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머신비전 시장 동향/(6)한국오므론 “오므론은 머신비전을 장비의 시각에서 어플리케이션으로 제안할 수 있어” 최교식 기자입력 2020-09-28 17:11:10

 

 

 

한국오므론 최기훈 책임

 

 

Q. 오므론 머신비전 제품군이 다양하다. 비전센서부터 스마트 카메라, 시각센서, 산업용 카메라 등으로 포트폴리오가 다양하던데, 가장 매출비중이 높은 건 어떤 건가?

A. 오므론은 30여 년 전에 FA용 화상처리 시스템을 출시하여, 현재 Stand along 타입 최고사양인 ‘AI FH 시리즈가 있으며, 열악한 환경과 협소한 환경에서도 사용할 수 있는 IP67 등급의 스마트카메라 라인업인 ‘FHV7 시리즈’, 미국의 마이크로스캔을 2017년에 인수 후 V430, F430 모델을 출시하여 바코드 인식 및 검증 라인업을 강화하였으며, 일본 머신비전 카메라 업체인 센텍(SENTECH)을 인수하여 산업용 카메라 시장까지 진출하여, 머신비전의 전 라인업을 완성했다.

이 가운데 현재, 고속·&고정도 어플리케이션에 특화되어 있는 ‘AI FH 시리즈가 시장에서 인기가 높다.

 

Q. 오므론은 센텍과 마이크로 스캔 인수 이후, 현재 오므론의 머신비전이나 로봇에 이들 기술이 완전하게 녹아 들어간 상태인가?

마이크로스캔은 35년의 머신비전 역사를 가지고 있으며, 2D코드 중에서도 데이터매트릭스 코드를 정립한 미국회사이다. 오므론은 이를 인수함에 따라 2D코드에 대한 경험과 노하우를 활용해 2D코드 인식 및 검증까지 할 수 있는 신제품 V430F430을 이미 발매했다. 또 센텍을 인수한 뒤에도, 검사장비에도 적용할 수 있는 산업용 카메라의 라인업까지 완성되어, 오므론은 머신비전 전반에 필요한 모든 라인업과 기술을 갖추고 있다.

 

Q. 오므론의 머신비전 주력상품은 어떤 것인가?

A. 업계 및 어플리케이션으로 주력하는 상품이 나뉘어 진다.

고속·고정도가 필요한 어플리케이션에는 AI FH, 분진과 같은 열악한 환경에서 화상검사가 필요한 경우에는FHV7 시리즈를, 코드리더나 코드검증과 같은 Traceability의 경우에는 V430 ,F430을 주력으로 공급하고 있다.

 

Q. 마이크로 스캔 V430의 특징은 무엇인가?

A. 소형화가 가장 큰 특징이고, 별도로 프로그램을 사용하지 않아도 웹링크 기능을 사용해서 웹 브라우저에 IP주소만 입력하면 설정화면에 들어갈 수 있어서 간단하게 설정할 수 있다는 것도 장점이다.

 

Q. AI FH 시리즈는 AI 알고리즘 자체가 오므론 건가?

A. 그렇다. FH 시리즈는 기존에 있었던 상품으로, 2018‘Super FH 시리즈의 출시로 하드웨어의 정도 및 속도 성능을 향상시켰으며, 20197월에 릴리즈 된 ‘AI FH 시리즈, 기존의 Super FH 시리즈 하드웨어 베이스에 딥 러닝을 기반으로 하지만 수년간의 비전 노하우를 반영하여 오므론이 자체 고안한 AI 알고리즘을 탑재해서 새롭게 릴리즈한 AI 기반의 머신비전이다.

 

Q. FH시리즈는 전체적으로 몇 가지 툴이 있나?

A. 카메라 화상 입력부터, 보정, 계측, 연산 출력 등의 모든 기능은 약 130여 가지가 있다. 130여 가지의 아이템 중 고객이 현장에 필요한 아이템만 조합해서 사용할 수 있으며, 각각의 데이터를 쉽게 활용할 수 있도록 변수 기능과 매크로 기능도 지원하고 있다.

 

Q. 매크로 기능이란 무엇인가?

A. 대부분의 어플리케이션은 기본으로 제공하는 툴에서도 충분히 해결이 가능하지만, 고객이 추가적으로 필요한 기능이 있을 경우, 매크로를 통해서 구현할 수 있다. Stand Along Type의 머신비전임에도 불구하고, 프로그래밍에 있어 유연성을 제공한다.

