자동차 차체 부품의 접착 비드 검사
Stereo ace 3D 카메라가 접착 도포 불량을 조기에 정확하게 검출
- 고객
- 마인드트레이스(Mindtrace)
- 위치
- 맨체스터, 영국
- 날짜
- 2026년 3월
차체 조립 공정(BIW, Body-in-White) 부품을 접착할 때, 구조용 접착제에 대한 신뢰성 높은 인라인 검사는 안전 규정을 준수하고 비용이 많이 드는 재작업을 최소화하기 위해 필수적입니다. Mindtrace의 비전 시스템에 통합된 Basler의 stereo ace 3D 카메라는 수작업 검사 대비 정확도와 사이클 타임 측면에서 요구사항을 훨씬 효과적으로 충족합니다. 또한 저대비 재질에서도 부품과 접착 비드를 포인트 클라우드 형태의 정밀한 3D 구조 데이터로 제공하여, 후속 AI 분석을 가능하게 합니다.
자동차 산업에서 3D 스테레오 비전을 통한 신뢰성 높은 결함 검출
고속 사이클의 차체 조립(BIW) 생산 라인에서는 구조용 접착제에 대한 100% 검사가 안전 확보에 매우 중요합니다. 이는 누설을 방지하고 소음 및 진동 감쇠를 위한 NVH(Noise, Vibration and Harshness) 요구사항을 충족하는 데 도움이 됩니다. 3D 스테레오 비전 기반 비전 시스템은 블랙 온 블랙, 유리 위 투명 소재 등 대비가 낮거나 반사가 강한 재질에 대해서도 실시간 검사에 적합합니다.
생산 공정 전반에서 정밀한 의사결정을 지원합니다.
이미지 전처리의 목적은 비평면 차체 쉘 부품에 접착 비드를 도포할 때, 규정된 공차를 기준으로 비드 품질을 비전 AI로 평가하는 것입니다. 여기에는 전체 도포 경로에 걸친 비드 형상, 즉 높이, 폭, 연속성뿐만 아니라 부품 에지까지의 거리도 포함됩니다. 스테레오 비전 카메라를 이용한 3D 데이터 취득과 고정밀 3D 포인트 클라우드(point cloud) 출력은 Mindtrace Brain-Sense™ AI가 정밀한 계산을 수행할 수 있도록 합니다. 이를 기반으로 실시간에서 결정론적 합격/불합격 판정을 수행하며, 결함이 있는 부품을 조기에 배제할 수 있습니다.
AI 솔루션은 각 검사 항목에 대해 다음과 같은 추가 정보를 제공합니다.
비드 도포 과정에서 발생하는 단절은 갭 길이에 대한 측정값으로 제공됩니다.
접착 비드는 녹색으로 세그멘테이션 되며, 비드 라인의 일부가 에지까지의 거리가 공차를 벗어날 경우 해당 구간은 빨간색으로 표시됩니다.
3D 스테레오 비전이 접착 비드 검사에 적합한 이유는 무엇일까요?
체적 일관성: 2D 카메라와 달리 스테레오 카메라는 접착 비드의 실제 높이(Z축)를 계산합니다. 이를 통해 비드가 갭으로 이어지기 전에 두께 감소를 사전에 검출할 수 있습니다.
글레어 내성: 두 개의 시점에서 획득한 이미지를 비교함으로써, 단일 2D 카메라에서 발생하는 반사 표면의 글레어 영향을 효과적으로 제거할 수 있습니다.
다양한 자동차 모델의 대한 대응 유연성: 넓은 시야각과 큰 심도를 통해 로봇의 차종 변경 시 전환 시간을 최소화할 수 있습니다. 높이가 다른 부품에 대해서도 로봇은 소폭의 위치 조정만으로 대응할 수 있습니다.
처리 시간: 3D 라인 스캐너와 레이저 기술은 한 영역을 점 단위로 스캔합니다. 반면 스테레오 카메라는 단 몇 초 만에 깊이 정보로부터 완전한 3D 이미지를 생성합니다.
3D 스테레오 비전은 2D 카메라와 3D 레이저 프로파일 측정 장비보다 우수한 성능을 제공합니다.
스테레오 비전 시스템은 수작업 검사, 2D 비전 솔루션, 그리고 프로파일 센서와 같은 3D 레이저 기술과 비교할 때 가격, 속도, 대응 가능한 소재 범위, 표면 품질 측면에서 분명한 장점을 제공합니다. 2D 솔루션은 비평면 부품, 반사 표면, 저대비 소재를 검사하기에는 정확도가 충분하지 않습니다. 또한 3D 프로파일 센서와 수작업 검사는 생산 공정의 빠른 사이클 타임을 따라가기 어렵습니다. 완전 자동화된 공장에서는 비용이 큰 재작업과 이후 발생할 수 있는 리콜을 반드시 방지해야 합니다. 단일 생산 셀에서 발생하는 지연만으로도 전체 생산 공정이 중단될 수 있습니다. 스테레오 비전은 오류율 0.5% 미만의 매우 낮은 수준으로 다른 검사 방식보다 뛰어난 성능을 제공합니다.
