주요 요점
레이저 변위 센서는 속도와 다양한 활용성을 제공하여 식품 포장부터 자동차 조립 및 전자제품 제조에 이르기까지 다양한 산업의 3D 검사를 최적화합니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.
- 정밀한 3D 표면 프로파일링에는 레이저 삼각 측량을 사용하십시오.
- 섬세하거나 빠르게 움직이는 부품을 위한 비접촉, 손상 없는 측정에 적합합니다.
- 레이저 변위 센서는 정확도가 뛰어납니다.
- 레이저 프로파일러는 대규모 검사를 고속으로 처리합니다.
포장 용기에 담긴 쿠키 수를 세는 것부터 자동차 패널 얼라인먼트 확인, PCB(인쇄된 회로 기판)의 소형 전자 부품 위치 측정에 이르기까지 3D 비전 시스템의 활용은 무한합니다. 이 시스템은 많은 산업에서 복잡한 작업을 자동화하고, 제품 품질을 최적화하며, 비용을 절감하고, 정밀도를 보장하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.
오늘날 플랜트 운영자는 레이저 변위 센서, 레이저 프로파일러, 입체 시스템 및 ToF(Time-of-flight) 솔루션을 포함하여 다양한 3D 옵션을 선택할 수 있습니다. 이러한 시스템에는 많은 기능이 있지만 레이저 변위 센서(또는 레이저 스캐너)가 속도, 정확성 및 비용 효율성으로 인해 인라인 및 오프라인 작업 모두에서 가장 널리 사용되는 옵션입니다. 최소한의 설정으로 손쉽게 신뢰할 수 있는 측정을 제공하여 다른 스캐너에 대한 완벽한 대안을 제공합니다. 용도에 따라, 대규모 또는 고속 검사에는 레이저 프로파일러가 더 적합할 수 있습니다. 두 옵션 모두 최신 제조 공정의 어려움을 해결합니다.
"3D 머신 비전 이미지 분석이라는 추가 차원 덕분에 제조업체는 기존 자동화 방식으로는 구현하기 어려웠던 애플리케이션을 자동화하는 동시에 2D 머신 비전의 이점과 기능을 얻을 수 있습니다."
레이저 변위 센서의 작동 방식: 품질 관리 향상
레이저 변위 센서는 산업 제조에서 높은 정확성을 달성하는 데 도움이 됩니다. 결함을 감지하고, 조립이 적절하게 되었는지 확인하며, 생산 라인의 자동화를 최적화합니다. 이 센서는 면도날 또는 얇은 유리와 같이 섬세한 품목의 비접촉 정밀 측정에 이상적입니다. 또한 손상 없이 정확도를 보장하므로 컨베이어 벨트에서 빠르게 움직이는 부품에 적합합니다. 레이저 변위 센서는 주로 표면의 상세한 형상과 기하학적 치수를 측정하는 데 사용됩니다. 그러나 2D 검사도 수행할 수 있기 때문에, 선형 치수를 측정하고 표면 결함을 감지하는 데도 다양하게 활용할 수 있습니다.
따라서 다음과 같이 다양한 응용 분야에 적용할 수 있습니다.
- 자동차 조립: 갭, 평탄도 및 얼라인먼트 측정.
- 식품 및 포장: 밀봉 검사, 부피 검증, 유무 확인.
- 전자제품 제조: 구성 부품의 높이, 위치 및 방향 측정
레이저 삼각측량: 더 정밀한 측정, 더 스마트한 인사이트
레이저 변위 센서는 삼각측량을 사용하여 명확한 치수와 표면 컨투어링을 수집하며, 다음과 같이 실시간 인사이트를 제공하는 명확한 프로세스를 따릅니다.
- 레이저 빔이 물체의 표면에 투사되어 가시적인 선을 생성합니다.
- 센서는 선 그래프의 "영점"과 유사하게 보정된 베이스 평면에서 픽셀 높이를 결정합니다.
- 알려진 각도와 거리에 위치한 디지털 센서가 반사된 빛을 포착합니다.
- 소프트웨어는 반사광의 변화를 분석하여 길이, 너비, 높이, 기울기 및 윤곽을 계산합니다.
- 그 결과는 추가적인 작업을 위해 다운스트림 PLC, 재료 처리 시스템 또는 생산 추적 소프트웨어로 전달됩니다.
Watch the video to see how laser displacement sensors work.
레이저 변위 센서와 레이저 프로파일러 비교: 차별화 요소
두 기술 모두 신뢰할 수 있는 3D 측정을 제공하지만 작동 방식 및 응용 분야가 다릅니다. 함께 사용하면 다양한 제조상의 어려움을 해결할 수 있습니다.
- 레이저 변위 센서는 단일 지점을 측정하여 정확한 3D 포인트 클라우드를 캡처하므로 정밀한 검사에 이상적입니다. 이 센서는 마이크로미터 수준의 정확도를 제공하므로, 미세 측정 작업에 더 적합합니다. 다만 데이터가 포인트별로 수집되기 때문에 효율성이 더 낮을 수 있습니다. 컨베이어에 장착하여 움직이는 물체를 스캔할 수 있으며, 로봇 암에 부착해 센서와 물체 사이의 동적 스캔도 가능합니다.
- 실제 사례: 표면 높이 변동을 측정하여 자동차 브레이크 로터의 평탄도를 확인하고, 안전하고 신뢰할 수 있는 제동 성능을 위해 엄격한 허용 오차를 충족하는지 확인합니다.
- 레이저 프로파일러는 전체 라인을 스캔하여 개별 프로파일을 연속 이미지로 쌓아 2D 슬라이스(단면 이미지) 또는 3D 표면 맵을 빠르게 생성합니다. 인코더에서 얻은 모션 데이터는 스캔 과정에 물체를 추적하여 위에서 형상과 윤곽을 캡처하므로, 외부 조명 없이 높이와 3D 윤곽선을 검사하기에 적합합니다. 프로파일러는 빠른 데이터 획득을 가능하게 하지만, 광범위한 스캔 접근 방식을 사용하므로 일반적으로 정확도가 낮습니다. 이 제품은 분 단위의 디테일보다 효율성이 우선시되는 대규모, 대용량 응용 분야에 적합합니다.
- 실제 사례: 컨베이어 벨트 아래로 빠르게 이동할 때 상자 밀봉을 검사할 때, 레이저 프로파일러는 전체 표면을 스캔하여 높이 변화 또는 불일치를 감지하므로 제품이 배송되기 전에 일관된 품질과 적절한 밀봉을 보장합니다.
Cognex In-Sight L38 3D 비전 시스템 AI로 구동됨
제조업체는 정확한 3D 검사를 위해 빠른 배포, 사용 편의성 및 신뢰성을 제공하는 차세대 시스템이 필요합니다. Cognex In-Sight L38은 다양한 검사, 측정 및 가이드 적용 분야를 정확하게 해결하여 모든 제품이 높은 품질 표준을 충족하도록 가장 작은 세부 사항까지 보장합니다.