16장 3D 검사 라인 구축 시 반드시 피해야 하는 7가지 실수

3D 검사는 매우 민감한 기술입니다.
작은 실수 하나가 전체 품질을 흔들 수 있습니다.

✅ 이런 문제가 있다면, 라인 구성 자체에 실수가 있을 가능성이 큽니다

• 3D 프로파일이 불규칙하게 찢어지거나 튐
• 속도만 조금 바뀌어도 결과가 달라짐
• 높이(Z) 값이 위치마다 일정하지 않음
• 패턴 조명이 불안정하게 보임
• 같은 제품인데 라인별 측정값이 다름

👉 대부분은 소프트웨어 문제가 아니라
라인 구축 단계에서 발생한 구조적 오류입니다.

 

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1️⃣ 실수 1 — 타이밍 기준점이 없다 (또는 제각각이다)

3D 검사에서 가장 중요한 것은 Time Reference, 즉 기준점입니다.
엔코더 → 트리거 → 조명 → 카메라가 모두 같은 기준점에서 움직여야 합니다.

❌ 잘못된 사례

• PLC에서 트리거 생성
• 조명은 별도 컨트롤러 기준
• 카메라는 내부 타이밍 기준 사용

➡ 결과: 프로파일이 계속 흔들림

✅ 해결
FPGA 기반 Zero Delay 타이밍 기준으로 통일

 

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2️⃣ 실수 2 — 엔코더 파형 검증 없이 라인을 세팅한다

3D 검사에서 가장 많이 발생하는 오류 중 하나가 엔코더 노이즈입니다.

• A/B 위상 깨짐
• 펄스 드롭
• 가짜 펄스
• 펄스 폭 불규칙

이 문제를 확인하지 않고 라인을 시작하면
➡ 아무리 보정해도 라인은 절대 안정되지 않습니다.

✅ 해결
Signal Scope로 엔코더 A/B 파형 실측 분석 필수

 

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3️⃣ 실수 3 — 광학 정렬(Alignment)을 대충 맞춘다

3D는 단순 촬영이 아닙니다.
패턴은 정확히 투영되고, 카메라는 정밀하게 수광해야 합니다.

• 카메라 Tilt
• 패턴 중심 불일치
• 광학 브래킷 강성 부족

➡ 결과: 좌우 비대칭, Z축 기울기, 단차 왜곡

✅ 해결

• Pattern – Camera – Axis 3점 정렬
• 정밀 스페이서 / 고강성 브래킷 사용

 

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4️⃣ 실수 4 — 조명 타이밍을 단순 On/Off로만 본다

3D 조명(레이저/패턴)은 타이밍에 극도로 민감합니다.

• 조명 On/Off 딜레이 미고려
• Exposure Start와 비동기
• 펄스 폭 불균일

➡ 결과: 프로파일 전체가 흔들림

✅ 해결
트리거 기준 동기화 + Zero Delay 기반 멀티커런트 제어

 

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5️⃣ 실수 5 — 속도 변화에 대한 방어 설계가 없다

3D는 특히 속도 변화에 취약합니다.

• 속도만 바꿔도 단차 변화
• 고속에서만 프로파일 찢어짐

원인:
펄스 간격 축소 → 노이즈 증가
지터 확대 → 타이밍 붕괴

✅ 해결
FPGA 기반 엔코더 처리 → 속도 변화에도 타이밍 고정

 

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6️⃣ 실수 6 — 데이터 정렬이 완성되지 않았다

3D에서는 아래 요소가 모두 1:1로 일치해야 합니다.

• 엔코더 카운트
• 라인스캔 라인 번호
• Z 연산 파이프라인

하나라도 틀어지면:
➡ X/Z Scaling 오류
➡ 프로파일 드리프트
➡ 단차 튐

✅ 해결
FPGA 기반 정렬 엔진으로 라인·위치 데이터 1:1 매핑

 

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7️⃣ 실수 7 — PLC만으로 3D 품질을 만들려 한다

PLC는 공정 제어에는 뛰어나지만
3D에 필요한 µs/ns 타이밍을 처리할 수 없습니다.

• Scan Time 존재
• 노이즈 영향 큼
• 고속 엔코더 처리 불가
• Exposure / Laser 동기화 불가

➡ 결과: 3D 품질이 절대 안정되지 않음

✅ 해결
PLC + FPGA 이중 구조
(PLC = 공정 제어 / FPGA = 타이밍·동기화)

 

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8️⃣ 3D 라인 구축의 정답 구조

PLC (공정 제어)
        ↓
FPGA Zero Delay (타이밍 기준점)
        ↓
엔코더 → 트리거 → 조명 → 카메라 → 프로파일 생성

• 속도 변화에도 안정
• 노이즈 영향 최소화
• 라인별 편차 제거
• Z값 반복성 극대화
• 보정량 감소 → 운영 비용 절감

 

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9️⃣ 핵심 요약

• ✔ 3D 문제의 대부분은 정렬과 타이밍 오류
• ✔ 엔코더 파형 실측 없이 시작하면 100% 문제 발생
• ✔ 조명·카메라·트리거는 반드시 하나의 기준점
• ✔ PLC 단독 구조로는 3D 품질 불가능
• ✔ FPGA 기반 Zero Delay가 가장 안정적인 3D 구조

 

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🔜 다음 글 예고
👉 No.17 – 조명 제어가 3D 검사 정확도에 미치는 영향
(멀티커런트 vs 오버드라이브)

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