| X-SOL 프로그램을 활용한 X-ray 비전 자동 검사 가이드: 자동 검사 준비부터 적용까지 |
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| 2025-04 글 : 레이디소프트(주), 이석원 대표 |
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X-SOL 활용 X-ray 비전 자동 검사, 생산현장의 효율성 및 검사 정밀성 증대 제공
실제 현장 적용에 도움이 되는 X-SOL 적용 가이드 제시
최근 국내외 범용 X-ray 검사 장비에서 레이디소프트(주)의 X-ray 비전 검사 프로그램(X-SOL)을 도입하는 기업이 점점 증가함에 따라 기존 X-ray 검사 장비를 활용하거나 신규 범용 X-ray 검사 장비를 도입하여 자동 검사 적용 가능 여부를 문의하는 업체가 늘어나고 있다. X-SOL 프로그램을 활용한 X-ray 비전 자동 검사는 정밀성과 효율성을 동시에 확보할 수 있는 실용적인 품질 관리 솔루션이다. 본 기고에서는 X-ray 비전 자동 검사 적용 시 준비사항과 X-SOL 프로그램을 이용하여 자동 검사를 적용하고 가능 여부를 평가하는 방법에 대해 살펴보고자 한다.
도입부
최근 국내외 범용 X-ray 검사 장비에서 페사의 X-ray 비전 검사 프로그램(X-SOL)을 도입하는 기업이 점점 증가함에 따라 기존 X-ray 검사 장비를 활용하거나 신규 범용 X-ray 검사 장비를 도입하여 자동 검사 적용 가능 여부를 문의하는 업체도 늘어나고 있다.
X-SOL 프로그램을 사용 중이거나 도입을 고려하는 기업들이 X-ray 비전 자동 검사 가능 여부를 스스로 평가할 수 있도록 돕는다면, 기존 생산 공정과 품질 관리 프로세스에서 X-ray 기반 자동 비전 검사의 적용 가능성을 신속히 분석하고, 도입 효과를 사전에 예측하여 최적의 검사 솔루션을 선택하는데 기여할 수 있을 것이다. 이에 본 기고에서는 X-ray 비전 자동 검사 적용 시 준비사항과 X-SOL 프로그램을 이용하여 자동 검사를 적용하고 가능 여부를 평가하는 방법에 대해 살펴보고자 한다.
X-ray 검사 장비 시스템 준비사항
X-ray 비전 자동 검사는 시스템의 정밀성과 일관성이 필수적인 요소이다. 이를 위해 검사 장비의 필수 기능 여부를 확인하고, 촬영 위치 및 방향, 촬영 설정, 그리고 검사 항목과 기준을 명확히 정의하는 것이 중요하다.
1. 검사 장비 기능
X-SOL 프로그램을 활용한 X-ray 자동 검사를 위해 검사 장비는 다음과 같은 기능을 지원해야 한다.
▶ 검사모델(프로젝트)별 촬영 위치 및 설정 관리 기능
- 다양한 검사모델을 적용할 수 있도록 촬영 위치 및 설정을 프로젝트별로 저장 및 관리할 수 있어야 한다.
▶ 영상 품질 보정 기능(Calibration)
- 일정한 품질의 영상을 확보하기 위해 Dark/Bright/Dead Pixel 등 디텍터 및 기타 영상 품질 기능이 필요하다.
- 수행빈도는 장비의 상태 및 검사 정밀도 요구 수준에 맞게 정한다.
▶ 이미지 파일 저장 기능
- 촬영된 이미지는 지정한 경로에 저장 가능해야 한다.
- 폴더명과 파일명을 체계적으로 관리하여 품질 관리 및 데이터 분석에 활용될 수 있도록 한다.
2. 촬영 위치 및 방향 설정
X-ray 자동 검사의 정확도를 높이기 위해 검사모델의 고정 방식과 촬영 방향을 일관되게 설정해야 한다.
▶ 검사모델의 위치 고정
- 지그(Jig) 제작을 통해 스테이지 내에서 검사모델이 일정한 위치에 고정되도록 설계해야 한다.
- 동일한 방향으로 지그를 배치하여 규칙적인 촬영 패턴을 유지한다.
