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Dual 레이저 라인 프로파일 센서를 적용한 두께 측정 3D 비전 솔루션
2021.02Hit. 560


두께 측정 어플리케이션

휴대폰과 같은 모바일 기기나 반도체, 디스플레이 패널, 이차전지 등의 정밀 전자 부품 제조 공정에서 대상물의 형상이나 두께 측정을 통한 불량검사는 스마트 팩토리 시대의 품질 개선과 수율 향상의 측면에서 중요한 과제가 되고 있습니다. 이 문제를 해결하는 기술 솔루션으로 Dual 레이저 라인 프로파일 센서를 적용한 두께 측정 3D 비전 솔루션을 소개합니다.





Dual 라인 프로파일 센서 기반 두께 측정 3D 비전 솔루션

이 솔루션을 적용하면 반사가 심한 대상물의 두께를 측정할 수 있는데, 이는 2 대의 레이저 라인 프로파일 센서를 대상물의 위 아래에 대칭되도록 설치하여 고속/고정밀로 라인스캔한 후 데이터를 합성 연산함으로써 두께 값을 측정하는 3D 비전 기술입니다.


( Gocator 레이저 프로파일 센서를 적용한 두께 측정 시스템의 구성 )


2 대의 센서 각각으로부터 대상물의 상면과 하면의 거리를 각각 측정하고 이 거리의 차이를 이용하여 대상물의 두께를 측정하는 방식 인데, 대상물의 상면과 하면에 설치한 2 대의 센서는 6-DOF(Degree of Freedom, 자유도)로 그 위치와 방향을 정밀하게 정렬할 수 있고 취득한 데이터를 합성(Merge)하여 별도의 기준면(reference surface) 없이 적용이 가능합니다. 포인트 방식 레이저 센서와 비교하면 상하면 전체 영역의 두께 측정이 한번에 가능하며, 동시에 표면의 3D surface 불량 또한 검사가 가능한 것이 큰 장점입니다.



멀티 센서 동기화 페어링

2 대의 센서 간의 동기화(Synchronization)는 두께 측정 성능에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 동기화가 정확하지 않아 서로 다른 시간에 스캔이 이루어질 경우 측정 제품의 진동으로 인한 측정 오차가 발생할 수 있기 때문입니다. Gocator 센서는 멀티 센서 네트워크 기술을 통해 이 문제를 근본적으로 해결해 줍니다. 우선 하나의 트리거 신호를 공유해 사용하므로 정확히 동기화하여 데이터를 획득할 수 있습니다. Dual센서 네트워크는 Main 센서와 Buddy 센서로 구성되며, Main 센서는 네트워크에 연결된 Buddy 센서를 자동으로 인식하여 페어링(Pairing)을 수행합니다. 페어링이 완료되면 Buddy 센서의 데이터는 Main 센서로 전송되고, 2 대 센서의 데이터는 공통 좌표계를 기준으로 합성(Merge)되어 검사 및 측정에 활용됩니다. 하나의 GUI로 센서 설정, 측정 및 화면 표시까지 수행하여 사용자 편의성 또한 뛰어납니다.




센서 정렬 및 캘리브레이션

측정의 정밀도는 2 대 센서의 정렬에 영향을 받습니다. 따라서 고정밀 측정이 필요할 경우 정렬 오차로 인한 측정 오류를 최소화하는 것이 중요합니다. 센서와 대상물 간의 상대적 경사로 인한 오차 발생도 주의할 필요가 있습니다. 예를 들어 1mm의 정렬 오차와 2 도의 기울기의 경우 35 μm의 측정 오차가 발생할 수 있습니다. Gocator 센서는 Custom Calibration 시편을 사용하여 6-DOF 정렬을 자동으로 쉽고 빠르게 진행할 수 있습니다.




멀티 센서 데이터의 합성

Gocator 센서는 2 대의 센서를 자동으로 정렬하고, 데이터를 합성 리샘플링하여 공통 좌표계 기준으로 통합된 하나의 3D 높이 데이터 세트를 만들어 냅니다.


