산업용 검사 카메라: 구매 전 고려해야 할 5가지 요소

산업 부문과 관계없이, 오늘날 생산 속도와 품질에 대한 높은 소비자 요구사항을 충족시키려면 자동화 공정에서의 검사 시스템이 필수적입니다. 검사 카메라는 검사자들이 시각 데이터를 수집하기 위해 사용하는 도구로, 다양한 검사 시나리오에서 시각적 데이터를 수집하는 데 도움이 됩니다. 검사 카메라를 사용하면 검사자가 문제 영역을 확대할 수 있으며, 검사자가 도달하기 어렵거나 접근하기 어려운 공간에서 데이터를 수집할 수 있습니다.

산업용 검사 카메라란? 너무 비좁거나,  멀리 있거나, 또는 사람이 닿기 힘든 영역을 관찰하는 데 사용되는 산업용 카메라

산업용 검사 카메라는 너무 비좁거나,  멀리 있거나, 또는 사람이 닿기 힘든 영역을 관찰하는 데 사용되는 산업용 카메라를 말합니다. 흑백 또는 컬러 디스플레이로 구성되며 이 디스플레이는 끝에 카메라가 달린 유연한 축(샤프트)에 부착됩니다.

카메라, 현미경 또는 망원경과 같은 기능을 하는 장비를 포함하여 혈관 내시경, 위 또는 대장 내시경 등의 의료용 검사 카메라가 흔히 볼 수 있는 산업용 검사 카메라의 종류에 해당합니다. 의료 분야 외에도, 자동차와 항공기 정비사들은 검사 카메라를 사용하여 엔진의 내부를 보고, 전기 기사나 배관공 등의 기술자들은 검사 카메라를 사용하여 파이프와 와이어의 작동 위치를 결정하고 파손을 확인합니다. 그 밖에도 수많은 산업 분야에 산업용 검사 카메라가 응용되고 있습니다. 

시각 데이터용 vs. 기타 데이터 유형을 위한 검사 카메라

카메라는 “시각 검사”에 가장 일반적으로 사용됩니다. 시각 검사에서 검사자는 카메라를 사용하여 검사 대상의 상태를 보여주는 시각 데이터를 수집합니다. 이 데이터는 검사관이 즉시 검토할 수도 있고, 필요한 데이터가 모두 수집된 후에 검토할 수도 있습니다.

시중에 다양한 유형의 디지털 검사 카메라가 나와 있지만, 공통점은 모든 카메라가 주로 시각적 데이터를 수집하는 데 사용된다는 것입니다. 카메라 간의 성능을 구별 짓는 주요 차이점은 다음과 같습니다.

• 접근성: 카메라는 검사관(사람)이 접근하기 어려운 다양한 환경에서 시각 데이터를 캡처할 수 있어야 합니다.
• 품질: 카메라는 다양한 유형의 시각적 데이터 품질을 캡처할 수 있어야 합니다.
• 크기: 현미경 시각 데이터를 캡처하거나, 기타 유형의 크기 관련 데이터를 수집하는 데 도움이 됩니다.

대부분의 검사 카메라가 검사 데이터를 수집하는 데 사용되지만, 카메라는 다른 유형의 센서(즉, 시각 센서뿐만 아니라)와 함께 제공될 수도 있습니다.

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시각 데이터 다음으로 검사자가 카메라로 수집할 수 있는 가장 일반적인 데이터 유형 중 하나는 “열 화상 데이터”입니다. 검사자는 열 화상 데이터를 사용하여 다음을 수행할 수 있습니다.

• 홈 인스펙터: 건물에서 열이 누출될 수 있는 위치 확인
• 루프 검사기: 지붕에서 열이 누출될 수 있는 위치 확인
• 소방관/방화 조사관: 잦아든 화재가 여전히 활성 상태인지 여부 확인
• 다양한 유형의 공인 검사원: 보일러 등과 같은 폐쇄형 산업 시스템에서 열이 누출될 수 있는 위치 확인

검사 카메라를 찾을 때 고려해야 할 3가지 요소

검사 카메라를 찾을 때 고려해야 할 3가지 요소 - 고해상도, 고속, 고성능 인터페이스

다음은 사용 목적에 적합한 검사 카메라를 검색할 때 반드시 확인해야 할 3가지 중요한 요소입니다.

