PoE 프레임 그래버 카드의 활용 예시
프레임 그래버(Frame Grabber)는 PC 또는 공장 네트워크와 연결된 이더넷 포트를 통해 원격으로 설정 또는 모니터링이 가능하다. 콤팩트한 크기와 견고한 내구성을 자랑하는 프레임 그래버는 opto-isolated I/O를 내장하여 제어 장치와 직접 배선 작업이 가능하다. 이를 통해 기존 생산 라인, 기계 설비 등과 손쉽게 통합할 수 있다. 이더넷 포트의 지원은 설치 및 모니터링을 더욱 편리하게 하고, 런타임 제어, 표준 통신 프로토콜, 패시브 PoE는 단일 케이블 인터페이스를 지원한다. 어드밴텍이 제공한 이 글을 통해 프레임 그래버 카드의 활용 예시에 대해 알아보자.
백엔드 반도체 패키징 검사 기계의 생산성 향상
반도체 산업은 매우 높은 정확도 및 정밀성과 함께 높은 처리량도 제공해야 하며 가장 까다로운 몇몇 응용 조건을 요구한다. 그리고 반도체 공정은 ‘프론트엔드(전공정)’와 ‘백엔드(후공정)’이라는 두 부분으로 나눌 수 있다. 백엔드라는 용어는 웨이퍼를 각각의 칩으로 절단(다이싱)하는 공정과 그 후의 모든 공정 (테스트 조립, 패키징)들을 뜻한다. 인라인 패키징 검사 장비의 목표는 높은 처리량을 유지하면서도 고정밀의 분석100%을 제공하는 것이다.
시스템 요구사항:
패키징에 대한 혁신이 계속해서 발전함에 따라 이러한 변화에 뒤떨어지지 않도록 해야 하는 어려움이 더욱 커졌다.
패키징 기술에서 더욱 우수한 밀도와 더 작은 사이즈의 수요가 증가하면서 비전 검사 시스템에 요구 되는 기술 역시 최신 및 최고 사양을 필요로 하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 고객은 빠른 속도의 고정밀 인라인 검사를 수행하기 위해 신뢰성이 높고 화상 수집이 가능한 완벽한 고성능 시스템 개발을 요청 했을 뿐만 아니라, 설치와 유지보수에 소요되는 인력과 비용을 감소시키기를 원하였다.
시스템 설명:
장비 제조업체들이 최첨단 정밀 가공 기계를 설계할 때 올바른 구성 부품을 선택하는 것은 우수한 기계 설계의 성공 여부를 결정 한다.
본 프로젝트에서 모션 컨트롤 카드, 프레임 그래버 및 카메라가 시스템의 전체적인 생산성과 정확성에 지대한 영향을 미치기 때문에, 어드밴텍은 높은 정밀성과 높은 생산성의 IC 패키징 검사를 수행하기 위하여 지능형 GigE Vision 프레임 그래버, DSP-기반 다축 모션 제어 카드 및 공간에 제약이 있는 기계에 직접적으로 통합하기 위한 소형 모듈식 시스템의 사용을 제안하였다.
이 솔루션은 DMA(Direct Memory Access)을 통해 호스트 PC에 이미지를 실시간으로 전송하기 전에 이미지를 재구성하기 위하여 전용 FPGA(Field Programmable Gate Array)가 장착된 4채널 지능형 GigE Vision 프레임 그래버인 PCIE-1174를 결합시킨 산업용 등급의 컴퓨터를 도입했다.
그리하여 이 솔루션은 호스트PC의 프로세서의 부담을 덜어, 이미지를 수집하는 동안 프레임 또는 패킷의 손실이 없도록 보장한다. 또한 설치와 유지보수를 보다 더 원활히 지원하기 위하여 이 시리즈에서는 PoE(Power over Ethernet)와 DHCP처럼 특정 IP 주소가 필요 없으며 시스템 통합업체가 간단하게 카메라를 연결시켜 작동시킬 수 있게 해주는 Ad Hoc 프로토콜을 사용한다.
MIC-75M13 섀시를 사용하여 MIC-7500에 설치된 PCIE-1174뿐만 아니라, 고객에게 원하는 기능성을 제공하기 위하여 또 다른 두 개의 컨트롤 카드를 설치하였다. PCI-1245는 이동 궤적 및 타이밍 제어를 수행함으로써 정밀한 움직임의 동기화를 실시하기 위하여 고성능 DSP를 장착하고 SoftMotion 알고리즘을 사용하는 4축 5서보/스테퍼 모터 컨트롤 카드이다. PCI-1756는 64채널 Isolated Digital I/O PCI 카드로, 이 경우에는 디지털 신호 경로(센서, 솔레노이드 밸브, 스위치&표시장치)를 위해 사용된다.
시스템 아키텍처:
결 론:
다양한 PCI 카드의 사용을 통해 고객은 서보 모터와 GigE 카메라의 호스트를 추가하고, 믿을 수 있는 이미지와 데이터의 수집을 위한 매우 유연한 시스템을 구축할 수 있었다.
솔루션 프로바이더로서 어드밴텍이 선택된 이유는 어드밴텍이 유연한 솔루션을 가지고 있을 뿐만 아니라 이 분야의 전문적인 지식과 지원을 제공하기 때문이다.
