머신비전시스템 기능과 카메라의 종류

1. 머신 비전 시스템 주요기능

머신 비전 시스템은 산업 공정에서 일반적으로 수행되는 작업을 자동화하여 혁신적이고 빠른 솔루션을 제공할 수 있습니다.

 

1) 존재 검사

존재 검사는 부품의 수량과 유무를 확인하는 프로세스입니다. 이는 머신 비전 시스템이 수행하는 기본 작업 중 하나이며 대부분의 산업에서 가장 널리 수행되는 작업입니다. 존재 검사의 실제 응용 분야에는 계산 가능한 제품(예: 병, 나사)의 계수 및 식품 포장의 라벨 유무 확인, PCB의 전자 부품, 접착제 도포 및 고정 부품의 나사/와셔가 포함됩니다.

 

머신 비전 시스템에서 사용하는 이미지 처리 방법은 다음과 같습니다.

 

1-1) 바이너리 처리

바이너리 처리에서는 흑백 카메라로 캡처한 이미지가 흑백의 두 가지 음영 레벨이 있는 픽셀로 변환되어 비전 처리 및 의사 결정이 더 쉬워집니다. 각 픽셀의 변환은 특정 임계값을 기반으로 합니다.

 

 

반응형

 

2) 블롭 분석

바이너리 처리로 생성된 디지털화된 이미지는 Blob 분석을 사용하여 추가로 분석되며 블롭 분석에서 블롭은 동일한 음영을 갖는 픽셀 클러스터입니다. 디지털화된 이미지는 좌표계에 플롯되고 각 덩어리의 X 및 Y 좌표가 결정되고 분석됩니다.

 

블롭 분석은 카운팅(면적 기준), 길이 및 면적 측정, 공간에서 표적의 위치 찾기, 표적의 방향 구별, 결함 검사 등과 같은 다양한 작업에 사용됩니다.

 

 

 

다른 이미지 처리 및 분석 기술은 다음과 같습니다.

• 비전 처리 장치에서 특정 타겟을 사전 프로그래밍합니다. 컴퓨터는 등록된 대상과 유사한 이미지에서 대상을 찾습니다.
• 색상 차별화를 기반으로 한 분석. 이 기술은 보다 정확한 판단을 제공합니다.

 

반응형

 

3) 위치지정

위치 지정은 부품의 위치 및 방향을 지정된 공간 공차와 비교하는 프로세스입니다. 2D 또는 3D 공간에서 부품의 위치와 방향은 로봇 또는 기계 요소에 전달되어 대상을 적절한 위치 또는 방향으로 정렬하거나 배치할 수 있습니다. 머신 비전 포지셔닝 시스템은 수동 검사, 정렬 및 포지셔닝보다 더 높은 정확도와 속도를 제공합니다.

 

실제 포지셔닝 응용 분야에는 컨베이어 벨트 안팎의 부품 픽업 및 배치, 유리 기판 배치, 바코드 및 라벨 정렬 확인, PCB의 IC 배치 확인, 팔레트에 포장된 부품 배열 등이 포함됩니다.

 

 

 

 

반응형

 

4) 머신 비전 식별

머신 비전 식별은 바코드, 2D 코드, DPM(Direct Part Mark) 및 부품, 라벨 및 패키지에 인쇄된 문자를 스캔하고 판독합니다. 이러한 표시에는 제품 이름, 제조업체, 날짜 코드, 로트 번호 및 만료 날짜가 포함됩니다.

 

식별은 부품의 추적성, 재고 관리 및 제품 검증 시스템을 개선하는 데 유용합니다. 식별은 광학 문자 인식(OCR) 또는 광학 문자 검증(OCV) 시스템에 의해 수행됩니다. OCR 시스템에서 머신 비전은 찾을 문자에 대한 사전 지식 없이 대상에 인쇄된 영숫자 문자를 읽습니다. OCV 시스템에서 머신 비전은 문자열의 존재를 확인합니다.

 

 

 

반응형

 

5) 결함 검출

결함 검출은 제조 산업에서 가장 기본적인 품질 관리 작업 중 하나이며 머신 비전 시스템에서 가장 많이 활용되는 기능입니다. 결함 감지에서 머신 비전은 제품 기능 및 신뢰성에 영향을 줄 수 있는 부품 표면에 존재하는 균열, 긁힘, 흠집, 틈, 오염 물질, 변색 및 기타 불규칙성과 같은 결함을 검색합니다.