Basler 스테레오 에이스가 포함된 비전 시스템: 부품 검사의 신뢰성과 효율성
비전 시스템에서 Basler Stereo ace는 단 한 번의 촬영으로 각 부품에 대한 정확하고 포괄적인 3D 및 컬러 데이터를 제공합니다. Mindtrace AI 및 NeuroForge 생산 셀과 결합하면 복잡한 표면을 가진 부품도 수 초 내에 검사하고 결함을 안정적으로 검출할 수 있습니다. 이를 통해 생산 흐름에 큰 지연 없이 불량품 선별과 재작업을 효율적으로 관리할 수 있습니다.
수 초 내에 완성되는 정밀 품질 관리
두 대의 표준 RGB 카메라로 구성된 Basler Stereo 컬러 카메라는 생산 셀에 직접 통합됩니다. 로봇은 40초마다 부품을 카메라 앞으로 이송합니다. NeuroForge ™ 생산 셀은 단 한 번의 이미지 획득으로 전체 부품을 캡처하며, 이를 통해 3D 프로파일 센서보다 복잡한 자유곡면에 대해 더욱 정밀한 품질 분석을 수행할 수 있습니다. 3D 프로파일 센서는 로봇이나 부품이 크게 이동할 경우 좁은 레이저 라인 범위를 벗어난 영역을 측정하지 못합니다. 스테레오 카메라는 고정밀 3D 포인트 클라우드와 RGB 이미지를 제공하며, Mindtrace AI는 이를 기반으로 접착 비드 도포 품질을 신뢰성 있게 식별하고 구분합니다.
AI는 접착 비드의 단절이나 부품 에지까지의 거리 불량과 같은 사전 정의된 공차 이탈을 검출합니다. 또한 5초 이내에 해당 부품의 불합격 여부를 판단합니다. 이는 기존 공정 대비 큰 개선입니다. 불합격 부품이 발생하더라도 사이클 타임 내에 대체 부품을 확인하고 투입할 수 있는 충분한 시간이 확보됩니다.
100% 결함 감지를 위한 최고의 카메라 정밀도
카메라 선정 과정에서 Mindtrace는 Basler의 기술 전문성과 영국 유통 파트너인 OEM Automatic의 지원을 활용했습니다. 해당 애플리케이션에는 Basler Stereo ace 100 컬러 카메라 STA-100-547C-082609-W가 적용되었으며, 두 대의 Basler ace 2 RGB 카메라 사이 기준 거리 100 mm, 각각 5 MP 해상도를 제공합니다. 이 시스템은 0.6 m에서 2 m까지의 유연한 작업 범위를 지원하며 0.10 mm에서 1.13 mm 수준의 깊이 해상도를 제공합니다. 또한 GigE 카메라는 pylon SDK 소프트웨어를 통해 기존 생산 환경에 신속하게 통합할 수 있습니다.
공장 출하 시 교정과 동적 자체 보정 기능을 통해 높은 측정 정확도를 제공합니다.
통합된 LED 패턴 프로젝터를 통해 까다로운 표면에서도 높은 신뢰성을 확보하며, 주변광이나 일반 LED 조명 환경에서도 안정적으로 동작합니다.
최소 지연 시간으로 더 짧은 사이클 타임을 지원합니다.
넓은 시야각과 큰 심도를 통해 정밀한 부품 검출이 가능합니다.
스테레오 비전은 로봇 시스템이 적용된 자동차 산업의 인라인 검사에 가장 적합한 선택입니다. 표준 카메라 시스템의 속도와 유연성을 유지하면서 안전에 중요한 접착 비드 검사를 위한 3D 데이터를 생성합니다.
Basler Stereo 카메라는 생산 사이클 내에서 정밀하고 고해상도의 3D 데이터를 제공합니다. 반사 표면이나 저대비 표면에서도 단 한 번의 촬영으로 접착 비드를 정확하게 측정할 수 있었습니다. 이는 2D 또는 레이저 기반 시스템보다 더 높은 신뢰성을 제공합니다.
검사 솔루션의 확장성과 장점
접착 비드 검사에서의 성공적인 적용 이후, 이 솔루션은 자동차 제조 산업의 다른 고객사로 확대 적용될 예정입니다. 또한 표면 결함 검출(덴트, 스크래치 등)과 같은 새로운 애플리케이션 영역과 기타 깊이 기반 검사 작업으로도 확장 개발될 계획입니다. 구현된 스테레오 비전 솔루션은 다음과 같은 장점을 제공합니다.:
수작업 검사 제거를 통한 인건비 절감
불량품, 재작업 및 리콜 비용 최소화
초기 생산 품질 향상 및 생산 처리량 증가
이 비전 솔루션에 사용된 Basler 3D 스테레오 비전 카메라
마인드트레이스 소개
Mindtrace Ltd.는 영국 맨체스터에 본사를 둔 산업용 AI 선도 기업으로, 스마트 제조 혁신을 이끌고 있습니다. Brain-Sense AI 플랫폼은 98% 이상의 검출 정확도를 달성하여 결함을 사실상 제거하면서 동시에 비용을 절감합니다. 또한 글로벌 기업들과 협력하여 복잡한 데이터를 생산 현장에서 실행 가능한 생산성으로 전환하는 엔드투엔드 컴퓨터 비전 솔루션을 제공합니다.