기술 제안서

인라인 검사장비

자동차 엔진 커버류 CNC 가공품
외관·치수·평면도 검사장비 기술 제안서

2D 비전 + 다중 조명 + Z축 계측 + 평면도 정밀 계측 + 이종품 인터록 복합 검사 시스템

아진네트웍스 주식회사

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제안 개요

프로젝트 목적 및 검사 대상

본 제안서는 자동차 엔진용 CNC 가공 커버류 4종에 대한 외관 검사, 홀 유무 검사, 이종품 혼입 방지, 2D 치수 검사, 두께 검사, 배면 평면도 검사를 자동화하기 위한 복합 정밀 검사장비 기술 검토안입니다.

검사 대상 4종

① FRONT COVER

외경 Ø91 계열 · 두께 4±0.1 · 배면 평면도 0.03 Max

② FRONT COVER NO HOLE

홀 유무 기준 이종품 판별이 핵심

③ THETA3 REAR COVER

외경 Ø75 · 가공부 유무 · 후면 가공불량 · 평면도 0.03 Max

④ KAPPA REAR COVER

외경 Ø75 · 가공부 두께 3±0.1 · 이종품 차단 중요

핵심 원칙

본 설비는 단순 AI 카메라 검사기가 아닙니다. 검사항목의 물리적 특성에 따라 다음 기술 블록을 통합한 복합 정밀 검사 시스템으로 정의합니다.

정위치 안착 및 품종 인터록 지그

전면 2D 비전 외관·치수 검사부

다중 조명 기반 외관 검사부

반전 기구 + 후면 비전 검사부

두께·가공부 두께 Z축 계측부

배면 평면도 0.03 Max 정밀 계측부

OK/NG 분류 및 데이터 저장·MES 연동

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검사 대상

검사 대상 제품 및 요구 사양 요약

4종 제품의 주요 치수 요구사항 및 검사 항목을 비교합니다. THETA3와 KAPPA는 외경·내경이 유사하므로 단순 외형 크기만으로는 품종 판별이 불충분합니다.

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기술 분석

검사 항목별 적용 가능성 분석

검사 항목을 물리적 특성에 따라 적용 가능 / 조건부 가능 / 별도 계측 필수로 분류합니다. 이 분류가 장비 구성의 핵심 근거가 됩니다.

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시스템 레이아웃

전체 시스템 공정 흐름 (ST-01 ~ ST-10)

고속 인라인 전수검사를 위해 외관·치수·반전·두께·평면도 계측을 스테이션별로 분리하고, 가능한 범위에서 병렬 처리하는 구조를 기본안으로 구성합니다.

스테이션 구성 원칙

  • 모든 검사를 단일 스테이션에서 순차 처리하면 택타임 병목 발생
  • 외관·치수·반전·두께·평면도를 별도 스테이션으로 분리
  • 가능한 범위 내 병렬 처리 구조 적용
  • 실제 스테이션 수와 병렬화 수준은 요구 Tact Time 확인 후 확정

엔지니어링 검토 필요 항목

[엔지니어링 검토: 요구 Tact Time]

[엔지니어링 검토: 시간당 생산 수량]

[엔지니어링 검토: 제품 투입 방식]

[엔지니어링 검토: 검사 후 배출 방식]

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장비 컨셉 3D

엔진 커버 4종 인라인 검사장비 3D 컨셉도

전체 공정 흐름(투입/품종확인 → 전면 비전 치수 → 전면 외관 → 반전 → 후면 비전 → 두께 계측 → OK/NG 분류)을 하나의 인라인 설비에서 구현한 복합 정밀 검사장비 컨셉입니다.

장비 컨셉 3D

엔진 커버 4종 인라인 검사장비 — 컨셉 구성 정의

본 장비는 자동차 엔진 커버류 4종(FRONT COVER, FRONT COVER NO HOLE, THETA3 REAR COVER, KAPPA REAR COVER)을 대상으로, 전·후면 외관 검사 → 2D 치수 검사 → 제품 반전 → 두께 계측 → OK/NG 분류까지 하나의 인라인 설비에서 전수 자동 검사하는 복합 정밀 검사장비입니다.

