스마트 공장 인라인 검사를 위한 V.I.S와 3D측정 시스템의 비교
3D 측정 시스템 : 스마트 공장의 인라인 검사를 위한 비젼 검사 시스템의 대안 솔루션
불량 검사를 수행하고 결함이 있는 부품을 납품하는 것은 제조 회사가 절대적으로 피하고 싶은 시나리오입니다.
따라서 주요 결함이 되기 전에 이상 징후를 감지해야 하며, 결함이 있는 부품을 생산하여 고객에게 납품하기 전에 시정 조치를 취해야 합니다.
이를 위해 두 가지 유형의 검사 시스템을 사용할 수 있습니다.
조립 문제를 조기에 감지하여 불량품 및 가동 중지 시간(다운타임)을 줄이는 방법
(1) V.I.S 비젼 검사 시스템
V.I.S(vision inspection systems)의 장점
고속 이미지 캡처 기능이 있는 카메라의 능력으로 인해 비젼 검사 시스템은 매우 빠릅니다.
부품이 도착하고 순식간에 모든 카메라가 동시에 사진을 찍고, 그 부품은 생산 라인에서 계속됩니다.
컴퓨터 소프트웨어가 이미지를 처리하는 동안 비전 시스템은 합격/불합격 기능 내에서 부품의 품질을 평가합니다.
따라서 제조업체는 비젼 검사 시스템을 통해 부품 100%를 검사하여 모든 제품이 공차 범위 내에서 고객의 요구 사항을 충족하는지 확인할 수 있습니다.
게다가 그들의 광학 성능 덕분에, 비젼 검사 시스템은 뛰어난 정확도를 제공합니다.
센서 설정도 비교적 간단하며 기본 보정만 필요합니다.
V.I.S(vision inspection systems)의 단점
비젼 검사 시스템은 시야에서 뛰어난 정확도를 제공하지만 서로 다른 시야에 위치한 두 개체 간의 치수 차이를 검증하는 신뢰할 수 있는 도구는 아닙니다.
즉, 체적 정확도가 부족합니다.
카메라의 시야각은 체적 정확도를 제공하지 않기 때문에 부품 반대편에 있는 구멍과 구멍 사이의 거리를 검증하는 것은 불가능합니다.
결과적으로 검사해야 하는 치수 또는 형상 100% 검사는 어렵습니다.
또한 비젼 검사 시스템은 특정 애플리케이션, 프로젝트 또는 부품 전용의 지그 또는 고정 장치에 여러 대의 카메라를 설치해야 합니다.
검사된 부품의 특정 매개 변수(파라미터)가 변경되면 카메라의 위치가 더 이상 정확하지 않을 수 있으며 지그 또는 고정 장치를 교체해야 할 수 있기 때문에 이러한 유연성 부족은 제한적입니다.
자동차 산업은 다품종/소량 생산으로 변화하고 있기 때문에(즉, 매년 자동차 모델이 변경됨) 자동차 제조업체는 결과적으로 유연해야 하며 생산 라인을 조정해야 합니다.
따라서 저혼합/대량 생산에 적합한 고정적이고 견고하며 영구적이며 값비싼 설치는 이러한 새로운 현실에 적합하지 않습니다.
이에 대응하여 제조업체는 비젼 시스템의 유연성 부족을 극복하기 위한 솔루션을 찾기 시작했습니다.
예를 들어 지그나 고정 장치에 4-8-12개의 고정 카메라를 장착하는 대신 로봇에 카메라 1대를 배치해 4-8-12 위치에서 이미지를 캡처할 수 있습니다.
로봇은 카메라의 작업량을 확장하고 3D 공간에 다양한 이미지를 기록하는 외부 포지셔닝 도구 역할을 합니다.
이러한 작업 방식은 로봇 반복성에 의존하는 것으로 귀결되며, 불행히도 이것은 잘못된 안전의식을 제공할 수 있습니다.
실제로 생산 현장의 온도 변화와 진동은 마모와 파손 외에 시간이 지남에 따라 로봇이 조금씩 표류하게 되어 항상 같은 위치로 돌아가지 못하게 됩니다.
체적 정확도는 100µm 미만의 측정에서 빠르게 급락합니다.
이러한 패턴은 매우 위험하기 때문에 품질 관리 전문가는 부품의 치수가 부정확하다고 결론을 내릴 수 있으며, 실제로 결함이 있는 측정일 경우 올바르게 조립되지 않을 것이라고 결론을 내릴 수 있습니다.
