백래쉬(Backlash)란?

🔍 혹시 이런 증상 겪어보셨나요?

한 방향으로 이동할 때는 촬영 위치가 정확한데, 방향이 바뀌는 순간만 이미지가 어긋납니다.

카메라도 바꿔보고, 조명도 조정해봤는데 해결이 안 됩니다.

원인은 카메라가 아닙니다. 기계 구조에서 오는 '백래쉬'가 트리거 타이밍을 망치고 있는 겁니다.

백래쉬(Backlash)란? — 기어의 '헛도는 구간'

볼스크류, 기어, 체인으로 스테이지를 움직일 때, 방향을 바꾸는 순간 실제로 이동하기 전에 짧은 '헛도는 구간'이 존재합니다.

💡 쉬운 비유 — 자동차 핸들

핸들을 왼쪽에서 오른쪽으로 돌릴 때, 처음 몇 도는 바퀴가 반응하지 않고 핸들만 도는 구간이 있죠.

그게 백래쉬입니다. 기계 부품 사이의 유격이 채워질 때까지 실제 이동은 일어나지 않습니다.

문제는 이 구간에서도 엔코더는 모터 회전을 기준으로 펄스를 계속 카운팅한다는 점입니다.

스테이지는 아직 안 움직였는데, 엔코더 카운터는 "이미 앞으로 갔다"고 인식하는 상황입니다.

MCU 기반 트리거 분배기는 이 허수 펄스를 그대로 믿고 카메라 촬영 신호를 내보냅니다. 결과적으로 스테이지가 움직이지 않은 자리에서 찍히거나, 목표 위치를 이미 지나쳐서 찍힙니다.

📷 [이미지] 볼스크류 방향 전환 시 백래쉬 유격 모식도

실제로 얼마나 틀어지나요?

라인 조건을 직접 입력해서 확인해보세요.

📐 위치 오차 계산기

라인 속도 (mm/s) 400

MCU 처리 지연 (μs) 30

백래쉬 유격 (μm) 30

MCU 지연으로 인한 위치 오차 12.0 μm

백래쉬로 인한 추가 오차 30 μm

총 위치 오차 (MCU 방식) 42.0 μm

ETIO 적용 시 (100ns 기준) ~0.04 μm

해상도 10μm 수준의 검사에서 40μm 이상 오차는 치명적입니다. 소프트웨어 보정으로는 한계가 있습니다.

---

MCU vs ETIO — 백래쉬 대응 비교

비교 항목	❌ MCU 방식	✅ ETIO (FPGA)
백래쉬 구간 처리	허수 펄스 그대로 카운팅 → 오트리거 발생	방향 전환 감지 즉시 자동 스킵
보정 방식	소프트웨어 사후 처리 (트리거 발생 후)	하드웨어 사전 차단 (트리거 발생 전)
가변속 대응	속도 변동 시 보정 타이밍 자체가 틀어짐	속도 무관 — 펄스 카운트 기반 처리
다채널 일관성	채널마다 보정 편차 발생	전 채널 동일 로직 병렬 처리

ETIO의 해법 — Compensational Counting

헛도는 구간을 FPGA 하드웨어가 직접 감지해서 카운팅에서 제외합니다. 소프트웨어가 아닌 회로 레벨의 처리입니다.

1

A/B 2상 엔코더를 클럭 단위로 동시에 읽어 방향 전환을 즉시 감지

2

백래쉬 구간 진입과 동시에 보정 카운트를 차감 → 트리거 발생 억제

3

기구물이 실제로 이동을 시작하는 시점부터 카운팅 재개 → 정확한 트리거 발생

MCU 방식은 이미 트리거가 발생한 뒤 보정을 시도하지만,
ETIO는 백래쉬 구간에 진입하는 순간 하드웨어가 트리거 자체를 막습니다.

이런 라인에서 효과가 큽니다

🔵

반도체 웨이퍼 / 패키지 AOI

XY 스테이지 왕복 스캔에서 매 행마다 방향 전환이 발생합니다. 속도가 빠르고 해상도 요구가 높을수록 백래쉬 오차의 영향이 커집니다.

🟡

2차전지 전극 롤투롤 검사

장력 변동이나 슬리터 통과 시 미세한 역방향 유격이 생깁니다. 전극 에지 검사 이미지가 어긋나는 원인이 여기 있는 경우가 많습니다.

🔴

자동차 부품 왕복 검사

정지 후 재출발 시 관성으로 인한 역방향 미세 이동이 발생합니다. 엔코더 A상만 연결된 라인이라면 이 구간에서 카운터 오류가 누적됩니다.

왕복 구간 불량 미검출, 장비 교체 전에 먼저 확인하세요

현재 트리거 구성을 알려주시면 ETIO 적용 가능 여부와
기대 효과를 무료로 검토해드립니다.

✉ kiwi@swtec.co.kr 📞 031-479-6530 🌐 swtec.tistory.com