▶ 검사모델의 촬영 방향
- 장비 스테이지 위의 지그 탑재 방향은 수평, 수직 각도를 유지하는 것을 권장한다.
- 충진율 검사 등과 같은 일부 검사의 경우 지그 위의 검사모델의 위 또는 아래 탑재 방향이 검사 정확도에 직접적인 영향을 미칠 수 있다.
3. 검사 촬영 밝기 및 이미지 품질 설정
동일한 X-ray 촬영 조건에서 허용오차 내 유사한 밝기의 이미지를 재현할 수 있도록 설정한다.
▶ 관련 요소: 관전압, 관전류, 노출시간, 필터, 히스토그램, 이미지 파일 형식 등
▶ 이미지 밝기 설정: 관전압, 관전류, 노출시간, Avg 설정으로 통하여 검사 대상 및 결함이 일정한 밝기 수준으로 유지되도록 한다.
▶ 이미지 필터 설정
- X-ray 자동 검사에서는 특수한 검사 목적을 위해 사용되는 이미지 필터 외에는 가급적 사용을 자제한다.
▶ 히스토그램 설정
- 검사 장비 성능 등 여러 요인에 의해 이미지 밝기 편차가 발생할 때, 8-bit 이미지 기준으로 0(검정) 또는 255(흰색)으로 포화(Saturation) 상태가 일정하게 유지되도록 히스토그램을 설정한다.
- X-SOL 검사 프로그램에서도 16-bit Raw 이미지 데이터 또는8-bit 이미지에 대한 자동 검사를 위한 히스토그램 설정이 가능하다.
▶ 이미지 파일 형식 선택
- 검사 목적, 일당 이미지 촬영 수 및 PC 저장매체 용량 등에 따라 8-bit 및 16-bit 이미지 파일 형식을 선택한다.
- 충진율, 와이어, 미세 보이드 검출 등 일부 검사 항목에서는 8-bit 이미지보다 더 높은 명암비를 제공하는 16-bit 이미지의 사용을 권장한다.
4. 검사 촬영 위상 설정
검사 대상 및 결함의 형상이 잘 보이고, 동일한 촬영 조건을 적용하여 허용오차 내에서 유사한 위상의 이미지를 재현 가능하도록 설정한다.
▶ 관련 요소 : X(위치), Y(위치), T(기울기), R(회전), Z(배율) 등
▶ 촬영 위치
- 검사 대상(제품 또는 부품)의 중심을 이미지 중앙에 위치하도록 조정한다.
▶ 촬영 배율
- 솔더 영역 및 보이드(공극) 등 결함이 명확하게 관찰될 수 있는 적정 배율로 설정한다.
- 고배율 촬영은 결함을 정밀하게 분석할 수 있지만, 촬영 오차(모터, 정렬, 장착 등)에 민감하게 반응할 수 있으며 검사 시간이 증가할 수 있다.
5. 검사 방법
자동 검사를 위한 검사 유형, 검사 항목과 불량 판정 기준을 설정해야 한다.
▶ 검사 유형
- 전수 검사 또는 샘플 검사를 선택하고, 검사 영역 기준에 따라 전체 영역 검사 또는 샘플 영역 검사를 수행할 수 있다.
▶ 검사 항목 및 판정 조건
- 각 검사 항목 별로 명확한 양품 및 불량 판정 기준을 수립한다.
- 실제 X-ray 자동 검사 촬영 조건에서의 양품 및 유형별 불량 이미지를 확보한다.
- 오픈 결함 등 정량화 하기 어려운 결함 유형은 직접적인 결함 판정이 어려운 경우, 대안적인 검사 판정 기준을 설정한다.
분석용 PC 준비사항
X-ray 검사 장비 PC와는 별도로 자동 검사용 분석용 PC를 사용하여 검사 프로그램을 설치하고 운영하는 것이 권장된다.
1. 별도 분석용 PC에 검사 프로그램 설치 시 장점
자동 검사 환경에 적합한 분석용 PC를 활용하면 검사 프로그램의 성능을 최대한 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 검사 장비의 안정성을 높이며, 제조사의 유지보수 지원도 유지할 수 있다.
