Allied Vision의 카메라로 구현한 자동차 도어 패널을 위한 완벽한 환경
자료제공 : Allied Vision
“빨간색 또는 파란색 주변 조명? 천 혹은 가죽? 기능적 디자인 - 개인적인 취향에 따라 커스텀이 가능합니다.” 인테리어 디자이너의 광고 슬로건처럼 들리는 이 문구는 자동차 도어 패널 검사에 사용되는 자동 검사 시스템의 도전 과제이기도 하다.
다양한 커스텀 패널이 늘어남에 따라 여러 대의 카메라가 인테리어 구성의 완성도와 품질 인증을 위해 도어 패널 제작 환경 조명을 지원한다.
선택 vs. 요구 사항
사용자가 옵션을 선택하고 제품이나 공정 결과상의 변화를 표시할 수 있게 하는 컴퓨터 프로그램인 온라인 컨피규레이터를 활용해 고객이 자신만의 모델을 만들 때 선택할 수 있는 옵션의 조합은 무제한이다. 높은 자유도와 다양한 고객의 성향은 자동차 제조업체에게 까다로운 작업과 마찬가지이다.
다양한 옵션과 세부 사항 선택으로 인해 이러한 자동차 부품의 생산은 표준화될 수 없다. 사용자 선택 옵션이 무제한에 가깝기 때문에 모든 부품은 별도의 설정 값을 가지고 검수되어야한다. 사용자의 개인 옵션 선택 율이 높아짐과 동시에 산업 요구 사항 또한 지난 몇 년 동안 증가했다.
사용자들이 요구하는 제품과 과정에 대한 기대치가 상승하는 만큼 자연스럽게 자동화 프로세스 및 생산 속도 또한 계속 상승 할 것으로 예상된다. 상품 및 부품의 추적 기능과 같은 법적 요구 사항을 충족해야한다. 따라서 생산 프로세스에 대한 포괄적인 문서화 및 시각화가 점점 더 중요 해지고 있다. 또한 이 모든 요구사항들은 산업 및 클린룸(Clean Room) 조건 모두를 충족시켜야 한다.
시각적 품질 관리
독일에 위치한 Ziemann & Urban 사의 엔지니어 분야는 검사 자동화 및 품질 관리 전문 업체이다.
Ziemann & Urban 사는 생산된 자동차 도어 패널을 100% 제어 할 수 있는 ‘테일러 메이드’라는 이름의 End-of-Line 테스트 시스템을 개발했다. Ziemann & Urban 사의 엔드 라인 테스트 시스템은 최종 조립을 위해 출입문 패널을 공장으로 출고하기 전에 생산된 모든 부품의 기능과 정확성을 확인한다.
장비가 주문 받은 품목과 정확하게 일치하는가? 직물, 가죽 또는 이음새의 색상, 인테리어 트림, 사운드 시스템 및 기능 버튼과 같은 인테리어가 일치하는가? 스포트라이트, 분위기의 색상 및 윤곽 조명에 결함이 있는가? 와 같이 여러 사항들을 출고 전에 확인해야 하기 때문이다.
자동차 산업에는 다른 분야와는 차별화된 계측 기법의 조합이 대부분 적용되고 있다. 육안 검사는 이런 조합에서 중요한 역할을 한다. 사용자 옵션에 따른 검사 파트의 특별한 요구 사항에 따라 Ziemann & Urban 사는 서로 다른 해상도의 Allied Vision 컬러 카메라가 장착된 완전 자동 End-of-Line 검사 시스템을 설치했다. 이 시스템에는 요구에 따라 필요한 조명과 함께 최대 17 대의 카메라를 통합 시킬 수 있다. 카메라는 검사의 객체인 문 패널의 위(A면)와 아래(B면)에 배치된다.
다양한 검사 작업을 위한 카메라
500만 화소 Manta 카메라(만타 G-504)는 속성 검사 및 색상 인식(예: 가죽, 솔기, 솔기 윤곽선, 클립, 고무 플러그, 기능 버튼의 색상)을 수행한다.