( Gocator 멀티 센서의 데이터 합성 )




다중 노출(Multi-exposure) 기능

대부분의 두께 측정 어플리케이션은 측정 대상이 빠르게 움직이는 제조 공정에 적용됩니다. 이런 환경에서는 센서 노출 시간(Exposure Time)을 최대한 짧게 사용하는 것이 유리합니다. 그러나 대상물 표면의 특성 등의 이유로 센서 스캔의 정확도 확보가 어려운 제품일 경우 노출시간을 늘려서 사용하면 더 많은 반사광을 수신할 수 있어 보다 정확한 측정을 할 수 있습니다. Gocator 센서를 사용하면, 특히 서로 다른 표면 특성을 갖는 제품의 경우에는, 2 개 이상의 노출 시간을 적용하여 복수 개의 데이터 중에서 적합한 것을 선택할 수 있는 다중 노출(Multi-exposure) 기능의 적용이 가능합니다.




온도 변화 및 열팽창 오차

정밀한 두께 측정에서는 온도 변화 및 열팽창으로 인한 측정 오차 발생을 최소화하는 것이 중요합니다. 예를 들어 16 ppm/K의 열팽창 계수를 가진 전형적인 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 프로파일에 센서를 장착하면 실험 테스트에서 대기 온도가 5 ℃ 변화하면 센서 데이터가 80 μm 이상 변동할 수 있다. 대조적으로 열팽창 계수가 일반적으로 1.2 ppm/K 인 표준급의 Invar 마운팅 프레임을 사용하면 6 μm로 줄일 수 있습니다. Gocator 센서의 경우 내부 온도 센서가 장착되어 있어 실시간으로 온도 모니터링이 가능합니다. 열팽창으로 인한 오차를 최소화하기 위해서는 환경 온도를 관리해야 하며, Gocator 센서를 온도 변화가 없는 상태에 도달시킨 후 사용해야 합니다.



- 2021년 2월 23일 (주)이오비스 뉴스레터 -

 




3D 검사의 필요성

  • 3차원 형상 데이터 및 위치 관련 파라미터 제공
  • 대상물의 색상과 무관하게 기하학적 형상 측정
  • 콘트라스트(명암대비)가 낮은 대상물 측정에 이상적
  • 주변 조명 환경에 무관한 안정적 3D 영상 취득
  • 조명, 광학계, 카메라 일체형으로 뛰어난 반복정밀도
  • 대형 대상물 측정에 용이한 멀티 센서 네트워킹 셋업


2D 비전과 3D 비전의 가장 큰 차이점은 높이 측정이 가능한 점입니다. 평면 데이터(X, Y축)만 취득 가능한 2D 비전에 비해 3D 비전은 제품의 형상과 좌표 정보((X, Y, Z축)를 제공함으로써 품질 검사를 한 단계 업그레이드할 수 있습니다. 획득된 Z값을 통해서는 높이, 두께, 부피뿐 아니라 검사 물체의 이물, 결함 크기까지 구할 수 있습니다. 기존 2D 카메라를 이용한 커넥터 핀 유무 검사에 3D 카메라의 높이 정보를 추가하여 높이 성형 불량까지 2.5D 방식의 검사 항목이 확대되고, 투명한 디스플레이 상부에 도포된 레진의 폭, 두께 및 높이의 검사까지도 가능해진 것입니다. 인력을 대체하기 위한 검사 시스템에서 사람이 검사할 수 없는 높이, 형상, 표면 등의 항목으로 활용도가 점차 확대되면서 3D 검사의 필요성이 요구되고 있습니다.



Gocator, All-in-One 스마트 3D 센서

LMI Technologies사의 Gocator 시리즈는 3D 검사, 특히 실시간 인라인 검사에 최적화된 스마트 3D 센서입니다.

Gocator Firmware는 스캔, 컨트롤러, 영상 처리 소프트웨어까지 모든 역할을 수행하여 PC나 주변장치 없이 센서 하나만으로 모든 측정 및 검사가 가능한 All-in-One 스마트 3D 센서입니다.



