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바코드 판독 보완해 프로세스 최적화
바코드 판독 보완해 프로세스 최적화
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  • 승인 2016.11.15 15:25
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코그넥스 익스플로러 RTM

바코드 판독은 자동화된 공정 프로세스를 구현하는 핵심 요소 중 하나다. 만약 라벨이 잘못된 위치에 부착되거나 구겨진다면 원활한 프로세스 진행에 지장을 받게 된다. 코그넥스 익스플로러 RTM은 강력한 머신 비전 알고리즘을 통해 바코드 판독 시스템을 보완함으로써 라벨 오류가 프로세스에 미치는 영향을 최소화하고 비용과 시간 낭비의 위험을 피할 수 있게 한다.
자료제공 | 코그넥스코리아(www.cognex.co.kr)

01 라벨 무결성 확보
문제점 : 고속 생산라인에서 라벨 애플리케이션 오류는 단순한 문제가 아니다. 다음 단계에까지 문제를 유발시킬 수 있기 때문이다. 플래그되어 있거나 구겨지고 경계선을 넘어간 라벨은 물론 다중 라벨들은 모두 바코드 리더기 판독을 어렵게 하는 요인이다. 문제점은 특히 공정 후반에 가장 확실하게 드러난다. 플래그된 라벨은 떨어져 나갈 수도 있고, 구겨진 라벨은 유통설비의 스캐너로 판독이 불가능할 수 있다. 또 박스 경계선을 넘어 부착된 라벨은 결국 트럭에서 뭉개져 바코드가 폐색될 수 있으며, 다중 라벨 패키지는 잘못된 목적지로 배송될 가능성을 높인다.

▲ 오류를 유발하는 라벨 부착 사례
솔루션 : PatMax·블롭(Blob)·캘리퍼(Caliper)·히스토그램(Histogram) 등 패키지의 풀 이미지를 캡처하는 전용 카메라 기반의 코그넥스 비전 툴은 이미지를 조정해 공정 초반에 라벨 오류의 결함을 제거할 수 있다.
비전 과제 : 특히 물류분야에서 이러한 종류의 검사는 더욱 복잡해질 수 있다. 라인속도 변경, 넓은 초점심도, 박스 및 라벨의 변화는 모두 어려움을 초래하는 요인들이다. 하지만 RTM을 통해 이러한 검사를 적절하게 설계하고 해결한다면, 공정 효율을 향상시키는데 유리하다.

02 자재 관리 오류 해소

▲ 박스 회전 과다로 발생한 판독 오류
문제점 : 한 고객은 선적 레인의 판독률 오류의 원인을 확실하게 파악하지 못하는 문제가 발생했다. 이 고객은 DataMan 바코드 리더기에서 직접 패키지의 오판독(No Read) 이미지를 캡처하는데, 당초 규격을 넘어선 박스의 회전이 문제의 근본적인 원인임을 RTM을 사용해 파악했다.
솔루션 : VisionPro 가장자리 툴을 사용하여 오판독 이미지를 박스 회전(0~10도, 10~20도 등)에 따라 종류별로 분류함으로써 문제를 파악했다. 이를 통해 시간을 낭비하지 않고 자재관리에 주력할 수 있게 됐다.
비전 과제: 자재관리에서 발생하는 스큐나 회전, 트리거 포지셔닝과 관련된 문제는 RTM으로 해결할 수 있다.

▲ 특수 위험 물질 스티커를 다른 스티커가 가리는 US DOT 위반 인지
03 위험물질 라벨 요건 준수
문제점 : US DOT(United States Department of Transportation)는 리튬이온 배터리와 같은 위험물질을 포함하고 있는 모든 패키지에 특수 위험물질 스티커를 부착하도록 규정하고 있다. 이를 준수하지 않을 경우에는 건당 7만 5000달러 이상의 과태료가 부과된다. 또 선적 시 다른 라벨이나 테이프 등에 의해 위험물 표시 스티커 일부분이라도 가려지지 않도록 해야 한다.
솔루션 : PatMax는 위험물질 라벨의 유무여부를 확인하고, 가장자리 부분의 무결성을 검증하기 위해 다른 툴의 고정여부를 확인하는 데 적합하다.
▲ 비전 툴과 보정 작업을 통한 라벨 배치 측정
비전 과제 : US DOT의 과태료는 비전 시스템의 ROI(Return-on-Investment)를 간단히 보여주는 사례로, 대부분의 고객은 리스크를 피하기 위해 패키지의 다섯 면(패키지의 전면과 후면)에서 모두 라벨 의 무결성을 검증하기를 원한다.

04 라벨 배치 정확도 향상
문제점 : 라벨 배치의 정확도는 몇몇 고객에게는 중요한 문제이다. 대부분의 경우, 협력업체들이 패키지에 추가로 라벨을 부착하기 때문에 선적 라벨이 박스의 적절한 부분에 배치되는 것은 중요하다.
솔루션 : 비전 툴과 보정작업을 이용해 RTM은 라벨의 배치를 측정하고, 패키지를 다시 반송할 것인지의 여부를 판단할 수 있도록 PLC로 해당 정보를 내보낸다.
비전 과제 : 이 검사는 고속 생산라인에서 모든 패키지의 여러 면에서 진행되어야 한다. 이미지만 제공하는 카메라는 박스를 확대해서 보는데 사용할 수 있으며, 프로세싱 시간이 충분하다면 RTM은 라벨 크기가 바코드와 부합되는지 실시간으로 확인할 수 있도록 검사 데이터를 마스터 DataMan 바코드 리더기에 다시 전송할 수 있다.