자동차 조립 공장을 위한 멀티 앵글 자동광학검사 솔루션
제품이 공장 출하되기 전에 제품의 품질을 보장하기 위하여, 제품 검사는 필수적이다. 하지만 이것은 매우 반복적이고 지루한 작업이기 때문에 실수가 발생하기 쉽다. 따라서 수동 점검을 대체하여 효율적인 품질 관리를 위해 자동광학검사(AOI) 시스템이 선택되고 있는게 현실이다.
비록 AOI 시스템이 이전에 검사원이 직접 실시한 육안 점검의 상당 부분을 더욱 빠르고 정확하게 실시할 수 있기는 하지만, 가장 집중적인 머신 비전 시스템은 고정된 위치의 대상만을 검사하도록 설계되었다. 그리고 이러한 유연성의 부족은 검사의 범위를 한정시킨다.
자동차 조립 라인에서 다축 AOI 이동은 필수이다. 다축 로봇과 머신 비전을 조합함으로써, 고객은 산업용 카메라가 더욱 쉽게 이동하여 다각도에서 대상의 이미지를 수집할 수 있도록 할뿐만 아니라, 자동차 제조업체가 검사 속도와 품질을 향상시켜 전체 생산성을 향상시킬 수 있도록 돕는 정밀하고 신뢰성 높은 시스템 플랫폼을 제공하는 검사 솔루션을 요구하였다.
시스템 구현:
이 자동차 제조업체 고객에게 다축 AOI를 제공하기 위하여, 어드밴텍은 시스템 통합업체와 협력하여 자동차 품질 검사를 위한 새로운 AOI 솔루션을 개발하였다.
이 솔루션은 2개의 6축 로봇, 22세트의 산업용 GigE 카메라 및 통신 카드와 디지털 I/O 카드가 설치된 자동화 컴퓨터로 이루어져 있다. 비용 효율이 뛰어난 어드밴텍의 카메라를 로봇 암과 워크셀(work cell)에 설치함으로써, AOI 시스템은 상위의 MES(제조실행시스템)로부터 명령을 수신하고 불과 80초 이내에 검사를 완료할 수 있다. 그리고 이 시스템은 테스트 보고서를 생성하여 이를 MES로 전송할 수 있다.
필요한 성능과 안정성의 요구조건을 만족시키기 위하여, 어드밴텍은 AOI 시스템을 위한 코어 플랫폼으로서 Intel Core i7 프로세서를 장착한 UNO-3085G 자동화 컴퓨터를 제공하였다. 이 고성능 자동화 컴퓨터는 팬리스 설계되어 내부 배선이 전혀 없는 매우 강경한 디바이스로 분진이 많은 열악한 환경에서 기존의 컴퓨터보다 신뢰성이 더욱 뛰어나다. 다수의 슬롯과 다양한 I/O 포트를 통해 시스템 통합업체는 필요에 따라 다양한 종류의 주변기기를 추가할 수 있으며, 작은 사이즈로 UNO-3085G은 기존의 캐비닛 공간에 맞게 유연하게 설치될 수 있다.
모든 검사 항목이 제한된 시간 내에 완료되어야 하기 때문에, 어드밴텍은 동시적으로 빠르게 이미지를 캡쳐하기 위하여 4개의 독립적인 이더넷 포트가 장착된 PCIE-1674E-AE 통신 카드를 사용하여 QCAM-GM2500-014CE 소형 폼 팩터(42㎜×29㎜×29㎜) 초고속 5메가-픽셀 PoE(Power over Ethernet) 산업용 카메라에 연결한다. PoE 기능을 사용함으로써 이 통신 카드는 로봇에 설치된 카메라에 전력을 공급할 수 있다.
따라서 전원을 따로 배선할 필요가 없으며, 64채널 디지털 I/O 카드인 PC-1756을 사용함으로써 이 시스템은 센서, 솔레노이드 밸브, 스위치 및 표시장치와 같은 주변기기를 제어할 수 있다. 이로인해 사용자는 현장의 상황을 실시간으로 완벽하게 통제할 수 있게 되었다.
시스템 설명:
결 론:
Industry 4.0 새로운 제조의 시대가 도래함에 따라 자동차 산업도 전환점을 맞이하고 있다. 하지만 이 혁명의 변화는 매우 크고 새로운 시대로의 전환은 하루아침에 이루어지지 않을 것이다. ‘스마트 팩토리’의 선구자인 어드밴텍은 뛰어난 전문 지식과 경험을 바탕으로 제조업체들이 점진적으로 자동화를 구현할 수 있도록 돕는 실용적인 제품들과 컨설팅 서비스를 제공하고 있다.
이 프로젝트에서 어드밴텍은 단순한 하드웨어 공급업체가 아니라 우리의 뛰어난 자원을 활용하여 불과 수개월 만에 자동차 조립 제조업체를 위한 새로운 AOI 시스템을 창조하였다. 최고의 시스템 성능은 고객의 요구사항을 완벽하게 만족시켰으며, 생산 수율과 속도를 크게 향상시켰다. 시스템을 적용한 후, 이 회사는 이 시스템의 적용을 확대시키기로 결정하였으며, 곧 다른 공장에서도 어드밴텍의 시스템이 도입될 것이다.
자료제공 : 어드밴텍
