비전(Vision)기술은 스마트 팩토리를 구성하는 핵심기술로, 인더스트리 4.0 확산과 맞물려 더욱 주목을 받고 있다. 특히 비전이 로봇이 작업을 진행하는데 필요한 위치로 정확하게 이동할 수 있도록 지원하는 VGR(Vision Guided Robot)은 비전기술의 빠른 진전을 단적으로 보여준다.

VGR 기술을 주도하고 있는 코그넥스코리아 조재휘 지사장은 인더스트리 4.0이 추구하는 유연한 생산에 있어 VGR은 필수적 요소라고 말하고, 자사의 업그레이드 버전에서는 오픈 로봇 API를 제공해 보다 손쉽고 간단하게 비전카메라와 로봇이 커뮤니케이션 할 수 있는 환경을 제공할 예정이라고 밝혔다. <편집자 주>

 

 

 

Q. VGR(Vision Guided Robot)이란 무엇인가?

A. VGR은 기본적으로는 센서로 사용되는 하나 이상의 카메라가 장착된 로봇을 이르는 말로, 산업용 로봇과의 위치 탐지 및 검사에 사용되는 비전 시스템 및 이미지 처리 시스템을 총칭한다.

만약 로봇이 비전 시스템 없이 작동할 경우, 작업 환경은 항상 고정된 상태이어야만 할 것이다. 하지만 VGR을 도입할 경우, 보다 다양한 작업 환경에서 로봇을 사용할 수 있다. 비전 기술은 3차원 공간에 대해서도 높은 정확도로 객체의 위치를 측정할 수 있어, 로봇이 작업을 진행하는데 필요한 위치로 정확하게 이동할 수 있도록 지원하기 때문이다.

VGR 도입을 위해서는 산업용 로봇과 현재 사용되고 있는 비전 시스템/이미지 처리 시스템 간의 호환성, 의도된 사용이나 적용, 다른 제품 유형 처리를 위한 확장성, 변경사항에 대처하는 유연성 등의 요소를 고려해 선택해야 한다.

 

 

Q. VGR은 인더스트리 4.0이 추구하는 유연한 생산과 어떤 관계가 있나?

A. 인더스트리 4.0이 추구하는 유연한 생산이란 단순히 효율적인 대량생산을 위해 중앙에서 집중 관리하는 무인 자동화 시스템 도입을 극대화하는 것이 아니라, 제조 분야에 IT를 적용해 시장 변화에 따라 유연하게 대응하며, 점점 더 개인화 되는 요구를 충족시킬 수 있도록 새로운 유형의 생산체계를 만드는 것이다.

VGR은 다양한 부품 유형을 처리하고 고정되지 않은 부품들의 위치를 지정함으로써, 생산 라인에서 용이하게 제품 변경을 적용할 수 있도록 한다. 이를 통해 높은 비용을 초래하는 정밀 수정 작업을 피할 수 있어 유연한 생산이 가능하다. 그러므로 인더스트리 4.0이 추구하는 유연한 생산에 있어 VGR은 필수적 요소라 할 수 있다.

 

 

Q. 비전 어플리케이션과 로봇간의 동기화라는 콘셉트는 현재 어느 정도 산업계에 확산이 되어 있나?

A. 비전 어플리케이션과 로봇은 이미 모든 종류의 산업에서 함께 사용되고 있다고 볼 수 있다. 다만 아직까지는 각 산업 내에서의 적용 범위가 넓지 않고, 산업 특성에 따라 요구되는 수준의 편차도 큰 편이다.

하지만 인더스트리 4.0의 도래 및 전 세계 로봇 기술의 급속한 확대에 따라, 보다 높은 생산성과 뛰어난 경제성, 생산 품질을 보장하기 위해서는 비전을 바탕으로 한 로봇 솔루션이 핵심적인 요소라는 사실이 증명되고 있다. 그러므로 확산의 추세는 갈수록 빨라질 것으로 예상하고 있다.

 

 

Q. 코그넥스 VGR 솔루션이 고객에게 제공하는 이점은 무엇인가?

A. 코그넥스는 높은 정확성, 빠른 속도, 뛰어난 성능을 가진 2D 및 3D 비전 소프트웨어를 보유하고 있어, 공정 과정에서 일어날 수 있는 많은 문제들을 해결하는데 적합한 VGR 솔루션을 제공할 수 있다. 그러므로 코그넥스의 VGR 솔루션을 사용할 경우 고객은 생산 효율성 향상과 비용 절감 효과를 얻을 수 있다.