 

이러한 결함은 무작위로 나타나므로 머신 비전 알고리즘은 패턴 변경, 색상 또는 질감의 변화, 불연속성 또는 연결된 구조를 찾습니다. 다음으로 이러한 결함의 존재 여부를 모니터링합니다. 머신 비전 시스템은 유형, 색상, 질감 및 크기별로 결함을 분류하고 기준을 충족하지 못하는 결함 부품을 분류할 수 있습니다.

 

머신 비전 시스템은 사람의 눈에는 보이지 않을 수 있는 작고 미세한 결함을 빠르고 효과적으로 감지할 수 있습니다. 이러한 시스템은 인간 검사관과 달리 오랜 시간 동안 작동하거나 작동할 수 있습니다.

 

결함 탐상은 반도체 및 전자 부품, 가전 제품, 툴링 조건, 식품 및 포장재, 연속 웹에서 생산된 재료(예: 종이, 플라스틱, 금속) 등을 검사하는 데 널리 사용되며 결함 감지는 온라인 검사에 유용합니다. 공정에서 고장난 부품이 감지되면 공정이 즉시 중단되고 수정되며 고장난 부품은 로트에서 분리됩니다. 결함 감지는 일반적으로 존재 여부 검사, 측정 및 포지셔닝 기능과 함께 머신 비전 시스템에 통합됩니다.

 

 

 

반응형

 

6) 측정

측정은 부품의 치수 정확도와 기하학적 공차를 확인하는 것입니다. 머신 비전 시스템은 두 개 이상의 지점 사이의 거리와 물체의 대상 형상 위치를 계산하여 측정이 사양 내에 있는지 여부를 결정합니다. 머신 비전 시스템의 조명 및 광학 시스템은 매우 정확하고 정밀하며 반복 가능한 측정을 얻기 위해 최적화되어야 합니다.

 

머신 비전 시스템의 측정 기능은 25.4미크론의 작은 형상을 측정할 수 있습니다. 일반적으로 부품에서 감지된 불규칙성을 측정하기 위해 결함 탐상과 함께 제공되며 부품의 부피를 계산하는 데에도 사용됩니다.

 

 

 

반응형

 

2. 머신 비전 카메라의 종류

1) 라인 스캔 카메라

라인 스캔 카메라는 한 번에 한 라인씩 디지털 이미지를 정확하고 빠르게 캡처합니다. 전체 이미지는 소프트웨어에서 픽셀 라인 단위로 구성됩니다. 검사 중에는 부품이나 카메라가 움직여야 합니다.

 

라인 스캔 카메라는 한 라인에서 여러 물체를 검사할 수 있으며 고속 이송 시스템 및 연속 공정에 이상적입니다. 종이, 금속 및 섬유, 대형 부품 및 실린더와 같은 재료의 연속 웹에 적합합니다.

 

 

 

반응형

 

2) 에어리어 스캔 카메라

에어리어 스캔 카메라는 단일 프레임에서 이미지를 캡처하는 데 사용되는 직사각형 모양의 이미지 센서를 사용합니다. 결과 디지털 이미지는 센서의 픽셀 수에 따라 높이와 너비를 갖으며 비전 처리부는 영상으로 분석합니다.

 

에어리어 스캔 카메라는 거의 모든 일반적인 산업 작업을 수행할 수 있으며 설정 및 정렬이 더 쉽습니다. 라인 스캔 카메라와 달리 에어리어 스캔 카메라는 정지된 물체를 검사하는 데 선호됩니다. 검사할 수 있도록 에어리어 스캔 카메라 앞에서 물체를 잠시 멈출 수 있습니다.

 

 

 

반응형

 

3) 3D 스캔 카메라

3D 스캔 카메라는 X, Y 및 Z 평면에서 검사를 수행하고 공간에서 물체의 위치와 방향을 계산할 수 있으며 단일 또는 다중 카메라와 레이저 변위 센서를 사용합니다. 단일 카메라 구성에서는 카메라를 움직여 오브젝트에 레이저의 위치가 변위된 하이트맵을 생성해야 하며 물체의 높이와 표면 평탄도는 보정된 오프셋 레이저를 사용하여 계산할 수 있습니다.

 

멀티 카메라 설정에서는 레이저 삼각 측량을 사용하여 물체의 모양과 위치에 대한 디지털화된 모델을 생성합니다.

3D 스캔 카메라는 3D 성형 부품 및 로봇 유도 애플리케이션을 검사하는 데 이상적입니다. 이러한 유형의 머신 비전 카메라는 정확한 정보를 제공하면서 약간의 환경 장애(예: 빛, 대비 및 색상 변화)를 견딜 수 있어 계측, 공장 자동화 및 부품 결함 분석에 널리 사용됩니다.