로봇 + 머신비전 연동 구조 설명
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로봇 + 머신비전 연동 구조 설명
로봇과 머신비전의 연동 구조는 “촬영 → 판단 → 제어” 3단 흐름으로 이해하시면 가장 명확합니다. 현장...
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로봇과 머신비전의 연동 구조는 “촬영 → 판단 → 제어” 3단 흐름으로 이해하시면 가장 명확합니다. 현장 기준으로 실제 구조를 단계별로 정리해드리겠습니다.
1. 전체 구조 개념
기본 흐름
1. 트리거 발생
2. 카메라 촬영
3. 이미지 처리 (비전)
4. 결과 생성 (좌표, OK/NG 등)
5. 로봇으로 결과 전달
6. 로봇 동작 수행
→ 핵심은 “비전이 눈 역할, 로봇이 손 역할”입니다.
2. 구성 요소별 역할
1) 카메라 & 광학계
- 대상 이미지 취득
- 조명 포함 (성능의 70% 영향)
✔ 포인트
→ 로봇보다 이미지 품질이 더 중요
2) 비전 시스템 (PC or 스마트카메라)
대표적으로 Cognex, Keyence 장비 사용
역할:
- 위치 검출 (X, Y, θ)
- 형상 판단
- 불량 검사
출력 데이터:
- 좌표값 (픽셀 → mm 변환)
- 각도
- OK / NG
3) 로봇 (6축 / 스카라 등)
대표적으로 FANUC, ABB, KUKA
역할:
- 비전 결과 기반 픽앤플레이스
- 조립 / 검사 위치 이동
4. PLC (선택적)
- 전체 공정 제어
- 비전 ↔ 로봇 ↔ 설비 인터페이스
3. 연동 방식 (핵심)
1) I/O 연동 (가장 기본)
- Trigger 신호 → 촬영
- OK/NG → 로봇 전달
✔ 특징
→ 단순 / 안정적
→ 좌표 전달은 어려움
2) TCP/IP 통신 (소켓)
- 비전 → 로봇 좌표 직접 전달
✔ 특징
→ 가장 많이 사용
→ 유연한 데이터 처리 가능
예:
X: 123.4
Y: 56.7
Angle: 12.3
3) 필드버스 (Ethernet/IP, PROFINET 등)
- PLC 중심 구조
✔ 특징
→ 대규모 라인에 적합
→ 안정성 높음
4. 좌표 변환 (핵심 중 핵심)
비전 좌표 ≠ 로봇 좌표
그래서 반드시 필요:
→ 캘리브레이션
구성:
1. 카메라 좌표 (픽셀)
2. 실제 좌표 (mm)
3. 로봇 좌표계
✔ 방법
- 2D Calibration (평면)
- Hand-Eye Calibration
✔ 결과
→ “비전 좌표 → 로봇 좌표 변환 매트릭스 생성”
5. 대표적인 구조 2가지
1) Fixed Camera (Eye-to-Hand)
- 카메라 고정
- 로봇이 대상 물체로 이동
✔ 특징
→ 가장 많이 사용
→ 셋업 간단
2) Robot Mounted Camera (Eye-in-Hand)
- 카메라가 로봇에 장착
✔ 특징
→ 정밀도 높음
→ 경로 유연성 좋음
→ 셋업 난이도 ↑
6. 실제 적용 흐름 예시 (픽앤플레이스)
1. 센서 감지 → 트리거 발생
2. 카메라 촬영
3. 비전에서 위치 계산
4. 좌표 변환 (캘리브레이션 적용)
5. 로봇으로 좌표 전송
6. 로봇 이동 → 픽업
7. 지정 위치에 배치
7. 현장에서 자주 발생하는 문제
1. 좌표 오차 발생
→ 캘리브레이션 불량 / 카메라 틀어짐
2. 로봇 위치 미스
→ 타이밍 문제 (컨베이어 이동 고려 부족)
3. 검출 실패
→ 조명 영향 / 반사 / 대비 부족
4. 속도 문제
→ 비전 처리 시간 vs 로봇 사이클 불일치
8. 핵심 정리
✔ 구조 핵심
→ “비전이 판단 → 좌표 생성 → 로봇이 실행”
✔ 성공 포인트
1. 조명 설계
2. 정확한 캘리브레이션
3. 통신 안정성
4. 타이밍 동기화
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