다시 부활하라 ‘레이저 센서’

정확성·신속성이 강점 … 최근 입지 좁아져 ‘곤혹’

비전 업체들은 카메라·렌즈·조명 등의 장비를 이용해 제품을 판독하는 과정을 거치고 있다.  하지만 일부 업체에서는 카메라보다 한결 더 정확하고 신속한 검사를 수행할 수 있는 방법을 추가로 모색했다.  그 결과 첨단 레이저 광학 센서를 이용한 검사와 분석 등의 작업이 각광받고 있다. 바코드를 빠른 속도로 판독하거나 카메라로는 판별하기 어려운 오류를 검출해내는 것은 레이저 센서가 아니라면 불가능한 일일 것이다.

레이저 센서 기술은 스마트 카메라가 나오기 이전부터 바코드 분석을 비롯하여 안전 센서와 부적합 물체 검출 등에 사용되었다. 말 그대로 ‘팔방미인’으로 통하던 기술. 하지만 현재는 뛰어난 CCD 및 CMOS 기술과 빠른 연산 속도를 가진 스마트 카메라에게 왕좌를 내어주는 형국이다. 업계 관계자에 따르면 최근에는 1D 및 2D 바코드 처리 분야에서는 스마트 카메라가 조명과 함께 작업을 수행하는 모습을 심심치 않게 볼 수 있다. 레이저 센서의 고유 영역이라고 여겨지던 바코드 분야마저 스마트 카메라가 대신하고 있는 것. 이에 상대적으로 레이저 센서는 설 곳이 줄어들고 있다. 

레이저 센서 업계에서는 모르는 이가 없을 정도로 유명한 마이크로스캔이 레이저 기술에서 탈피해 렌즈와 카메라 분야를 개척하고 있는 것에서 레이저 센서 기술의 어려움을 엿볼 수 있다.

독자적 영역 구축

하지만 레이저 센서 기술 역시 마냥 쇠락하고 있는 것만은 아니다. 레이저 커튼과 안전용 멀티 빔은 작업자의 안전을 위해 산업현장에서 반드시 필요한 요소가 되었다. 또한 1D·2D 바코드 처리 분야에서는 높은 인식률과 빠른 처리속도로 여전히 각광받고 있다. 투명 용기 검출 등 특수성을 필요로 하는 분야에서는 여전히 넘볼 수 없는 위치에 있다. 레이저 센서 기술은 스마트 카메라는 물론이고 산업현장의 다양한 기술들과 어깨를 나란히 하고 있다. 특히 레이저 센서만이 가지고 있는 기술성을 앞세워 산업 현장에서 정확성과 속도 그리고 안정성을 보장한다. 이는 다른 머신 비전 기술들과 융화되어 산업현장에 전문성과 편의를 제공할 수 있음을 뜻한다.

앞으로도 레이저 센서는 자신만이 가능한 영역 안에서 작업자들을 도울 것이다. 레이저 센서의 발전 가능성은 아직 다양하게 남아있다.

>>>> 주요 업체 및 제품 소개

본지는 레이저 센서 분야에서 두각을 나타내는 업체들을 알아보았다. 소개되는 업체들은 다양한 분야에서 레이저 센서를 이용한 제품들을 선보이고 있다.

스마트비전코리아

스마트비전코리아는 캔이나 페트와 같은 용기의 두께를 측정하는 업체이다. 설립 당시인 2009년에는 휠을 비롯한 자동차 부품을 이태리에서 가져와 국내에 제공하는 업체였지만, 이후 유럽 기계 설비, 일본 산업, 환경, 인프라 등의 설비 제품을 들여오는 무역상사로 모습을 바꾸었다. 이 중 패키징 사업은 일본 설비 쪽에서 가지고 온 것으로, 2011년부터 시작했다.

