제조업체는 정교한 센서를 활용하여 비즈니스 방식을 혁신하고, 품질 제어를 강화하고, 효율성을 개선하며, 안전을 증가시킬 수 있다.

 
3D 센서 기술이 발전함에 따라, 제조 및 물류와 같은 분야에서 새로운 응용 분야를 형성할 가능성이 있다. 이는 더 큰 효율성, 생산성, 그리고 움직이는 물체를 흔들림 없이 정확하게 스캔할 수 있는 능력을 가능하게 한다.

얼라이드 마켓 리서치(Allied Market Research)에 따르면, 글로벌 3D 센서 시장은 2022년부터 연평균 성장률(CAGR) 13%로 2031년까지 570억 달러에 이를 것으로 전망된다. 이 기술의 첫 상업적 사용은 게임 분야에서 3D 이미징 및 감지 용도로 사용되었으며, 소비자 기기의 3D 깊이 감지 기술은 지난 10년 동안 스마트폰 수요와 3D 안면 인식을 사용하여 전화를 잠금 해제할 수 있는 기능에 힘입어 증가했다.

 

최근 3D 깊이 감지 기술을 필요로 하는 응용 분야는 제조, 물류, 증강 현실을 포함하도록 확장되었다. 3D 센서 기술은 품질 관리 향상, 자동화 증가, 안전 강화, 최적화된 보관과 같은 이점을 가져온다. 예를 들어, 이 기술은 창고에서 공간을 최대화하고 로봇 픽 앤 플레이스를 가능하게 하는 데 사용될 수 있다.

AT, 새로운 3D 센서 'XCS 시리즈'

 

AT(Automation Technology)가 고속, 고정밀 3D 센서의 새로운 라인인 XCS 시리즈를 출시했다고 발표했다. 

이 센서에는 균일한 선 두께를 생성하는 최적화된 레이저가 탑재되어 있어 작은 구조물을 정밀하게 스캔할 수 있으며, 간섭 요인으로부터 레이저를 보호하고 균일한 강도 분포를 가능하게 하여 일관되고 신뢰할 수 있는 결과를 보장하는 AT의 클린 빔 기술로 더욱 보호된다. 각 센서에는 405nm 파장의 3R 등급 레이저가 장착되어 있다.

 

빠른 속도와 높은 해상도를 제공하고 폐색을 제거하는 듀얼 헤드 옵션도 사용할 수 있다. 모든 XCS 센서에는 자동 영역 추적, 자동 영역 검색, 다중 영역, 멀티파트, 자동 시작, 히스토리 버퍼, 멀티 슬로프 및 멀티피크 기능이 있다. 

이 센서는 작은 FOV가 특징이다. 3070 및 3070 WARP 모델은 48mm FOV, 프로파일당 3072픽셀의 프로파일 해상도, 최대 140kHz, 전체 Z 범위에서 14.5kHz의 프로파일 속도를 제공한다. 4090 모델은 53mm FOV, 4096 프로파일 해상도, 최대 20.3kHz 프로파일 속도를 제공한다. 이 센서는 1GigE 인터페이스를 지원하며 GenICam 및 GigE Vision과 호환된다.

센서는 IP67 등급의 아노다이징 처리된 알루미늄 하우징에 들어 있다. 0°C~40°의 온도와 최대 80%의 습도에서 작동할 수 있다.

XCS 시리즈는 특히 전자부품 검사, 전자 어셈블리 검사, 커넥터 핀 검사 등의 머신비전 애플리케이션을 위해 설계되었다.

코그넥스, 세계 최초의 AI 기반 3D 비전 시스템

 

산업용 머신비전 분야의 선도기업인 코그넥스(Cognex)가 AI, 2D, 3D 비전 기술을 결합하여 다양한 검사 및 측정 애플리케이션을 해결하는 'In-Sight L38' 3D 비전 시스템을 출시했다고 밝혔다. 

