머신 비전 시스템은 캡처한 이미지를 어떻게 처리하나요?
일단 이미지를 획득하면 시스템이 결과를 처리 및 분석하여 바코드를 읽고, 결함을 감지하고, 키트에 모든 품목이 포함되어 있는지 확인하고, 부품을 측정하는 등의 결정을 내려야 합니다.
역사적으로 이미지 분석을 수행하기에 충분한 처리 능력을 얻을 수 있는 유일한 방법은 외부 PC로 이미지를 전송하는 것이었습니다. 이는 이미지의 크기와 복잡성에 따라 시간이 걸릴 수 있고 회선 속도가 느려질 수 있으므로 이 작업을 위한 별도의 전용 PC가 필요했습니다.
오늘날, 고도로 기능적인 비전 시스템에는 계산을 가속화하고 가능한 고장 지점을 줄이는 임베디드 처리 기능이 있습니다.
일단 이미지를 획득하면 시스템이 결과를 처리 및 분석하여 바코드를 읽고, 결함을 감지하고, 키트에 모든 품목이 포함되어 있는지 확인하고, 부품을 측정하는 등의 결정을 내려야 합니다.
이미지 분석 도구 유형
작업에 따라 비전 시스템은 하나 이상의 특정 이미지 분석 도구를 활용할 수 있습니다.
- 엣지 감지/추출 - 이미지에서 가장자리는 강도의 뚜렷한 변화를 나타냅니다. 이러한 변화는 깊이, 방향 및 재질의 불연속성을 나타내고, 물체의 경계를 찾을 수 있게 합니다.
- 픽셀 카운팅 - 간단한 알고리즘은 관심 영역 또는 전체 이미지의 각 그레이스케일 레벨에서 픽셀 수를 계수하여 다른 기능에서 사용되는 정보를 제공할 수 있습니다.
- Blob 감지 - 다른 영역을 식별하여 다른 기능에서 사용되는 정보를 제공할 수 있습니다.
- 패턴/템플릿 매칭 - 안내 및 위치 설정 기능은 부품 및 제품에 대한 패턴 일치 또는 템플릿 일치를 사용하여 물체의 위치와 방향을 결정합니다.
- 컬러 분석 - 물체의 색상이 중요한 특징인 경우 색상 추출 및 분할, 색상 일치를 포함한 여러 색상 툴이 있습니다.
비드 툴
Blob 툴
패턴 일치 툴
색상 분석
사용할 이미지 정보 입력
해당 이미지 분석에서 파생된 정보는 카메라에 남아 있으면 좋지 않습니다. 이를 사용할 수 있는 다른 시스템과 공유해야 합니다.
이를 위해 머신 비전 시스템은 표준 산업 형식 또는 프로토콜을 사용하여 일반적으로 유선 연결을 통해 다른 장치와 데이터를 공유합니다. 그런 후에는 이 데이터를 다음과 같은 다양한 방식으로 사용할 수 있습니다.
- 근처의 PLC(Programmable Logic Controller)에 피스톤을 발사하여 라인에서 결함 부품을 제거할 수 있습니다.
- HMI(Human-Machine Interface) 디스플레이에 팝업으로 나타나므로 작업자가 생산 프로세스를 확인하고 조정할 수 있습니다.
- 공장의 공정 제어 시스템 또는 제조 실행 시스템(MES)과 함께 사용할 수 있으므로 이 시스템은 제조 공정을 최적화하기 위해 조정할 수 있습니다.
- 자동 분류 시스템에서 분류 메커니즘을 트리거하여 올바른 트럭으로 포장물을 가져올 수 있습니다.
PLC는 결함 있는 부품을 라인에서 자동으로 배출할 수 있습니다.
공정 제어 시스템 또는 제조 실행 시스템은 프로세스를 최적화하기 위해 필요한 조정을 수행할 수 있습니다.
이미지 기반 데이터로 더 큰 의사도 결정할 수 있습니다
단일 부품, 제품 또는 포장물에 대한 개별 작업 외에도 머신 비전 애플리케이션을 통해 생성된 데이터를 집계하여 대규모 비즈니스 문제를 해결하는 데 사용할 수 있습니다.
예를 들어, 기업들은 이 데이터를 사용하여 지연, 결함 및 배송 누락의 근본 원인을 찾을 수 있습니다. 공급업체가 좋지 않은 원자재를 부품으로 사용하고 있나요? 아니면 부품의 보관 또는 배송 방법에 의해 문제가 발생하나요? 근로자들이 부적절하게 훈련을 받고 있나요? 머신 비전 데이터를 분석하여 문제의 원인을 파악할 수 있습니다.
머신 비전 데이터의 기타 사용에는 다음과 같은 내용이 포함될 수 있습니다.
- 특정 유형의 부품이 설치된 어셈블리가 이 부품으로 인해 거부된다는 것을 알게 됩니다.
- 부품의 위치 파악 및 식별, 재고의 지속적인 업데이트, 정확한 주문 이행을 보장합니다.
- 대규모 데이터 세트를 전사적 자원 계획(ERP) 시스템으로 분석하여 장기적인 운영 결정을 내립니다.
- 생산 오류가 발생한 위치를 파악하기 위해 고장률 및 유형을 검토합니다.
머신 비전 데이터를 이용하면 재고를 최신 상태로 유지할 수 있습니다.
실패률 데이터는 생산 오류가 발생하는 지점을 찾는 데 도움이 됩니다.
통신 프로토콜 유형
자동화된 제조에는 직접 연결로 전송된 간단한 온/오프 신호부터 이더넷/IP, Profibus 및 DeviceNet과 같은 정교한 산업용 프로토콜에 이르기까지 다양한 프로토콜이 사용됩니다.
상호운용성은 일반적인 것이 되었으며 이는 특정 작업에 가장 적합한 장치를 구입하고 이 장치가 현재의 모든 장비와 통신할 수 있다는 확신을 가질 수 있다는 것을 의미하지만, 다양한 제조업체가 이런저런 프로토콜을 선호한며 독점 표준이 많이 있다는 것은 여전히 사실로 남아 있습니다.
머신 비전 시스템은 사실상 모든 산업 프로토콜 세트와 상호 운용 가능하도록 구성할 수 있으며, 자동화된 산업 운영을 개선하는 데 쉽게 사용되는 형태로 정보를 제공합니다.