마이크로미터 / 2차원 치수 측정기

고속 텔레센트릭 측정 시스템(Telecentric measurement systems)은 이동 중인 대상 물체의 투영 이미지를 즉시 캡처하여 여러 측정 포인트에 대한 치수 측정을 수행할 수 있습니다.
라인을 멈추지 않고도 측정할 수 있으므로 검사 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있으며 생산 효율 또한 크게 향상시킬 수 있습니다.

고휘도 녹색 LED 광원, 텔레센트릭 광학계, 고감도 CMOS 센서를 조합한 TM-X5000 시리즈 인라인 투영 이미지 측정기는, 빠르게 움직이는 대상 물체도 멈추지 않은 상태에서 선명하게 실루엣을 검출할 수 있으므로, 정확한 치수 측정이 가능합니다. 또한, 다양한 측정 요소를 조합하여 여러 개의 측정 포인트와 다양한 검사 항목을 동시에 처리할 수 있으며, 투영기와 같은 기존의 오프라인 전용 치수 측정 시스템과 달리 100% 인라인 전수 검사가 가능합니다. 처리 시간(택 타임)에 영향을 주지 않으면서도 품질 관리를 강화할 수 있다는 점이 큰 장점입니다.

기존의 투과형 변위 센서를 인라인 방식으로 사용할 경우, 이동 중인 대상 물체의 위치가 어긋나면 투영된 이미지가 흐려지거나 초점이 맞지 않아 측정 정확도가 떨어질 수 있습니다. 하지만 심도가 깊으면 이러한 문제를 해결할 수 있으며, 대상 물체의 위치를 크게 조정하지 않더라도 그림자(실루엣) 이미지를 선명하게 검출하여 안정적으로 측정할 수 있습니다.

TM-X5000 시리즈 인라인 투영 이미지 측정기는 투광부와 수광부 모두 텔레센트릭 광학계를 적용하였으므로, 실물과 동일한 그림자(실루엣) 이미지를 검출할 수 있습니다.
대상 물체의 위치가 약간 어긋나더라도 ±15 mm의 깊은 심도를 통해 일관된 정밀도로 이미지를 검출할 수 있으며, 저 디스토션(왜곡) 렌즈와 독자적인 알고리즘을 통해 대상 물체의 위치 조정이나 조명 보정(캘리브레이션) 없이도 안정적으로 측정할 수 있습니다. 이로 인해 대상 물체의 정렬 오류로 인한 측정 오차 발생과 그에 따른 수율 저하를 사전에 방지할 수 있습니다.

외경 측정 시스템을 활용하면 와이어, 압출 성형 제품, 시트 등의 선형·막대형 대상 물체에 대한 인라인 치수 측정을 지속적으로 실시할 수 있습니다.
대상 물체가 이동하며 지속적으로 측정부에 노출됨으로써 끊김 없이 측정할 수 있으며, 이로 인해 검사나 결함의 누락 없이 안정적으로 품질을 관리할 수 있습니다.

외경 측정은 연속적으로 이루어져야 하며, 검사나 결함의 누락을 방지하기 위해서는 안정적인 측정이 필수입니다.
레이저 스캔 방식(Laser scanning systems)을 사용하는 기존의 투과형 광학 마이크로미터는 스캔 라인 경로에서 벗어난 미세한 대상 물체의 변화를 감지하지 못하기 때문에 검사 누락이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, LS-9000 시리즈 초고속·고정도 마이크로미터 및 LS-7000 시리즈 고속·고정도 디지털 마이크로미터는 고휘도 녹색 LED 광원을 탑재하였으며, 노출 시간 동안 시야 전체를 측정할 수 있도록 설계되었습니다. 이를 통해 일시적인 값의 변화나 검사의 누락 없이 정밀하게 측정할 수 있으며, 높은 정확도와 신뢰성을 확보할 수 있습니다.

