[기술기고] 차세대 머신비전 시스템을 위한 3D 자동광학 검사

2021.02.15 13:02:10

[헬로티]

앤비젼만의 한계를 뛰어 넘은 Next generation 3D 기술 LCI

(주)앤비젼은 머신비전 관련 풍부한 레퍼런스를 바탕으로 3D 측정분야의 솔루션을 제공한 지 어느덧 4년이 흘렀다. 앤비젼이 국내에서 독점적으로 제공하는 LMI사의 LCI는 Line Confocal Imaging의 약자로 국제 특허로부터 인증 받은 3D 솔루션이다.

또한 LCI는 단일 스캔으로 2D 및 3D 데이터를 동시에 캡처 할 수 있다. LCI 라인업은 LCI401, 1200, 1201, 1600이 있고, 재작년 10월, LCI 1220과 LCI 1620이 새롭게 개발되어 강력한 기능으로 업그레이드 된 모습을 확인 할 수 있다. 본 고에서는 LCI 1220과 1620에 새롭게 추가된 기능에 대해 살펴보도록 한다.

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이번에 출시된 LCI 1220과 1620에 새롭게 추가된 기능은 총 2가지로 요약할 수 있는데, 뛰어난 3D 데이터 보정 알고리즘 및 최대 16kHz 속도로 기존보다 약 3배이상 빨라졌다는 점이다. 뿐만 아니라 이 두 제품은 여러 필터 기능 Median, Noise reduction들을 내부에 탑재하여 고객 사용환경에서의 프로세싱 로드를 줄여주고 있다.

최대 16kHz의 속도 가능

과거 3D 시장에서는 빠른 속도와 정밀도의 상관관계에 갇혀 3D 검사 장비 도입에 한계가 있었다. LMI사의 LCI는 이러한 3D 시장의 한계를 극복하는데 성공한 제품으로 빠른 속도와 정밀도를 모두 만족하고 있다. LCI의 속도는 현재 고속 Laser profiler의 속도보다 높으며 기존 LCI 제품 대비 6배의 속도로 측정 가능하고, 정밀도 또한 Sub-micron 수준급이다. 이것이 가능하게 된 배경은 최근 LCI 플랫폼 변경으로 강력한 하드웨어 성능을 구현하였고, 고속 센서와 3D 데이터를 계산해주는 Processor의 개선, 고용량의 데이터를 위한 Interface 변경(10GigE) 덕분이다.

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뛰어난 3D 데이터 보정 알고리즘

현재 LCI는 3D 센서가 가질 수 있는 여러 단점을 보완하는 알고리즘이 탑재되어 있는데, 이 기능들에 대해 하나하나 살펴보자.

첫번째로 LCI에 탑재된 기능은 ‘HDR’ 로 고 반사 영역과 저 반사 영역을 한번 스캔으로 모두 측정가능하여 반사율 차이가 많은 오브젝트 표면에서도 정확한 3D 데이터를 획득할 수 있다.

두번째로 소개할 기능은 ‘Z-Compensation Calibration’ 기능이다. 보통 각도를 이용하는 3D 센서는 Edge에서 높이 값이 튀는 현상을 나타내는 단점이 있는데, LCI는 ‘Z-Compensation Calibration’ 을 탑재하여 해당 현상을 완화시켜 급격한 Edge에서도 다소 부정확한 3D 데이터를 보정해주어 우수한 품질을 제공하고 있다.

사진3. Z- Compensation Calibration 적용 사례1

사진4. Z- Compensation Calibration 적용 사례2

마지막으로 소개할 LCI에 탑재된 기능은 ‘Intensity Calibration 기능’ 이다. 앞서 이야기한 것처럼 LCI는 3D검사 뿐만 아니라 2D 이미징 또한 동시에 가능한 통합 검사 솔루션이다. LCI는 다양한 영역의 파장 대로 분광 시킨 조명을 사용하는데, ‘Intensity Calibration’을 통해 마치 단일 파장의 LED 조명을 사용한 것과 동일한 품질의 2D이미지 획득이 가능하다.

사진5. Intensity Calibration 적용 사례-Film 표면

이외에도 LCI는 ‘Median Filter 기능’ 과 같은 추가적인 보정 알고리즘들을 탑재하고 있어, LCI는 검사시료에 대해 최상의 데이터를 얻을 수 있다.

LCI주요 적용 분야

LCI 기술은 반짝이고 투명한 재질의 거울을 포함해서 모든 표면을 비접촉식으로 측정할 수 있고, 투명한 액체가 어느정도 도포 되었는지도 측정 가능하기 때문에 정확한 치수 측정이 필요한 정밀한 어플리케이션에서도 활용 가능하다. 현재 LCI 검사 시스템은 아시아의 주요 가전 제품 및 모바일 부품 검사, 커버 글라스 스크래치 검사 및 측정, 반도체 부품에서 사용되고 있으며 의료 멸균 포장재 검사 등 의료기기 제조공정에서도 사용가능하다.