이 시스템은 3D 정보를 라벨링하기 쉬운 2D 이미지에 결합하는 고유한 투사 이미지를 생성하여 학습을 간소화하고 기존 2D 이미징으로는 볼 수 없는 특징을 드러낸다. 

AI 툴은 가변적이거나 정의되지 않은 특징을 감지하고 규칙 기반 알고리즘은 3D 측정을 통해 신뢰할 수 있는 검사 결과를 제공한다.

코그넥스 비전 및 ID 제품 부문 총괄 부사장인 Carl Gerst는  "빠른 구축과 안정성이 요구되는 공장 자동화 분야에서 In-Sight L38은 이 두 가지를 모두 제공한다"며 "이 제품은 단순한 3D 비전 시스템 그 이상이다. 자동화된 검사에서 새로운 수준의 품질과 성능을 달성하기 위한 AI 기반 솔루션"이라고 말했다. 

코그넥스에 따르면, In-Sight L38은 도메인별 데이터로 사전 학습된 모델을 사용하는 임베디드 AI 기술 덕분에 3D 시스템 구성 프로세스를 크게 간소화한다. 예제 기반 학습은 기존 규칙 기반 툴을 여러 개 조합해야 했던 복잡한 프로그래밍 단계를 대체하여 애플리케이션 개발을 간소화한다. 

고유한 AI 기반 3D 도구는 단 몇 분 만에 설정할 수 있으며, 라벨이 지정된 이미지 5~10개만 있으면 작업을 자동화할 수 있다. 사용자는 하나의 툴로 까다로운 결함을 감지하고 3차원에서 차이를 측정하며 실제 단위로 결과를 얻을 수 있다.

In-Sight L38의 특허받은 얼룩 없는 레이저 광학은 시각적 노이즈와 눈부심을 최소화하여 기존 레이저 변위 센서보다 고해상도 이미지를 캡처하고, 고출력 레이저는 빠른 획득 속도를 제공하여 고속 라인 속도를 지원한다. 

 
고출력 레이저는 클래스 2 안전 표준을 충족하므로 값비싼 인클로저가 필요하지 않으며 기존 시스템보다 더 많은 빛을 제공하므로 노출 요구 사항을 낮추고 라인 속도를 높일 수 있다.

In-Sight L38 비전 시스템은 혁신을 위한 코그넥스의 노력을 반영하여 3D 검사에 대한 새로운 기준을 설정하고 제조 자동화의 발전을 주도하고 있다.

LMI, 스마트 3D 동축 라인 공초점 센서

 

3D 스캐닝 및 검사 솔루션의 선도적인 개발업체인 LMI Technologies(한국지사장 소한별, 이하 LMI)가 완전히 새로운 스마트 3D 동축 라인 공초점 센서 Gocator 4000 시리즈를 공식 출시했다고 발표했다.

LMI에 따르면, Gocator 4000 시리즈는 동축 라인 공초점 센서 기술을 도입하여 LMI의 기존 라인 공초점 제품 포트폴리오를 보완한다. 이 센서는 반도체, 소비자 가전, EV 배터리 등 제조 애플리케이션을 위한 뛰어난 각도 범위(최대 경사각 +/- 85도)와 함께 고속, 고해상도, 다목적, 그림자 없는 3D 인라인 검사 성능을 제공한다.

이와함께 동축 광학 설계로 섀도잉 효과 없이 단순하고 복잡한 표면 토폴로지를 스캔할 수 있어 PCB 칩의 단차 높이, 웨이퍼 다이 파손의 깊은 홈, IC 와이어 본드와 같은 돌출된 부품과 같이 각도가 급한 특징에서 데이터 품질을 개선하고 보다 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다. 또한 Gocator 4000 시리즈의 옵틱은 뛰어난 각도 범위를 제공하여 휴대폰 디스플레이 유리의 모따기와 같이 곡면이 심한 표면에서도 뛰어난 성능을 발휘한다.