플라스틱 용기의 벽 두께 게이지인 ‘E530-WT’와 PET병 벽 두께 게이지인 ‘E550-WT’는 각종 용기의 두께 스캔을 통해 이상 유무를 판단한다. 거울이 부착된 실린더가 용기 안으로 들어가면 용기 바깥에서 적외선을 투사해 최초 적외선 양을 측정하게 된다. 이후 적외선이 거울에 반사되면 처음과 적외선의 양이 달라지는데, 이때 최초 적외선 양과 나중 적외선 양의 차이가 용기의 두께가 된다. 이런 방법을 이용해 캔과 페트 용기의 두께는 물론 형태까지 측정할 수 있다. 오차가 생길 경우 불량으로 인식하게 된다.

스마트비전코리아의 적외선 센서는 타사 제품과 비교했을 때 그 방법과 정확도를 달리한다. 광학 방식과 스캔을 동시에 활용해 병 몸통의 두께는 물론이고 굴곡 부분까지 정밀하게 측정한다. 0.1~0.5mm의 정밀한 측정범위와 10μm의 분해도, ±2%의 정밀도를 자랑하는 것. 또한 한 병을 검사할 때마다 최소 45초에서 최대 120초밖에 걸리지 않는다는 것도 장점. 자동화 프로그램이 내장되어 있어 PC에 연결하면 손쉽게 조작할 수 있다는 특징도 있다. 스마트비전코리아의 신동관 팀장은 “우리는 일본에서 기술을 도입해오지만, 일본은 그 기술로 만든 제품을 수입해간다”며, “최근 캔이나 페트 분야에서 불량품이 속출해 일본 업체에서 불만이 많다”고 이야기했다. 그만큼 용기를 설비하고 검사하는 장비가 중요하다는 이야기이다. 신동관 팀장은 “스마트비전코리아의 장비가 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

우일CNS

우일CNS는 1991년에 설립된 회사이다. 공장 자동화와 관련한 광센서, 근접 센서, 바코드, 스캐너, 인코더에 이르기까지 여러 분야에 진출해있다. 물류 쪽 분야에서 출발한 우일CNS는 현재  파워 및 센서와 관련된 제품군을 주로 취급하고 있다. 포장기자재, 라벨지나 인쇄지의 마크 센서 분야에서도 활약 중이다. 우일CNS는 비전 팀을 따로 편성할 정도로 비전에 애착을 보이는 회사이다. Datalogic의 센서와 VISION& CONTROL의 카메라 제품은 우일CNS가 자랑하는 제품군이다.

특히 Datalogic의 S50시리즈는 대표적인 레이저 모델로 18파이의 일반적인 고정방식의 평평한 플라스틱 하우징(메탈 하우징 모델 가능)과 4선식 NO-NC NPN, PNP출력을 자랑한다. FGS·BGS·마크·형광·아날로그 출력의 거리 센서까지 그리고 범용 센서부터 고급 사양 센서까지 거의 모든 기능의 제품을 제공한다.

또한 S8시리즈는 14×42×25mm의 작은 사이즈임에도 불구하고 일반적인 크기의 센서에서 제공하는 최상의 검출 성능을 갖추고 있다. S8시리즈에서는 투명체 검출을 위한 레이저 미러는 물론이고 일반 레이저 미러·BGS형 레이저·직접 반사 레이저·마크용 레이저 센서 등의 제품이 있다. 이는 1mm 이하의 스팟과 10kHz를 제공한다. 또한 밀러형 모델은 렌즈가 오염되었을 때 이를 알려주는 경고음이 출력되어 공장의 생산성과 신뢰성을 높인다. M8커넥터와 M12 피그테일 배선 모델이 있다. S60시리즈와 S90시리즈는 장거리 검출을 위한 레이저 클래스 1 버전을 탑재한 제품으로, 반사가 심한 물체나 투명한 물체 등을 검출하기에 적합하다.

마이크로스캔 코리아

마이크로스캔은 바코드 스캔과 관련된 기술로 입지를 다지고 있던 기업이다. 또한 최근에는 머신 비전 분야에도 이름을 알리고 있다. 작년에 비전 시장에 진출한 데에는 이미바코드 분야에서 선두를 달리고 있다는 자신감이 크게 작용했다.