① 장비 외형 및 규모

장비 크기: 3600(L) × 2100(W) × 1600(H) mm

구조: 알루미늄 프로파일 + 스틸 베이스 프레임

안전커버: 전면 투명 아크릴 + 슬라이딩 도어

전면(Front View) / 측면(Right View) / 후면(Rear View) 3방향 접근 구조

② 주요 검사 스테이션 구성

01

ST-01: 제품 투입 / 정위치 안착 / 품종 인터록 지그

02

ST-03/04: 전면 2D 치수 + 다중 조명 외관 검사

03

ST-05: 2축 그리퍼 반전 기구 (180° 반전 후 재안착)

04

ST-06: 후면 비전 검사 (외관·가공불량·이종품)

05

ST-07: 두께 4±0.1 / 가공부 두께 3±0.1 계측

06

ST-09: OK/NG 자동 분류 배출 + 데이터 저장

③ 핵심 기술 포인트

4종 혼류 대응: 품종별 Recipe 자동 전환, 이종품 투입 시 즉시 인터록

텔레센트릭 광학계: ±0.1mm 치수 공차 대응 고정밀 2D 비전

다중 조명 시스템: 백라이트·동축·저각·확산·편광 5종 조명 순차 적용

2축 반전 그리퍼: 전·후면 전수검사 구현, 재안착 정밀도 확보

하드웨어 트리거 동기화: PLC 카메라 조명 μs 단위 동기

검사 데이터 저장: 이미지·치수값·판정 이력 Local 저장


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핵심 유닛 1

정위치 안착 및 품종 인터록 지그

정위치 지그는 단순 받침대가 아니라 검사 정확도의 기준 구조물입니다. 외경·내경·홀 직경 공차가 ±0.1mm 수준이고 평면도는 0.03 Max이므로, 제품이 매번 다른 위치에 안착하면 카메라와 계측기의 성능이 발휘되지 않습니다.

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핵심 유닛 2

2D 비전 치수 검사부

전면 2D 비전 치수 검사부는 외경, 내경, 홀 직경, 홀 유무, 일부 콘 직경 조건부 측정을 담당합니다. 치수 공차 ±0.1mm 수준의 검사를 위해서는 일반 CCTV 렌즈 기반 단순 측정 방식은 리스크가 있습니다.

권장 광학계 구성

엔지니어링 검토 항목

[검토: 제품 FOV]

[검토: 카메라 해상도]

[검토: 렌즈 배율 및 작업거리]

[검토: 기준 마스터 사양]

검사 시퀀스

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핵심 유닛 3

다중 조명 외관 검사부

녹, 찍힘, 절삭유 얼룩, 표면 변색, 가공부 유무, 뒷면 가공불량, 버 결함은 단일 조명으로 안정 판정하기 어렵습니다. 품종별 조명 Recipe를 저장·호출하여 검사 조건을 재현합니다.

권장 조명 구성

동적 조명 제어 시퀀스

01

품종 Recipe 호출

품종별 조명 조합 및 파라미터 로드

02

다중 조명 순차 촬영

백라이트 → 동축 → 저각 → 확산/편광 순차 스트로브

03

조명별 이미지 정합

각 조명 이미지 픽셀 정렬 및 결함 후보 추출

04

복합 판정

AI/툴베이스 복합 판정 → 최종 OK/NG

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핵심 유닛 4

양면 검사용 반전 기구

검사항목은 전면과 후면 양면 검사를 요구합니다. 자동 전수검사를 위해서는 제품을 뒤집거나 상·하부 양면 동시 검사 구조를 적용해야 합니다. 본 제안에서는 반전 후 후면 재안착 구조를 기본안으로 검토합니다.

반전 제어 시퀀스 및 주요 리스크

주요 리스크 항목

제품 낙하

파지 압력 및 제품 유무 센서 이중 확인

파지흔 발생

파지 위치 및 압력 최적화 검토 필요

재안착 위치 오차

반전 후 위치 반복도 검증 필수

기준면 오염

반전 후 에어 블로우 및 기준면 이물 제거

[엔지니어링 검토: 제품 중량 / 파지 가능 영역 / 표면 흠집 허용 기준 / 반전 후 위치 반복도]

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핵심 유닛 5

두께 및 가공부 두께 계측부

두께 4 ±0.1 및 가공부 두께 3 ±0.1은 2D 카메라로 측정할 수 없는 Z축 물리량입니다. 두께 검사는 비전 검사부와 분리된 별도 계측부로 구성합니다.