마지막으로 비젼 검사 시스템은 단순한 정보를 제공하기 때문에 제조 회사는 기하학적 치수 및 공차(GD&T)를 수행할 능력이 없습니다.
즉, 시스템이 표면 프로파일이나 구멍 위치를 제공하지 않습니다.
(2) 3D 측정 시스템
3D측정 시스템은 스마트 공장에서 자동화 품질 관리 및 인라인 검사에도 자주 사용됩니다.
자동차 및 항공 우주 산업은 생산성 향상, 가동 시간 증가 및 비용 절감을 위해 기계 부품의 치수 검사를 위한 비젼 시스템에 이 대안을 사용합니다.
3D 측정 시스템의 장점
광학 추적 및 동적 참조를 사용하는 3D 측정 시스템은 치수 제어 및 표면 프로파일 검사 문제를 해결하는 데 필수적인 최적의 체적 정확도를 제공합니다.
또한 측정 정확도는 생산 현장에서 지속적으로 발생하는 진동 및 열 변화와 같은 환경 불안정성에 민감하지 않습니다.
광학 및 블루레이저 기술의 강력한 기능 덕분에 3D측정 시스템은 광택이 있는 표면이나 반사율이 변화하는 물체 표면에서 매우 효율적인 3D스캔을 생성하고 다양한 부품 크기와 다양한 표면 형상을 측정 할 수 있습니다.
인더스트리 4.0의 맥락에서 제조업체는 문제가 발생했을 때 경고 알림만 받기를 원하는 것이 아니라,
문제의 근본 원인을 이해하고 문제 해결 방법을 알고 싶어 합니다.
그러기 위해서는 속도가 필요하지만, 무엇보다도 그림을 전체적으로 이해해야 합니다.
따라서 체적 정확도가 높고 가닝성이 뛰어난 툴을 사용하여 준비 없이 모든 유형의 표면을 측정하는 것이 중요합니다.
마지막으로, 작동 단순성과 오프라인 프로그래밍으로 인해 3D 측정 시스템은
로봇 공학 및 3D스캐닝에 대한 전문 지식 수준이나 경험에 관계없이 모든 사람이 접근할 수 있습니다.
새로운 디지털 트윈 환경 소프트웨어를 사용하면 모든 수준의 사용자가 로봇 경로를 쉽고 빠르게 프로그래밍하고
로봇 시스템의 시야를 최적화하여 프로그래밍 문제를 해결할 수 있습니다.
3D 측정 시스템의 단점
부품 전체를 이해하는 데 더 유용한 많은 정보를 제공하기 때문에 3D 측정 시스템은
구멍 직경, 용접 또는 기타 아티팩트와 같은 특정 기하학적 형상의 존재를 제어하도록 설계되지 않았습니다.
인쇄 회로 기판(PCB)과 같은 특정 부품의 검사도 전체 표면이 카메라의 시야 안에 있기 때문에 비젼 검사 시스템에 더 적합합니다.
3D 측정 시스템 : 스마트 공장을 위한 더 나은 솔루션
오늘날 제조업체는 생산성과 제조 효율성에 영향을 미칠 복잡하고 중요한 문제를 해결하는 데 집중해야 합니다.
이를 위해서는 모든 형상이 잘 배치되어 있는지, 표면 프로파일이 올바르고, 부품을 조립할 때 충분한 플러시 및 갭이 보장되는지, 너무 많은 마모로 인해 염료를 교체해야 하는지 등을 알고 있어야 합니다.
이러한 모든 제어는 로컬 분석만으로는 불가능합니다.
일반적으로 문제의 특성이 구멍 직경 검사보다 더 복잡한 치수 제어 문제를 해결하는 것은 체적 제어와 서로 다른 표면의 컬러맵을 통해서만 가능합니다.
결과적으로 3D 측정 시스템은 제조업체의 수명에 큰 변화를 가져올 수 있습니다.
마지막으로, 위에서 언급한 이점들로 보아 3D 측정 솔루션은 새로운 생산을 시작하는 부담을 줄여주는 매우 효과적인 도구임을 알 수 있습니다.
이는 많은 치수 제어와 검사가 필요하며 매우 짧은 시간 내에 조정되어야 하는 중요한 순간입니다.
따라서 제조업체는 시간, 노력, 그리고 비용을 절약할 수 있게 합니다.
해당 포스팅은 크레아폼 블로그를 참고하였습니다.
https://www.creaform3d.com/blog/visual-inspection-system-alternatives/