 

  • Point Profile 스캔
  • Line Profile 스캔
  • Snapshot 스캔
  • 고선명 3D 뷰어 (Visualizer)
  • 2D intensity 영상 + 3D 데이터 동시 취득
  • 멀티 센서 네트워킹 셋업

 

  • 강력한 측정 소프트웨어 내장 툴
  • Profile 및 Surface 측정 툴
  • Part Matching 및 Part Sectioning 툴
  • 유연한 Anchoring 기능
  • Geometry 추출 기능
  • GDK 사용자 custom 툴 개발 지원

 

  • Tag & Track 판단 및 제어
  • Part Detection 판단 및 제어
  • Surface Generation 제어
  • 모든 주요 PLC 통신 프로토콜 지원

 





스마트 3D 센서의 장점

고성능 3D 스캔

  • 빠른 스캔 속도와 높은 감도
  • 넓은 FOV와 마이크로미터 분해능
  • Gigabit Ethernet으로 실시간 데이터 전달
  • Factory calibration으로 빠른 현장 설치, 안정적 동작


표준 웹 브라우저 사용

  • 모든 OS에 대응하는 표준 웹 브라우저로 센서 제어
  • 웹 서버가 탑재되어 있어 별도의 소프트웨어 불필요
  • 간편한 UI와 다양한 언어로 빠르고 쉬운 설치


다양하고 정밀한 Built-in 측정 툴

  • PC 코딩이 필요없는 측정 툴 내장
  • Profile툴, Surface툴 등 200가지 이상 측정 툴
  • 센서 자체 내 양불 판단 및 분류

 

Countersunk Hole Tool

 

Surface Plane Tool



멀티 센서 네트워킹

  • Master Hub와 Ethernet Switch로 다수 센서 사용
  • 최대 24대 센서 연속 설치 가능
  • Buddy 기능으로 하나의 데이터로 결합
  • 단일 GUI로 측정, 결과, 양불 표시

 

휴대폰 PCB 기판 검사

 

면적이 큰 타이어 검사

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이용자 및 법정대리인은 개인정보를 보호 받을 권리와 함께 스스로를 보호하고 타인의 정보를 침해하지 않을 의무도 가지고 있습니다. 이용자 및 법정대리인의 개인정보가 유출되지 않도록 조심하시고 게시물을 포함한 타인의 개인정보를 훼손하지 않도록 유의해 주십시오. 만약 이 같은 책임을 다하지 못하고 타인의 정보 및 존엄성을 훼손할 시에는 『정보통신망 이용촉진 및 정보보호 등에 관한 법률』 등에 의해 처벌 받을 수 있습니다.

6. 개인정보 파기절차, 기한, 방법

이용자 및 법정대리인은 언제든지 등록된 이용자의 개인정보를 열람, 정정, 삭제, 취급 정지하는 등의 권리를 행사할 수 있습니다. 이를 원할 시 개인정보보호책임자에게 e-mail로 연락해주시면 지체 없이 조치하겠습니다. 이용자의 개인정보 오류에 대한 정정을 요청하신 경우에는 정정 완료 전까지 당해 개인정보를 이용 또는 제3자에게 제공하지 않겠습니다. 다만, 회사는 다음의 경우 개인정보의 전부 또는 일부에 대하여 열람 또는 정정을 거절할 수 있습니다.

  • 가. 파기절차
    • 이용자가 입력한 정보는 목적 달성 후 별도의 DB에 옮겨져(종이의 경우 별도의 서류) 내부 방침 및 기타 관련 법령에 따라 일정기간 저장된 후 혹은 즉시 파기됩니다. 이 때, DB로 옮겨진 개인정보는 법률에 의한 경우가 아니고서는 다른 목적으로 이용되지 않습니다.
  • 나. 파기기한
    • 이용자의 개인정보는 개인정보의 보유기간이 경과된 경우에는 보유기간의 종료일로부터 5일 이내에, 개인정보의 취급 목적 달성, 해당 서비스의 폐지, 사업의 종료 등 그 개인정보가 불필요하게 되었을 때에는 개인정보의 취급이 불필요한 것으로 인정되는 날로부터 5일 이내에 그 개인정보를 파기합니다.
  • 다. 파기방법
    • 전자적 파일 형태로 저장된 개인정보는 기록을 재생할 수 없는 기술적 방법을 사용하여 삭제합니다. 종이에 출력된 개인정보는 분쇄기로 분쇄하거나 소각을 통하여 파기합니다.

7. 개인정보 자동수집 장치의 설치•운영 및 그 거부에 관한 사항

회사는 이용자의 정보를 수시로 저장하고 찾아내는 쿠키(cookie) 등을 운용합니다. 쿠키란 회사의 홈페이지를 운영하는 데 이용되는 서버(http)가 이용자의 브라우저에 보내는 아주 작은 소량의 정보이며 이용자들의 컴퓨터 하드디스크에 저장되기도 합니다.