용접 로봇을 장시간 연속으로 작동시키면 전극 팁의 형상(각도나 휨 등)이 변형되어 용접 불량이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해, 용접 로봇 부스에 TM-X5000 시리즈 텔레센트릭 측정 시스템을 설치합니다. 전극 팁에 가해지는 하중을 고려하여, 연속 용접 작업 50회마다 한 번씩 TM-X5000 시리즈 인라인 투영 이미지 측정기의 투광 영역에 팁을 통과시키는 동작을 추가합니다. TM-X5000 시리즈 비접촉 치수 측정기는 대상 물체가 움직이고 있더라도 흐려지지 않는 이미지로 형상을 측정할 수 있어, 전극 형상의 변화를 정확히 포착할 수 있으며, 가공 시간에 미치는 영향을 최소화하면서 용접 불량을 예방할 수 있습니다. 이 시스템은 용접기 외에도 다양한 로봇과 자동화 기계의 공구 형상 검사에도 활용됩니다.

인젝터는 여러 부품을 조립하여 제작되기 때문에, 여러 지점에서 외경을 측정해야 합니다. 일반적인 외경 측정 시스템은 모든 포인트를 측정하기 위해 여러 장치를 설치하거나 측정 시스템을 이동시켜야 하므로 설치 비용이 높고 검사 처리 시간이 길어집니다. 또한 측정 시스템의 정확도를 보장하려면 이동 메커니즘에 대한 유지보수 작업을 해야 하며, 이를 위해서는 많은 시간과 노력이 소요됩니다. 텔레센트릭 측정 시스템(Telecentric measurement systems)은 시야 내 여러 포인트의 외경을 한 번에 측정할 수 있으며, 동심도 등의 여러 항목도 동시에 검사할 수 있습니다.

유리 기판과 같은 투명체의 정렬(얼라인먼트) 작업은 매우 높은 정밀도가 요구되며, 기존에는 비전 시스템을 통해서만 작업이 이루어졌습니다. 하지만 투명한 대상 물체는 빛을 통과시키기 때문에, 정확한 위치를 파악하기가 어려우며, 높은 수준의 정밀도를 유지하면서도 빠른 처리 속도를 확보하려면 복잡한 사전 정렬 및 보정(캘리브레이션) 작업이 필요했습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, LS-9000 시리즈 초고속·고정도 마이크로미터는 투명 대상 물체 전용 측정 모드를 제공합니다. LS-9000 시리즈 고속 광학 마이크로미터는 두 단계의 에지 검출 임계값 설정 기능을 통해, 얇은 유리 기판의 에지 형상을 안정적으로 인식할 수 있습니다. 덕분에 복잡한 설정을 하지 않더라도 간단한 애플리케이션만으로 정밀한 위치 측정과 정렬 작업이 가능하며, 생산 효율과 품질을 동시에 향상시킬 수 있습니다.

인라인 투영 이미지 측정기 TM-X5000 시리즈는 노출 시간이 단 100 μs(0.1 ms)에 불과하여, 빠르게 이동하는 생산 라인을 멈추지 않고도 한 번의 촬영으로 최대 100개의 포인트를 동시에 측정할 수 있습니다. 100개 이상의 다양한 측정 요소를 제공하며, 이를 조합해 복잡한 형상의 외경, 폭, 높이, 반지름(R값)뿐만 아니라 나사산의 피치, 높이, 각도 등도 일괄적으로 측정할 수 있습니다.

TM-X5000 시리즈 인라인 투영 이미지 측정기는 직관적인 아이콘 기반 조작 방식으로 원하는 측정 항목을 손쉽게 설정할 수 있습니다. 기본 툴, 요소 툴, 보조 툴, 응용 툴, 기하공차 툴을 조합하여 다양한 도면 지시사항에 대한 인라인 검사가 가능합니다.

기하공차 툴에서는 다음과 같은 측정 항목을 선택할 수 있습니다.

- 형상 공차: 진직도, 진원도, 윤곽도
- 자세 공차: 직각도, 평행도
- 위치 공차: 동심도

제품 식별을 위한 마스터 비교와 외관 검사를 위한 이물질 간격 측정 등 인라인 검사에 필요한 다양한 측정을 지원합니다.

