브로셔에는 메가픽셀과 분당 개수(ppm)가 가장 먼저 강조되어 있습니다. 하지만 이 두 가지 수치 모두 실제 생산 라인에서는 통용되지 않습니다. 패스너, 커넥터, 성형 고무 제품 분야의 경우, 수율 기준은 구매 주문서 발주 전에 이미 정해지며, 이때 미크론 단위로 환산하지 않은 채로 제시된 수치가 그대로 수용됩니다.
광학 선별기를 선택한다는 것은 수율에 가장 큰 영향을 미치는 9가지 사양, 즉 픽셀당 미크론 단위의 해상도, 카메라 수 및 시야 범위, 조명, 공급 구조, 처리량, ‘탈락’과 ‘오배출’로 구분된 정확도, 배출 성능, 소프트웨어 및 전환, 기계적 안정성을 기준으로 순위를 매기는 것을 의미합니다. 처음 네 가지 사양은 기계가 무엇을 볼 수 있는지를 결정하고, 다음 세 가지 사양은 본 것을 어떻게 처리할지를 결정하며, 마지막 두 가지 사양은 기계가 1년간의 생산 과정을 견뎌낼 수 있는지를 결정합니다.
아래 섹션들은 해당 결정을 내려야 할 순서대로 정리되어 있습니다. 해결 단계에서 발생한 오류는 이후의 업그레이드로 수정할 수 없기 때문입니다.
1. 광학 해상도: 메가픽셀이 아닌 픽셀당 마이크론
해상도는 부품 표면에서 1픽셀이 차지하는 물리적 면적으로 표기해야 하며, 감지해야 하는 가장 작은 결함은 최소 3픽셀에 걸쳐 있어야 하고, 측정해야 하는 모든 치수는 5픽셀 이상에 걸쳐 있어야 합니다.
픽셀 등가치는 시야 폭을 수평 픽셀 수로 나눈 값과 같습니다. 수평 픽셀 수가 2448개인 5메가픽셀 센서가 24mm 시야를 촬영할 경우, 픽셀당 약 9.8마이크론을 제공하며, 이는 30마이크론에 가까운 결함을 감지하고 50마이크론에 가까운 결함을 측정하기에 충분한 수준입니다. 동일한 센서를 60mm 화각에 적용하면 픽셀당 24.5마이크론을 제공하며, 대략 75마이크론 미만의 결함은 모두 감지하지 못하게 됩니다.
| 탐지 대상 결함 크기 | 해상도와 이에 적합한 하드웨어 |
| 100 마이크론 이상인 부품(예: 혼합 부품 등) | 200만 화소 센서, 광각, 고정 초점 렌즈 |
| 30~50 마이크론, 예를 들어 버(burr)나 도금 간극 등 | 500만 화소 센서, 25mm 미만의 화각, 낮은 왜곡 |
| 10~20 마이크론, 예를 들어 0.1mm 단자의 버 등 | 12 MP 센서 또는 텔레센트릭 광학계, 시야 10 mm 미만 |
| 10 마이크론 미만 | 협각 관측소, 텔레센트릭 광학계, 분리형 프레임 |
결함에서 역으로 계산해 봅시다. 결함의 최소 치수에 3을 곱한 값을, 해당 부품이 허용하는 가장 넓은 시야로 나눕니다. 광학 시스템이 포착하지 못한 세부 사항은 가공 과정을 통해 복원할 수 없으므로, 시야와 고정 장치를 좁히면 더 큰 센서를 사용하는 것보다 더 큰 이점을 얻을 수 있습니다. 치수 측정 작업에는 텔레센트릭 광학 시스템이 필요하며, 표면 검사에서는 0.1% 미만의 왜곡을 보이는 렌즈도 허용됩니다.