  • 가. 쿠키 등 사용목적
    • 이용자 접속 유형, 방문 시간, 접속 빈도, 이용형태 등을 분석하여 이용자에게 최적화된 정보제공을 위해 사용됩니다.
    • 각종 마케팅 서비스, 통계분석 등에 활용
  • 나. 쿠키 설정 거부 방법
    • 이용자는 쿠키 설치에 대한 선택권을 가지고 있습니다. 따라서, 이용자는 웹 브라우저에서 옵션을 설정함으로써 모든 쿠키를 허용하거나, 쿠키가 저장될 때마다 확인을 거치거나, 아니면 모든 쿠키의 저장을 거부할 수도 있습니다. 단, 이용자께서 쿠키설치를 거부하였을 경우 서비스 제공에 어려움이 있을 수 있습니다.
    • 쿠키 관련 설정 변경을 원하신다면, 웹 브라우저 상단의 도구 > 인터넷 옵션 > 개인 정보란을 확인해주십시오.

8. 개인정보 관리책임자

회사는 개인정보 취급에 관한 업무를 총괄해서 책임지고, 개인정보 취급과 관련한 정보주체의 불만처리 및 피해구제 등을 위하여 아래와 같이 개인정보 관리책임자를 지정하고 있습니다.

  • 개인정보 보호책임자
    • 성명 : 김종환 대표
    • 전화 : 02-424-8832
    • 팩스 : 02-6455-8832
    • 이메일 : alliovis@iovis.co.kr

※ 문의 주신 내용은 개인정보 관리담당부서로 연결되며, 회사는 이용자들의 민원 사항에 대해 신속히 응대하겠습니다.

9. 개인정보 안전성 확보 조치

회사는 개인정보보호법에 따라 개인정보를 취급함에 있어 개인정보가 분실, 도난, 누출 변조 또는 훼손되지 않도록 아래와 같은 안전성 확보 조치를 하고 있습니다.

  • 가. 정기적인 자체 감사 실시
    • 개인정보 취급 관련 안정성 확보를 위해 정기적으로 자체 감사를 실시하고 있습니다.
  • 나. 개인정보 취급 직원의 최소화 및 교육
    • 개인정보를 취급하는 직원을 지정하고 담당자에 한정시켜 최소화 하여 개인정보를 관리하는 대책을 시행하고 있습니다.
  • 다. 내부관리계획의 수립 및 시행
    • 개인정보의 안전한 처리를 위하여 내부관리계획을 수립하고 시행하고 있습니다.
  • 라. 해킹 등에 대비한 기술적 대책
    • 회사는 해킹이나 컴퓨터 바이러스 등에 의한 개인정보 유출 및 훼손을 막기 위하여 보안프로그램을 설치하고 주기적인 갱신·점검을 하며 외부로부터 접근이 통제된 구역에 시스템을 설치하고 기술적/물리적으로 감시 및 차단하고 있습니다.
  • 마. 접속기록의 보관 및 위변조 방지
    • 개인정보처리시스템에 접속한 기록을 최소 6개월 이상 보관, 관리하고 있으며, 접속 기록이 위변조 및 도난, 분실되지 않도록 보안기능 사용하고 있습니다.
  • 바. 개인정보에 대한 접근 제한
    • 개인정보를 처리하는 데이터베이스시스템에 대한 접근권한의 부여, 변경, 말소를 통하여 개인정보에 대한 접근통제를 위하여 필요한 조치를 하고 있으며 침입차단시스템을 이용하여 외부로부터의 무단 접근을 통제하고 있습니다.
  • 사. 문서보안을 위한 잠금장치 사용
    • 개인정보가 포함된 서류, 보조저장매체 등을 잠금장치가 있는 안전한 장소에 보관하고 있습니다.
  • 아. 비인가자에 대한 출입 통제
    • 개인정보를 보관하고 있는 물리적 보관 장소를 별도로 두고 이에 대해 출입통제 절차를 수립, 운영하고 있습니다.

10. 적용 개시일 및 변경 공지

이 개인정보처리방침은 2020년 9월 1일부터 적용되며, 법령 및 방침에 따른 변경 내용 발생 시 변경 사항의 시행 7일 전에 홈페이지 공지사항을 통해 공지할 것입니다.

동의합니다.