많은 비전카메라 솔루션이 있습니다. 그중 산업에서 가장 널리 사용되는 두가지 솔루션에 대해 알아보려 합니다.
예외적인 사항도 있으며, 차이를 설명 드리고자 하는것이니 대략적인 비교로서 참고를 부탁드립니다.
로봇비전은 로봇과의 간섭으로 촬영 거리가 길다.
검사비전은 대부분 근접 촬영을 합니다. 가까운 거리에서 이미지의 품질을 극대화 하여, 제품의 불량을 찾아냅니다. 특히 조명을 사용하는 방법에서도 다양한 방식이 채택 되기도 합니다.
로봇비전 로봇과의 간섭으로 인해 촬영거리가 굉장히 깁니다. 권장거리는 850mm입니다. 로봇의 디자인에 따라 변동 될수 있습니다. 조명의 사용에서도 많은 차이가 있습니다. 조도의 손실이 많고, 넓은 영역에 일정한 광량을 만들어 내는게 어렵습니다.
로봇비전은 넓은 영역에 여러제품이 있다.
Bin 피킹 솔루션의 로봇 비전시스템은 넓은 영역에 다량의 제품에서 찾고자 하는 제품의 위치 정보를 로봇에게 전달하는것이 목적입니다.
넓은 영역에 여러개의 제품이 비정형하게 겹침, 뒤집힘 등의 다양한 조건들이 있을 수 있습니다.
특히 좌표값이 항상 변화하는 상황에서 정확하게 로봇이 집을 수 있는 제품을 찾는것이 어렵습니다.
검사비전의 이미지
로봇비전의 실제 촬영이미지
로봇비전은 하드웨어를 움직이고, 오류는 파손이다.
제품간 겹침검사
그리퍼와의 간섭검사
로봇 비전시스템은 하드웨어와 연동되는 시스템입니다. 가장 중요한것은 로봇이 제품을 잡아도 되는것인지 검사를 하는것입니다. 그리퍼와 제품의 충돌로 인해 하드웨어가 손상된다면 큰 문제가 될 수 있기 때문입니다.
로봇비전은 로봇과 다른 좌표와 단위를 사용한다.
방향의 일치화(Direction)
카메라의 X,Y좌표 방향과 로봇의 좌표 방향이 다릅니다. 이의 방향을 맞게 설정하는것이 중요합니다.
로봇의 X증분방향과 카메라의 X증분 방향을 맞추는것은 Y방향도 같게 만들어 줍니다.
단위의 일치화 (Unit setting)
로봇은 X,Y의 좌표를 mm 단위(거리)로 사용합니다. 카메라 비전은 Pixel(픽셀)로 사용합니다. 픽셀의 단위를 mm로 설정해 주는것이 필요합니다.
카메라의 해상도, 촬영거리, 렌즈에 따라 촬영범위가 비례 합니다. 이는 정확하게 거리와 비례하며, 이를 값으로 하는 상수를 연산하합니다.
로봇 원점 좌표와의 일치화 (Origin point)
마지막으로 카메라 비전의 픽셀 위치의 보정값을 넣습니다. X, Y, 𝜽의 보정값입니다. 이미 로봇의 방향의 일치화에서 𝜽의 보정은 마친 상태 입니다. X,Y의 보정값을 설정합니다. 후에 설명을 따로 드릴 “로봇의 좌표계” 설정 방식에 따라 다양한 방법이 있습니다.
로봇비전은 통신데이터로 좌표를 보내야 한다.
로봇의 좌표계는 6자리의 데이터
X,Y,Z,XR,YR,ZR 6개의 좌표를 어떻게 로봇이 받아서 쓸까요? 대부분의 로봇은 TCP/IP 범용통신으로 데이터를 수신이 가능합니다. 채팅하는것 처럼 문자를 보내는 방식입니다. 로보아이는 2D 카메라입니다. X,Y,ZR 값을 도출합니다.
산업용로봇과의 규약된 통신 방식으로 설정되어 데이터를 보내고, 수신하고, 이를 로봇좌표에 쓰게 됩니다. 저희는 소켓 방식으로 사용을 합니다. 절차는 아래와 같습니다.
로봇비전은 로봇이 부품을 옮기기전 짦은 시간에 처리
로봇의 좌표계는 6자리의 데이터
위에서는 기술적 차이를 표현 했다면, 이번에는 실무에서의 차이입니다.
가령 로봇이 1.2초내에 부품을 하나씩 옯겨야 한다면 놓는 찰나의 시간 0.5초 내에 모든 처리가 끝나야 합니다. 그래야 로봇이 움직임에 방해 받지않고, 연속적으로 작업이 가능합니다. 제품을 놓기전에 모든 촬영과 데이터 통신이 끝나야 합니다. 빠른 데이터 통신과 정확한 타이밍에 촬영하는 프로그래밍 기술이 필요합니다.
반드시 로봇은 멀티 태스킹이 가능하도록 프로그래밍을 해야 합니다.
다음에는 로봇의 좌표와의 연동에 에이아이엠이 사용하는 방식에 대해 설명을 추가로 드리기로 하고, 본 내용은 마무리를 하겠습니다. 설명이 부족하거나 일반적인 사항이 아니더라도 필자의 경험에서 내용을 정리한것이니 양해 부탁드립니다.
문의 사항이나 수정, 제안 사항이 있으시면 houns9@aim-fa.com으로 연락을 주시면 감사하겠습니다.
감사합니다.