코그넥스의 VGR 솔루션은 렌즈 원근 왜곡과 카메라 설치 시 기울기에 따라 발생하는 이미지의 비선형 오류를 보정해주는 코그넥스 자동 캘리브레이션 방식을 적용하여 정밀도와 반복성을 개선하였고, 이로써 보다 빠르고 정확하게 실제 생산 환경을 구축하고 검증할 수 있다.

또한 VGR 솔루션에는 코그넥스의 ‘PatMax’ 및 ‘PatMax RedLine’이 탑재되어있어, 탁월한 패턴 매칭이 보다 정확한 어셈블리 구현을 가능케 해, 다양한 얼라이먼트, 로딩, 언로딩과 같은 공정의 솔루션으로 널리 사용될 수 있다. 그리고 공장 적용 시 사용, 운영, 유지 및 보수가 용이하도록 기본적으로 쉬운 사용자 환경 인터페이스를 제공하고 있어, 복잡한 교육 과정 없이 손쉽고 빠르게 실 생산 환경에 적용할 수 있다는 장점이 있다.

 

 

Q. 코그넥스는 VGR과 관련해 어떤 로봇 업체들과 협업을 하고 있나?

A. 현재 VGR은 FPD(Flat Panel Display)의 모듈 어셈블리 제조 프로세스에 집중적으로 적용되고 있으며, 디스플레이 모듈 생산 공장에 주로 사용되는 로봇 제조업체와 협업을 하고 있다.

ABB, 나치(Nachi), 미쓰비시, 덴소(Denso), 야스카와의 로봇 라이브러리를 제공하고 있고, UR-Cap, 쿠카(Kuka), 화낙 로봇 라이브러리 지원도 준비 중에 있다.

 

 

Q. VGR과 관련해 코그넥스 비전기술은 어떤 경쟁력을 지니고 있나?

A. 작업 환경이 가진 제약에 크게 구애 받지 않는 ‘높은 유연성 및 신뢰성’이 VGR과 관련한 코그넥스 비전기술의 경쟁력이다.

코그넥스는 1981년 설립 이후 현재까지 기술과 제품 품질 향상을 위해 전체 매출의 15%를 기술 개발에 투자하고 있으며, 전 세계적으로 폭넓은 비전 전문가 그룹을 갖추고 있다. 지금까지 200만 대 이상의 비전 기반 제품을 출하했으며, 비전 기술을 필요로 하는 다양한 분야의 생산 로봇을 대상으로 협업을 진행했다. 때문에 그 어떤 기업보다도 VGR과 관련된 많은 데이터를 보유하고 있으며, 이를 통해 어떤 환경에서도 쉽게 적용할 수 있고 높은 정확도를 제공하는 비전기술을 구현할 수 있게 됐다.

 

 

Q. VGR과 관련해 향후 어떤 기술적인 업그레이드가 진행될 예정인가?

A. 보다 빠르고 정확하며 고객이 사용하기 쉽도록 각 어플리케이션 특성에 맞춰, VGR 기능과 적용 범위를 달리한 다양한 제품군을 제공하여 경쟁력을 높일 예정이다.

커뮤니케이션에 있어서는 기존 로봇과 비전이 각각 데이터 포맷을 일일이 변경하여 인터페이스를 해야 했다면, 업그레이드 버전에는 오픈 로봇 API를 제공하여 보다 손쉽고 간단하게 비전카메라와 로봇이 커뮤니케이션 할 수 있는 환경을 제공할 예정이다.

확장성 측면에서도 코그넥스가 기본적으로 제공하는 HMI 환경 외 고객이 자유롭게 재구성할 수 있도록 SDK(Software Development Kit)를 지원하여 제품의 어플리케이션 호환성을 더욱 강화할 예정이다.

 

 

Q. 향후 로봇과의 동기화라는 측면에서 비전 기술이 어떻게 발전해 나갈 것으로 전망하나?

A. 비전 기술은 인더스트리4.0이 추구하는 유연한 생산을 위한 로봇의 최고의 파트너가 될 것이며, 모든 공정에 로봇이 투입될 수 있도록 최적화된 기술을 제공하는 방향으로 발전할 것으로 전망한다.

코그넥스는 인공지능(AI) 기법을 이용하여 산업용 비전 시스템의 이미지 분석 성능을 향상시키는 딥러닝이 비전 기술의 발전에 큰 역할을 할 것이라 예상하고 있다. 이를 위해 2017년 산업용 머신비전을 위한 딥러닝 소프트웨어 제조업체인 ‘비디 시스템즈(ViDi Systems)’를 인수했고, 2019년 인공지능 기반 딥러닝 머신비전 솔루션 기업인 수아랩을 인수해 기술력을 강화했다.

 

 

 

 

비전 카메라를 이용하여 로봇에게 정확한 위치를 전달해 pick & place를 가능하게 하는 솔루션