 

Q. AI FH 시리즈는 어떤 툴들이 있나?

A. Super FH시리즈는 기본 검사항목에 따른 계측처리 항목의 툴이 있었다. 예를 들어서 2D코드를 읽고 싶으면 유저가 그 2D 코더에 대한 펑션블록(아이템)을 선택해서 2D 코드를 리딩 할 수가 있고, 치수검사를 하고 싶으면 치수검사에 최적화된 아이템을 선택해서 아이템 검사를 할 수 있었다.

AI FH 시리즈도 똑같이 ‘AI 파인매칭‘AI 흠집추출필터라는 두 가지 아이템이 추가되어 AI 기능을 쉽게 사용할 수 있도록 하고 있다.

우리가 생각하는 AI 아이덴티티는 사용자의 편의성이다. 복잡한 AI알고리즘을 잘 몰라도 누구나 쉽게 AI 기능을 사용해 간단히 검사할 수 있는 항목들을 만들고자 한 것이 AI파인매칭과 AI흠집추출필터다.

AI파인매칭은 한 번만 학습하면 추후에 들어오는 부가적인 NG 폼에 대한 설정도 필요 없고 단지 NG가 들어오면 판정한 후에, 그 판정에 대한 설정값도 학습으로 이루어진다. 학습만 시켜주면 설정부터 판정까지 알아서 해주는 편의성을 제공하고 있다.AI흠집추출필터는 다양한 재질에서의 흠집을 AI기반으로 효과적으로 찾아내는 필터다. 기존에는 워크에 흠집을 찾기 위해 어떻게 흠집을 부각시켜서 화상에 입력시킬 것인가가 과제였다. 때문에 조명도 쓰고 필터처리를 해서 스크래치가 어떻게 하면 가장 두드러지게 표시될 수 있는지가 화상 작업자의 능력이고 노하우였는데, AI 흠집추출필터 기능은 작업자가 단순히 툴을 사용해서 영역만 설정해주면 알아서 다양한 흠집을 추출해낼 수 있는 기능이다. 특히 딥러닝 기반의 AI에서 공통적으로 안고있는 과제가 성능을 발휘하기까지의 걸리는 학습 시간인데, AI흠집추출필터의 경우는 이미 오므론이 다년간 보유한 수백만 장의 다양한 데이터를 기반으로 학습시킨 내용을 즉시 활용할 수 있기 때문에, 별도의 학습 없이 곧바로 성능을 발휘할 수 있다는 것이 가장 큰 장점이다.

이렇듯 오므론 AI FH의 장점은 AI 알고리즘을 모르는 사용자라도 쉽고 편하게 사용할 수 있도록 기존 툴에서 확장해서 제공하고 있기 때문에, 검사에 대한 어플리케이션 설정을 완성한 후, 반나절 동안 툴에 대한 교육을 받으면 충분히 쉽게 AI 기능을 사용할 수 있다는 것이다.

 

 AI 흠집추출 필터

 

 

 

 AI 파인매칭

 

 

 

Q. AI 기능이 추가가 되면서 가격이 비싸졌겠다.

A. 두 가지 AI 기능 중에 AI 파인매칭은 무상으로 제공을 하고 있다. 기존 컨트롤러를 구매하면 거기에 AI파인매칭 툴이 추가가 돼서 기존가격과 동일한 가격에 AI 기능을 제공하고 있다. 대신 별도 학습이 불필요한 AI 흠집추출필터는 USB 형식으로 별매하고 있어, 업데이트를 통해 사용할 수 있다.

 

Q. AI FH시리즈는 불량 샘플이 얼마나 필요한가?

A. AI FH시리즈는 불량 샘플은 거의 필요 없고 양품에 대한 샘플로 학습을 진행을 하는데, 100장 정도만 있으면 불량을 검출할 수 있다.

 

Q. AI FH 시리즈는 경쟁사들 제품에 비해 어떤 점이 경쟁력인가?

A. 타사는 AI 기능을 사용한다고 하면 특수한 소프트웨어, 하드웨어가 기반이 돼서, AI에 능숙한 작업자들이 필요하다. 그러나 AI FH 시리즈는 작업자들이 쉽게 설정할 수 있는 쉬운 GUI를 제공해서, AI 기능이지만 누구나 쉽게 접근할 수 있는 편의성이 장점이다. 또 기존의 FH 시리즈를 사용하기 때문에 추가적인 소프트웨어나 하드웨어를 구매하지 않아도 되기 때문에 비용이나 인력을 절감할 수 있다.

