 이전보다 훨씬 빠르고 정확한 인라인 프로세싱을 제공한다. 따라서 품질보증 프로세스의 최적화는 미래 공장의 품질 비용절감에 크게 기여한다. 품질보증 4.0은 senseIT 및 Ensenso Stereo 3D 카메라를 사용한 지능형 자동화를 의미한다.
자료 제공: IDS(www.ids.com)
