패키지 인쇄 프로세스의 품질관리를 위한 CCD 라인 스캔 카메라
Chromasens
패키지 인쇄 프로세스 내의 품질 관리는 고속 고성능 컬러 라인 스캔 카메라 적용의 핵심 분야 중 하나다. 이를 위해 아일랜드 머신 비전 전문가인 OneBoxVision은 100% 인라인 검사를 위한 ‘즉시 사용 가능한’ 솔루션을 개발했다. 이 솔루션의 핵심 구성 요소는 Chromasens의 CCD 컬러 라인 스캔 카메라이다.
포장은 기본적으로 제품의 보호 및 운송에 사용된다. 그러나 포장은 또한 다채로운 ‘buy me!’ 광고 메시지뿐만 아니라 물류, 직렬화 및 추적을 용이하게 하기 위해 포장된 상품 및 코딩된 데이터에 대한 필수 정보 특징으로 한다.
좋은 인쇄 품질과 정보의 가독성을 보장하려면 패키지 인쇄 프로세스의 결과를 검사해야 한다. 그럼에도 불구하고, 프로세스 전반에 걸친 완전한 모니터링은 엄청난 도전을 제시한다. 이 기사에서 고성능 컬러 라인 스캔 카메라와 초고속 이미지 처리 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 적절한 기술 솔루션을 소개한다.
전문성과 노하우
독일 콘스탄츠(Konstanz, Gemany)에 기반을 둔 Chromasens GmbH는 2004년부터 산업용 이미지 처리 시스템의 개발, 생산 및 전 세계 유통을 전문으로 해왔다.
빠른 컬러 이미지 획득은 Chromasen의 전문 분야 중 하나다. 회사의 엔지니어와 과학자들의 포괄적인 지식과 경험 덕분에 고성능 컬러 라인 스캔 카메라와 이러한 시스템에 최적화된 LED 조명 시스템을 성공적으로 개발했다. 개발 과정에서 광원, 광학 및 센서에서 디지털 이미지 처리에 이르기까지 카메라 시스템의 모든 구성 요소가 신중하게 고려되어야 한다. 이를 통해 인쇄 검사, 품질 관리 및 유리 및 반도체 검사의 결함 감지와 같은 빠르고 효율적인 고객별 시스템이 만들어진다.
왜 라인 스캔 카메라인가?
CCD 라인 스캔 카메라는 넓은 영역과 넓은 표면을 가진 물체를 빠르게 캡처하고 분석해야 하는 이미지 수집 작업에 이상적이다.
CCD 라인 센서를 사용하면 감광 픽셀이 단일 라인에 배열되고 CCD 센서의 작동 원리에 따라 판독된다. 판독 주파수는 캡처할 물체 또는 표면 영역의 처리 속도에 맞게 조정된다. 컬러 라인 스캔 카메라에서는 각 기본 색상에 대해 하나의 센서 라인이 사용된다. 그런 다음 개별 라인을 결합하여 전체 이미지를 생성한다.
이송 방향의 물체 이송 사이클로 라인별 스캐닝 타이밍을 맞추면 왜곡이 거의 없는 이미지를 얻을 수 있다. 라인 스캔 카메라의 특별한 장점은 물체의 단일 라인을 비추는 특별히 조정된 라인 조명과 함께 사용할 때 나타난다. 이러한 형태의 조명은 매우 균일하고 높은 광도를 달성한다. 또한 색상 측면에서 필요한 이미지 획득에 정확하게 맞출 수 있다.
allPIXA pro 카메라 시리즈를 통해 Chromasens는 세계에서 가장 빠른 CCD 컬러 라인 스캔 카메라를 제작했다. 이러한 카메라 개발에 적용된 전문 지식은 매우 높은 색 재현성과 뛰어난 이미지 품질을 특징으로 하는 최대 156kHz의 라인 주파수를 생성했다. 고감도의 3선형 RGB 컬러 라인 센서는 4096 x 3 ~ 7300 x 3 픽셀의 해상도를 생성한다.
allPIXA pro 카메라 시리즈의 특수 기능과 사양으로 인해 이러한 장치는 유연한 포장재의 인쇄 품질 확인과 같은 포장 산업의 매우 까다로운 검사 작업에 특히 적합하다.