Gocator 4000 시리즈는 미세한 특징 감지, 정밀한 3D 모양 및 2D 강도 측정을 위한 탁월한 X 해상도와 최적의 Z 성능을 제공한다. 여기에 최대 16kHz 이상의 빠른 스캔 속도(GoMax NX 또는 PC 가속 사용)가 결합되어 인라인 사이클 시간을 충족하고 생산 라인에 신속하게 배치할 수 있는 능숙한 스캔 및 검사 솔루션을 제공한다.

예를 들어, 반도체 BGA의 미세한 납땜 범프부터 가공 금속 휴대폰 하우징, 스마트 시계와 같은 웨어러블 가전 어셈블리의 투명 접착제 경로 애플리케이션까지 모든 재료 유형이나 부품 모양을 정확하게 스캔할 수 있다.

Gocator 4000 시리즈의 특징과 기능을 정리해보면,  ➤ 고해상도, 그림자 없는 3D 측정 및 검사를 위한 프로필당 1920 포인트 ➤ 최대 1.9미크론의 X 해상도 ➤ 최대 5.0밀리미터의 시야각 ➤ 최대 경사각 최대 +/- 85도 ➤ 속도 제한 측정 범위에서 최대 16kHz+(Gomax NX 또는 PC 가속 사용 시), 전체 측정 범위에서 4kHz 이상 ➤ 온-센서 측정 도구 및 I/O 연결성 ➤ 간편한 장착 및 시스템 통합 등이 있다. 

LMI Technologies 소한별 한국지사장은 “Gocator 4000 시리즈는 반도체 및 소비자 가전 분야의 특히 까다로운 애플리케이션에서 정밀 성능을 발휘하도록 설계된 특수 인라인 검사 솔루션으로 LMI의 라인 컨포컬 제품 포트폴리오를 확장한다”라고 말했다. 

지브라, 새로운 3D 센서 시리즈인 '3S 시리즈'

 

지브라 테크놀로지스(Zebra Technologies)가 새로운 3D 센서 시리즈인 3S 시리즈를 출시했다. 현재 3S40과 3S80 모델을 사용할 수 있다. 이 GigE, PoE 센서는 모두 구조광 3D 센싱 기술을 사용한다. 

이 센서에는 사용자가 딥러닝 및 기존 머신 비전 애플리케이션을 구성하고 배포할 수 있는 지브라의 Aurora Design Assistant 또는 Aurora Vision Studio 소프트웨어가 함께 제공된다. 손쉬운 구현과 통합을 위해 설계된 플러그 앤 플레이 하드웨어에는 CMOS 카메라, 레이저 프로젝션 장치, GPU 프로세서가 포함되어 있다.

3S40 센서는 150만 3D 포인트, 1440 x 1080 해상도, 870~2150mm의 스캔 범위, 1245mm의 최적 스캔 거리와 588 x 444mm의 스캔 영역(최적 스캔 범위에서)을 지원한다. 보정 정확도는 0.5mm이며 최대 프레임 속도는 2fps이다. 3S40의 크기는 416 x 68 x 86mm, 무게는 950g이며 작동 온도 범위는 0°~40°C, 최적 작동 온도는 22°~25°C이다. IP65 등급이다.

3S80 센서는 병렬 구조광 기술을 활용하여 높은 3D 이미지 해상도와 정확도를 제공한다. 스캔 범위는 최대 778 ~ 3034mm, 최적 스캔 거리는 최대 1252mm이다. 해상도는 200만 3D 포인트, 1680 x 1200이며 프레임 속도는 최대 5fps이다. 3S80의 크기는 628 x 68 x 85mm, 무게는 1150g이며 IP65 등급, 작동 온도 범위는 0°~40°C, 최적 작동 온도는 22°~25°C이다.

이 센서는 특히 빈 피킹 및 검사를 포함한 복잡한 머신비전 애플리케이션을 위해 설계되었다.

 

헬로티 김진희 기자 |