복잡하고 왜곡된 표면이 존재하는 시스템의 경우 크기가 60.5×29×29㎜로 각설탕 크기에 불과한 초소형 Mako 카메라(Mako G-125)를 추가로 사용하면 해결이 가능하다.
일부 고해상도 29MP Prosilica GT6600 카메라는 표면 검사 이외에도 라인 조명의 강도를 확인하는 작업을 수행한다. 카메라는 넓은 시야를 커버하면서 자동차 제조업체가 요구하는 0.1㎜/pixel의 해상도를 제공한다. 또한 효율적인 Windows 용 드라이버로 빠른 데이터 전송이 가능하여 테스트 시간이 매우 짧다.
모든 부품의 완벽한 검사(시각 및 전기적 검사)는 지연 워크 플로우 단계 덕분에 단 23초면 완료가 가능하다. 세계적인 홀더와 다수의 카메라로 단일 시스템에서 각각 다른 4개의 도어 패널(예: 쿠페, 쿠페 형 자동차 또는 SUV 모델의 경우 전방, 후방, 왼쪽 및 오른쪽) 검사가 가능하다. 용량이 큰 데이터를 보다 빠르게 전송하려면 카메라만 GigE Vision 카메라로 교체를 하면 된다.
도어 패널은 공작물 운반선에 의해 수동 또는 자동으로 카메라가 장착된 검사 스테이션으로 이송되며, 부품들은 도킹 시스템을 통해 전원 공급 장치에 연결된다.
전기가 공급되면, 주변 조명 및 기타 전자 부품의 기능 및 정확성을 검사 할 수 있다. 적절한 조명을 보장하기 위해 빛의 강도가 좌측과 우측 중 한 쪽으로 치우치지 않았는지, 균일한지, 또는 뜨거운 점/어두운 점이 존재하는지 분석하게 된다. 카메라는 다양한 관점에서 도어 패널의 이미지를 캡처한다. 결과적으로 고해상도 검사 이미지는 특수 관심 영역뿐만 아니라 검사되지 않은 영역에서 까지 고해상도 검사가 가능하다.
분석 및 프로토콜
Ziemann & Urban 사는 특수 분석 알고리즘을 적용한 분석 소프트웨어를 개발했다. 이 소프트웨어는 생성된 이미지를 기반으로 검사 결과를 시각화한다. 시각화되어 화면에 표시된 다이어그램은 발생하는 결함의 종류와 영향을 받는 구성 요소를 표시해 알려준다. 결함으로 확인된 각 부품은 재작업 프로토콜에 자동으로 나열된다. 추적성 및 문서화와 관련된 품질 관리 요구 사항을 충족하기 위해 각 부품에 대한 모든 분석 결과(그래픽 프레젠테이션과 순수 데이터로 표시됨)가 저장되고 색인된다.
유럽, 아시아 및 미국의 여러 도어 패널 제조업체가 현재 Ziemann & Urban 사의 솔루션을 사용하고 있다. 또한 이 검사 프로세스의 자동화 및 표준화로 인해 부품의 높은 개성에도 불구하고 시간과 비용을 절약할 수 있기 때문에 많은 업체들이 이익을 얻고 있다. 동시에 자동차 공급 업체는 합법적이고 경제적인 추적성 요구 사항과 0%의 오류 율을 준수하면서 경쟁력을 유지할 수 있게 되었다.
Ziemann & Urban 사의 Andreas Ziemann 전무이사는 "Allied Vision 카메라는 자동화된 검사를 매우 정확하고 효율적으로 만드는 고품질의 컬러 이미지를 제공한다. 보다 빠른 생산 프로세스와 더 많은 부품의 검사 주기에 대한 요구사항이 늘어남에 따라 검사 전문가는 이미 최신 고해상도 및 고성능 GigE Vision Prosilica GT 카메라가 장착된 새로운 시스템을 개발하고 있다."라고 말했다.
