자동차 시트의 품질 및 생산성에 적용된 Ensenso 3D 카메라
IDS
자동차 산업의 차량 좌석의 완벽한 편의를 보장하기 위해 제조업체는 가공할 폼에 대한 높은 요구를 충족시켜야 한다. 폼은 적응성, 유연성, 저항성 및 내구성이 있어야 하고 느낌과 외관도 우수해야 한다. 아울러 제품의 품질은 항상 경제적인 효율과 조화를 이뤄야 한다.
머리 받침대 및 팔걸이 제조업체 Adient(미국)는, 이러한 소형 폼 부품(foam parts, 발포 부품) 생산에서 사이클 속도와 정확성을 높이고 폐기물을 줄이며 제조 공정의 효율성을 높이기 위해 고민했다. 슬로베니아(Slovenj Gradec) 공장에서는 이 제품들을 위한 자동 트리밍 라인이 가동됐다.
팔걸이와 머리 받침의 정확한 트리밍을 위한 솔루션은 프랑스 회사 Gips Vision과 함께 개발하고 통합했다. Marseille(마르세이유, 프랑스)에 소재한 폼 생산용 3D 시스템 공급 업체는 실제 생산 라인에서 생산 후 제품을 마무리하는 두 개의 로봇 셀을 설계했다. 첫 번째 셀에서는, 폼의 3D 데이터를 캡처하기 위해 IDS의 Ensenso 3D 카메라가 사용된다. Ensenso N20은 먼저 객체를 식별하고 그후 로봇이 제품 주위로 움직인다. 카메라는 발포 머리 받침대 또는 팔걸이에서 소위 3D 포인트 클라우드를 생성한다. 결과는 처리 장치가 주어진 3D 모델과 비교하는 발포 제품의 정확한 360° 이미지다.
실제 폼 표면에서 트림 커브의 정확한 위치는 포인트 단위로 결정된다. 실제로 재작업은 두 번째 셀에서 시작된다. 로봇은 셀 1에서 결정된 데이터를 사용하여 제품을 트리밍 한다. 구체적으로, 연삭 공구로 폼을 절단한다. 이 트리밍 과정에서 운전자가 접촉면에서 느낄 수 있는 버어(burrs) 또는 폼 결함이 제거된다. 시스템은 2/10mm까지 정확하며 24시간 내내 사용할 수 있다. 시간당 최대 120개의 폼 재료를 마감할 수 있다.
Gips Vision의 혁신 프로젝트 리더인 Thomas Derrien은 “고객인 Adient에게는 이것이 폼 부품의 트리밍을 자동화하는 첫 번째 단계”라며 “통합된 로봇으로 인해 이미지 프로세싱이 수동 작업을 하지 않게 되어 작업이 훨씬 쉬워졌다. 동시에 눈에 띄는 품질 향상을 보장하게 됐다”고 말했다. Gips Vision은 카메라 측 IDS에서 Ensenso N20을 선택했다. 이 모델을 통합한 주된 이유는 뛰어난 속도와 처리 가능한 데이터량 때문이다.
또한 트리거 및 플래시용 스크류 가능 GPIO 커넥터가 있는 Ensenso N20 3D 카메라의 견고한 소형 알루미늄 하우징은 생산 현장의 열악한 환경에 특히 적합하다. 모든 Ensenso 3D 카메라는 인간 비전(human vision)을 기반으로 한 ‘Projected Texture Stereo Vision’ 방법에 따라 작동한다. 각 모델은 2개의 CMOS 센서와 프로젝터를 사용하며, 표면 구조의 정확도를 높이기 위해 캡처 할 물체(이 경우 폼 부품)에 보조 구조물을 투사한다.
두 CMOS 카메라는 각각의 폼 부분을 다른 위치에서 본다. 두 카메라 이미지의 내용은 동일해 보이지만 보는 대상의 위치, 즉 머리 받침 또는 팔걸이에 차이가 있다. 카메라의 거리와 시야각 및 광학의 초점 거리가 알려져 있으므로 Ensenso 소프트웨어는 삼각 측량을 통해 이러한 편차를 알려진 길이로 변환하여 각 개별 이미지 픽셀에 대한 객체 점의 3D 조정을 결정하고 병합할 수 있다. 스테레오 비전의 품질은 조명 조건과 물체의 표면 질감에 직접적으로 달려있다.
폼은 매끄럽거나 반사되는 표면에 비해 쉽게 알아볼 수 있는 무늬를 가지기 때문에 단 하나의 이미지 쌍으로 충분한 정확도를 얻을 수 있다. 사용된 Ensenso N20 모델은 3D 포인트 클라우드의 빠른 이미지 획득 및 평가를 가능하게 한다. Ensenso N 시리즈는 시스템 통합자 및 고객 모두에게 정밀성 뿐만 아니라 경제성 및 속도 측면에서도 확신을 줬다. Ensenso 3D 카메라는 품질 보증에서 픽앤 플레이스에 이르기까지 다양한 응용 시나리오에서 가치를 입증했다.
자료 제공: ids(www.ids-imaging.com)