2. 카메라 수 및 시야 범위
카메라 수는 처리량 목표치가 아니라 결함이 있는 표면의 수에 따라 결정되며, 가장 흔한 오류는 상단 면은 완벽하게 촬영하면서도 나사산의 측면, 나사 머리 밑면 또는 스탬핑된 접점의 절단면은 전혀 포착하지 못하는 기계에서 발생합니다.
결함이 발견된 적이 있는 모든 표면을 음영 처리한 다음, 단일 방향에서 한 대의 카메라가 그중 어느 부분을 포착하는지 확인하십시오. 유리 디스크 위에 놓인 부품은 한 면만 보여주지만, 렌즈 앞을 지나가는 부품은 예측할 수 없는 여러 면의 조합을 보여줍니다. 회전하는 부품을 네 가지 시점에서 촬영한 네 대의 카메라는 네 개의 서로 다른 부품을 묘사합니다.
| 부품 유형 | 수락 여부를 결정하는 견해 |
| 나사, 볼트 및 너트 | 머리 상단, 머리 하단, 나사산 측면, 끝단, 굽힘부를 위한 사선 1개 |
| 스탬핑 가공된 접점 및 단자 | 위쪽, 아래쪽, 양쪽 가장자리, 버가 생기는 절단면 |
| 성형 고무 씰 및 O-링 | 외경, 내경, 양쪽 밀봉면 |
| 사출 성형 하우징 | 상단, 하단, 네 개의 측면 벽, 캐비티 측 표시 |
| 크리스탈 및 유리 부품 | 투영된 실루엣과 두 가지 반사된 모습 |
~에 있는 플랫폼들 광학 분류 기계 각 카테고리 간에는 센서 수보다는 부품을 안정적으로 유지하면서 한 번에 몇 개의 뷰를 표시할 수 있는지에 따라 차이가 더 큽니다. 구멍과 나사산 뿌리의 경우, 비스듬한 각도로는 구멍 바닥까지 도달할 수 없기 때문에 대개 축과 일치하는 스테이션이 필요합니다.
3. 조명 설계
조명은 명암 대비를 만들어내는 유일한 요소이며, 선택된 조명 하에서 명암 대비가 없는 결함은 어떤 알고리즘으로도 발견할 수 없으므로, 해상도를 확정하기 전에 샘플에 조명을 비추고 검토해야 합니다.
밝기가 아니라 기하학적 구조가 핵심입니다. 평평하고 거울 같은 표면에서는 동축광이 반사되어 움푹 패인 부분을 어두운 반점으로 만듭니다. 돔은 검은색 플라스틱 내부의 짧은 흠집을 가려버리는 반사광을 평평하게 만듭니다. 저각 다크 필드는 표면을 스치듯 비추어, 평평한 면은 어두운 채로 남는 반면 거친 부분은 빛나게 합니다. 역광은 치수 확인에는 탁월하지만 흠집 확인에는 무용지물인 실루엣을 남기며, 교차 편광 필터는 가공된 부품에서 반사되는 눈부심을 제거합니다.
| 재질 및 결함 | 대개 잘 통하는 간단한 기하학 |
| 가공되거나 도금된 금속, 흠집 및 거친 부분 | 저각 암시야, 교차 편광, 1회 채우기 |
| 짙은 색상의 성형 플라스틱, 성형 불량 및 유동 자국 | 돔형 확산과 높은 각도의 채움으로 공동을 채움 |
| 투명한 고무와 실리콘 | 가장자리용 백라이트, 오염 감지용 동축형 |
| 유리와 크리스탈, 흠집과 기포 | 칩은 암시야, 내포물은 투과광 |
| 부품이 누락된 조립품 | 두 가지 색상의 동축 플러스 링으로, 틈새에 따라 색조가 달라집니다 |
분당 수백 개 단위로 작업할 경우 노출 시간은 수십 마이크로초에 불과하므로, 트리거 신호에 맞춰 빛을 깜빡여야 합니다. 연속 출력은 하우징을 가열시키며, 0.1밀리미터만 성장해도 10마이크론 두께의 모서리가 뭉개집니다.