고해상도

저렴한 카메라는 낮은 해상도의 이미지를 제공하지만, 고가의 카메라는 매우 높은 화질과 해상도를 제공합니다. 즉, 일반적으로 화질이 높을수록 가격이 비싸집니다. 따라서 검사에 필요한 데이터 유형에 따라 필요한 이미지 품질을 결정해야 합니다. 차세대 자동 광학 검사(Automated Optical Inspection) 시스템을 구축해야 하는 설계팀은 시스템의 광학 해상도를 더욱 높이는 것을 고려해 볼 필요가 있습니다.

산업용 검사 카메라는 매우 작은 부품을 정밀하게 검사하고, 사소한 결함이라도 감지해낼 수 있어야 하며, PCB(Printed Circuit Board; 인쇄 회로 기판) 또는 디스플레이 검사와 같은 많은 산업용 애플리케이션에 사용되므로 고해상도 이미지가 필요합니다. 구성 부품이 점점 더 작아지고, PCBA의 밀도가 높아짐에 따라 문제를 정확하게 감지하는 동시에, 오류를 최소화할 수 있도록 작은 세부 사항을 명확하게 보는 것이 매우 중요하기 때문입니다. 또한, 특정 유형의 결점을 찾아 분석하기 위해 색상 정보를 활용함에 따라, 디베이어링(debayering) 과정에서 발생하는 이미지 디테일의 손실을 극복하기 위해서도 높은 해상도는 필수적입니다.

* 참고 | 디베이어링(debayering)

컬러 카메라의 경우, 이미지 데이터 판독 시 인접한 픽셀의 정보를 사용하여 각 픽셀의 색상을 결정하는 것)

고속

고도로 자동화된 생산 공정은 속도가 매우 빠르기 때문에 사람의 눈으로는 오류의 원인을 식별하는 것이 불가능합니다. 여기서 고속 검사 카메라가 필요합니다. 공정의 어느 시점에서든 일단 문제가 발생한 이후에는 근본적인 원인을 찾는 데 시간이 걸리므로 운영 중단과 그로 인한 시간적, 비용적 손실을 방지함으로써 생산성을 높일 수 있습니다.

하지만 검사 카메라의 해상도를 높이는 것을 고려할 때 고해상도 카메라로 인해 시스템의 처리 속도가 느려지고, 이로 인해 생산량의 감소와 같은 문제가 발생하는 것을 우려할 수 있습니다. PCB 제조업체 및 조립업체라면 기판의 복잡성이 증가하더라도 생산량을 증가시키거나, 최소한 유지해야 한다는 것을 알고 있습니다. 이는 곧 “속도”가 검사 시스템의 핵심이라는 의미입니다.

따라서 해상도와 속도 사이에서 원하는 균형을 찾을 수 있는 카메라 옵션을 선택하는 것이 중요합니다. JAI의 SP-5000-CXP2와 SP-5000-CXP4는 다양한 고속 검사 애플리케이션, 이벤트 캡처 시스템 등에 적합한 속도와 해상도의 조합을 제공합니다.

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고성능 인터페이스

고해상도와 고속, 이 두 가지 목표를 동시에 만족하려면 카메라에 두 가지가 필요합니다 - ‘빠른 센서’와 생성되는 모든 이미지 데이터를 처리할 수 있는 ‘고대역폭 인터페이스’. 즉, 고해상도의 이미지를 빠른 프레임 속도(fps)로 전송할 수 있는 고성능 인터페이스여야 합니다. 시스템의 해상도와 관계없이 처리량을 극대화하는 것이 경쟁력 있는 핵심 요건이라면 고성능 인터페이스를 갖춘 카메라를 찾고자 할 것입니다.

단일 인터페이스에서 4개의 병렬 레인으로 구성할 수 있는 CoaXPress 표준 인터페이스 최신 버전(v2.0) - JAI

예를 들어, CoaXPress 표준 인터페이스 최신 버전(v2.0)은 이제 케이블당 최대 12.5Gbps를 지원할 수 있으며, 단일 인터페이스에서 4개의 병렬 레인으로 구성할 수 있습니다. 결과적으로 50Gbps 대역폭은 2,600만 화소의 8비트 이미지를 카메라에서 프로세서로 최대 150fps로 전송할 수 있는 충분한 성능을 제공합니다.

산업용 검사 카메라는 교통, 스포츠, 엔터테인먼트 분야를 포함하여 의료, 과학, 제조산업 현장 등에서 다양하게 활용되고 있습니다. 따라서 사용 목적에 따라 요구사항을 충족하는 최적의 카메라를 찾는 것이 중요합니다. 산업용 검사 카메라를 위한 완벽한 솔루션을 찾는다면 JAI의 전문가에게 상담을 받아보세요.