두 번째는, AI 기능은 딥러닝 기능을 사용하기 때문에 많은 데이터베이스가 필요한데, 앞서 설명한 대로 AI FH 시리즈는 불량에 대한 데이터베이스는 필요 없고 양품에 대한 샘플링만 있으면 된다는 것이 장점이다.

양품도 편차가 발생한다. 양품도 100% 똑같지 않기 때문에 가장 어려워하는 게 양품에 대한 편차와 실제 불량에 대해서 구분을 하기가 어렵다는 점이다. 예를 들어서 합격범위가 90부터 100이라고 하면 89, 87 이런 불량이 들어왔을 때 이걸 구분하기가 어려웠다. 이런 걸 해소하기 위해 양품에 대한 것만 학습을 시켜서 양품에 대한 파라미터를 가지고 실제 계측된 이미지가 달랐을 경우 NG가 발생하기 때문에 좀 더 쉽게 NG를 구분할 수가 있고, 양품에 대한 학습이 완료됐다는 것은 기존에는 NG를 찾아내기 위해서 NG의 영역을 설정하고 NG에 대한 역치와 파라미터를 구해서 파라미터 설정을 해줘야 했다. 사실 그렇게 파라미터 설정을 하더라도 똑같은 NG가 아니라 다른 NG가 들어왔을 때는 똑같은 작업에 대한 NG를 분류를 해줘야 하기 때문에 작업 공수나 시간, 인력이 많이 소모됐는데, 우리는 양품을 학습하기 때문에 단순히 어떤 모양의 불량품이 들어오더라도 양품을 학습한 이미지와 다르면 NG로 판정하므로 그에 대한 추가적인 작업이 필요 없다.

 

Q. 머신비전에 AJ가 적용이 되면서 공급업체들이 시장을 기존 제조분야에서 의료나 스마트팜, 교통 등으로 확대하고 있다. 오므론의 경우는 어떠한가?

A. 우리도 제조업에 집중이 되어있는데, 관련 유수업체들을 M&A하면서 소형화된 제품으로 이미 물류나 택배 추적관리 시스템 실적을 보유하게 되었다. 따라서 전 세계 실제 적용사례를 통해 국내에서도 제조업뿐만 아니라 의료 및 물류 분야에도 진출하고 있다.

 

Q. 경쟁업체들이 엣지 디바이스에 해당하는 스마트 카메라에 집중을 하고 있는데, 오므론도 스마트 카메라 제품군이 다양하고 이 부분에 집중하고 있는 걸로 알고 있다.

A. 우리도 스마트 카메라에 집중을 하고 있다. FHV7 모델이 국내는 물론 유럽에서도 인기를 끌고 있다. 스마트 카메라는 컨트롤러와 카메라가 일체화된 제품이다. 우리는 일체화뿐만 아니라 내부에 있는 부품을 모듈화 시켜서 조명, 렌즈, 컨트롤러 등과 조립할 수 있다. 또한 FH 시리즈와 연결성을 갖고 있고, 같은 툴을 사용하고 있기 때문에, 기존 FH시리즈를 사용하고 있다면 쉽게 FHV7을 도입할 수 있다. 일체형의 제품은 IP67 등급으로 되어있어서 열악한 환경에서도 사용할 수 있다.

 

 

AI 머신비전 ‘AI FH 시리즈

 

Q. FHV7은 해상도가 어떻게 되나.

A.저해상도(40만 화소)부터 고해상도(1200만 화소)까지 다양하게 라인업을 갖추고 있다. 또한 오토 포커스 렌즈도 제공하고 있어서 다품종 소량 생산에서 검사를 할 때 렌즈를 교체할 필요없이 오토 포커스 렌즈를 사용해서 워크가 바뀌더라도 자동 파라미터 조정으로 하드웨어 교체없이 검사를 진행할 수 있다.

더욱이 오토포커싱 렌즈도 전자식과 액체식의 두 가지가 준비되어 있어, 현장 어플리케이션에 맞는 렌즈로 탑재할 수 있으며, C 마운트 렌즈로도 교체가 가능하다.

