적용분야

여러 산업 분야의 고객을 위해 맞춤형 자동화 장비를 제작하는 한 엔지니어링 업체는, 리브 구조를 가진 플라스틱 시트에 접착 비드를 도포하는 시스템을 구축해야 했습니다. 접착제 도포가 일정하지 않아 품질 문제가 발생하고 있었으며, 두 장의 플라스틱 시트를 접합한 샌드위치 구조의 완성 부품에서 품질을 유지하기 위해서는 접착제를 균일하게 도포하는 것이 필수적이었습니다. 길이 약 3피트(약 90cm)의 플라스틱 시트는 3초마다 접착제 도포 시스템에서 배출됩니다. 접착 비드의 온도는 약 170 °C(340 °F)이며, 접착 비드 바로 인접한 영역의 온도는 약 25 °C(77 °F)로, 제조 시설의 주변 온도에 따라 변동됩니다.

접착제와 플라스틱 부품 모두 방사율이 매우 높아 적외선 열화상 및 온도 측정에 매우 적합한 대상입니다. 플라스틱 비드의 크기와 위치는 장파장 적외선 카메라를 사용하면 쉽게 감지하고 측정할 수 있습니다. 접착제 도포 품질은 플라스틱 부품 위에 덮인 면적과 직접적으로 연관되어 있습니다. 해당 고객사는 휴대용 적외선 카메라를 사용해 어느 정도 성과를 거두었지만, 접착제 도포의 충분성과 일관성을 수동으로 점검하는 방식은 정량성이 부족하다는 한계가 있었습니다.

하루 동안의 접착제 도포 상태를 비교하기 위해 가장 효과적인 방법은, 부품이 배출된 직후 동일한 시점에 동일한 영역을 바라보도록 고정된 적외선 카메라를 사용하는 것입니다. 부품 위에 도포된 접착제의 정확한 물리적 면적을 측정하려면 상당한 맞춤형 프로그래밍이 필요하지만, 적절한 도포 여부를 판단하는 데에는 반드시 필요한 요소는 아닙니다. 대신, 접착 비드와 그 주변의 환경 온도를 모두 포함하는 부품의 특정 영역(접착 영역 1, Adhesive Zone 1)을 측정하는 방식이 적합하다고 판단되었습니다. 이때 측정되는 온도 값은 해당 측정 영역에 포함된 모든 픽셀의 평균 온도로 계산됩니다.

이 평균 온도 값은, 부품이 배출된 후 동일한 시점에 카메라가 이미지를 정지해 저장하고 측정 영역의 크기가 일정하게 유지된다면, 접착제 도포가 적절한지를 판단하는 기준으로 사용할 수 있습니다. 적절한 접착 비드 도포를 나타내는 평균 온도 값은 테스트를 통해 결정됩니다. 위 이미지에서는 올바른 크기의 비드에 대해 190 °F가 적절한 평균 온도로 설정되었습니다. 접착 비드가 허용 기준보다 작을 경우, 해당 영역의 평균 온도는 190 °F보다 낮아지며 이를 기준으로 경보를 발생시키도록 설정할 수 있습니다. PIX Connect 소프트웨어의 Event Grabber 기능은 산업용 프로세스 인터페이스를 통해 투과형(쓰루빔) 광전 센서의 입력 신호를 수신하면 이미지를 정지하여 저장합니다. 접착 영역의 온도를 최적의 시점에 캡처하기 위해 1.5초의 지연 시간(홀드오프 타임)이 설정됩니다. 많은 기업에서는 감지된 결함에 대한 문서화를 요구하며, 특히 항공우주나 방위 산업 분야에서는 생산 후 수개월 또는 수년이 지난 뒤에도 제조 조건을 검증할 수 있도록 모든 부품에 대한 기록을 요구하는 경우도 있습니다.

PIX Connect 소프트웨어는 모든 픽셀 값을 측정할 수 있는 완전 방사형(풀 라디오메트릭) 열화상 이미지를 아카이브할 수 있으며, 저장된 방사형 TIFF 이미지 파일에서 각 픽셀의 온도 값을 분석할 수 있습니다. 이 적용 사례의 이미지는 6피트(약 1.8m) 거리에서 33° 렌즈를 장착한 PI 640i(640 × 480)를 사용해 촬영되었으며, 고객이 요구한 수준의 상세한 이미지 품질을 제공했습니다. 이 애플리케이션에는 중간 해상도급(320 × 240) 카메라만으로도 충분히 대응할 수 있었을 것입니다. 부품의 크기가 더 크거나 더 작은 경우에도, 렌즈 변경이나 작업 거리 조정을 통해 동일한 방식으로 테스트가 가능합니다. Optris 산업용 프로세스 인터페이스에 대한 자세한 내용은 초성전자 웹사이트의 액세서리 섹션에서 확인할 수 있습니다.

제조 공정에서 제품 품질을 향상시키는 데 필요한 정보를 제공하기 위해서는 많은 경우 맞춤형 소프트웨어 프로그래밍이 요구될 수 있습니다. 그러나 다수의 솔루션은 PIX Connect 소프트웨어가 설치된 PC에 적외선 카메라를 연결하는 것만으로도 간단히 적용할 수 있습니다. 이 소프트웨어에 포함된 다양한 측정 도구를 사용하면 적외선 이미지 상에 임의의 형상을 지정하여 최대, 최소 또는 평균 온도 값을 산출할 수 있습니다. 또한 Optris 산업용 프로세스 인터페이스(Industrial Process Interface) 액세서리를 통해 외부 입력을 수용하는 소프트웨어의 트리거 기능을 활용하면, 비교 분석을 위한 온도 데이터를 정확한 위치와 정확한 시점에서 측정할 수 있습니다.

입력 트리거를 수신하는 동일한 프로세스 인터페이스 액세서리는 0/4–20 mA 또는 릴레이 신호를 통해 온도 정보나 알람 정보를 고객의 PLC로 전송하는 기능도 제공합니다. 알람 조건은 PIX Connect 소프트웨어의 알람(Alarm) 탭에서 손쉽게 설정할 수 있습니다. PIX Connect 소프트웨어의 이벤트 캡처 최적화, 비접촉식 온도 측정, 알람 기능 활용에 대한 기술적 지원이 필요한 엔지니어를 위해 Optris의 지원 서비스도 제공됩니다.