▶ 검사 프로그램 성능 극대화
- X-ray 검사 장비의 PC가 오래되었거나 낮은 사양을 갖춘 경우, 검사 프로그램 실행 시 성능 저하 또는 시스템 불안정이 발생할 수 있다.
특히 대용량 데이터 처리나 고성능 연산이 요구되는 경우,
분석용 PC의 활용이 필수적이다.
▶ 장비 안정성 확보
- X-SOL 검사 프로그램이 기존 장비 운영 소프트웨어와 충돌할 가능성을 최소화할 수 있다. 별도 PC를 사용하면 프로그램 간 간섭 없이 안정적인 운용이 가능하다.
▶ 제조사 유지보수 지원 유지
- 검사 장비 내 PC에 임의로 타사 프로그램을 설치하면 장비 제조사의 유지보수나 기술 지원 대상에서 제외될 수 있다. 분석용 PC를 별도로 사용하는 경우, 장비 보증 조건을 유지하면서 검사 시스템을 확장할 수 있다.
2. 분석용 PC 최소/권장 사양
검사 촬영 조건, 검사 유형, 검사 항목 등에 따라 요구되는 PC 사양은 달라질 수 있으나, 일반적인 X-SOL 프로그램의 자동 검사 기능을 안정적으로 수행하기 위해서는 범용적인 고성능 PC 수준의 사양이 요구된다. X-SOL 자동 검사 프로그램의 안정적 실행과 효율적인 검사 환경 구축을 위한 분석용 PC의 최소 및 권장 사양은 표 1과 같다.
자동 검사 스펙에 따라 AI 기반 분석 기술이나 고연산 기능이 적용되는 경우, CPU 및 GPU의 성능 요구 수준이 더욱 높아질 수 있으므로, 해당 프로젝트에 적합한 별도의 사양 검토가 필요하다.
3. 검사 장비 PC와 분석용 PC 네트워크
분석용 PC와 인터넷 연결이 불가능한 검사 장비 PC 간의 원활한 데이터 교환을 위해 적절한 네트워크 또는 직접 연결 방식을 구성해야 한다. 이를 통해 검사 데이터의 실시간 처리 및 분석이 가능하며, 검사 프로세스의 효율성을 높일 수 있다.
▶ 직접 이터넷 연결
- 가장 간단하고 빠르게 구현할 수 있는 방법은 ‘직접 이더넷 케이블 연결 방식’이다. 검사 장비 PC와 분석용 PC를 LAN 케이블로 직접 연결하면 별도의 네트워크 장비 없이도 데이터를 빠르게 전송할 수 있다.
▶ 오프라인 NAS 구축 등
- 검사 장비 PC와 분석용 PC를 NAS 서버에 연결하여 데이터 저장 및 공유하는 방식도 가능하다.
4. X-SOL 검사 프로그램 설치
분석용 PC에서 자동 검사를 실행할 수 있도록 X-SOL 프로그램의 USB 동글 라이선스 또는 소프트웨어 라이선스를 활성화한 후, 64-bit OS용 X-SOL 검사 프로그램을 설치한다.
자동 검사 적용하기
X-SOL 프로그램은 다양한 검사 모델과 조건에 맞춰 사용자 맞춤형 자동 검사 시스템을 구성할 수 있도록 지원하며, 정밀한 영상 분석과 유연한 검사 레시피 설정 기능을 제공한다.
본 단원에서는 X-SOL 프로그램을 활용한 자동 검사 적용의 전 과정을 체계적으로 소개한다. 검사 장비와 촬영 설정 준비에서부터, 레퍼런스 이미지 선정, 검사 레시피(템플릿) 생성 및 최적화, 자동 검사 매크로 설정, 실제 적용까지 단계별로 설명함으로써 실무 현장에서 자동 검사를 효율적으로 구축하고 운영하는 데 도움이 되고자 한다.
1. 자동 검사 준비하기
X-SOL 프로그램을 활용한 자동 검사를 효과적으로 적용하려면, 우선 검사 장비의 촬영 조건을 명확히 설정하고 이를 기반으로 검사 시스템을 구성해야 한다. 이를 위해 검사 포인트 수, 촬영 위치, 불량 판정 기준과 같은 주요 요소들을 정의하고, 양품 및 불량 이미지 샘플을 충분히 수집하는 것이 중요하다.