 

Q. 오므론의 산업용 카메라는 어떤 특징이 있나?

A. 오므론으로 인수된 센텍 카메라는 GigE,U SB,Camera Link, CoaXpress, Opt-C:Link,아날로그 등의 다양한 인터페이스와, 0.3M~25M 화소의 카메라 라인업이 준비되어 있으며, 최근에는 Line Scan Camera도 릴리즈하여 복잡하고 고속의 검사시스템 어플리케이션에 유연하게 대응할 수 있다.

 

Q. 오므론에서 머신비전에 집중하는 이유는 무엇인가?

A. 현재 제조업에서는 숙련된 검사자의 인력부족과 인건비 상승, 또 현재의 COVID-19의 영향으로 동일한 공간에서 작업하는 것을 피해야 하는 경우가 발생하거나, 심한 경우에는 생산라인을 멈춰야 하는 위험에 놓여 있다. 이로 인해 검사자들의 감각에 의존해왔던 검사 프로세스를 자동화해야 한다는 강한 압박에 직면해 있으며, 실제로 자동화 비전 검사에 대한 수요가 증가하고 있다.

오므론은 이러한 제조현장의 문제를 해결하기 위해 ‘i-Automation!’이라는 고유 개념을 구체화하여 제조현장에 혁신을 가져오는데 전념하고 있다. 오므론은 인간의 눈과 비슷해지고, 더 나아가 인간의 눈을 뛰어넘는다를 목표로, 인간의 감각에 가깝고 쉽게 사용할 수 있는 AI 비전 시스템을 달성하기 위해 데이터를 축적하고 최신 AI 기술의 연구개발을 지속적으로 실시하고 있다. 오므론의 비전 검사로 자동화할 수 있는 범위를 확장함으로써, 단순하고 단조로운 작업으로부터 벗어나 제조 혁신을 진일보 시키는 창의적인 작업에 더욱 집중할 수 있다.

 

Q. 스마트 팩토리에서 머신비전은 어떤 역할을 하나?

A. 4차산업혁명의 시대가 되어 가면서, 현재도 그렇지만 미래에는 더 많은 부분이 자동화되고 기계화될 것이다. 특히 인건비의 상승, 치열해진 가격 경쟁으로 인해 공장의 효율화가 필요해진 제조업 분야에서 스마트 팩토리는 발전할 수밖에 없다. 이 스마트 팩토리에서 반드시 필요한 것이 머신비전이다. 생산부터 포장 출하까지 모든 공정에 적용되어, 조립, 검사 등에 활용될 뿐만 아니라, 트레이서빌리티 즉 추적관리 시스템에 있어서 핵심적인 역할을 한다.

 

Q. 머신비전의 시장규모를 어느 정도로 추정하나?

A. 머신비전 시스템은 일반적으로 카메라, 렌즈 및 조명 등 광학기기, 소프트웨어, 하드웨어 등 그 구성 범위가 넓고 케이블이나 기구물도 관련되어 있어 어디까지 포함할 것인가에 따라 그 정확한 규모를 판단하기는 어렵지만, 일반적으로 시장에서는 약 8000억 원 정도를 추정하고 있고, 경제상황에 따라 변화는 있지만 매년 약 10% 전후로 성장하고 있는 것으로 추정된다.

 

 

스마트카메라 ‘FHV7 시리즈

 

 

Q. 머신비전 업계에서 오므론은 어떤 경쟁력을 지니고 있나?

A. 앞서 설명한 대로, 첫 번째 경쟁력은 쉬운 접근성이다. 다양한 검사에 대응할 수 있는 다양한 처리항목 및 쉬운 인터페이스 GUI로 머신비전의 경험이 없어도 반나절의 교육 정도면 쉽게 사용할 수 있다.

두 번째는 다양한 검사를 병렬 처리할 수 있다는 점이다, 최대 4곳을 임의의 타이밍에 검사하는 복수 라인 랜덤 트리거기능이 있다. 1대의 화상 센서 컨트롤러로 다른 부위의 검사를 각각의 타이밍에 검사할 수 있어서, 공정마다 설치한 컨트롤러를 집약할 수 있기 때문에 도입 비용과 설치 공간을 절감할 수 있다.

마지막으로 가장 강력한 경쟁력은 센서, PLC, 서보모터, 로봇 등의 다양한 상품라인업과의 동기를 통해, 오므론만이 가능한 머신비전을 포함하는 어플리케이션으로서 고객의 과제를 해결할 수 있다는 점이다.

