새로운 사례 연구 - 3D 커넥터 검사

Product / 02.2024

한국의 한 전자제품 제조업체는 AT의 C6 3D 스캐너와 Euresys의 Open eVision 3D 라이브러리를 함께 사용하여 전례 없는 3D 검사 성능을 구현하고 있습니다.

커넥터는 거의 모든 전자 장치에서 중요한 구성 요소입니다. 어떠한 결함이라도 전체 시스템의 오작동을 초래할 수 있습니다. 그렇기 때문에 커넥터 제조업체와 고객 모두에게 품질 보증은 필수적입니다.
커넥터의 자동화된 100% 육안 검사는 여러 가지 이유로 어려운 작업입니다. 변형의 수가 거의 끝이 없고, 커넥터의 소형화로 핀과 접점이 점점 더 작아지고 있으며,기하학적인 구조로 인해  핀을 주변 하우징으로 보호하는 경우 등 다양한 각도에서 커넥터를 검사하기 어렵기 때문입니다. 또한 경제성을 유지하려면 검사를 고속으로 인라인 상태에서 수행해야 합니다.
한국의 선도적인 전자 산업용 커넥터 제조업체는 이러한 문제를 해결하고 커넥터 검사를 위해 첨단 3D 검사 시스템을 도입하기로 했습니다. 이 시스템은 Automation Technology(AT)의 3D 스캐너 C6 시리즈, Euresys의 Open eVision 3D 비전 라이브러리, 애플리케이션별 검사 알고리즘을 결합한 것입니다.
 

세계에서 가장 빠른 3D 스캐너

그중에서도 AT의 레이저 프로파일러 C6 시리즈는 최신 GigE Vision/GenICam 3D 산업 표준을 지원하는 새로운 독점 센서 플랫폼을 기반으로 구축되었습니다. 이러한 새로운 레이저 프로파일러는 프로파일당 최대 4,096포인트에 이르는 매우 빠른 초정밀 해상도, 최대 200kHz의 프로파일 속도 및 높은 동적 범위의 3D 이미지 캡처를 결합한 인상적인 기능을 제공합니다.
C6 시리즈는 고유한 WARP( Widely Advanced Rapid Profiling) 기술을 통해 극한의 속도를 지원하는 새로운 독점 센서 칩을 기반으로 구축되었습니다. 이는 센서 내에서 초당 최대 29메가픽셀의 속도로 데이터를 사전 처리하여 필수 데이터만 전송하고 처리량을 늘림으로써 달성할 수 있습니다. 그 결과 초당 최대 1억 2천만 3D 포인트의 3D 픽셀 프로파일 속도와 기존 3D 스캐너보다 최대 10배 빠른 측정 속도를 얻을 수 있습니다.
이 고속 검사를 통해 커넥터 제조업체는 제조 공정을 늦추지 않고도 대량 생산 부품을 100% 검사할 수 있습니다.
 

정밀한 이미지 획득 및 분석

Euresys의 Open eVision 3D 라이브러리는 AT 3D 프로파일러가 제공하는 데이터의 전체 3D 비전 분석을 수행합니다.그러고 나서 Open eVision 3D 라이브러리는 정확한 측정값과 형상 데이터를 제조업체의 합격 기준과 비교하는 애플리케이션 소프트웨어에 전달합니다. 비전 시스템은 다양한 Euresys 라이브러리가 수행하는 일련의 작업으로 구축됩니다.
  1. 먼저 Euresys Easy3DMatch가 커넥터의 포인트 클라우드를 필요한 기준 위치에 정렬합니다. 이 작업은 일반적으로 커넥터의 CAD 모델을 기준으로 사용하여 수행됩니다. 그러나 CAD를 사용할 수 없는 경우 Easy3DMatch는 기준 포인트 클라우드를 대신 사용할 수도 있습니다. 이를 통해 스캐닝 과정에서 부품의 물리적 방향에 더 큰 변화를 허용하여 검사 시스템의 전반적인 기계적 설정을 간소화할 수 있습니다.
  2. 그런 다음 Euresys의 Easy3D 라이브러리는 나중에 커넥터의 사양 및 허용 오차와 비교될 수 있도록 3D 포인트 클라우드를 다양한 높이 평면에서 Zmaps로 변환합니다.
  3. 마지막으로 Euresys Easy3DObject는 포인트 클라우드의 모든 커넥터 핀을 식별하고 너비, 길이, 높이, 위치, 각도 등의 형상 속성을 측정합니다.
이러한 일련의 작업은 부품이 사양에 부합하는지 확인하고 분류 여부를 결정하는 호스트 애플리케이션에 완전한 고정밀 측정 데이터 세트를 전달합니다.




 
 
연결 결함 식별의 예: 
예: 하나의 핀(2)이 사양을 크게 벗어난 것으로 식별되었습니다.
또한 사용자 애플리케이션은 현재 생산 중인 커넥터 유형과 같은 검사 매개변수를 Open eVision 라이브러리에 제공합니다.
 





원활한 하드웨어 및 소프트웨어 통합

인라인 3D 검사 시스템은 AT의 포인트 클라우드 데이터 형식과 Euresys의 Open eVision 라이브러리 간의 완벽한 호환성 덕분에 성공적으로 구현할 수 있었습니다. 최종 사용자는 이러한 원활한 통합을 통해 정밀도와 속도에 관한 까다로운 요구 사항을 모두 충족할 수 있었습니다. Euresys 웹사이트의 지원 페이지에서는 Automation Technology의 C6 3D 센서와 Easy3D의 호환성을 설명하는 사용자 가이드가 나와 있습니다. 사용자는 센서에서 나오는 3D 데이터 스트림을 Open eVision 3D 라이브러리 및 도구, 통합 소스 코드를 포함한 샘플 애플리케이션과 함께 사용하는 방법에 대한 정보를 확인할 수 있습니다.
Open eVision은 여러 검사 작업을 동시에 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 핀의 3D 측정은 동일한 3D 데이터 또는 2D 카메라와 같은 다른 센서에서 얻은 이미지를 사용하여 커넥터 하우징의 품질 검사를 통해 향상될 수 있습니다. 또 다른 일반적인 애플리케이션은 Open eVision의 EasyOCR로 일련번호를 판독하거나 EasyBarCode, EasyMatrixCode 또는 EasyQRCode로 광학 코드를 스캔하여 검사 완료된 부품을 식별하는 것입니다.
모든 Open eVision 라이브러리와 도구는 PC(Windows 또는 Linux) 또는 ARM 컴퓨터나 스마트 카메라와 같은 임베디드 플랫폼에서 실행할 수 있습니다. 따라서 모든 시스템 환경에 유연하게 적응할 수 있습니다.
또 다른 성공 요인은 AT와 Euresys의 한국 총판인 Fainstec이 제공한 현지 기술 지원이었습니다.


 
한국 Euresys의 영업 및 지원 담당자인 Dave Park은 “이 애플리케이션은 2D와 3D 모두에서 인라인 품질 검사를 위한 유레시스의 Open eVision의 부가가치를 보여주는 완벽한 예입니다. Open eVision은 최종 사용자 또는 시스템 통합자가 애플리케이션별 분석에 집중할 수 있도록 주요 이미지 처리 작업을 수행하여 바로 사용 가능한 강력한 데이터를 구축하고 귀중한 개발 시간을 절약할 수 있습니다.” 라고 말했습니다.