PackFlow를 통한 빠른 100% 검사
아일랜드 Clonmel에 본사를 둔 OneBoxVision은 2011년에 설립되었으며 사용자의 추가 프로그래밍 없이 직접 사용할 수 있는 머신 비전 애플리케이션을 구현하고 있다. 이 회사의 핵심 역량은 필름뿐만 아니라 롤과 시트를 검사하는 동안 포장 산업에서 발생하는 초대형 이미지에 대한 애플리케이션별 솔루션 개발에 있다.
roll-to-roll 생산의 유연한 웹 제품과 같은 복잡한 검사 작업은 이미지 획득 및 이미지 처리 측면에서 매우 까다롭다. 핵심 요구 사항은 실시간으로 이미지를 처리하는 것이므로 소프트웨어는 매우 큰 이미지를 매우 빠르게 처리해야 한다. OneBoxVision의 Conor O'Neill은 “우리는 대부분의 다른 공급업체에 비해 접근 방식이 약간 다릅니다. 우리는 파이프라인 처리라는 방법을 사용하고 있다. 이것은 고속 응용 프로그램을 위한 특수 처리 기술입니다.”라고 말한다.
최신 사용자 인터페이스인 OneBoxVision 애플리케이션 소프트웨어는 사용자에게 원하는 검사 알고리즘을 정의할 수 있는 “레시피” 시스템을 제공한다. VisionFlow 레시피, SurfaceFlow 레시피 및 PackFlow 레시피와 같은 다양한 레시피를 선택할 수 있으며 모두 동일한 포장 기계에서 실행할 수 있다.
O'Neill의 말처럼, 핵심 기술은 파이프라인 처리를 기반으로 하는 ImageFlow이며, 이것이 우리가 다양한 애플리케이션별 솔루션을 개발한 이유이다. 이러한 애플리케이션 중 하나인 PackFlow는 예를 들어 제약 산업에서 패키지 분야에 적용된다.
PackFlow는 Chromasens 컬러 라인 스캔 카메라와 함께 사용하도록 설계된 도구 세트이다. 100% 실시간 검사를 달성하기 위해 인쇄 디자인 모니터링을 위한 색상 및 형상 사양이 먼저 결정된다. 모든 편차는 세분화되어 저장되고 작업자에게 표시되며, 그런 다음 식별된 편차를 기준으로 결함이 있는 자재를 자동으로 분류한다.
“모든 기준과 표준이 하나의 알고리즘으로 통합됩니다. 우리는 최대 4개의 알고리즘을 병렬로 실행할 수 있다 즉, 무작위 결함 감지, 색상 변형 식별, CopyCheck (예: 대상 디자인 모니터링) 또는 DensityCheck (다음과 같은 코팅 여부를 확인하는 데 사용)를 들 수 있다. 특별한 것은 병렬 및 실시간으로 실행되는 다양한 알고리즘입니다.” 라고 O'Neill은 강조한다.
OneBoxVision은 서로 함께 작동하는 데 이상적으로 적합한 고성능 소프트웨어 및 하드웨어 구성 요소가 포함된 즉시 사용 가능한 패키지를 고객에게 제공한다. 포장 산업을 위한 PackFlow 툴킷에는 BitFlow의 Axion 2XE 프레임 그래버와 Chromasens allPIXA pro 시리즈의 컬러 라인 스캔 카메라가 포함되어 있다.
O'Neill은 툴킷을 다음과 같이 설명한다. “PackFlow의 경우 이 기술이 인쇄 산업을 염두에 두고 개발된 Chromasens Corona II LED 조명과 함께 Chromasens allPIXA pro 카메라 제품군을 선택했습니다. 이 미세하게 조정된 카메라 솔루션으로 조명, 색상 관리 및 화이트 밸런스를 완벽하게 제어합니다.”
서비스는 OneBoxVision과 고객의 또 다른 주요 관심사이다. 조직의 고객 회사 및 시스템 통합자 내의 엔지니어링 부서는 전 세계 Chromasens의 현장 지원을 받다. 이러한 수준의 서비스는 Chromasens를 다른 많은 공급업체와 구별된다.
결론
포장 산업의 수많은 사례에서 알 수 있듯이 고속의 고성능 라인 스캔 카메라는 실시간 검사에서 점점 더 중요한 역할을 할 것이다.
빠르고 정확한 색상 측정을 수행할 수 있는 이러한 카메라의 기능으로 인해 더 많은 응용 분야가 발생할 수 있다. 또한, 미래에 컬러 라인 스캔 카메라의 사용은 신속한 3D 검사를 위한 새로운 가능성을 열어줄 것이다.
자료 제공: Chromasens(www.chromasens.de)