4. 공급 메커니즘 및 부품 취급
공급 구조는 기계가 어떤 부품 형상을 처리할 수 있는지, 취급 과정에서 발생하는 손상이 어느 정도인지, 그리고 전환에 걸리는 시간이 얼마나 되는지를 결정하므로, 컨베이어 속도를 논의하기 전에 사양에 명시되어야 합니다.
분리된 부품들은 여러 각도에서 촬영할 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 개별화되고, 정렬되며, 고정되어야 합니다. 유리 회전대는 투명한 디스크 위에 부품을 실어, 상단 및 하단 카메라가 하나의 표면을 공유하도록 하며, 도금된 나사산에 손상을 주지 않을 정도로 부드럽게 작동합니다. 인덱스 플레이트는 각 부품을 가공된 홈에 고정시켜 치수 측정 작업의 반복성을 보장합니다. 벨트는 평평한 부품을 연속적으로 이송하지만 주로 한쪽 면만 관찰할 수 있으며, 진동 트랙은 방향 제어 기능이 가장 적으면서도 가장 작은 부품을 가장 빠르게 공급합니다.
| 피딩 아키텍처 | 최적의 적합도와 상충 관계 |
| 유리 회전판 | 약 30mm 미만의 부품, 조심스럽게 취급, 테두리 부분 덮개; 디스크 흠집 |
| 인덱스 플레이트 | 일관된 배치를 위한 고정 포켓; 부품 번호별 공구 |
| 벨트 컨베이어 | 평평하거나 길쭉한 부분, 일직선 흐름; 측면과 밑면은 약함 |
| 진동 트랙 | 매우 작은 부품을 높은 속도로, 최저 비용으로 생산; 중첩으로 인해 오판정 발생 |
안정적인 지지면이 없는 부품의 경우, 별도의 기계보다는 맞춤형 네스트가 필요하며, 해당 공구는 장비와 함께 견적에 포함되어야 합니다. 다음과 같은 플랫폼은 유리 턴테이블 광학 분류기 한 번의 가공으로 두 면과 외경을 모두 확인해야 하는 공작물에 적합합니다. 공구는 눈에 띄지 않게 마모됩니다. 포켓이 0.05mm 마모되면 공작물이 초점 심도 밖으로 벗어나게 됩니다.
5. 명판 속도가 아닌 부하 상태에서의 처리량
정격 속도는 깨끗한 시료 흐름에서 검사 항목 하나를 대상으로 측정되며, 계획 수립의 기준이 되는 수치는 모든 항목이 작동 중이고 불량품이 배출되는 동안 측정된 처리량입니다.
분당 600개의 부품을 처리할 경우, 각 부품당 100밀리초의 시간이 주어지며, 이 시간 내에 이송, 모든 뷰에 걸친 이미지 획득, 처리, 판정 통합, 이젝터 스케줄링, 그리고 불량품이 라인에서 제거되었는지 확인하는 모든 과정을 완료해야 합니다. 존재 여부 검사에서 분당 1,200개의 부품을 처리하는 기계는, 12메가픽셀 이미지에서 10차원 및 외관 항목을 실행할 경우 500개를 처리할 수 있습니다.
| 사이클 타임 항목 | 분당 600개의 부품에 대한 일반적인 생산량 |
| 전송, 정산 및 트리거 | 스테이션당 25~35 ms |
| 4가지 관점에서 본 인수 | 15~25 ms |
| 뷰별 처리 | 8~20 ms |
| 결정 융합 및 거부 스케줄링 | 3~8 ms |
| 이륙 및 출발 확인 | 5~10 ms |
스테이션별 총량이 사용 가능한 사이클을 초과하는 경우, 해당 라인에는 병렬 스테이션을 추가하거나, 가장 빠른 레시피의 품목 수를 줄이거나, 작업 영역을 축소해야 합니다. 불량률이 명시된 로드된 데이터를 요청한 후, 그 결과를 상류 공정 중 가장 느린 스테이션의 결과와 비교해 보십시오.