특히 MS-3 및 MS-9 모델은 소형 레이저 스캐너로, MS-3은 최고 1000장 이상의 초당 판독 속도와 51~254mm의 판독 범위, IP54엔클로저를 자랑한다. 또한 MS-9는 76.2mm×2.275mm×1.625mm의 작은 크기로 최고 2000의 초당 판독 속도와 25~229mm의 판독 범위를 자랑하며 OMR판독 옵션이 있는 것이 특징이다.

이들 제품들은 표본 튜브와 시약 용기 등 임상 응용 프로그램에 전문적으로 이용되고 있다. 특히 생명과학 솔루션 분야에서 25년 이상 자리한 경험과 지식으로 폭 넓은 솔루션을 제공한다. 마이크로스캔의 제품은 촘촘히 박혀있는 바코드나 칩의 불량 여부를 판단하는 데에도 자주 사용된다. 또한 임상 진단 및 분석과 관련한 분야에서도 물체가 돌아갈 때에 기호식별 및 크기가 작은 것, 높낮이가 다른 제품 등을 선출해내는 데에 주로 쓰인다. 뿐만 아니라 산업용 래스터 레이저 스캐너인 QX-870은 바코드 추적 및 제어 응용 프로그램에 맞춘 솔루션을 제공한다. 109mm×95mm×45mm의 사이즈로 설치 및 배치가 간편하다. QX-870은 스위핑 래스터를 탑재해 여러 코드를 읽을 수 있다. 플러그 앤 플레이 설정으로과 EZ-Button으로 인해 대부분의 산업현장에서 폭넓게 사용할 수 있다.

씨크코리아

씨크코리아는 지난 2002년 독일 SICK와 합작으로 설립된 회사이다. 씨크코리아는 국내 공장자동화 설비에 사용되는 각종 산업용 센서·안전 센서·바코드 스케너, 엔코더 등을 취급하고 있다. 독일 SICK의 기술을 바탕으로 한 산업용 센서는 씨크코리아가 내세우는 장점이다.

씨크코리아는 이러한 제품을 바탕으로 항만·물류·철강·제지·포장분야 등의 산업현장에서 활용할 수 있는 폭넓은 제품을 제공한다.

특히 인천국제공항에 광센서, 근접센서, 바코드 스캐너 등의 제품을 공급하고 설치와 시운전에 동참하기도 했다. 씨크코리아에서 제공하는 안전용 레이저 스캐너 S3000 Cold Store는 영하 30도의 낮은 온도에서도 사용할 수 있다.
이는 자동으로 온도를 조절하는 히터를 내장하고 있기 때문이다. IP67 방수구조와 출입 안전 감지 및 손 보호 감지 기능을 탑재한 S3000 Cold Store는 보호구역을 최대 7미터까지 확장할 수 있다. 또한 최대 4개까지 감지구역을 기억시킨다는 것도 특징이다. 안전 카테고리 3등급, SIL2, SILCL2 및 PL d의 조건들을 충족시킨다.

초소형 광전센서 W8 Inox는 스텐레스스틸 재질 하우징을 자랑하며, 부식이 쉬운 분야나 화학제품 등의 환경에 적합하다. 11×32.1×21mm의 작은 크기와 2m 길이 케이블 연결이 가능하다는 특징을 이용해 사업장 안 어디에든 손쉽게 설치할 수 있다.
W8 Inox Series는 직접 반사를 하는 직접반사형, 반사판을 사용하는 회귀반사형, 투광부의 빛을 대상 물체가 차단함으로써 검사 및 작업이 이루어지는 투수광형으로 나눌 수 있다. W8 Inox Series는 식품이나 의약 관련 분야와 같이 위생과 안전을 모두 필요로 하는 곳에 적합하다.

글 |윤진근 기자 pen@automotivemnt.com