05 크로스-벨트 분류기 인덕션 정밀도 제고
문제점 : 크로스-벨트(Cross-Belt) 분류기를 사용하는 고객들은 타이밍 및 이중 검출과 관련된 문제로 어려움을 겪고 있다. 패키지는 전면 및 후면 이송기의 ‘데드존(Dead Zone)’에 배치되기도 하는데, 이때 분류 오류를 초래할 수 있다.
솔루션 : 모든 이송기의 카메라를 트리거링하고, 간단한 블롭 분석을 이용함으로써 RTM은 패키지의 정확한 위치를 판단할 수 있다. 만약 여러 패키지가 있는 경우, 선행 또는 후행 데드존이 위반되었는지에 대한 정보를 제공할 뿐 아니라 궁극적으로 이송기의 가장자리를 기준으로 패키지의 배치를 보여주는 적외선 열지도를 생성할 수 있다.
비전 과제 : 이 검사에는 3D 센서가 사용되지 않았다. 따라서 이중 검출의 정확도에 한계가 있을 수 있다. 만약 두 개의 패키지가 분리돼 있다면, 두 개의 뚜렷한 블롭으로 확인할 수 있다. 아이템이 가까이에 닿아 있을 경우에는 보다 첨단의 시야계 분석을 사용해 종횡비와 코너지점을 판단해야 한다. 아이템이 서로 포개져 있거나 동일한 크기이거나 완전히 옆에 붙어있다면 검출이 거의 불가능하다.

▲ 패키지 배치 적외선 열지도 생성

06 바코드 및 이미지 검색 강화
문제점 : 주문된 물건을 처리해야 하는 고객들은 아이템이 결함없이 설비에서 반출되었음을 입증하는 사진 자료가 필요하다.

▲ 5면 이미지와 바코드 결합
솔루션 : 5면 이미지와 바코드를 결부시킴으로써 바코드를 입력하는 것으로 검색이 가능한 웹-기반 데이터베이스를 구축할 수 있고, 선적될 때 정확하게 패키지를 확인할 수 있다.
비전 과제 : 모든 패키지의 여러 사진을 촬영하면 네트워크 상의 상당한 부하를 초래할 수 있다. IT 네트워크 인프라가 이러한 데이터 규모를 처리할 수 있도록 유지하는 것이 중요하다.

07 정확한 특허-기반 분류 실행
문제점 : 이 고객은 높은 판독률로 패키지의 바코드를 판독하기 위해 DataMan 리더기를 사용하고 있다. 하지만 분류에 필요한 라벨 상의 정보 중에 바코드에 정확하게 인코딩되지 않은 정보들이 존재했다.
솔루션 : DataMan의 ‘판독(Read)’ 이미지에는 선적 라벨의 전체보기가 포함돼 있다. 따라서 RTM은 패턴을 찾기 위해 PatMax를 사용하고, 이 부가 정보를 기반으로 PLC에 신호를 전송함으로써 패키지를 우회시킬 수 있다.

▲ 패턴 기반의 분류 실행
비전 과제 : 충분한 해상도의 패턴을 찾는 것이 성공의 핵심이다. PatMax는 이미지의 선명도, 각도, 스케일링에서는 여유가 있지만, 픽셀 해상도는 대체 불가능하다.

08 바코드 판독 보완
문제점 : 몇몇 고객은 라벨 상의 바코드가 종종 누락되거나 스펙에 부합하지 않아 판독률이 크게 저하되는 상황에 직면해 있다.

▲ OCP로 바코드 판독 보완
솔루션 : 강력한 OCRMax 소프트웨어를 이용함으로써 RTM은 라벨 상의 스트링을 디코딩해 DataMan 리더기와 PLC를 통해 다시 전달할 수 있다. 이후 PLC는 적절하게 패키지를 우회시킴으로써 해당 레인이 적체되는 것을 방치할 수 있다.
비전 과제 : OCRMax 툴의 안정성 및 재연성은 인쇄된 문자의 품질·크기·일관성에 좌우된다. 텍스트가 전면에 많은 픽셀로 일관된 위치를 유지한 경우에는 훌륭하게 처리되지만, 소형 프린트나 다중 텍스트 라인을 이용하는 애플리케이션에서는 주의가 필요하다.

09 HMI 솔루션 시각화

▲ HMI 성능 시각화
문제점 : 한 HMI 이용 고객은 자사의 터널 및 비전 시스템의 성능을 시각화하고자 했다.
솔루션 : 기본적으로 RTM은 수집되는 데이터를 처리하기 위해 맞춤형으로 제작된 HMI(Human Machine Interface) 애플리케이션의 호스트로 사용될 수 있으며, 판독률 및 비전 검사는 표준 웹 서비스를 통해 액세스할 수 있다.
비전 과제 : 맞춤형 개발 작업은 고객의 애플리케이션에 적합하도록 처리돼야 한다. RTM은 이러한 정보를 노출시킬 수 있기 때문에 데이터 시각화 및 분석 대시보드, 그리고 유저 인터페이스를 제한없이 처리할 수 있다.


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