외관 검사 장치란?
외관 검사 장비는 제품의 외관을 검사하는 장비입니다.
대량 생산에 의한 생산품의 외관을 검사할 수 있습니다. 장비를 도입하면 검품에 소요되는 인건비를 절감할 수 있고, 생산성을 향상시켜 제품 가격을 낮출 수 있습니다. 또한 사람의 눈으로는 간과하기 쉬운 미세한 결함이나 이상을 정밀하게 검출하여 품질을 향상시킬 수 있는 경우가 많습니다.
외관 검사 장비는 제조된 제품의 표면 이물질이나 얼룩, 버 등 외관을 검사하여 즉각적으로 판별합니다. 적용 가능한 외관검사 공정으로는 제조 중간 공정, 제품 조립 공정 등이 있습니다.
외관검사기 사용 용도
외관 검사 장비는 많은 생산 라인에서 사용되고 있습니다. 식품 포장, 전자기기, 의료기기, 성형시트 등 산업은 다양합니다.
예를 들어, 전자 부품의 형상이나 불량 배선을 감지할 수 있습니다. 베어링의 경우, 녹이나 부식, 찌그러짐을 검사할 수 있다. 식품 포장에서는 용기의 찌그러짐이나 흠집을 감지하는 데 사용됩니다.
최근에는 카메라와 영상처리 기술의 발전으로 미세한 이물질이나 결함도 판별할 수 있게 되었습니다. 제품 및 공정에 따라 다양한 상황에 특화된 외관 검사 장비가 제작되고 있습니다.
외관검사장치의 원리
대부분의 외관검사는 영상처리 검사 방식을 채택하고 있습니다. 카메라 등의 이미지 센서와 영상처리장치, 소프트웨어로 구성됩니다. 대상물에 조명을 비추어 제품을 비추고 렌즈에서 이미지를 포착하여 검사하는 방식입니다.
화상처리 검사 방식은 다수의 합격품 이미지를 미리 기록해 두고 각 픽셀의 농도를 기록하는 방식입니다. 일정한 구획으로 구분한 농도 차이의 평균값과 표준편차를 구하고, 그 값과 검사 대상의 픽셀 값을 구획별로 비교합니다.
합격품과 비교하여 농도가 크게 다른 경우에는 흠집이나 이물질로 판단합니다. 흠집이나 이물질의 치수 기준을 등록해두면 합격, 불합격을 판단하는 구조입니다. 오검출을 방지하기 위해 미분 처리나 투영 처리를 하는 경우도 있습니다.
원주 방향의 대상물을 검사할 때는 극좌표 변환 처리 후 농도 비교를 통해 판단합니다. 외관 검사 장비의 동작은 일반적으로 고속이며, 전수 검사가 가능합니다. 그러나 장비 자체의 도입 비용이 상대적으로 높습니다. 또한, 대상물의 형상 및 외관 검사 기준에 따른 소프트웨어 최적화가 중요하며, 가동까지 시간이 소요될 수 있습니다.
외관 검사 장비 선택 방법
외관 검사 장비를 선택할 때는 제품 및 산업의 요구사항에 따라 적합한 장비를 선택해야 합니다. 일반적으로 개별적으로 설계하여 제작합니다.
먼저 무엇을 검사할 것인지 명확히 하는 것이 중요합니다. 제품의 종류, 재료, 표면 특성 등에 따라 적합한 장비를 선택합니다. 특정 외관 결함이나 품질 기준을 정의하고 이에 따라 장비를 설정할 수 있는지 여부도 고려해야 합니다.
생산 라인에 도입할 때는 외관 검사의 속도와 정밀도도 중요합니다. 빠른 제조 공정에 대응하고 정해진 품질 기준을 충족하는 정밀도를 가진 장비를 선택해야 합니다.
또한, 외관 검사 장비의 카메라와 센서는 다양한 종류가 있습니다. 제품의 특성에 따라 적절한 카메라 해상도, 광원 종류, 센서 유형을 선택하는 것이 중요합니다.
외관 검사 장비의 기타 정보
1. 외관 검사 장비의 기능
최근에는 외관 검사 장비와 인공지능(AI)을 결합하여 더욱 고도화된 외관 검사 및 품질 관리를 실현하는 것이 추세입니다. 인공지능은 머신러닝과 이미지 처리 알고리즘을 활용하여 대량의 데이터를 분석하고 학습할 수 있습니다. 이를 통해 다양한 기능을 구현할 수 있습니다.
결함 검출
학습된 모델을 사용하여 비정상적인 패턴이나 결함을 감지할 수 있습니다. 예를 들어, 불량품의 이미지 데이터를 학습하고 이를 바탕으로 제품의 외관을 판단할 수 있기 때문에 더 높은 정확도로 결함을 감지할 수 있습니다.
패턴 인식
복잡한 패턴이나 형상을 인식하는 데 능숙합니다. 외관 검사 장비에 탑재된 AI는 제품의 외관 패턴을 학습하고 정상 외관과 비교합니다. 비정상적인 패턴이나 모양이 감지되면 불량품으로 판단할 수 있습니다.
자동 학습과 개선
외관 검사 장비가 획득한 데이터를 분석하여 자동으로 학습하고 개선할 수 있습니다. 불량품의 데이터와 검출 결과를 피드백하고 모델을 업데이트하여 검사의 정확도와 효율성을 자동으로 향상시킬 수 있습니다.
다품종 소량 생산 대응
기존 외관 검사 장비는 품종 전환(셋업 변경)에 사람의 손이 많이 갑니다. 따라서 잦은 재설치가 발생하는 다품종 소량 생산에서는 효율성이 떨어지는 문제가 발생합니다. 이에 반해 인공지능은 여러 품종을 동시에 학습하게 함으로써 검사의 재설정을 최소화할 수 있습니다.
인공지능을 접목한 외관 검사 장비는 보다 빠르고 정확한 검사가 가능하며, 사람의 눈으로는 놓치기 쉬운 미세한 결함이나 패턴을 감지할 수 있습니다.
2. 외관 검사 장비와 사람에 의한 외관 검사의 차이점
외관 검사 장비와 사람의 외관 검사는 각각 특정 상황과 요구 사항에 따라 구분하여 사용하는 것이 일반적입니다.
외관 검사 장비
외관 검사 장비는 빠르고 일관된 검사를 제공하여 제조 공정의 효율성을 향상시킵니다. 기계적 정밀도가 높고 지속적인 모니터링이 가능합니다. 따라서 고속 생산 라인이나 대량 생산이 필요한 경우, 또는 검사 대상이 미세한 부품인 경우 등에 사용됩니다.
사람에 의한 외관 검사
사람에 의한 외관 검사는 새로운 검사 기준이나 변경에 쉽게 대응할 수 있고, 유연하게 작업을 조정할 수 있다. 또한 시각적 경험과 판단력을 활용할 수 있습니다. 제품의 외관 기준이 주관적이고 사람의 판단이 중요한 경우나 소규모 생산 및 시험 생산에서 사람이 외관 검사를 수행합니다.