자동화된 정밀 3D 표면 검사 사례

3D 스캐닝 및 검사 분야의 글로벌 리더로 잘 알려진 LMI테크놀로 지스(www.lmi3D.com)는 3D 센서 기술의 품질과 생산성을 향상 하기 위해 노력하고 있는 기업으로 잘 알려져 있다. 지난 1998년부터 빠르고 정확한 측정을 위해 3D 스마트 센서 기술을 발전시키기 위해 노력해 왔다. 이 회사의 대표적인 Gocator 및 FocalSpec 제품 라인은 공장에서 100% 검사를 달성하고, 최적화를 통해 폐기 물을 줄이고, 자동화를 단순화하여 효율성을 개선하도록 돕는다.
구체적인 사례로 KIT라는 고객이 LMI테크놀로지스의 Gocator 2380을 통해 솔루션을 수행한 실제 사례를 살펴보기로 한다.

고객 프로필, KIT: KIT(Karlsruhe Institute of Technology)는 독일 Karlsruhe에 있는 대학으로서, 여기에 제시된 연구 프로젝트는 KIT의 건설 기술및 관리 연구소 부서에서 수행된다. 이 프로젝트는 ‘방사성 폐기물 드럼 검사를 위한 이동 및 자동 광학 시스템 개발 (Development of a Mobile and Automated Optical System for the Inspection of Radioactive Waste Drums)’의 독일어 약어인 EMOS이다.

애플리케이션: 이 애플리케이션의 과제는 다양한 잠재적 결함과 손상을 식별하기 위해 낮은 수준의 방사성 폐기물로 채워진 드럼을 자동으로 검사 하는 것이다. 현재 약 12만m³의 저준위 및 중준위 방사성 폐기물이 독일의 임시 저장 장소에 저장되어 있으며, 이 드럼의 안전한 보관은 최종 저장소로 이동할 때까지 무기한으로 보장되어야 한다.

도전 과제: 검사 정확도를 최대화하고 검사 시간을 최소화하여 작업자의 방사선 노출을 제한하기 위해 KIT의 EMOS 프로젝트는 전체 검사 및 데이터 평가 프로세스를 자동화하는 것을 목표로 한다. 이것은 EMOS 검사 시스템에 의해 드럼 표면에서 특히 부식으로 인해 발생하는 눈에 보이는 가장 작은 광학적 및 기하학적 결함을 감지하는 데 필요하다.

솔루션: 물체 높이가 ~93cm인 방사성 드럼을 검사해야 하며, LMI Gocator 2380 레이저 라인 프로필 센서는 넓은 시야(물체 표면에서 약 1m 떨어진 거리)와 1mm 이하의 필요한 공간 분해능 때문에 선택되었 다. 이 스마트 장치의 취급은 매우 간단하며 테스트 케이스에 필요한 수동 제어와 최종 검사 시스템에서 자동 제어가 모두 가능하다. 수동 제어를 위해 KIT는 매우 간단하고 사용하기 쉬운 웹 브라우저 기반 인터페이스를 사용했다. 자동화의 경우 Gocator API를 사용하여 센서에 연결하고 검사 프로세스 중에 자동으로 프로필을 읽는다.
이동식 EMOS 검사 시스템의 요구 사항은 외피, 뚜껑 및 바닥을 포함한 전체 드럼 표면을 캡처하는 것이다. 레이저 스캐닝은 드럼이 턴테이블에 서서 회전하거나 드럼 팁핑 시스템에 놓여 있는 동안 250Hz에서 프로파일별로 수행된다.

결과: LMI Gocator를 사용하여 범프, 찌그러짐 또는 균열과 같은 드럼 표면의 모든 유형의 기하학적 변형을 감지할 수 있었다. 평가 단계 에서 KIT는 프로파일을 컴파일하여 전체 드럼 표면의 3D 높이 맵 을 생성하고 손상을 자동으로 감지하고 분류하기 위해 카메라 녹화와 결합했다. KIT는 향후 360° 시각화를 위해 드럼의 3D 모델을 만들고 테스트 목적으로 수행했던 이 작업을 자동화할 계획이다.

GOCATOR의 장점: • 250Hz에서 레이저 프로파일링 • 고해상도 3D 형상 데이터 생성(너비, 높이, 부피, 오프셋) • 시간이 지남에 따라 신뢰할 수 있는 측정을 위한 높은 반복성 • 공장에서 사전 보정되어 즉시 측정 가능 • 기존 인라인 및 로봇 시스템과의 간단한 통합

자료제공: LMI(www.lmi3D.com)