6. 감사에서도 문제없이 통과되는 정확도 지표
단일 정확도 수치만으로는 충분하지 않습니다. 이는 비용을 초래하는 두 가지 오류, 즉 고객에게 전달되는 불량품과 폐기물로 버려지는 양품, 즉 누출률, 오거절률, 이월률을 감추고 있기 때문입니다. 따라서 이 세 가지 비율은 각각 별도의 표본 추출 방법을 적용하여 따로 명시해야 합니다.
중요한 것은 실험실 데이터 세트에서 올바르게 분류된 이미지의 비율이 아니라, 한 교대 근무 동안 불량 부품이 양품 통으로 빠져나가는 횟수이며, 그 횟수는 결함의 심각도, 방향 및 조명의 안정성에 따라 달라집니다.
| 미터법 | 정의 및 확인 방법 |
| 탈출률 | 발견되지 않은 결함 수를 발견된 결함 수로 나눈 값; 씨앗 200~500알 |
| 오거부율 | 제시된 양품 중 불량으로 판정된 양품의 수를, 제시된 양품의 수로 나눈 값 (속도 기준) |
| 이월 비율 | 불량품 1개당 양품이 배출되는 경우, 이는 자재 손실로 이어집니다. |
| 재현성 | 한 부분에 대한 30회의 심사는 모두 동일한 판정을 내려야 한다 |
| 계측기의 재현성 | 공차 소모에 따라 기준값을 기준으로 반복 측정 |
수락 표본 조사는 단순한 논리보다는 인정된 방식을 따라야 한다. AQL 시스템은 ISO 2859-1 수락 품질 한도별로 색인화된 로트별 계획을 제공하여, 합의된 불량 허용률을 양측이 출하된 로트에 적용할 수 있는 기준치로 전환합니다. 단 하나의 불량 버가 고객 생산 라인을 중단시키는 프로그램의 경우, 본 사례에서 적용된 바와 같이 별도의 한도가 설정된 심각도 등급을 추가합니다. 자동차 패스너 광학 분류 솔루션. 감도를 높이면 누락이 줄어들고 오판이 늘어나므로, 그 균형은 후속 공정에서 발생하는 결함 비용에 따라 달라집니다.
7. 배출 시스템: 노즐 밀도, 반응 시간, 공기 소비량
이젝션 성능은 올바른 결정이 올바른 실행으로 이어지는지를 좌우하므로, 실제 사이클 속도에서 노즐 간격 대 부품 피치, 밸브 응답 시간 및 지속 공기 소비량으로 명시되어야 합니다.
기계가 모든 부품을 정확하게 분류하더라도, 제트 분사가 늦게 나오거나, 범위가 넓거나, 아예 나오지 않는다면 결함 제품을 출하하게 될 수 있습니다. 10mm 간격으로 배치된 노즐로는 인접한 부품에 영향을 주지 않고 4mm 크기의 부품을 분리할 수 없습니다. 초당 300 mm로 이동하는 부품에 10 밀리초의 지연이 발생하면 3 mm의 위치 오차가 발생하며, 지속적인 공기 소비량에 따라 기존 압축기로 기계를 구동할 수 있는지 여부가 결정됩니다.
| 이젝션 매개변수 | 무엇을 물어봐야 하며, 왜 중요한가 |
| 노즐 피치 및 개수 | 최소 부품 피치에 맞춘 간격; 간격이 너무 넓으면 인접 부품과 맞지 않음 |
| 밸브 응답 시간 | 슬로우 밸브는 라인 속도에서 불량 판정 범위를 흐리게 만든다 |
| 지속적인 공기 소비량 | 분당 입방미터(배출률 포함, 피크값 아님) |
| 대기 질 | 물과 기름의 여과; 오염 물질로 인해 밸브가 고착됨 |
| 출발 확인 | 센서가 불량품이 왼쪽으로 이동했음을 감지하므로, 막힌 노즐은 숨길 수 없다 |
8. 소프트웨어, 레시피 및 전환
소프트웨어는 검증된 레시피가 다음 교대 근무 및 다음 부품 번호에서 얼마나 빠르게 재현될 수 있는지를 결정하므로, 전환 시간, 레시피 버전 관리 및 데이터 내보내기 기능은 검출 기능과 함께 사양에 포함되어야 합니다.
