최첨단 3D 비전 기술로 제품 품질 혁신하기

오늘날 3D 시스템은 불과 몇 년 전만 해도 컴퓨터 기반 자동화로는 불가능했던 작업을 수행하고 있습니다. 머신 3D 비전 시스템은 눈부신 속도로 발전하며 로봇을 더욱 강력하게 만드는 핵심 기술로 자리 잡았습니다. 10년 이내에 머신 비전 전문가들은 3D 비전이 모든 분야와 애플리케이션의 로봇에 표준 장비로 탑재될 것으로 예측합니다.

3D 비전이란?

2D 카메라를 사용할 때는 카메라로부터의 거리(Z축)를 일반적으로 가정합니다. 하지만 부품이 이동하거나 크기가 변하거나 기울어지면 2D 카메라는 위치를 잘못 계산할 수 있습니다. 3D 시스템은 X, Y, Z 좌표를 모두 파악해 어떤 방해가 있더라도 정확한 부품 픽업이 가능합니다.

비전 시스템 카메라는 각 픽셀이 그레이스케일 값을 갖는 이미지를 생성해 패턴이나 구조를 만듭니다. 특정 알고리즘이 이미지 데이터 패턴을 인식하고 카메라가 특정 특징을 찾도록 돕고, 궁극적으로 로봇을 부품으로 안내합니다. 이를 통해 머신 비전 로봇은 표면에 수직으로 진입해 부품을 더 효과적으로, 반복적으로 파지하고, 어떤 방향의 부품도 제어할 수 있습니다.

간단히 말해, 추가된 세 번째 차원(Z축) 덕분에 로봇은 어떤 위치의 부품도 스캔, 시각화, 측정, 완벽하게 찾고 제어할 수 있습니다.

3D 비전의 이점

장기적으로 보면 신기술 도입이 기업 비용을 절감합니다.

3D 시스템을 사용하면 부품의 방향과 위치를 빠르게 파악해 로봇이 매우 높은 정확도로 작업할 수 있는 위치 정보를 즉시 제공합니다.

3D 비전의 효율성은 속도에 그치지 않고 제품 품질 관리에도 크게 기여합니다. 3D 비전 시스템의 카메라는 고객에게 보내는 부품을 100% 인증할 수 있는데, 이는 사람이 장시간 유지하기 어려운 능력입니다. 궁극적으로 비용이 많이 드는 실수를 방지하고 제품 반품으로부터 보호합니다.

로봇 비전은 부품 위치를 잡기 위한 고정구에서 인티그레이터를 해방시킵니다. 비전 시스템은 고정구를 교체하는 대신 단순히 다른 프로그램을 실행하는 것만으로 시간과 비용을 절약합니다.

머신 비전은 컨베이어 위에 무작위로 놓인 부품의 픽앤플레이스, 자동차 부품 랙킹, 농업 및 식품 가공 산업 등 구조화되지 않은 환경에서도 로봇이 작업할 수 있게 합니다.

수동 조정이 더 이상 필요 없습니다. 3D 비전 덕분에 로봇이 3D 카메라로 부품을 검증하고 필요에 따라 조정할 수 있어 제품 품질이 향상되고 수작업이 최소화됩니다.

연산이 더 복잡하지만, 전문가들은 프로그램이 빠르게 실용적이고 사용자 친화적으로 변하고 있다고 봅니다. 3D 비전이 제공하는 놀라운 유연성, 효율성, 품질 덕분에 고객 수요가 지속적으로 증가하고 있습니다.

3D 비전 최적 애플리케이션

3D 비전은 거의 모든 애플리케이션에 적용 가능합니다. 현재 3D 비전 도입을 선도하는 분야는 용접, 빈 피킹, 포장, 머신 툴 로딩입니다.

• 용접: 3D 비전 용접 로봇은 용접 중인 부품 배열의 미세한 변화를 감지하면 용접 경로를 적응적으로 변경합니다.
• 빈 피킹: 구조화된 빈 피킹과 무작위 빈 피킹 모두에서 3D 비전을 사용한 로봇이 성공을 거두고 있습니다. 피킹 툴, 센서, 암 제약 조건을 이해해 부품의 접근성을 인식합니다.
• 포장: 컨베이어나 슬라이드 끝에서 다른 위치에 놓인 제품을 집어 올바른 위치에 포장합니다.
• 팔레타이징: 부품이나 박스를 지속적으로 다루는 비전 탑재 로봇은 예상치 못한 이동과 변위에 유연하게 대처합니다.
• 머신 툴 로딩: 비전은 로봇 위치가 약간 벗어나도 용인하고 머신 툴 충돌 가능성을 최소화합니다.

주요 3D 비전 솔루션

여러 기업이 3D 비전 시스템 발전을 위한 뛰어난 소프트웨어 패키지를 선보이고 있습니다.

• 팬루크 iR-Vision: 가장 작은 로봇부터 가장 강력한 로봇까지 사람 작업자처럼 정밀하게 보고 작업할 수 있게 합니다. 신뢰할 수 있는 시각 검출, 이동 부품 검출(비주얼 라인 트래킹), 품질 관리 완전성을 위한 안티디펙트 옵션을 제공합니다. 이는 팬루크 로보틱스 기술 진화의 큰 걸음으로, 최초의 3D 로봇 컨트롤러 통합 시스템입니다. 하드웨어와 통신 지연을 제거하고 로봇의 공간 내 상대적 관계 인식을 더욱 높여줍니다. 이 통합 시스템은 설정하는 데 몇 시간만 걸립니다.
• 코그넥스(Cognex) 비전프로 3D-로케이트(VisionPro 3D-Locate) 소프트웨어와 3D 변위 시스템 DS1000 시리즈를 출시했습니다. 둘 다 고객이 3D 머신 비전을 쉽게 도입해 기존 검사 단계와 함께 사용할 수 있게 합니다. 비전프로 3D는 고정 및 마운트형 로봇 카메라 다수와 호환되어 애플리케이션 제약이 없습니다.
• 모토만 모토사이트 3D 코텍스비전(MotoSight 3D CortexVision): 로봇 가이던스 애플리케이션에서 3D 비전 사용을 단순화하는 통합적이고 강력한 비전 시스템입니다. 조립, 랙킹, 디스펜싱, 머신 로딩, 제품 분류, 용접 등 정밀한 부품 위치 파악이 필요한 용도에 이상적입니다.
• 이비전 팩토리 6.5(eVision Factory 6.5): 로보틱 비전 테크놀로지스가 개발했으며 유연성, 직원 협업 및 안전, 부품 핸들링 용이성, 다운타임 감소, 사이클 타임 단축, 비용 절감, 단순성, 표준화 기능을 제공합니다. 팬루크, KUKA, 모토만에서 사용 가능합니다.
• 로보렘(RoboRealm): 로봇 비전 시스템용 애플리케이션으로 쉬운 포인트 앤 클릭 인터페이스를 제공하며, 환경을 실험하고 획득한 이미지를 분석해 로봇 효과를 높이는 데 필요한 요소를 쉽게 파악할 수 있게 프로그래밍을 단순화합니다.
• 스킬리전트 로봇 비전 시스템(Skilligent Robot Vision System): 로봇 애플리케이션 전용 소프트웨어 컴포넌트로 강력한 객체 인식 및 추적 알고리즘을 구현합니다.

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