▶ 촬영 조건 설정 및 등록
- 각 검사 모델별로 필요한 촬영 조건(위치, 배율, 관전압, 관전류, 노출시간, 평균 필터, 히스토그램 등)을 정의한 후, 해당 설정을 장비에 등록한다.
▶ 촬영 이미지 수집
- 실제 검사 환경과 동일한 조건에서 시간 간격을 두고 검사 이미지를 수집한다.
- 실제 촬영 조건에서의 양품 및 불량 유형별 샘플 이미지를 확보한다.
▶ 검사 포인트 및 검사 사이클 확정
- 각 제품별 검사 포인트를 정하고, 검사 사이클당 촬영해야 하는 전체 이미지 수를 확정한다.
▶ 검사 포인트 별 검사 정보 수집
- 검사 포인트별 검사 영역 위치, 검사 항목, 불량 판정 기준 등의 정보를 정리하고, 이를 X-SOL 프로그램에 등록할 지 계획을 세운다.
2. 레퍼런스 이미지 선정하기
자동 검사에서 레퍼런스 이미지는 검사 포인트별 검사 기준이 되는 데이터로, 양품의 특성을 정확하게 반영해야 한다. 적절한 레퍼런스 이미지 선정은 검사 정확도에 직접적인 영향을 미치므로, 다음 조건을 고려해야 한다.
▶ 양품 이미지 활용
- 부품의 원형이 잘 보존되어 있는 양품 이미지를 선택한다.
▶ 촬영 조건에 부합하는 이미지
- X-ray 장비의 촬영 조건(밝기, 위치, 배율 등)에 최적화된 이미지를 선정한다.
- 밝기나 배율 등 촬영 설정이 변경될 경우, 새로운 조건에 맞춰 레퍼런스 이미지를 다시 선정해야 한다.
▶ 검사 부품 주변에 이상 없는 이미지
- 검사 대상 부품 주변에 특이사항(이물질, 중첩 부품 등)이 없는 이미지를 선택한다.
▶ 레퍼런스 이미지 관리
- 동일한 부품이라도 촬영 방향이나 주변 부품 구성이 다를 경우, 촬영 위치별로 별도의 레퍼런스 이미지를 구분하여 관리해야 한다.
- 반대로, 동일한 부품 검사에서 촬영 방향과 주변 부품 구성이 완전히 동일한 경우에는 동일한 레퍼런스 이미지를 선정하고 같은 검사 레시피를 사용할 수 있다.
3. 검사 레시피(템플릿) 만들기
검사 레시피 설정은 크게 두 단계로 나뉜다. 먼저, 부품별로 파트 검사 레시피를 생성하고, 이후 이를 활용해 전체 레퍼런스 이미지에 맞는 종합 검사 레시피를 완성한다.
① 레퍼런스 이미지 불러오기
X-SOL 프로그램을 실행한 후, 검사 기준이 되는 레퍼런스 이미지를 불러온다. 이는 전체 검사 과정의 기준 좌표, 밝기와 형상 정보를 제공한다.
② 부품별 파트 검사 레시피 설정
각 부품마다 필요한 검사 조건에 따라 파트 레시피를 생성한다.
i. 검사 도구 선택 및 파라미터 입력 : 사용자는 측정, 결함 탐지 등 목적에 맞는 검사 도구를 선택하고, 적절한 파라미터를 입력한다.
ii. 파트 검사 레시피 저장 : 설정이 완료되면 이를 개별 파트 검사 레시피로 저장한다.
iii. 재사용성 확보 : 동일 부품에 대해서는 레퍼런스 이미지가 다르더라도 해당 파트 검사 레시피를 불러와 재사용이 가능하다.
③ 레퍼런스 이미지 기준 전체 검사 레시피 구성
i. 파트 검사 템플릿 불러오기: 저장된 파트 템플릿을 불러와 배치한다.
ii. 정렬 설정: 검사 자동 검사 중 이미지 별 위치나 밝기 편차에 대응하기 위해 정렬 기능을 활용하여 위치 및 밝기 오차를 보정한다.
iii. 레시피 저장: 최종적으로 지정 위치에 검사 레시피를 저장하여 실제 자동 검사 환경에서 적용이 가능하도록 한다.