검출 기능은 시연에서 확인할 수 있지만, 레시피의 체계성은 그렇지 않습니다. 이는 검증된 성능으로 작동하는 기계와 단 한 명의 숙련된 작업자에 의존하는 기계를 구분 짓는 요소입니다. 레시피에는 채널별 조명, 노출, 관심 영역, 임계값, 배출 지연 시간 및 품목 목록이 포함되어야 하며, 야간 교대 근무의 변경 내역을 추적할 수 있도록 버전 관리가 이루어져야 합니다. 측정된 전환 절차를 요청하고, 검증된 레시피를 두 번째 기계에 복사할 수 있는지 확인하십시오.
고객이 제품뿐만 아니라 공정까지 감사하는 경우, 데이터 출력은 인수 검수의 일부입니다. 기계는 시작 및 정지를 위한 핸드셰이크 신호와 더 상세한 데이터를 위한 표준 프로토콜을 갖춘, 문서화된 인터페이스를 제공해야 합니다. OPC UA는 OPC 재단,는 감독 시스템으로 연결되는 일반적인 경로인 반면, EtherNet/IP, PROFINET 및 Modbus TCP는 컨트롤러 간 연결을 담당합니다.
9. 기계적 안정성, 환경 및 서비스 접근성
기계적 안정성은 시운전 시 측정된 정확도가 온도 변화, 인근 프레스의 진동, 그리고 1년간의 생산 과정을 견뎌낼 수 있는지 여부를 결정하므로, 프레임 강성, 진동 차단 및 교정 접근성은 광학 사양과 동일한 사양 항목에 포함되어야 합니다.
광학 장치와 부품 사이에서 마이크론 단위로 휘어지는 프레임은 반복 정밀도를 저해하며, 유일한 증상은 불량률의 변동입니다. 0.01mm 이하에서는 주조 또는 화강암 베이스를 사용하는 것이 강성을 확보하기 위한 선택이며, 50미터 떨어진 프레스기조차 5마이크론 두께의 모서리를 흐리게 만들 수 있으므로 프레스기로부터 격리되어야 합니다. 작업장 온도가 섭씨 12도에서 35도 사이로 변동하면 보정 기능이 없는 기계의 초점이 이동하므로, 명시된 온도 범위인 20도 ±5도가 현실적인 기준입니다.
서비스 접근성은 가장 눈에 띄지 않는 요소이지만, 장기적인 생산 수율을 좌우하는 핵심 요소입니다. 렌즈는 교대 근무 단위로 정해진 일정에 따라 세척해야 하고, 교정에는 기준 표준물이 필요하며, 노즐은 가동 시간에 연동된 주기로 점검해야 합니다. 평균 수리 시간(MTTR), 예비 부품 납기, 원격 진단 기능에 대해 문의하십시오. 카메라 모듈을 기다리는 데 3주가 걸리는 기계는 수율을 전혀 내지 못하기 때문입니다.
10. 서명하기 전에 9가지 사양을 모두 확인하는 방법
검증이란, 견적서에 명시된 정확한 사양에 따라 모든 검사 항목을 활성화한 상태에서 자사 부품을 직접 테스트하고, 그 결과를 카탈로그 수치 대신 측정값으로 수락 조항에 기재하는 것을 의미합니다.