LS-9000 시리즈 초고속·고정도 마이크로미터 IP67 등급의 내환경 설계를 충족시키기 위해, 에어 퍼지 유닛이 기본적으로 장착되어 있으며, 증기, 먼지, 오염(오일, 미스트 등), 충격 및 온도 변화에 매우 강하여, 가혹한 환경에서도 안정적으로 외경을 측정할 수 있습니다. 설치 후에는 지속적인 노출을 통한 연속 측정이 가능하여 실시간으로 오류를 식별하고 빠르게 대응할 수 있으며, 공정 진행 중에 측정을 실시할 수 있으므로 후공정에서 대량의 불량이 발생하는 것을 방지하고 수율을 향상시킬 수 있습니다.

광학 및 레이저 마이크로미터(Optical / laser micrometers)는 높은 정밀도로 유명하며, LS-9000 시리즈 초고속·고정도 마이크로미터는 최소 0.08 mm(80 μm) 크기의 물체를 ±2 μm의 정확도로 감지할 수 있습니다. 일반적으로 최고급 광학/레이저 마이크로미터(Optical / laser micrometers)는 0.1 μm ~ 10 μm 수준의 정밀도를 보증하며, 이는 반도체 제조나 정밀 공학과 같은 정확한 치수 측정이 필수적인 산업에서 매우 유용합니다.

두 시스템 모두 정밀 측정에 사용되지만, 작동 원리와 적용 분야가 근본적으로 다릅니다.
광학 마이크로미터(Optical micrometers)는 레이저 광원을 사용하여 대상 물체의 그림자(실루엣)를 수광부에 투사함으로써, 그림자의 크기를 측정합니다. 따라서 광학 및 레이저 마이크로미터(Optical / laser micrometers)는 빠르고 정확한 측정이 가능하며, 특히 고속 인라인 공정에 적합합니다.
반면에 백라이트 비전 시스템(Backlit vision systems)은 대상 물체의 뒷면을 조명으로 비추어 실루엣을 만들고, 이를 카메라로 촬영한 후 소프트웨어로 분석합니다. 이러한 시스템은 복잡한 2D 형상의 측정이나 품질 검사에는 적합하지만, 광학 마이크로미터(Optical micrometers)에 비해 매우 느리고 정확도도 떨어집니다.

레이저 마이크로미터(Laser micrometers)와 레이저 스캔 마이크로미터(Laser scan micrometers)는 모두 레이저를 이용한 정밀 측정 장비이지만, 측정 방식과 용도에서 차이가 있습니다.
레이저 마이크로미터(Laser micrometers)는 대상 물체의 전체 형상을 한 번에 측정할 수 있으므로 측정 속도가 매우 빠릅니다. 따라서 생산 라인에서 실시간으로 측정해야 하는 인라인 공정에 적합합니다. 반면에 레이저 스캔 마이크로미터(Laser scan micrometers)는 레이저 빔이 이동하며 스캔하는 방식으로 대상 물체의 형상 정보를 수집합니다. 이 방식은 복잡한 형상이나 표면을 측정할 때 미세한 형상 정보를 제공할 수 있다는 점에서는 유리하지만, 측정 속도가 상당히 느리고 기계적인 움직임이 많기 때문에 지속적인 유지 보수 작업이 필요합니다.

광학 마이크로미터(Optical micrometers)는 다양한 형태와 재질의 물체를 비접촉 방식으로 정밀하게 측정할 수 있는 장비로, 와이어, 배관, 튜브와 같은 원통형 물체는 물론, 유리나 금속 시트처럼 투명하거나 불투명한 평면 물체도 측정할 수 있습니다. 또한 전자 부품, 반도체 소재, 광섬유 등과 같이 손상이나 오염을 피해야 하는 민감한 제품에도 적합합니다.
다만, 측정하려는 대상 물체의 크기가 광학 마이크로미터(Optical micrometers)의 측정 범위 내에 해당하는지에 대해 사전에 반드시 확인해야 합니다.