적용분야

접착제 도포를 모니터링하는 것은 다양한 산업 분야에서 제품의 품질과 신뢰성을 확보하는 데 중요한 역할을 합니다. 접착제를 일관되고 정확하게 도포하면 최적의 접합 강도를 보장할 수 있습니다. 제조 공정에서 실시간 모니터링을 적용하면 접착제 부족 또는 과다 도포와 같은 이상을 조기에 감지하여, 잠재적인 결함과 비용이 많이 드는 재작업을 예방할 수 있습니다. 또한 접착제 도포 위치를 지속적으로 관리함으로써 공정 효율을 유지하고, 폐기물을 줄이며, 산업 표준 준수를 보장할 수 있습니다. 자동차, 항공우주, 전자 산업과 같이 접착 결합의 완전성이 안전성과 기능에 직접적인 영향을 미치는 분야, 특히 항공우주 및 방위 산업에서는 접착 품질에 대한 문서화가 요구되는 경우가 많습니다. 일부 기업은 수개월 또는 수년 후에도 제조 조건을 검증할 수 있도록 모든 부품에 대한 접착 품질 데이터를 기록해야 하기도 합니다.

다양한 산업을 대상으로 맞춤형 자동화 장비를 전문적으로 개발하는 한 엔지니어링 기업은 리브(홈)가 있는 플라스틱 시트에 접착 비드를 도포하는 시스템을 구축해야 합니다. 접착제 도포의 일관성이 충분하지 않아, 두 장의 플라스틱 시트를 접합해 완성되는 최종 제품의 품질이 저하되고 있는 상황입니다. 길이 900mm의 플라스틱 시트는 접착제 도포 시스템에서 3초마다 하나씩 배출됩니다. 접착 비드는 약 170°C에서 도포되며, 비드 인접 영역의 온도는 약 25°C로, 제조 시설의 주변 온도에 따라 변동됩니다. 해당 고객사는 적외선 휴대용 카메라를 사용해 어느 정도 성과를 거두었지만, 접착제 도포의 일관성을 보장하기 위한 수동 검사 방식은 충분히 정량적인 품질 관리를 제공하지 못하고 있습니다.

열화상 카메라는 공정을 방해하거나 오염 위험 없이 비접촉 방식으로 연속적인 실시간 모니터링을 가능하게 하며, 도포 불균일, 경화 불량, 과열과 같은 이상을 즉시 감지할 수 있습니다. 또한 상세한 열화상 이미지와 데이터를 제공함으로써 보다 철저한 품질 관리를 지원합니다.

이 사례에서 하루 종일 일관된 접착제 도포 품질을 유지하기 위한 최적의 방법은, 부품이 배출된 직후의 정확한 시점에서 동일한 영역을 관측하는 고정형 적외선 카메라를 사용하는 것입니다. 장파장 적외선 카메라를 활용하면 접착 비드의 크기와 위치를 쉽게 감지하고 측정할 수 있으며, 접착제 도포 품질은 플라스틱 부품 표면에서 접착제가 차지하는 면적과 직접적으로 연관됩니다. 접착제의 실제 물리적 면적을 정밀하게 계산하려면 상당한 수준의 맞춤형 프로그래밍이 필요하지만, 적절한 도포 여부를 판단하는 데에는 이러한 복잡한 작업이 반드시 필요하지는 않습니다.

대신, 접착 비드와 그 인접 영역의 온도를 모두 포함하는 부품의 특정 영역을 모니터링할 수 있습니다. 카메라가 부품 배출 직후 각 이미지를 동시에 캡처하여 저장하고, 측정 영역이 항상 동일하게 유지된다면, 해당 측정 영역 내 모든 픽셀의 평균 온도를 접착제 도포 상태를 평가하는 기준으로 사용할 수 있습니다. 시험 결과, 평균 온도가 85°C일 경우 적절한 크기의 비드가 도포되었음을 의미하는 것으로 확인되었습니다. 반대로 접착 비드가 기준보다 작을 경우 평균 온도는 85°C 이하로 떨어지며, 이때 알람이 발생합니다.

이 적용 사례에서는 PIX Connect 소프트웨어의 ‘이벤트 그라버(Event Grabber)’ 기능이 활용됩니다. 이 기능은 투과형 포토센서(thru-beam photoelectric sensor)로부터 입력 신호가 산업용 프로세스 인터페이스(Industrial Process Interface)에 전달되면 적외선 이미지를 고정(캡처)합니다. 접착 영역의 온도를 가장 적절한 시점에 촬영할 수 있도록, 1.5초의 홀드오프(지연) 시간이 설정되어 있습니다.

PIX Connect 소프트웨어는 완전 방사 측정이 가능한 열화상 이미지를 아카이빙할 수 있어, 저장된 방사형 TIFF 이미지 파일에서 모든 픽셀 값을 측정할 수 있습니다. 예시 이미지는 2m 거리에서 33° 렌즈를 장착한 PI 640i(640×480 해상도)로 촬영되었으며, 이는 고객이 요구하는 정밀한 이미지 품질을 제공합니다. 이 적용 분야에서는 중간 해상도(320×240) 카메라로도 충분했을 것입니다. 또한 광학 렌즈나 작업 거리를 조정하면 다양한 크기의 부품도 동일한 방식으로 테스트할 수 있습니다.

일부 생산 공정 솔루션은 제품 품질 향상을 위해 맞춤형 소프트웨어 프로그래밍이 필요할 수 있지만, 많은 경우 적외선 카메라를 PIX Connect 소프트웨어가 설치된 PC에 연결하는 것만으로도 구현이 가능합니다. 이 소프트웨어는 적외선 이미지 위에 그려진 어떤 형태의 영역에서도 최대, 최소 또는 평균 온도를 산출할 수 있는 다양한 측정 도구를 제공합니다. PIX Connect 소프트웨어의 트리거 기능은 Optris 산업용 프로세스 인터페이스(Industrial Process Interface) 액세서리를 통해 외부 입력을 수신할 수 있어, 온도 데이터 수집의 위치와 타이밍을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 또한 입력 트리거를 수신하는 동일한 인터페이스를 통해 0/4–20 mA 또는 릴레이 신호로 온도 정보나 알람 정보를 고객의 PLC에 전달할 수 있습니다. 알람 조건은 PIX Connect 소프트웨어의 알람 탭에서 손쉽게 설정할 수 있으며, Optris 기술 지원팀은 이벤트 캡처 최적화, 비접촉식 온도 측정, 알람 기능 활용 등 PIX Connect 소프트웨어의 효과적인 사용을 위해 엔지니어들을 지원합니다.

맞춤형 소프트웨어를 개발하는 대신 PIX Connect의 기본 기능을 사용하는 것은 비용 효율적이며, 상당한 개발 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 구축까지 걸리는 시간을 줄여 제조 공정에 더 빠르게 통합할 수 있습니다. PIX Connect의 기능은 이미 충분한 테스트를 거쳐 신뢰성이 입증되어 있어, 검증되지 않은 맞춤형 솔루션에서 발생할 수 있는 위험을 최소화하고 안정적인 성능을 보장합니다. 이러한 간단한 접근 방식은 자원을 효율적으로 활용할 수 있게 하며, 접착 공정 모니터링에서 일관되고 높은 품질을 안정적으로 유지할 수 있도록 합니다.