4. 검사 레시피(템플릿) 수정하기
X-ray 비전 자동 검사 시스템에서 일관된 검사 결과를 유지하려면 검사 레시피의 최적화가 필수적이다. 기존 레시피를 수정하여 가성 불량을 줄이고, 진성 불량 발생을 최소화하여 검사 정확도를 극대화할 수 있다.
① 기존 검사 레시피의 검사 정확도 검토
양품, 불량 이미지를 해당 검사 레시피에 적용하여 결과를 확인한다.
② 검사 레시피 수정 및 최적화
i. 가성 불량 감소 : 정상적인 부품이 불량으로 판정되는 경우, 정상 영역을 결함으로 인식하지 않도록 검사 파라미터를 조정한다.
ii. 진성 불량 검출 강화 : 실제 불량이 발생했음에도 감지되지 않는 경우, 검출 민감도를 높이거나 검사 조건을 세분화하여 결함이 명확히 탐지될 수 있도록 한다.
iii. 정렬 오류 수정 : 검사 위치를 정확하게 찾지 못하는 등 오차가 발생하는 경우, 정렬 설정을 변경하여 위치 및 밝기 보정 기능을 최적화한다.
③ 수정 검사 레시피 확정
수정된 검사 레시피를 다시 양품 및 불량 이미지에 적용하여 최적화된 결과를 확인한다. 최종적으로 검사 정확도가 충분히 개선되었는지 확인한 후, 레시피를 확정하고 검사 시스템에 반영한다
5. 자동 검사 매크로 설정하기
자동 검사 매크로를 설정하며 검사 사이클을 정해 검사 결과를 확인하는 주기를 결정한다. 촬영 위치별 매칭되는 검사 레시피를 지정 가능, 검사 사이클 단위로 검사 결과를 확인할 수 있도록 한다.
① 검사 모델별로 별도의 프로젝트로 관리
같은 모델을 검사하더라도 검사 결과 출력 방법 등 세부적인 방법이 다르면 별도의 프로젝트로 관리한다.
② 검사 레시피 등록
i.검사 레시피가 1개인 경우 : 해당 검사 레시피를 프로젝트에 등록한다.
ii. 검사 레시피가 2개 이상인 경우 : 각 촬영 위치에 매칭되는 검사 레시피를 등록한다.
iii. 검사 레시피가 2개 이상이고, 이미지 수가 많은 경우 : 레시피 별로 폴더를 구성하여 해당 위치에 맞는 폴더로 자동 이동되도록 설정한다.
③ 결과 출력 방법 등록
i. 결과 캡쳐 이미지 출력 : 검사 결과 이미지를 생성한다.
ii. 이미지 리포트 출력 : 촬영 위치별 검사 결과를 개별 리포트로 생성한다.
iii. 그룹 리포트 출력 : 전체 검사 사이클 기준으로 하나의 통합 리포트를 생성한다.
6. 자동 검사 적용하기
자동 검사 레시피 설정 및 매크로 구성이 완료되면, X-ray 장비와 연동하여 자동 검사를 수행한다.
① 검사 프로그램에서 해당 프로젝트를 선택하고 자동 검사 모드로 전환한다.
② X-ray 제조사에서 권장하는 예열 절차와 시간을 준수한 후, 선택한 검사 모델을 촬영한다.
③ 검사 결과를 확인한다.
④ 검사 이미지의 위치 또는 밝기가 레퍼런스 이미지와 비교하여 허용 수준을 초과할 경우, 재촬영 후 검사를 다시 수행한다.
맺음말
X-SOL 프로그램을 활용한 X-ray 비전 자동 검사는 정밀성과 효율성을 동시에 확보할 수 있는 실용적인 품질 관리 솔루션이다. 본 가이드는 검사 장비 준비부터 레퍼런스 이미지 선정, 검사 레시피 설정, 자동 검사 적용까지 단계별 핵심 요소를 정리해 실제 현장 적용에 도움이 되도록 구성했다. 본 자료가 관련 기업들의 현장 적용과 도입 결정에 실질적인 가이드가 되기를 바란다. |
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