수락 테스트는 사양이 법적 구속력을 갖게 되는 단계입니다. 각 결함 유형별로 통제하고자 하는 심각도 등급에 따라 결함을 의도적으로 포함시킨 500개 이상의 제품을 3개 생산 로트로 보내고, 유형별 누락 결함 수와 오거절 수를 파악해야 합니다.
| 수락 테스트 | 무엇을 기록해야 할까요? |
| 표본 집합 | 결함이 있는 제품이 포함된 500개씩 3랏 |
| 로딩 속도 | 30분 동안 분당 개수를 일정하게 유지, 불량률 명시 |
| 이탈 및 오거절 | 결함 유형별로 집계하며, 절대 합산하지 않음 |
| 재현성 | 동일한 판결이 내려진 한 부분에 대한 30회의 심의 |
| 전환 | 레시피 로딩 및 첫 번째 제품 검사를 포함한 시간 기반 스왑 |
| 문서 | 결함 이미지, 레시피 백업, 교정 증명서, 예비 부품 목록 |
청구서 상의 금액이 아니라 투자 회수 기간 동안의 비용을 기준으로 평가해야 합니다. 인건비 절감 효과는 교대당 2~4명의 검사원으로 쉽게 산정할 수 있는 반면, 오판으로 인한 불량 판정 감소로 인한 수율 회복 효과는 그 규모가 더 크지만 파악하기가 더 어려운 경우가 많습니다. 투자 회수 기간은 보통 12~30개월이며, 이 기술의 적용 분야는 반도체 산업용 광학 선별 솔루션 해당 지역은 탈출 비용만으로도 더 높은 자본 비용을 정당화할 수 있다.
자주 묻는 질문
아래의 세 가지 질문은 구매 담당자들이 가장 마지막에 확인하는 사항, 즉 광학 검사로는 파악할 수 없는 부분, 이 장비가 기판 수준 검사(board-level inspection)와 어떻게 다른지, 그리고 새로운 부품 번호가 출시되기까지 얼마나 걸리는지에 대해 다룹니다.
광학 선별기는 표면 아래에 있는 결함을 감지할 수 있습니까?
아닙니다. 영상 검사는 부품에서 반사되거나 부품을 투과한 빛을 기반으로 하므로, 표면까지 도달하지 않는 내부 공극, 내포물, 균열 및 경도 편차는 어떤 해상도에서도 감지할 수 없습니다. 이러한 결함 유형을 확인하려면 방사선 촬영, 초음파 검사 또는 와전류 검사가 필요하며, 이는 위험도에 맞춰 설계된 두 번째 검사 단계가 필요함을 의미합니다. 도면에 내부 기공이 불합격 기준으로 명시되어 있다면, 이를 다른 공정 단계로 배정하십시오.
광학 선별기와 AOI의 차이점은 무엇인가요?
자동 광학 검사(AOI)는 고정된 위치에 놓인 기판을 촬영하여, 기준에 따라 부품 배치, 극성 및 납땜 접합부를 검사하며, 일반적으로 불량품을 제거하기보다는 검사 결과를 보고하는 방식으로 작동합니다. 광학 선별기는 대량으로 투입된 개별 부품을 처리하여 기계적으로 분리 및 정렬한 후, 생산 속도에 맞춰 여러 면을 검사하고 불량품을 배출합니다. 이미징 기능은 중복되지만, 취급 및 처리량 측면의 경제성은 서로 다릅니다.
새로운 부품 번호를 검증하는 데 얼마나 걸리나요?
기존 플랫폼 및 공구에 맞는 부품의 경우, 1~3주가 소요됩니다. 이 중 2~5일은 시제품 테스트, 레시피 구축, 첫 제품 승인 및 공정 능력 검증에 할당됩니다. 새로운 포켓이 필요하거나 시야각이 추가된 부품의 경우 4~6주가 소요되며, 이 중 대부분은 금형 제작에 걸리는 시간입니다. 예비 스테이션과 문서화된 레시피 템플릿을 활용하면 이후의 모든 출시 기간을 단축할 수 있습니다.