디딤센서 서장일 대표는 “Surf.Finder의 표면 상태정보 측정 기술을 고도화해 나가갈 예정이다”고 밝혔다. [사진=인더스트리뉴스]

[인더스트리뉴스 최정훈 기자] 기울기, 거칠기, 반사율 등 표면 정보를 한 번에 측정해 검출률을 끌어 올리는 업계 유일의 머신비전 솔루션이 스포트라이트를 받고 있다. 

사람이 일일이 짚어낼 수 없는 복잡 난해한 제품이 늘어나는 데다, 한 치의 결함도 용납하지 않는 소비자들의 눈높이에 맞춰 최근 제조 검사공정에는 머신비전 솔루션 적용이 불가피해 졌다. 머신비전은 영상 데이터 획득 및 영상처리 기술을 통해 제품 생산과정에서 발생되는 불량이나 결함을 찾아내는 기술이다.

문제는 이 같은 검사 솔루션에 극복하지 못하고 있는 난제들이 쌓여 있다는 것이다. 현존 머신비전은 바코드, 뒤집힘, 유무 판별 등과 같이 초보적인 수준에 이용된다는 것이 업계의 중론이다. 조금이라도 틀에 벗어난 대상이거나 표면 상태 균질성이 좋지 않은 금속, 플라스틱 상의 찍힘, 각종 이물, 얼룩, 스크래치 등까지 진일보 하는데 더딘 양상을 보여주고 있다.

이런 상황에서 어떤 대상이라도 다양한 형상과 표면상태를 측정해 불량 여부를 판별하는 새로운 검사자동화 솔루션이 부각된다. 디딤센서 서장일 대표는 “일반적인 조명을 통해 이미지를 획득할 경우, 3차원 형상(높이와 위치), 기울기, 거칠기, 반사율 등의 표면 정보들이 뒤섞여 영상처리 기술 수준과 무관하게 안정적인 불량 검출로 이어지기 쉽지 않다”며, “AI 기술로 미세한 변화를 찾아내려고 해도, 지나치게 많은 양의 데이터와 학습이 요구된다는 한계에 봉착한다. 데이터량 확보의 한계뿐만 아니라 늘어나는 판정 시간 때문에 활용에 제약이 크다”고 설명했다. 

디딤센서는 결함은 곧 상태 변형의 범주로 보고 새로운 솔루션을 제시했다. 형상 정보는 x, y(위치)와 z(높이) 정보에 해당하고, 표면상태 정보는 거칠기, 기울기, 반사율 등의 정보에 해당한다. 찍힘 불량의 경우는 형상정보 또는 표면상태 정보 중 하나인 기울기 정보에 변화가, 스크래치 불량의 경우는 거칠기, 그리고 얼룩의 경우 역시 표면상태 정보 중 하나인 반사율에만 변화가 생겨나게 된 셈이다. 불량 검출은 나머지 정보와 결부된다. 검사 대상체는 각각이 본래 지닌 기본 상태가 있고, 또한 불량으로 간주되지 않는 표면상태의 허용 변화 범위를 포함하고 있기 때문이다.

표면 정보 중 형상정보를 측정하는 기술은 최근 3D센서 형태로 많은 업체들이 제공하고 있다. 반면에 표면상태 정보를 측정하는 기술은 디딤센서의 Surf.Finder만이 구현할 수 있다. 서장일 대표는 “Surf.Finder는 한 번만 측정해 기울기, 거칠기, 반사율 정보를 모두 획득가능하다. 대부분의 불량들이 3차원적 형상 왜곡 보다는 표면상태 정보를 활용해야 하는 찍힘, 스크래치, 얼룩, 이물 등이라는 점에서 Surf.Finder가 기존에 불가능하다고 여겨졌던 많은 대상들을 검사 영역 범주 안으로 끌어 들이는데 기여했다고 자부한다”고 밝혔다.

Surf.Finder [사진=디딤센서]

Surf.Finder로 불량 검출 효율 단번에 배가

모든 기술이 그렇듯 완벽한 기술이란 없다. 측정할 수 없는 영역들은 통상 조명 기술로 대응한다. 현장에 딱 맞는 조명을 구현하기 위해서는 여러 종류의 조명들을 복합적으로 채용하기 일쑤인데 이 과정에서 상당한 시간적 인적 투자가 수반된다. 머신비전 조명을 전문으로 다루는 모 업체는 제공하는 일반적인 형태의 조명만 1,300여종이 넘는다는 것도 그만큼 커스터마이징이 까다롭다는 것을 방증하고 있다. 원하는 조명을 자유롭게 구성하고 바꿀 수 있는 Surf.Finder가 차별성을 드러내는 대목이기도 하다. 

Surf.Finder는 원하는 형태의 조명을 자유롭게 구성하고 바꾸는 ‘자율조명’ 기능을 포함하고 있다. 센서 내부에 수 천 가지의 조명 조건을 설정할 수 있는 ‘Free-Illumination’ 기능을 갖추고 있어 현장 작업자도 쉽고 간단하게 조명을 구성할 수 있다.  

디딤센서는 이처럼 다재다능한 Surf.Finder를 통해 국내 제조기업들이 스마트팩토리로 가는 길을 활짝 열어젖히겠다는 복안이다. 검사자동화는 스마트팩토리 구현에 있어 가장 맥점을 차지하고 있다. 자동화가 잘 돼 있는 공장들도 아직 검사자동화는 하지 못한 경우를 어렵지 않게 찾을 수 있다. 이는 자동화가 가장 난해한 공정이라는 데 기인하기도 하지만, 가장 마지막에 이루어지는 단계 때문이기도 하다.

표면측정 검출 자료 [자료=디딤센서]

검사자동화는 스마트팩토리 고도화 단계에 가기 위해서는 반드시 먼저 이루어져야 하는 대상이다. 검사 과정에서 얻는 정보가 가장 필수적인 정보이며 많은 공정들과 결부된 정보를 담고 있기 때문이다. 서장일 대표는 “검사자동화를 디지털화하지 않고 스마트팩토리로 전환하면, 그것 자체로 매우 퇴색된 구현이 될 수밖에 없다. 검사에서의 많은 인건비 소요를 그대로 남겨두고 스마트화하는 것은 공장 입장에서는 거의 실익이 없는 투자가 되고 만다”고 언급했다.

디딤센서는 검사자동화 활성화를 도모하기 위해 제약으로 작용하고 있는 주요 요인인 커스터마이징 최소화를 위해 다양한 솔루션을 개발하고 있다. Surf.Finder의 표면 상태정보 측정 기술을 고도화해 나가는 동시에 작은 검사 대상을 겨냥한 제품 개발에도 주력하고 있다. 

Surf.Finder는 SMT, 반도체, 디스플레이 등 머신비전이 필수적으로 도입되는 분야에 국한하지 않고, 금속 사출 가공물부터, 제반 나노 모션 공정이 필요한 전자부품 분야로까지 보폭을 키우고 있다.

현존 머신비전 기술의 틈새를 채워줄 디딤센서의 활약에 귀추가 주목된다. 

[최정훈 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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