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[전문가 기고] 실무자의 눈으로 본 로봇비전과 검사비전의 차이 정대상 기자입력 2021-08-30 11:16:17

국내 플렉시블 피딩 시스템 분야에서 가장 앞선 기술력을 보유하고 있는 (주)에이아이엠은 비정형 상태로 위치한 쌀알보다 작은 초정밀 전자 부품을 픽 앤 플레이스하는 여러 레퍼런스를 성공시키며 로봇과 비전, 플렉시블 피더 기술력을 인정받았다. 동사는 그간 축적해온 로봇비전 기술 노하우를 바탕으로 로봇 엔지니어 및 사용자들을 대상으로 로봇비전 교육을 진행하고 있다. 

 

로봇과 비전, 플렉시블 피더를 융합한 필렉시블 프딩 시스템(사진. AIM)

 

 

1. 로봇과의 간섭 고려

 

비전카메라를 이용한 많은 애플리케이션 중 산업 분야에서 가장 널리 사용되는 두 가지 솔루션인 로봇비전과 검사비전의 차이에 대해 개략적으로 비교하면 다음과 같은 특징이 있다. 
일반적으로 대부분의 검사비전은 근접에서 촬영한다. 가까운 거리에서 이미지의 품질을 극대화해 제품의 불량을 찾아내기 때문이다. 또한 조명을 사용하는 방법에서도 다양한 방식이 채택되기도 한다.
반면 로봇비전은 로봇과의 간섭으로 인해 촬영거리가 상당히 긴 편이다. 로봇비전 시스템에서 권장하는 거리는 850㎜이며, 로봇의 디자인에 따라 변동될 수 있다. 조명 사용 측면에서도 검사 비전 대비 조도의 손실이 많고, 넓은 영역에 일정한 광량을 만들어내야 하므로 검사 비전 대비 조명 사용 난이도가 높다. 

 

2. 넓은 영역 속 다수 제품 촬영


빈피킹 솔루션의 로봇비전시스템은 넓은 FOV(Field of View, 한 번에 관측 가능한 영역의 크기를 각으로 표현한 것) 내에 위치한 다량의 제품 중 원하는 제품의 위치 정보를 로봇에 전달하는 것이 목적이다. 넓은 영역에 다수의 제품이 비정형으로 위치하기 때문에 겹침, 뒤집힘 등의 다양한 조건이 발생할 수 있으며, 특히 좌표값이 항상 변화하는 상황에서 정확하게 로봇이 피킹할 수 있는 제품을 찾는 것은 매우 어려운 일이다. 

 

검사 비전 이미지(왼쪽)와 로봇비전의 실제 촬영 이미지(오른쪽)

 

3. 하드웨어를 움직이는 로봇비전
 

로봇비전시스템은 하드웨어와 연동되는 시스템으로, 가장 중요한 것은 로봇이 제품을 잡아도 되는 것인지를 파악하는 것이다. 그리퍼와 제품의 충돌로 인해 하드웨어가 손상된다면 큰 문제가 될 수 있기 때문이다. 

 

제품 간 겹침 검사(왼쪽)와 그리퍼와의 간섭 검사(오른쪽)

 

4. 로봇과 다른 좌표와 단위를 사용하는 로봇비전

 

1) 방향의 일치화(Direction)
카메라의 X, Y 좌표 방향과 로봇의 좌표 방향은 다르기 때문에 이 방향을 맞게 설정하는 것이 중요하다. 로봇의 X증분방향과 카메라의 X증분방향을 맞추는 작업은 Y방향도 또한 맞춰 준다. 

 

 

2) 단위의 일치화(Unit Setting)
로봇은 X, Y의 좌표를 ㎜단위(거리)로 사용하고, 카메라 비전은 픽셀(Pixel)로 사용하기 때문에 픽셀의 단위를 ㎜로 설정해주는 작업이 필요하다. 
카메라의 해상도, 촬영거리, 렌즈에 따라 촬영범위가 비례하는데, 이는 정확하게 거리와 비례하며 이를 값으로 하는 상수를 연산한다.

 

3) 로봇 원점 좌표와의 일치화(Origin Point)
마지막으로 카메라 비전 픽셀 위치의 보정값을 입력한다. 이는 X, Y,

정대상 기자
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