20장 3D·2D 하이브리드 검사 시 고려해야 할 트리거 구조

3D와 2D는 원리가 완전히 다르다

그래서 ‘같은 트리거’로 처리하면 문제가 생긴다.

최근 생산 라인은 3D + 2D를 동시에 사용하는 하이브리드 검사 구조가 많습니다.
하지만 트리거 구조를 잘못 설계하면 아래 문제가 연쇄적으로 발생합니다.

• 위치가 틀림
• 프로파일이 흔들림
• 2D와 3D 결과가 서로 불일치
• 속도 변화 시 품질 급격히 저하

 

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1️⃣ 결론: 3D와 2D는 “필요한 트리거 품질”이 다르다

✔ 2D 검사 특징

• 프레임 단위 이미지
• 비교적 타이밍에 둔감
• 조명/카메라가 µs 수준까지 정밀할 필요 없음
• PLC 트리거도 어느 정도 가능

✔ 3D 검사 특징

• 한 줄(line)씩 스캔
• 타이밍 = X좌표
• 밝기 흔들림 → 즉시 Z 오차
• µs/ns 타이밍 정밀도 필수
• Zero Delay 필수

👉 그래서 3D와 2D를 동일한 트리거 구조로 묶으면
3D가 먼저 무너집니다.

 

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2️⃣ 하이브리드 검사에서 가장 문제가 되는 사례 3가지

 

① PLC 트리거 하나로 2D/3D를 동시에 구동

PLC는 ms~수백 µs 단위 Scan Time이 있어
3D에 필요한 타이밍 정밀도를 충족하지 못합니다.

• ➡ 3D Z값 흔들림
• ➡ 속도 바뀌면 프로파일 붕괴
• ➡ 2D/3D 결과가 서로 안 맞음

 

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② 조명 제어가 2D 기준으로 설계됨

2D는 단순 On/Off로 충분할 수 있지만
3D는 조명 타이밍이 µs 단위로 움직입니다.

• ➡ 패턴 밝기 불안정
• ➡ 프로파일 기울어짐
• ➡ 단차 정확도 저하

 

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③ 엔코더 기준점을 2D 처리 기준으로 사용

일반 2D 장비는 엔코더 미세 위상 변화에 둔감하지만
3D는 A/B 위상이 흐트러지는 순간 프로파일이 즉시 틀어집니다.

• ➡ 펄스 드롭 → 프로파일 길이 불일치
• ➡ 위상 깨짐 → 프로파일 변형
• ➡ 가짜 펄스 → 단차 오차

 

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3️⃣ 그럼 올바른 트리거 구조는 무엇인가?

하이브리드 라인에서는 아래 구조가 가장 안정적입니다.

🔧 구조 1) “FPGA 기준 + 2D·3D 동시 분기 구조”
3D 기준 신호를 FPGA에서 생성하고,
그 신호를 기반으로 2D 트리거를 분기하는 방식

엔코더 입력
   ↓
FPGA Zero Delay 타이밍 생성
   ├─ 3D 카메라 트리거
   ├─ 3D 조명 트리거
   └─ 2D 카메라/조명 트리거

장점

• 구조 단순
• 튜닝 용이
• 3D가 가장 민감하므로 3D를 기준으로 잡으면 전체가 안정화

 

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4️⃣ 핵심: 3D는 Zero Delay 기준 신호를 가져야 한다

하이브리드 구성에서도 3D 기준 신호는 반드시
Zero Delay(0ns) 기반이어야 합니다.

Zero Delay로 해결되는 대표 문제

• 2D와 3D 위치 불일치
• 속도 변화 시 검사 타이밍 틀어짐
• 조명/카메라 동기화 문제
• 펄스 드롭·가짜 펄스
• 프로파일 흔들림
• 2D/3D 결과 비교 불가

➡ Zero Delay 기준을 하나 두고, 그 신호를 라인 전체에 배포하는 구조가 정답입니다.

 

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5️⃣ 하이브리드 라인 설계 시 최종 체크리스트

• 2D와 3D의 트리거 출발점이 다른가? (같으면 위험)
• 3D 조명 타이밍이 Exposure와 1:1 맞는가?
• 3D 카메라 트리거가 PLC에서 발생하지 않는가?
• 엔코더 Noise Spike가 있는가?
• 속도 변화에 대응 가능한가?
• 2D/3D를 묶기 전에 Zero Delay 기준 생성이 되어 있는가?
• 멀티커런트 조명 방식이 필요한가?

 

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📌 요약

• ✔ 하이브리드 라인은 “3D 기준 타이밍”이 핵심
• ✔ 2D와 3D는 타이밍 요구 수준이 완전히 다름
• ✔ PLC 기반 트리거로 동시에 구동하면 3D가 무너짐
• ✔ Zero Delay 기준을 만들고, FPGA로 2D/3D를 분기하는 구조가 정답
• ✔ 라인 편차 없이 안정적인 데이터 확보 가능

 

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🔜 다음 글 예고
👉 No.21 – 왜 엔코더 처리 구조가 검사 정확도를 결정하는가?

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