머신비전은 카메라, 렌즈, 조명 등으로 이미지를 촬영한 후 소프트웨어를 통해 이미지 분석을 통해 제품의 불량을 찾아서 품질을 높이는 분야에 많이 적용돼 왔다. 기존에는 2D 분야가 주류였지만 최근에는 높이나 깊이 등 3차원 형상까지 검사할 수 있는 3D 머신비전의 요구도 높아지고 있다. 특히 카메라 성능의 발전과 사용자 편의성이 향상되면서 적용 분야도 점점 더 넓어지고 있는 추세다. 

2D에서 3D 분야까지 스펙트럼을 넓히고 있는 머신비전 전문 기업 (주)앤비젼(envision)의 지병관 대리를 통해 최근 머신비전 시장의 트렌드를 들어본다. 

고속/고해상도 요구 높아 

제조 분야의 자동화 및 스마트팩토리 도입 확대는 머신비전 솔루션 시장을 성장시키는 주요 동인이 되고 있다. 특히 복잡한 표면의 형상이나 외관 검사, 문자 인식 등 그동안에는 최종 품질 검사시 사람에 의한 육안검사가 주를 이뤘다면 이제는 미세한 부분까지 자동으로 검사할 수 있는 머신비전솔루션을 요구하는 수요자들이 증가하고 있다. 

앤비젼 지병관 대리는 “현재 높은 해상도를 통해 미세한 부분까지 검사하는 니즈가 대두되고 있고, 택 타임(takt time:요구되는 생산 목표를 달성하기 위해 제품 하나당 소요되는 생산 시간)을 줄이기 위해 빠른 속도에 대한 요구도 높다. 또한 현장에서는 기존의 단순 검사에서 벗어나 다양한 애플리케이션에서 여러 니즈를 충족시키기 위한 검사 방법, 혹은 이미지가 요구되고 있다.”고 말했다. 

앤비젼은 시장의 고속·고해상도 요구에 대응하기 위해 투명체 미세 패턴 측정 3D 솔루션을 최근 출시했다. 여기에는 LCI 특허기술이 적용됐는데 이 기술은 백색광에서 분산된 각 파장별 높이 정보가 카메라센서의 각 라인별로 매칭돼 실시간으로 제품의 단면(CT)을 촬영할 수 있다. 이 회사의 LCI는 서브 미크론(sub-micron)의 정밀도와 2K 해상도, 최대 16khz의 속도를 지원하고 있다. 

이 회사의 불투명 제품의 단차 측정이 가능한 3D 레이저 프로파일러(Laser Profiler) Z-Trak2는 레이저 삼각법을 이용한 고해상도, 실시간 높이 측정이 가능한 3D 솔루션으로 2K 해상도와 최대 45khz의 속도를 지원한다. 

▲ 앤비젼 지병관 대리가 ‘투명체 미세 패턴 측정 3D 솔루션’ 및 ‘3D 레이저 프로파일러’에 대해 설명하고 있다. 앤비젼은 코로나19 확산을 막기 위해 사내에서도 마스크 착용을 의무화하고 있다. (사진=앤비젼)

지 대리는 “앤비젼은 협력을 맺고 있는 여러 제조사들과 함께 센서 구조 및 성능, 인터페이스 및 현장에서 직접 사용하는 사용자들의 불편한 점과 이슈에 대해 고민해왔다. 이를 통해 다양한 검사 기술로드맵의 요구사항을 충족시킬 수 있는 결과물들을 시장에 선보일 수 있게 됐다.”고 전했다. 

이어 “앞서 소개한 제품들을 통해 현재까지 머신비전시장에 나와 있는 제품들을 뛰어넘는 성능과 핵심 기술, 높은 제품 완성도로 주요 시장의 수요자들의 생산성을 크게 높일 것으로 기대한다.”고 덧붙였다. 

앤비젼은 인하대학교, 한국생산기술원, 탑엔지니어링과의 공동 연구가 '2020년도 소재부품 산업미래성장동력사업'의 '제1차 미래성장동력 (반도체,디스플레이, 임베디드)' 분야 신규 과제로 선정된 바 있다. 

이 국책 과제 연구는 'OLED 패널 0.2마이크로미터(μm)급 표면 결함 검출 모듈 개발'의 일환으로 OLED 디스플레이 패널 제조공정에서 발생될 수 있는 이물, 깨짐, 스크래치 등의 표면 결함 검출을 위한 이미징이 가능한 레이저 산란 모듈을 개발하는 것이 목표로, 2023년에 1차 프로토타입이 나올 예정이다. 

머신비전의 저변 확대…사용자 편의성 개선돼야 

머신비전 분야가 전통적으로 적용돼 왔던 제조 분야를 비롯해 물류, 로봇, 의료, 교통, 식·음료 분야 등 다양한 응용 분야로 확대되고 있다. 

이에 대해 앤비젼 관계자는 “머신비전 분야가 기존에는 반도체, 평판디스플레이와 같이 설비투자에 대한 ROI(Return On Investment : 투자 수익률)가 높은 고부가가치 산업에 국한됐다면 상대적으로 최근에는 설비투자에 대한 ROI가 낮은 분야로 저변 확대가 이루어지고 있는 것으로 보인다.”고 말했다. 

이어 “다만, 저변 확대를 가속화하기 위해 해결해야 하는 제약성은 아직도 존재하고 있다. 앤비젼에서는 이를 위해 비전기술에 대한 전문적인 지식과 경험이 부족한 사용자들이 기존의 제조 환경에서도 머신비전을 사용해 원하는 결과를 쉽게 얻을 수 있도록 사용자 편의성을 개선하기 위해 노력하고 있고, 머신비전 기초 교육도 온라인으로 진행하고 있다.”고 소개했다. 

마지막으로 앤비젼 관계자는 “이번 코로나19로 인해 관심이 높아진 분야 중 하나가 스마트팩토리를 포함한 공장 자동화가 아닐까 생각한다. 기존에 계획되었던 설비 투자들의 경우에도 소비 둔화에 따른 수요 감소의 영향을 일시적으로 받고 있지만 코로나19 사태가 진정되면, 지연되거나 일부 축소된 투자들도 재개될 것으로 예상하고 있다. 이에 따라 앤비젼에서는 오프라인 및 온라인을 연계한 마케팅을 구축해 나갈 계획이다.”고 밝혔다.

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