2D 비전 + 다중 조명 + Z축 계측 + 평면도 정밀 계측 + 이종품 인터록 복합 검사 시스템
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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.
외경 Ø91 계열 · 두께 4±0.1 · 배면 평면도 0.03 Max
홀 유무 기준 이종품 판별이 핵심
외경 Ø75 · 가공부 유무 · 후면 가공불량 · 평면도 0.03 Max
외경 Ø75 · 가공부 두께 3±0.1 · 이종품 차단 중요
본 설비는 단순 AI 카메라 검사기가 아닙니다. 검사항목의 물리적 특성에 따라 다음 기술 블록을 통합한 복합 정밀 검사 시스템으로 정의합니다.
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4종 제품의 주요 치수 요구사항 및 검사 항목을 비교합니다. THETA3와 KAPPA는 외경·내경이 유사하므로 단순 외형 크기만으로는 품종 판별이 불충분합니다.
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검사 항목을 물리적 특성에 따라 적용 가능 / 조건부 가능 / 별도 계측 필수로 분류합니다. 이 분류가 장비 구성의 핵심 근거가 됩니다.
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고속 인라인 전수검사를 위해 외관·치수·반전·두께·평면도 계측을 스테이션별로 분리하고, 가능한 범위에서 병렬 처리하는 구조를 기본안으로 구성합니다.
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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.
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.
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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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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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.
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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.
품종별 조명 조합 및 파라미터 로드
백라이트 → 동축 → 저각 → 확산/편광 순차 스트로브
각 조명 이미지 픽셀 정렬 및 결함 후보 추출
AI/툴베이스 복합 판정 → 최종 OK/NG
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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.
파지 압력 및 제품 유무 센서 이중 확인
파지 위치 및 압력 최적화 검토 필요
반전 후 위치 반복도 검증 필수
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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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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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.
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고속 스캔 또는 정밀 계측에서는 소프트웨어 타이머 방식이 아니라 엔코더 기반 하드웨어 트리거를 사용해야 합니다.
= 스캔 속도 / 센서 샘플링 주파수
= 엔코더 1펄스 이동량 × 분주비
[엔지니어링 검토: 요구 데이터 피치 / 엔코더 분해능 / 센서 샘플링 주파수 / 스캔 속도 / 허용 트리거 지터]
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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.
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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)
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
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
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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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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고객사 요구 수준과 투자 범위에 따라 3가지 옵션으로 구분합니다. 모든 옵션의 최종 성능은 샘플 테스트 및 MSA 검증 후 확정됩니다.
구성
포함 항목
제외 항목
구성
포함 항목
구성
포함 항목
전제 조건
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"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."
"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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정확한 견적 및 제작 범위 확정을 위해 아래 자료 제공을 요청드립니다. 자료가 확인되면 기본형·권장형·고정밀형으로 구분하여 설비 구성과 견적 범위를 확정할 수 있습니다.
치수 기준, 검사 ROI, 지그 간섭 검토 목적
조명 조건 및 반사 특성 사전 검토
반전 기구 및 서보 용량 산정
녹·찍힘·버·가공불량 판정 기준 설정
자동 계측 결과와 상관성 검증 기준
자동 계측 방식 선정의 핵심 조건
스테이션 수·병렬화·카메라 수 결정
데이터 처리량 및 저장 구조 결정
데이터 구조 및 서버 구성 결정
서버 용량 및 데이터 관리 정책 수립
레이아웃 및 유지보수 공간 배치
외부 데이터 통신 및 접근 권한 정의
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