디쌤 - LabVIEW 와 IMAQ Vision을 이용한 휴대폰 키패드 불량 검출 장비

Author(s):
이현규 대리 - ㈜디쌤

Industry:
Telecommunications

Products:
NI-IMAQ, LabVIEW, Vision Development Module, Machine Vision

The Challenge:
육안 검사에는 한계가 있으며 또한 사양 고급화에 따른 독립형 비전 사용불가, 사용자들의 다양한 요구 사항에 대한 빠른 대응이 필요하였다.

The Solution:
휴대폰 키패드 생산 중 발생되는 여러 가지 불량 유형(미삽, 오삽, 역삽, 핀트 등)에 대한 검사를 육안으로 수행하는 것은 한계가 있다. 이에 따라 키패드 검사 시스템을 자동화 시켜야 하는 상황이다. 검사 사양이 고급화되어 감에 따라 독립형 비전을 사용할 수도 없다. 이러한 난제를 극복하고 유저 인터페이스 (UI)의 고급화 전략을 구현하는 IMAQ 비전의 패턴 매칭을 이용한 휴대폰 키패드 검사 장비를 제작하였다.

개발배경
1차 독립형 비전 도입: 육안 검사의 한계점
: 비전 검사 장비의 가장 기본적인 이유 중 하나인 육안 검사의 한계에 따른 비전 검사장비를 도입하였다. 작업자의 검사 물체의 계속적인 관찰과 집중에 따른 눈의 피로 및 정신적 피로에 의한 불량의 반출에 따른 생산성 저하 및 기업의 이미지 실추 등에 따른 피해를 방지하고자 한다.

2차 NI 시스템 도입: 사양의 고급화에 따른 독립형 비전 사용불가, 사용자들의 다양한 요구 사항에 대한 빠른 대응 (UI, Data 관리, 장비 테스트) 의 편의성
: 이 시스템의 가장 중요한 개발 원인 중 하나 인 가격의 문제이다. 독립형 비전의 경우 카메라의 해상도가 높아질수록 가격 또한 상당히 높아 진다. 키패드 업체의 특성상 높은 가격대의 제품을 사용 할 수는 없다. 이에 산업용 고해상도 카메라를 사용한 보드 타입 시스템의 개발이 요청된 것이다.
LabVIEW 가장 큰 장점 중의 하나인 빠른 프로그램 개발 시간 및 쉬운 유저 인터페이스의 구성 에 따른 사용자 편의성 중시이다. 기존의 독립형 비전의 경우 사용자 들의 기호에 맞춘 UI 구성이 어려움의 있었다. 그러나 LabVIEW로 프로그래밍을 하여 개발하는 시간은 다른 여타 다른 언어에 비해 상당히 적은 시간을 소비하였으며, 또한 단연 쉬운 UI 구성에 의해 사용자들의 다양한 요구에 쉽게 대응 할 수 있다.

본론

그림 1. 키패드 검사기(INDEX TYPE)


그림 2. 키패드 검사기 Main UI


그림 3. 키패드 검사기 도면(INDEX TYPE)

1. 시스템 종류
- Index Type (LED Bar 조명 3개 사용 – 상부 2개, 하부 1개 사용)
- Conveyor Type (LED Bar 조명 2개 사용 – 상부 2개, 하부 조명은 없음)

2. 시스템 개요
- Conveyor Type
: Conveyor Type 은 키의 상부 이미지를 획득해 검사하는 방법으로 네비키 및 표면의 불량 등을 확인 할 수 있는 장점이 있다.
- Index Type
: Index Type 의 특징은 기존 Conveyor Type 의 장점을 그대로 가져 오면서 기존 장비(상부 이미지)의 문제점 이었던 난반사 및 기타 문제를 (상/하 부 조명을 써서 2번의 이미지를 획득 후 상부 이미지와 하부 이미지 2개의 이미지를 각각 검사) 하부 이미지 검사를 하여 특정키 (라운드 키, 아크릴 키, 여러 가지 색상 키) 의 검사의 문제점을 해결 할 수 있다.

3. 시스템의 특징
- 손쉬운 모델 설정
: 한 개의 모델을 설정 하는데 대략 5분 정도의 시간을 투자하면 된다. (예전 독립형의 경우는 약 15분 정도 소요)
- 다양한 모델 관리
: 하드 용량의 제한 범위에서의 다양한 모델 관리 가능
- 간편한 하드웨어 제어
: PCI-6503을 이용한 접점 방식의 제어에 의한 장비 테스트 가능

결론 및 솔루션 개발 후 얻게 된 이점
서두에서도 언급하였지만 LabVIEW를 사용하는 데에 있어서 가장 큰 장점은 빠른 프로그램 개발 시간이었다. 이것은 단지 프로그램 개발 시간만의 문제가 아닌 업체의 대응 문제로도 발전 될 수 있다. 키패드 업체의 특성상 다양한 요구 사항이 존재 하며 이를 하나하나 수용 하기에는 기존의 언어의 대응력으로는 한계가 있다고 본다. 하지만 LabVIEW를 활용 함으로 인한 대응능력의 향상은 가장 큰 포인트이다. 더불어 PCI-6503 같은 DIO 카드의 손쉬운 제어는 또 하나의 장점이었다. 코딩을 함에 있어 손쉬운 코딩이야 말로 프로그램 디버깅 및 업그레이드 업체 대응 등 이 부분은 굳이 강요할 필요가 없을 것이다. 이런 면에서 LabVIEW의 언어 능력은 탁월 하다고 할 수 있을 것이다. 실질적으로 이 시스템은 작년 한해 많은 장비 출하를 할 수 있었다.

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