20년 넘게 비전 측정 업계에 종사하면서, 저는 많은 고객들이 특정 문제에 반복적으로 직면하는 것을 보았습니다. 바로 투명 또는 반투명 소재를 측정할 때 종종 만족스럽지 못한 결과를 얻는 것입니다. 유리, 아크릴, 투명 플라스틱 부품, 그리고 특수 코팅이 된 일부 광학 부품은 겉보기에는 평범해 보일 수 있지만, 비전 측정 시스템에서는 종종 심각한 문제를 야기합니다.

많은 고객들이 유리나 아크릴 부품을 처음 테스트할 때 가장자리가 흐릿하고 이미지에서 실제 경계를 구분하기가 거의 불가능하다는 것을 경험합니다. 일부는 동일한 부품이 감지하는 가장자리 위치가 다르게 나타나는 이중 윤곽선을 발견하여 치수 측정값에 큰 편차가 발생한다고 보고합니다. 이 문제는 특히 광학 유리, 투명 스크린, 렌즈 및 정밀 하우징에서 흔히 발생합니다.

근본 원인은 이러한 재료의 광학적 특성에 있습니다. 시각 측정은 표면에서 반사된 빛을 이용하여 선명한 경계면을 형성합니다. 투명한 부분은 대부분의 빛을 통과시키고, 극히 일부만 카메라로 반사되어 자연스럽게 경계면이 흐릿해집니다. 더욱이, 투과된 빛은 표면 사이에서 여러 번 굴절 및 반사될 수 있어 이미지에 겹치는 "가짜 경계면"을 생성하는데, 때로는 실제 경계면보다 더 뚜렷하게 나타나 소프트웨어에 오류를 발생시킵니다. 반투명하거나 불투명한 표면은 빛을 강하게 산란시켜 회색조 분포가 고르지 않고, 알고리즘이 노이즈로 인해 제대로 작동하지 않게 합니다.

한 고객이 유리 커버 플레이트를 측정하던 중 이러한 현상을 경험했습니다. 시스템을 어떻게 조정해도 이미지 가장자리가 흐릿하게 유지되었고, 측정된 치수는 수십 미크론 단위로 변동했습니다. 처음에는 장비 불안정성을 의심했습니다. 분석 결과, 문제는 기계 자체가 아니라 빛 투과로 인해 상단과 하단 표면에서 발생하는 신호가 겹치는 것이었으며, 이로 인해 소프트웨어가 실제 가장자리를 정확하게 식별하지 못하는 것으로 확인되었습니다. 적절한 취급 없이는 측정 결과를 신뢰할 수 있는 공정 기준 자료로 사용할 수 없습니다.

이러한 과제를 해결하기 위해 저는 일반적으로 고객에게 다음과 같은 몇 가지 조치를 취하라고 조언합니다.

1. 조명을 조정하세요. 표준 링 조명은 투명한 부품에는 효과적이지 않은 경우가 많습니다. 저는 일반적으로 백라이트 사용을 권장합니다. 동축 백라이트는 윤곽을 실루엣으로 표현하여 매우 선명한 가장자리를 만들 수 있으며, 투명한 부품 측정에 널리 사용되는 솔루션입니다. 반투명하거나 산란율이 높은 재료의 경우, 저각도 확산광이나 복합 조명을 사용하면 가장자리 대비를 향상시킬 수 있습니다.

2. 임시 표면 처리. 고객의 승인을 받은 경우, 현상액 스프레이를 도포하거나 임시 불투명 필름을 부착하면 투과광을 난반사로 변환할 수 있습니다. 투명 플라스틱 부품을 측정하는 한 고객은 세척 가능한 스프레이를 사용한 후 이미지 가장자리가 선명해지고 측정 반복성이 크게 향상되었음을 확인했습니다. 이러한 방법은 추가 단계가 필요하므로 고객은 생산 요구 사항과 이점을 비교해야 합니다.

3. 소프트웨어 알고리즘 최적화. 투명 부품 측정은 알고리즘에 크게 의존합니다. 다중 임계값 피팅은 실제 에지와 허위 윤곽을 더 잘 구분할 수 있으며, 필터링은 광학 노이즈로 인한 불안정한 점을 제거할 수 있습니다. 이중 에지 문제의 경우, 기하학적 기준을 사용하여 공정 요건을 충족하는 에지만 선택할 수 있습니다. 또한, 서브픽셀 피팅은 에지가 약간 흐릿하더라도 반복성을 향상시킵니다.

4. 환경과 조명 장치를 고려하십시오. 배경은 투명한 부품의 이미징에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적으로 대비를 높이기 위해 검은색 스테이지를 사용하는 것이 좋습니다. 조명 장치는 광학 경로에 들어가지 않도록 해야 합니다. 추가 반사를 발생시키고 경계 감지를 방해할 수 있습니다.

요약하자면, 투명 및 반투명 재료 측정의 주요 과제는 빛의 투과, 굴절, 산란입니다. 이러한 광학 현상을 이해하고 적절한 조명, 표면 처리, 알고리즘 최적화를 병행하면 대부분의 문제를 해결할 수 있습니다. 20년 이상의 경험을 통해 저는 비전 측정이 단순히 장비의 정밀도만을 의미하는 것이 아니라 재료의 특성과 광학 원리에 대한 심도 있는 이해를 필요로 한다는 것을 알게 되었습니다. 이 두 가지 측면을 모두 이해해야만 투명 부품을 정확하고 일관되게 안정적으로 측정할 수 있습니다.