비판적인 소비자들은식품의 품질에 대한 요구 수준이 높다. 비스킷을 구매하는 사람들은 모든 비스킷 하나하나가 일정한 크기, 무게, 그리고 품질을 가지고 있기를 기대한다.
비스킷 제조업체의 주요 목표는 효율적인 자원 활용과 포장을 통해 경제적인 생산을 달성하는 것이다. 생산자는데이터 및 과거의 경험을 바탕으로 생산 공정의 장애에 있어 빠르면서도 신뢰성 있게 반응하고자 한다. 따라서데이터를 꾸준히 확보하고 저장해야 하며, 필요할 때 효율적으로 접근할 수 있어야 한다.
동일한 크기 및 무게의 비스킷 생산 요구
유럽의 유명 비스킷 제조업체 중 한 업체가 영국 리밍턴 스파에 위치한 머신비전테크놀로지(MachineVision Technology) 사에 생산 공정에서의 비스킷 크기 및 무게 제어 자동화를 의뢰했다.
생산라인에서는 구워진 비스킷 30줄이 끊임없이 움직이는 이동식 컨베이어를 따라 통과하는데, 이를 검사하는 작업이었다.
1분마다 한 줄당 120개씩 30줄의 비스킷을검사해야 하며, 분당 생산량은 3,600개에 달한다. 비스킷 한 쌍에 가운데를 채워 결국 ‘샌드위치’ 형태로 만드는 것이었으며, 궁극적으로는 모든 샌드위치 비스킷의 높이와무게를 동일하게 만들어야 했다.
하나의 샌드위치형 비스킷은 두 개의 비스킷과 그 사이에 채워진 초콜릿 같은 달콤한 내용물로 이뤄진다.제조업체는 이 샌드위치의 전체 높이가 같아지도록 하기 위해 속을 얼마나 채워 넣어야 하는지 파악하고자 비스킷 두 쪽 각각의 두께를측정해야 할 필요가 있었다.
비스킷 원가에 비해 채워 넣는 내용물의 원가가 비싸다는 점에서 출발한 이 아이디어는 정확한 높이와 무게의 샌드위치 비스킷을 일정하게생산해 내용물을 너무 많이 채우는 일을 없앰으로써 내용물 사용량을 최소화하는 게 목적이었다.
비스킷 크기는 밀가루 반죽 원판을 만드는 데 사용되는 원재료의 무게와 압력을 통해 쉽게 제어할 수 있었다. 식품 업계의 요구사항에 맞춰 시스템은 스테인리스강으로 제작돼야 했으며, 장비는식품업계 기준에 맞춰 조작돼야 했다.
거친 환경에서도 사용 가능한 고품질의 신뢰성 높은 카메라
머신비전테크놀로지는 Basler Scout scA1390-17gm GigE 카메라 3대를 사용해 비스킷 이미지를 위에서부터 캡처하는 방식을 선택했다. 이들이미지는 비스킷의 길이와 폭을 측정해 정확한 크기인지 확인하는 데 사용된다.
네 번째 GigE 카메라인 ScoutscA640-120gm 한 대는 보다 빠른 속도를 내기 위해 파셜 스캔 모드로 사용된다. 이카메라는 비스킷의 레이저 라인 프로필 이미지를 캡처하며, 캡처한 이미지는 정확한 높이 측정을 위한 3D 이미지 구성에 사용된다. 이러한 절차를 통해 길이와 너비, 그리고 높이를 모두 ±0.17mm의 정확도로 측정할 수 있었다.
시스템에 사용된 카메라와 관련해 측정 장비의 성공을 위해서는 필수적인 특징 두 가지가 있다. 생산환경에서는 탁월한 품질의 이미지를 캡처하는 높은 신뢰도의 카메라가 필요하며, 카메라는 45℃를 넘는 거친 환경에서도 작동될 수 있어야 한다는 점이다.
고객이 선택한 두 종류의 Basler 카메라 모델, 즉 ‘scA1390’과 ‘scA640’은 이러한 기준을 완전히 만족시킬수 있었다.
맞춤 설계한 시스템 전면에는 각 줄에서 마지막 비스킷 100개의 크기를 측정한 평균값이표시되는 디스플레이가 내장돼 있다. 고객의 생산 이력 추적을 만족시키기 위해 이 통계에는 날짜 및 시간태그가 부여돼 4년간 보관된다.
조작자는 드롭다운 메뉴에서 저장된 시스템 매개변수 집합을 선택해 손쉽게 생산 제품을 전환할 수 있으며, 엔지니어는 이 모든 정보를 100m 밖의 디스플레이 화면에서 모니터링할수 있다. 최대 100m 길이의 케이블을 통해 데이터를 전달할수 있기 때문에 GigE는 이와 같은 용도에 이상적인 인터페이스다.
<바슬러 제공>
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