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결함을 감지하고 식별할 수 있는 머신비전 고속 웹 검사 장비

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2016/01/15


앤비젼이 제공하는 MIL(Matrox Imaging Library)과 PCIe Camera Link 프레임 그래버를 사용하여 표면, 인쇄, 라벨 등을 100% 검사할 수 있습니다.


컨베이어 벨트에서 매우 빠른 속도로 생산되는 플라스틱, 종이, 포일, 필름, 금속, 부직포와 같은 재료 제조업체는 결함을 검출하고 식별하기 위해 머신비전 기반 웹 검사에 의존하고 있습니다. 결함이 있는 제품을 시장에 내놓지 않도록 100% 표면 검사로 생산 공정 초기에 문제를 식별하고 해결하여 제조사들의 경쟁력을 유지하고 규제 요구 사항을 충족하고 있습니다.


미국의 한 장비 제조업체는 인쇄물과 라벨의 100% 웹 검사를 수행하는 장비를 제조합니다. 이 장비 제조업체가 만든 장비 중 하나는 변환 애플리케이션에서 사용되는 코팅되거나 적층된 플라스틱, 종이, 호일, 부직포, 기타 다양한 기판을 검사할 수 있습니다. 이 장비는 표면의 광택, 무광택, 질감 등을 검사할 수 있는 적응형 필터가 포함되어 있습니다. 이 장비는 또한 넓은 너비와 해상도의 조합을 검사할 수 있는 멀티 카메라 아키텍처를 지원합니다. 이 장비는 겔, 스킵, 핀홀, 롤 마크, 구멍, 흠집 등과 같은 다양한 결함을 검출합니다.


결함 검출 방법은 검사되는 재료가 균일한지 표면에 질감이 있는지에 따라 다릅니다. 종이와 금속과 같은 균일한 웹 재료에서 결함을 식별할 때에는 균일한 배경에서 차이가 있는 영역을 찾습니다. 표면에 질감이 있는 영역에서 결함을 식별할 때에는 결함을 정의하고 특성을 찾는데에 더 어렵습니다.

최대 8대의 Piranha2 / Piranha3 흑백 Line scan 카메라, 고성능 멀티 CPU Windows 기반 워크스테이션, 디지털 입출력 및 아날로그 출력, LED 라인 라이트, 마커/태거, 인코더, Microsoft SQL 데이터베이스 서버가 이 장비에 탑재되어 있습니다. 이 카메라들은 Solios eV-CL PCIe Camera Link 프레버와 Radient eCL PCIe Camera Link 프레임 그래버에 연결되어 FPGA 기반 프로세싱 오프로드 기능을 제공합니다.


저속 저해상도 시스템은 2대의 Piranha2 카메라와 Solios eV-CL 프레임 그래버를 사용하지만, 고속 고해상도 시스템은 4대의 Piranha3 카메라와 Radient eCL 프레임 그래버를 사용합니다. MIL(Matrox Imaging Library) 이미지 프로세싱, 블롭(BLOB) 분석, 보정 모듈을 사용하여 이미지를 프로세싱합니다. convolution, binarization, morphology (dilate & erode), FFC(flat field correction), projection 등의 프로세싱 동작이 사용됩니다. 이 장비는 670 feet/minute의 속도로 130 인치의 너비를 검사합니다. 이 검사 시스템은 0.008 인치 단위로 최소 0.008 인치의 작은 결함을 검출할 수 있습니다.



터치 스크린, 마우스, 키보드 등을 사용할 수 있도록 설계된 이 검사 장비의 HMI는 쉽게 사용할 수 있고 실시간 피드백을 제공하여 운영자가 교대한 후에도 전문가가 됩니다. 언제든지 운영자는 한 번의 터치로 전체 웹을 녹화할 수 있습니다. 검사 장비를 통해 튜닝 또는 공정 분석을 위해 데이터를 다시 재생할 수도 있습니다. 나중에 사용할 수 있도록 녹화물을 저장할 수 있습니다. 보조 모니터를 사용하여 결함을 분석하고 시스템을 동작하면서 전체 웹 또는 시트를 표시할 수 있습니다. 마지막 결함, 선택한 영역, 전체 웹 또는 시트 등과 같은 다양한 디스플레이 옵션이 제공됩니다.



HMI는 실시간 피드백을 제공하고 실제 결함을 관찰하면서 정상적인 프로세스 변동을 하용하도록 시스템을 조정할 수 있습니다. 이 시스템은 결정 매트릭스와 완벽하게 사용할 수 있는 내장형 분류 기능을 사용할 수 있습니다. 여기에 저장할 수 있는 동작 방법의 수에는 제한이 없으므로 제품, 작업, 순서 등에 따라 특별한 품질 설정을 적용할 수 있습니다. 결함 이미지를 포함하는 모든 관련 정보는 쉽게 사용할 수 있는 XML 파일 형식으로 저장됩니다. 이들은 엑셀 또는 데이터마이닝 소프트웨어에서도 사용할 수 있습니다.



알람, 깃발 표시, 머신 제어 및 폐기물 처리 등이 지원됩니다. 심각한 결함이 검출되면 화면에서 결함을 확인하고 지정된 동작 순서가 활성화되어 거부 등의 동작을 할 수 있습니다. 롤 프로세스에 깃발을 부착할 수도 있습니다. 이 장비는 또한 자동으로 재료를 절단하거나 제거할 수 있는 스마트 코딩을 사용할 수 있는 인터페이스를 지원합니다.


이 장비는 시판되는 기성 하드웨어와 소프트웨어를 탑재할 수 있는 실시간 검사 시스템을 제공합니다. 이들은 자체 설치 키트를 사용할 수 있는 비용 효율적으로 플랫폼과 독립적이고 쉽게 사용할 수 있는 완벽한 100% 검사 솔루션을 제공합니다. 현재 30개의 표면 검사 시스템이 전세계 다양한 산업에 설치되어 있습니다. (알루미늄 및 플라스틱 제조, 산업재 생산, 제지 등)


이 검사 장비는 미국의 Knowlton Technologies, LLC에 납품한 이력이 있고, 고객이 제품 품질을 크게 개선하고 노동 비용을 절감할 수 있도록 할 수 있었습니다. 1808년 제지 공장으로 시작된 Knowlton Technologies는 복합 웹을 여과, 마찰, 커스텀 디자인 복합 웹 분야에서 습식 부직포를 설계, 가속 프로토타이핑, 제조 등을 하는 세계 선두 기업입니다.


이 장비 제조업체의 관계자는 공장에 설치한 이 장비의 장점을 다음과 같이 설명했습니다.

“이 장비를 설치하자마자 검사를 수동으로 하던 근로자들을 부가가치가 높은 곳으로 배치하여 투자대비 수익을 빠르게 얻을 수 있었습니다. 또한, 특정 등급에 다양한 고객의 요구 사항을 연결하기 위해 여러 커스텀 분류 기능을 쉽게 생성할 수 있도록 사용자 인터페이스를 설정하였습니다. 그리고 우리 근로자들은 검사 장비를 쉽게 운영할 수 있어 매우 만족하고 있습니다.”


미래에는 더 빠른 Line rate를 지원하는 CMOS 카메라를 사용하는 검사 시스템을 개발하는 계획을 가지고 있습니다. 또한, 이 제조업체는 현재 최대 8대의 카메라만 지원되지만 최대 16대의 카메라를 지원할 수 있도록 제공할 예정입니다.