오므론은 단자대부터 자율주행 로봇까지 총 20만 점 이상의 광범위한 상품을 가지고 있는 전 세계적으로도 독특한 메이커다. 따라서 우리는 몇 년 전부터 개별상품의 영업에 노력하기 보다는 고객 과제의 해결을 중심으로 어플리케이션 영업을 실시하고 있다. 그 중심에 있는 것이 고성능 PLCNJ/NX시리즈와 EtherCAT 통신이다. EtherCAT의 특징은 마스터를 통해 초고속 동기통신을 가능하게 해준다는 점이다. 때문에 이미 비전, 변위, 서보모터, 인버터, I/O유닛 등 다양한 제품을 하나의 이더넷 케이블로 연결해 사용되고 있는데 머신비전과의 시너지 효과가 대단하다. 사실 큰 관점에서 본다면 머신비전은 고객이 하고자 하는 장비나 제품에 중요한 부분을 담당하고는 있지만, 그 자체만으로는 판단을 할 뿐, 다양한 시스템들과 연계되어 최종목적을 달성한다. 특히 자동화가 더 고도화 될수록 이러한 것은 불가피하므로 고객은 머신비전 시스템을 포함한 장비 전체의 효율을 따져봐야 한다. 오므론은 앞서 설명한 고성능 PLCEtherCAT이라는 초고속 동기 통신을 통해 개별 머신비전의 성능은 물론 이와 협동하는 모션 시스템까지 동기 시켜 하나의 라이브러리로서 제공한다.그 예로서 비전을 통한 얼라인먼트 시에 이동하면서 미리세컨 단위로 모션제어를 보정해주는 비쥬얼 피드백기술이나, 예측 트리거링을 통해 고속으로 이동하면서 많은 워크를 빠르게 연속촬영 및 판정을 실시하는 플라이 트리거등이 이에 해당한다.

 

Q. 실제로 로봇에 비전이 많이 나가나?

A. 로봇에 장착되는 비전의 경우 보통 로봇회사와 비전회사가 협력해서 만들어가는 구조인데,오므론은 로봇과 비전 기술을 둘 다 보유하고 있어, 타사보다는 비교적 간단히 실현하고 있다. 지금까지는 비전 설치가 당연한 패레럴 로봇들이 중심이었지만, 최근에는 트렌드에 따라 비전을 장착한 협동로봇들이 판매되고 있다.

 

Q. 그렇다면 앞으로 3D 비전에 주력을 하겠다?

A. 작년 도쿄 IIFES 전시회 때 3D 비전을 장착한 협동 로봇으로 Bin-Picking 데모를 했었는데 출시를 곧 앞두고 있다. 최근 COVID-19사태로 인해 사람밖에 할 수 없었던 작업의 대체수요는 크게 증가하고 있기 때문에, 앞으로도 3D비전과 같은 고기능 제품들을 내놓을 예정이다.

 

Q. 지난해와 올 상반기 한국오므론의 머신비전 비즈니스 성과는 어떠했나?

A. 실제로 많은 고객사에서 AI에 관심을 갖고 테스트를 통해 적용하여 좋은 반응을 얻고 있다. 또한 코로나의 영향으로 인한 제조업 전반적인 어려움이 있음에도 불구하고, 기존 화상센서를 포함해 추가적으로 소형화 코드리더기 Micro scan에 대해 좋은 반응을 얻고 있다.

 

Q. 머신비전 시장확대 전략은 어떻게 전개해 나가고 있나?

A. 앞서 설명한 대로 머신비전 자체에 있어서는 AI-FH를 중심으로 간단하고 사용이 편리한 점과 기존 하드웨어의 변경을 변경하지 않고서도 소프트웨어 엔진을 넣어 AI를 사용할 수 있는 점을 메리트로 고객을 공략하는 한편, 오므론만이 가능한 머신비전 어플리케이션의 제공을 통해 장비 전체적인 성능향상에 기여할 예정이다.

 

Q. 머신비전의 기술 트렌드는 어떻게 예상하나?

A. 앞으로는 검사공정 3D Vision의 소형화 및 정확성 향상에 기술이 집중될 것으로 예상된다. 현재도 많은 업체에서 3D 비전을 상품화하고 있지만, 속도 및 비용, 정도 등의 문제로 아직 현장에 적용하기는 어려운 상황이다. 3D 비전의 경쟁력 있는 상품화가 앞으로의 머신비전의 기술력을 가늠하는 기준이 될 것이다.

 

<기획·취재/최교식 기자 cks@engnews.co.kr>

 

최교식 기자
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