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핵심 유닛 6

배면 평면도 0.03 Max 정밀 계측부

배면 평면도 0.03 Max는 본 장비에서 가장 난이도가 높은 항목입니다. 이는 외관검사가 아니라 기하공차 계측입니다. 2D 비전 카메라는 X-Y 평면 이미지를 취득할 뿐 Z축 높이 분포를 직접 측정하지 못합니다.

권장 기구 구성

권장 제어 시퀀스

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제어 시스템

제어 시스템 구성 및 하드웨어 트리거 동기화

기본 제어 아키텍처

하드웨어 트리거 동기화

고속 스캔 또는 정밀 계측에서는 소프트웨어 타이머 방식이 아니라 엔코더 기반 하드웨어 트리거를 사용해야 합니다.

핵심 물리 관계

데이터 피치

= 스캔 속도 / 센서 샘플링 주파수

트리거 피치

= 엔코더 1펄스 이동량 × 분주비

[엔지니어링 검토: 요구 데이터 피치 / 엔코더 분해능 / 센서 샘플링 주파수 / 스캔 속도 / 허용 트리거 지터]

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이종품 인터록

이종품 오혼입 차단 인터록

본 프로젝트는 4종 혼류 대응이므로 이종품 오혼입 차단이 핵심입니다. 특히 THETA3와 KAPPA는 외경 Ø75, 내경 Ø35.7 계열로 유사하므로 단순 외경·내경 비교만으로는 판별이 불충분합니다.

하드웨어 인터록

소프트웨어 다단 인터록 흐름

1

Recipe 선택 + 지그 ID 확인

2

1차: 외경·내경 판별

3

2차: 홀 수 및 홀 위치 판별

4

3차: 콘 직경 및 가공부 유무 판별

5

4차: 두께 및 가공부 두께 판별

6

불일치 시 검사 중지 또는 NG 배출

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기술적 난제

기술적 난제 및 단계별 해결 방안

1

난제 1 — 평면도 0.03 Max 계측 신뢰성

현상: 30μm 수준의 기하공차 항목. 고속 이송, 반전 충격, 기준면 이물, 클램핑 변형, 설비 진동이 계측값에 직접 영향.

해결: 석정반·고강성 베이스 + 방진 마운트 + 정밀 기준 플레이트 + 3D 프로파일러 또는 다점 변위 계측 + 고객 기준 측정기 상관성 검증 (6단계 순차 대응)

2

난제 2 — 금속 반사에 의한 과검·미검

현상: CNC 가공면은 절삭결에 따라 밝기 변화가 큼. 정상 절삭무늬가 찍힘처럼 보이거나 실제 찍힘이 반사에 묻혀 보이지 않을 수 있음.

해결: 백라이트·동축·저각·확산·편광·세그먼트 조명 조합 + 품종별 조명 Recipe 저장 + 정상 절삭무늬 및 한계 샘플 기반 판정 기준 확정

3

난제 3 — 두께·가공부 두께 ±0.1 계측

현상: 두께는 Z축 거리값. 2D 비전으로 판정하면 정량 보증 불가.

해결: 접촉식 변위 게이지 또는 비접촉 레이저 변위 계측 + 하부 기준면 정밀화 + 측정 위치 반복도 확보 + 기준 마스터 및 고객 측정기 비교 검증

4

난제 4 — 고속 인라인 처리와 데이터 병목

현상: 2D 이미지, 3D 데이터, 치수값, 품종 판정, MES 연동을 택타임 이내에 처리 시 데이터 병목 발생 가능.

해결: PLC-Vision PC 역할 분리 + 하드웨어 트리거 Handshake + 취득·검사·판정·저장 스레드 분리 + PLC에는 판정 Bit와 NG Code 중심 전달

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제작 전 검증

제작 전 필수 확인 항목

장비 제작 전 아래 항목이 반드시 확인되어야 합니다. 미확정 시 스테이션 수, 검사 성능, 지그 설계, 계측 방식 전반이 확정되지 않습니다.

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제안 옵션

제안 옵션 구성 비교

고객사 요구 수준과 투자 범위에 따라 3가지 옵션으로 구분합니다. 모든 옵션의 최종 성능은 샘플 테스트 및 MSA 검증 후 확정됩니다.

