CNC 이미지 치수 측정 시스템이란?
CNC 이미지 치수 측정 시스템이란 측정 대상물을 CCD 카메라로 확대하여 치수, 형상, 표면 성질을 관찰하기 위한 시스템 중 컴퓨터에 의해 수치 제어되어 자동 측정하는 시스템입니다.
측정 대상물이나 CCD 카메라를 임의의 위치로 고속, 고정밀도로 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 비접촉으로 측정하기 때문에 측정 대상물을 손상시킬 염려가 없습니다. 또한, 레이저와 영상처리를 통한 오토포커스로 고정밀 초점이 가능하며, 영상처리를 통해 육안으로 관찰할 수 없는 흠집이나 결함 등을 찾아낼 수 있습니다.
CNC 이미지 치수 측정 시스템의 사용 용도
CNC 이미지 치수 측정 시스템의 사용 용도는 연속적인 자동 측정을 고속, 고정밀로 수행하는 것입니다. 기판의 패턴 측정, 전자부품 측정 등 극미세하고 동일한 패턴이 연속적으로 나타나는 측정에 적합합니다.
동일한 패턴의 연속은 사람이 측정할 때 어디를 측정했는지 알 수 없는 혼란과 피로를 유발하기 때문에, 항상 동일한 동작을 정밀하게 수행하는 CNC 이미지 치수 측정 시스템은 반도체 제조 라인에서 필수적인 요소입니다. 또한, 사람에 의한 측정에서는 미세한 위치 정렬의 편차가 오차에 큰 영향을 미치기 때문에 수동 측정에 적합하지 않은 제품에도 적합합니다.
CNC 이미지 치수 측정 시스템의 원리
CNC 이미지 치수 측정 시스템은 CCD 카메라로 측정 대상을 확대하여 치수, 형상, 표면 성질을 관찰하는 것으로, CCD 카메라로 얻은 이미지를 표시하는 장치와 이미지에서 치수나 표면 성질을 측정하거나 이미지 자체를 가공하는 시스템이 필수적입니다.
측정 시스템의 제어부터 이미지 처리까지 전용 어플리케이션을 설치한 PC에서 하는 것이 일반적이며, CNC 이미지 치수 측정 시스템의 설치 및 사용은 온도관리가 가능한 전용 측정실을 마련하는 것이 필요합니다. 이는 장비의 높은 정밀도와 측정 대상의 미세함으로 인해 온도 변화가 측정 오차에 미치는 영향이 크기 때문입니다.
CNC 이미지 치수 측정 시스템은 수동으로 조작할 수도 있지만, 대부분 전용 컨트롤러 또는 PC의 애플리케이션 소프트웨어를 통해 조작합니다. 빠른 응답성과 고정밀 위치결정을 위해 스테핑 모터와 볼스크류를 조합한 메커니즘에 디지털 스케일로 좌표를 읽고 피드백 제어를 하고 있습니다.
CNC 이미지 치수 측정 시스템의 기타 정보
1. CNC 제어
CNC 제어란 ‘Computer Numerical Control’의 약자로 컴퓨터를 이용하여 공작기계 등을 제어하는 것을 말합니다. 이동 방향, 이동 속도 등 기계의 움직임을 프로그래밍으로 자동화함으로써 고정밀, 고속의 동작을 실현할 수 있습니다.
CNC 제어에서는 G코드와 M코드라는 두 가지 프로그램 언어를 사용하여 작성하는데, G코드에서는 위치 결정 등의 가공, 동작 조건과 순서를 기술하고, M코드는 G코드를 보조하는 역할을 합니다.
2. CCD 카메라의 구성
CNC 영상판단 시스템에도 사용되는 CCD 카메라는 크게 마이크로 렌즈, 컬러필터, 포토다이오드로 구성되어 있으며, 각 부품은 아래와 같은 역할을 합니다.
마이크로 렌즈
렌즈를 통과한 빛을 효율적으로 포토다이오드에 전달하기 위해 집광하는 역할을 합니다.
컬러 필터
빛의 색을 RGB(적색, 녹색, 청색) 또는 CMY(청록색, 자홍색, 황색)로 분해하여 포토다이오드에 전달합니다.
포토다이오드
빛을 받으면 전하를 발생시키는 광전변환을 하여 전하를 수직 및 수평으로 전달합니다. 전달된 전하가 CCD의 출력부에서 전하량을 전압으로 변환하여 픽셀 단위로 이미지 출력됩니다.
각 포토다이오드에 R, G, B를 할당하기 때문에 해상도는 원래 CCD 화소수의 1/3 정도로 떨어집니다. 영상처리 엔진이 보완하여 원래의 화소수만큼의 이미지로 완성합니다. 합성 처리를 하지 않고 포토다이오드에서 추출한 데이터를 그대로 저장한 것이 RAW 형식입니다.