내쇼날인스트루먼트 장비의 실제적용사례

테스트 앤 매니지먼트 분야 및 자동화 업계에서 전 세계적으로 빠르게 인지도를 확산해 나가고 있는 이 회사의 장비를 실제 적용 사례를 통해 산업현장 또는 연구분야에 적용될 수 있는 측정 및 자동화 기술을 구체적으로 살펴보도록 한다. <편집자 주>

성명: 김영기
직책: 대표이사
소속: ㈜에스엠인스트루먼트
사용한 NI 제품명: LabVIEW 8.20 (한글판), PCI-4462, USB-6009

요약

냉장고 생산라인에서 냉장고의 불량 원인은 매우 다양하다. 그 중 한 가지는 소음 불량이다. 냉장고의 소음 불량 원인은 압축기와 팬이다. 그 중에서도 압축기 소음이 고객의 주된 불만 원인이다. 이 압축기 소음을 검출하기 위해 라인에 인클로져(Enclosure)를 설치하고 그 안에 마이크로폰을 설치하였다. 그리고 DAQ 시스템을 이용하여 소음을 측정한 후 7가지 인자로 압축기의 불량 여부를 판정하였다. 불량 기준을 설정하기 위해 3개월 동안 데이터를 축적한 후 이 데이터로부터 불량 판정 기준을 설정하여 양산 검사 시스템을 완성하였다.

개발 배경

냉장고 생산 라인에서 압축기의 소음 불량을 검출하기 위해 라인에 무향실을 설치하고 작업자가 무향실 내부에서 압축기의 소음을 듣고 불량 여부를 판정하게 된다. 하지만 양산 라인에서 생산되는 제품은 매우 다양하다. 예를 들어, A 모델의 압축기 소음은 56dB 정도이고 B 모델의 압축기 소음은 58dB라고 했을 때 A 모델을 생산하다가 이 사이에 B 모델이 있으면 불량으로 판정하기가 쉽고, B 모델 사이에 비교적 소음이 큰 A 모델이 들어오면 양품으로 판정하기가 쉽다. 이러한 작업자의 판정 오류 문제를 해결하기 위해 양산 검사 시스템을 도입하게 되었다.

본론

양산 검사 시스템의 하드웨어는 마이크로폰의 신호를 측정하는 NI PCI-4462 보드와 디지털 IO를 지원하는 NI USB-6009로 이루어져 있다. 라인에는 냉장고가 측정 위치에 진입하였는지를 점검하기 위해 Photo Sensor 3개를 사용하였고, Conveyor의 이동 유무를 점검하기 위해 센서를 한 개 더 추가 하였다.

양산 검사 프로그램은 냉장고가 인클로져 입구에 진입하면 측정을 시작하고 빠져 나가면 측정을 멈추게 된다. 그리고 컨베이어가 멈춰 있을 경우에는 측정도 일시 정지한다. 냉장고가 빠져 나가면서 냉장고의 바코드를 읽어 측정 데이터와 함께 파일로 저장하게 된다. 압축기의 소음 불량 여부를 판정하기 위해 실시간으로 7개 인자를 동시에 계산을 수행하게 되고 7개 인자의 값이 모두 기준값 안에 들어오면 합격하게 된다. 합부 판정은 압축기 모델에 따라 이루어지며 측정된 데이터 또한 데이터베이스에 자동으로 저장된다.

결론 및 솔루션 개발 후 얻게 된 이점

냉장고 압축기의 불량을 검출하기 위해 최적의 인자를 찾기 위해 매우 다양한 분석 방법을 이용하여 분석을 수행하게 되는데 LabVIEW는 이 분석을 단기간에 수행하게 해 주었다. 그 결과로 최적의 불량 검출 인자를 설정할 수 있게 되었다. 또한 양산 검사 시스템의 특성상 다양한 인터페이스(DAQ, 디지털 IO, RS232, 데이터베이스)를 요구하게 되는데 LabVIEW는 이 모든 인터페이스를 용이하게 통합할 수 있게 해 주었다.
 본 솔루션 개발로 냉장고 소음 자동화 시스템이 완성되어 현재 업체에 설치되어 한 개 라인에서 시범적으로 운영되고 있다.

NI 솔루션이 채택된 이유

1. 생산라인 검사 장비에 요구되는 하드웨어의 강건성과 신뢰성
2. 최적의 불량 검출 인자를 찾기 위해 필요한 다양한 신호처리 기술 지원
3. 다양한 디지털 인터페이스를 용이하게 사용할 수 있음.