① 기본형

구성

  • 정위치 지그
  • 상부 2D 비전 (백라이트·동축/링 조명)
  • 품종 판별
  • OK/NG 분류

포함 항목

  • 홀 유무, 이종품 판별
  • 외경·내경 조건부 검사
  • 가공부 유무, 큰 녹·찍힘

제외 항목

  • 후면 자동검사
  • 두께·평면도 계측

② 권장형

구성

  • 기본형 전체 포함
  • 다중 조명 전환
  • 반전 기구
  • 후면 비전 검사
  • 두께·가공부 두께 계측
  • 검사 데이터 저장

포함 항목

  • 전·후면 외관 검사 전체
  • 홀 유무, 이종품 판별
  • 외경·내경·홀 직경 조건부 검사
  • 두께 및 가공부 두께 계측
  • 데이터 이력 저장

③ 고정밀형

구성

  • 권장형 전체 포함
  • 석정반 또는 고강성 계측 베이스
  • 3D 프로파일러 또는 다점 변위 계측
  • 이종품 다중 인터록 강화
  • MES/ERP 연동

포함 항목

  • 고객 요구 전체 항목 조건부 대응
  • 배면 평면도 0.03 Max 정밀 계측
  • 품질 데이터 추적 관리

전제 조건

  • 고객 기준 측정기 상관성 검증
  • 정상·NG 한계 샘플 확보
  • Tact Time·설치환경 확인

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최종 결론

최종 제안 결론

"본 검사장비는 단일 AI 카메라 방식이 아니라, 검사항목의 물리적 특성에 따라 2D 비전, 다중 조명, Z축 변위 계측, 평면도 정밀 계측, 품종 인터록을 분리·통합한 복합 정밀 검사 시스템으로 구성하는 것이 기술적으로 타당합니다."

권장 설비 구성 요약

01

정위치 지그 및 품종 키 구조

02

전면 2D 비전 치수 검사

03

다중 조명 기반 외관 검사

04

양면 검사용 반전 기구 + 후면 비전

05

두께·가공부 두께 Z축 계측

06

석정반 기반 평면도 0.03 Max 계측

07

하드웨어·소프트웨어 이종품 인터록

08

OK/NG 분류·데이터 저장·MES 연동

핵심 메시지

"배면 평면도 0.03 Max는 일반 2D 카메라 이미지 연산으로 정량 보증할 수 없으며, 3D 프로파일러, 다점 변위계, 접촉식 다점 게이지 등 실제 Z축 데이터를 확보할 수 있는 계측 방식으로 분리해야 합니다."

"최종 검출 성능과 계측 반복성은 고객사 정상 샘플, NG 한계 샘플, 기준 측정기 데이터, 요구 Tact Time을 기준으로 사전 테스트 및 MSA 검증 후 확정됩니다."

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고객사 확인 요청

고객사 확인 요청사항

정확한 견적 및 제작 범위 확정을 위해 아래 자료 제공을 요청드립니다. 자료가 확인되면 기본형·권장형·고정밀형으로 구분하여 설비 구성과 견적 범위를 확정할 수 있습니다.

제품 및 기술 자료

1

제품별 2D 도면 및 3D CAD 파일

치수 기준, 검사 ROI, 지그 간섭 검토 목적

2

재질 및 표면처리 정보

조명 조건 및 반사 특성 사전 검토

3

제품 중량

반전 기구 및 서보 용량 산정

4

정상 샘플 및 NG 한계 샘플

녹·찍힘·버·가공불량 판정 기준 설정

5

현재 사용 치수·평면도 측정기 정보

자동 계측 결과와 상관성 검증 기준

6

평면도 기준면 및 측정 포인트 기준

자동 계측 방식 선정의 핵심 조건

운용 및 연동 조건

1

요구 Tact Time 및 시간당 검사 수량

스테이션 수·병렬화·카메라 수 결정

2

전수검사 여부

데이터 처리량 및 저장 구조 결정

3

MES/ERP 연동 여부 및 통신 방식

데이터 구조 및 서버 구성 결정

4

이미지·3D 데이터 저장 기간

서버 용량 및 데이터 관리 정책 수립

5

설치 공간 및 유틸리티 조건

레이아웃 및 유지보수 공간 배치

6

고객 보안 정책

외부 데이터 통신 및 접근 권한 정의

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