22장 3D 검사에서 가장 많이 발생하는 10가지 문제와 원인 분석

3D는 민감하다. 그래서 문제는 반복되고, 원인은 대부분 같다.

3D 라인에서 발생하는 오류는 다양해 보이지만,
실제로는 10가지 유형 안에서 반복됩니다.

그리고 그 90% 원인은 아래 5가지에 집중되어 있습니다.
타이밍 / 엔코더 / 조명 / 정렬 / 속도 변화

 

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✅ 3D 문제 TOP 10 (현상 → 원인)

1️⃣ 프로파일이 특정 구간에서 ‘툭’ 튄다

✔ 현상

• 한두 라인에서만 Z값 급상승
• 바늘처럼 Spike 형태

✔ 원인

• 트리거 지터(Trigger Jitter)
• 조명 On/Off 타이밍 불일치
• 가짜 엔코더 펄스(Spike) 입력

📌 메모: 가장 흔한 3D 문제

 

2️⃣ 전체 프로파일이 좌우로 기울어진다

✔ 현상

• Z값이 한쪽으로 점점 치우침
• 기울기(Offset)가 일정하게 발생

✔ 원인

• 카메라/패턴 광학 정렬 틀어짐
• 카메라 Tilt
• 패턴 중심 불일치

📌 메모: 정렬 문제는 항상 “기울기”로 나타남

 

3️⃣ 반복 측정 시 Z값이 매번 다르다

✔ 현상

• Height 값이 들쭉날쭉
• 재현성 낮음

✔ 원인

• 조명 밝기 불안정
• Exposure–Lighting 타이밍 불일치
• 속도 변화 시 타이밍 흐트러짐

📌 메모: 광량 변화 = Z값 변화 (구조적 원인)

 

4️⃣ 속도를 조금만 바꿔도 결과가 다르다

✔ 현상

• 저속 OK → 고속 NG
• 구간별 프로파일 왜곡

✔ 원인

• 엔코더 펄스 폭 변화
• 속도 변화에 따른 지터 확대
• 조명 On/Off Rise Time 영향

📌 메모: Zero Delay 필요성이 가장 크게 드러나는 문제

 

5️⃣ 프로파일이 물결처럼 흔들린다

✔ 현상

• 전체적으로 S자형 흔들림
• Z값이 완만하게 요동

✔ 원인

• 엔코더 위상 깨짐
• 플로팅(Floating) 노이즈
• 패턴 반사 강도 불안정

📌 메모: 위상이 흐트러지면 X좌표 자체가 흔들림

 

6️⃣ 특정 영역에서만 값이 비정상

✔ 현상

• 특정 구간에서만 Z 오차
• 일정한 패턴으로 반복

✔ 원인

• 엔코더 스케일 손상
• 패턴 조명 반사 불균일
• 광학 오염(렌즈/보호창 먼지)

📌 메모: 특정 구간 반복 = 국지적 하드웨어 문제

 

7️⃣ 3D 이미지가 ‘잘려보이는’ 현상

✔ 현상

• 좌우 끝부분이 희미/끊김
• 패턴 인식률 저하

✔ 원인

• 조명 밝기 부족
• Exposure 부족
• 패턴 각도 틀어짐

📌 메모: 광학 세팅 문제의 전형적인 형태

 

8️⃣ 라인 간 측정값이 서로 다르다

✔ 현상

• 생산라인 A/B/C 결과 불일치
• 공정 동일한데 Z값이 달라짐

✔ 원인

• 트리거 기준점이 서로 다름
• 엔코더 처리 구조 차이
• 조명 세팅 상이
• 정렬 상태 차이

📌 메모: Zero Delay 기준점을 공유하면 해결

 

9️⃣ 프로파일이 부분적으로 ‘찢어진다’

✔ 현상

• 라인 중간이 깨져 보임
• 높이가 도중에 끊긴 듯 표현

✔ 원인

• 엔코더 펄스 드롭
• 고속 구간에서 위상 붕괴
• 조명 타이밍 부족

📌 메모: 펄스 드롭은 일반 제어기로 복구 어려움 (FPGA에서 복구 가능)

 

🔟 전체 프로파일이 일정하게 ‘떨림’

✔ 현상

• 모든 라인에서 미세 떨림
• Z값이 규칙적으로 흔들림

✔ 원인

• 반복적인 트리거 지터
• 조명 Rise/Fall 시간 문제
• 배선·GND 구성 문제

📌 메모: 주기적 떨림 = 타이밍 문제

 

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🔧 3D 문제의 원인 구조를 한 문장으로 정리하면

엔코더(좌표)와 타이밍(신호)이 기준점에서 벗어나서 생기는 문제다.
그리고 그 기준점을 지켜주는 유일한 구조가 FPGA 기반 Zero Delay이다.

 

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⚙️ 3D 문제 해결을 위한 기본 체크리스트

• 엔코더 A/B 파형 정상인가?
• 가짜 펄스/드롭이 존재하는가?
• 트리거 지터는 0ns에 가까운가?
• 조명–Exposure 타이밍이 일치하는가?
• 패턴/카메라 정렬이 유지되는가?
• 속도 변화 영향이 반영됐는가?
• 라인 간 기준점이 동일한가?

 

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📌 핵심 요약

• ✔ 3D 문제는 다양해 보이지만 본질은 ‘기준점 붕괴’
• ✔ 기준점이 흐트러지면 프로파일·Z값·반복성 모두 무너짐
• ✔ 원인은 크게 5가지: 타이밍/엔코더/조명/정렬/속도
• ✔ 이 다섯 가지는 Zero Delay + FPGA 구조로 해결 가능
• ✔ 결국 3D 품질은 기준점을 얼마나 잘 유지하느냐에 달려 있음

 

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🔜 다음 글 예고
👉 No.23 – 2D/3D 라인의 속도 안정화를 위한 트리거 설계 가이드

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