머신 비전에서 조명 컨트롤러를 사용하는 5가지 이유
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조명은 물체가 카메라에 어떻게 나타나는지를 결정하는 요소이기 때문에 머신 비전 시스템에서 중요한 역할을 한다. LED는 가장 널리 사용되는 조명원으로 방향, 파장 및 강도를 정확하게 제어하는 것이 중요하다. 본문에서는 조명 컨트롤러가 머신 비전 시스템의 필수 요소가 될 수 있는 5가지 이유를 살펴본다.
1. 일관된 조명 수준
머신 비전 시스템은 높은 정밀도와 반복성으로 모니터링, 조정, 점검, 분석, 분류 등에 사용된다. 반복 가능한 결과를 보장하려면 일관된 조명 수준이 필수적이다. 많은 산업 분야에서는 10만 개중에 불량 제품 1개만 허용된다. 즉, 측정 신뢰성이 동일하거나 더 우수해야 한다. 그러나 간단한 캘리퍼스 측정을 사용하더라도 10% 감소된 조명 수준으로 인해 측정된 값이 0.5% 변경될 수 있다. 이는 필요한 공차를 충족시키기 위해 빛의 세기를 극도로 세밀하게 조정해야 한다는 의미다.
여러 요인이 조명 강도에 영향을 줄 수 있다. LED의 수명과 온도, 주변광의 영향 및 먼지와 같은 외부 요인이 포함되어 물체에 도달하는 빛의 양을 줄일 수 있다. 최근의 한 예에서, 1년 사용 후머신 비전 시스템은 빛이 노화함에 따라 빛의 세기가 떨어지기 때문에 부품을 불량 처리하기 시작했다. 다행히도 이 시스템에서는 이더넷 연결을 지원하는 조명 컨트롤러가 장착되어 현장 방문 없이 장기적인 성능을 유지하기 위해 원격 액세스를 통해 밝기를 쉽게 높일 수 있었다.
LED는 전압으로 지정되지만 실제로 출력은 전류에 직접 비례하므로 전류가 1% 변경되면 강도도 1%씩 변경된다. 그러나 LED의 물리적 특성은 전압의 변화가 매우 적으면 LED를 통한 전류의 변화가 훨씬 커지고 전류의 변화가 크면 밝기가 크게 변한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 전압이 1 % 감소하면 전류가 10% 감소하여 광출력이 10% 감소한다. 따라서 조명 수준을 정확하게 제어하려면 LED를 통해 안정적인 전류를 제공해야 한다. 전압 원에 의해 구동되는 조명 시스템은 본질적으로 전기적 간섭 또는 전원 공급 장치에 영향을 받기 쉽다.
2. 빛 펄싱 및 스트로빙(Pulsing, Strobing)
많은 애플리케이션에서 조명을 펄싱해야 한다. 하나의 예는, 연속 구동 LED에 의해 조명될 때 이미지에서 충분한 디테일을 얻기에 불충분한 광세기가 있는 경우이다. 이 경우, 일반적으로 LED를 과잉 구동하여 광출력 강도를 증가시켜 이미지 품질을 향상시킬 수 있다. 과잉 구동으로 밝기를 크게 높일 수 있지만, LED 손상을 방지하기 위해 짧은 펄스로 이루어져야 하고 펄스 주파수, 지속 시간 및 과잉 구동 양을 정밀하게 제어해야 한다. 광원의 펄싱(또는 스트로빙)은 움직이는 물체의 이미지를 고속으로 정지시키는데 자주 사용되는데, 필요한 경우 짧은 카메라 노출 시간에 충분한 광량을 전달하기 위해 과잉구동이 필요할 수 있다.
전용 조명 컨트롤러를 유연하게, LED를 100% 밝기로 지속 작동하는 조명 컨트롤러로 설정하면 가능하다. 시운전 동안 주변광이 이미지를 방해하는 것으로 밝혀져 LED에서 더 많은 광이 필요한데 컨트롤러 구성을 연속에서 과잉구동 펄싱으로 200% 밝기로 변경하고 카메라 노출을 줄이면 된다. 즉 하드웨어 변경 없이 빠르게 문제를 해결할 수 있다.
3. 단일 카메라에서 여러 이미지
생산 공정의 한 시점에서 개별 제품에 대해 다양한 측정이 필요할 수 있다. 이것은 다른 조명 구성표에서 작동하는 여러 조명을 사용하여 단일 카메라로 여러 이미지를 획득함으로 달성할 수 있다. 전용 조명 컨트롤러는 정의된 순서대로 다른 강도와 다른 지속 시간 동안 조명을 트리거 할 수 있다. 따라서 여러 대의 카메라가 필요하지 않으므로 비용과 공간을 절약할 수 있다. 또한 라인 스캔 이미징과 함께 다수의 조명 방식을 사용하는 것이 가능하며, 상이한 조명 소스로부터의 정보를 순차적 라인으로 캡처할 수 있고 이미지 프로세싱 소프트웨어를 사용하여 추출된 각각의 조명 소스에 대한 개별 이미지를 얻을 수 있다.
4. 이더넷 통신
이더넷 통신을 제공하는 조명 컨트롤러는 뛰어난 유연성을 제공한다. 웹 인터페이스를 사용하여 쉽게 구성할 수 있으며 배치별로 조명을 변경할 수 있다. 조명 상태 정보를 얻을 수 있으며 모든 문제를 원격으로 해결할 수 있다. 머신 비전 시스템이 장착된 기존 생산 라인에 신제품을 추가할 수 있다. 각 배치 변경에 대해 다른 구성을 보내도록 시스템을 변경할 수 있다. 작업자는 메뉴에서 새 제품을 선택할 수 있으며 조명 수준이 자동으로 변경된다.
5. 비용 절감
비전 측정 정확도가 향상되면 낭비와 고객 반환이 줄어드는 반면, 조명 제어는 LED 수명을 늘려 비전 시스템의 소유 비용을 줄여준다. 여러 조명 구성표를 제공할 수 있는 유연성으로 인해 추가 카메라와 같은 하드웨어의 필요성이 줄어든다. 이더넷 통신은 예방을 위해 정확한 시스템 정보를 제공할 수 있으며, 원격으로 시스템을 변경하여 시스템 중단시간을 줄이고 엔지니어 방문 비용을 절약할 수 있다.
올바른 컨트롤러 선택
Gardasoft의 LED 조명 컨트롤러는 1, 2, 4, 8 및 16 채널 모듈로 제공된다. 스트로브, 펄스 또는 연속 모드에서 정밀한 전류 제어를 제공하여 머신 비전 조명 및 이미지 인식 시스템을 위한 안정적이고 반복 가능한 조명을 보장한다.
자료 제공: GARDASOFT(www.Gardasoft.com)
