고객 사례

LED 제조업체 - 완벽한 추적 기능을 구현하기 위해 DataMan 판독 장비 채택

Lumileds manufacturing using mounted cognex dataman 360

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370 barcode reader held by hand

고정형 바코드 리더기

사용 편의성과 레이저 스캐너의 경제성을 갖춘 비전-기반 바코드 리더기

말레이시아 페낭에 근거지를 둔 발광 다이오드(LED) 제조 공장에서는 연간 800억 개의 제품을 생산합니다. 전세계적으로 수출되는 이러한 구성부품은 주로 LED TV 세트와 자동차의 조명에 사용됩니다.

제조 라인에서는 오븐가열 공정, 회로 및 무결성 테스트와 같은 여러 가지의 생산 단계가 이루어집니다. 완성된 모든 구성부품이 각 단계를 거치고 필수 테스트를 통과했는지 확인하기 위해 제조업체에서는 모든 생산 단계에서 각 LED 스트립에 레이저로 표시된 2-D 코드를 판독하는 DataMan® 바코드 판독 장비를 갖춘 믿을 수 있는 추적 기능 시스템을 선택하였습니다.

문제의 원인

LED 생산에 사용되는 재료는 여러 공급업체와 국가에서 생산됩니다. 각 공급업체는 각기 다른 등급의 레이저 마커를 사용하여 2-D 코드를 인쇄하기 때문에 상이한 인쇄 품질이 나타나게 됩니다. 사용되는 세라믹 종류 역시 다르므로 문제가 더욱 복잡해집니다. 구성부품의 소형 크기로 인해 일반적으로 각 2-D 코드는 2 mm 미만으로 측정됩니다.

또한 LED는 전기 구성부품 리드가 보드 표면에 있는 개별 패드 연결부를 통해 보드에 결합되는 오븐가열 공정을 거치게 됩니다. 납땜 처리한 연결부를 건조시키기 위해 가해지는 열(약 300º C)로 인해 간혹 코드가 변형되는 경우가 있습니다.

제조업체의 기존 바코드 스캔 시스템은 이 같은 문제로 인해 100% 성공적인 판독률을 제공할 수 없습니다. 일부 문제의 원인은 초기에 구축된 스캐너 중 몇몇이 빠르게 이동하는 생산 라인에서 고속 바코드 판독을 위해 설계된 것이 아닌 휴대형 판독 장비라는 점에서도 찾을 수 있습니다.

‘판독 불가’ 상황이 발생할 때마다 작업자는 수작업으로 정보를 입력해야 했으며, 이 때문에 불가피하게 전체 제조 공정을 중단해야 했습니다. 뿐만 아니라 시간에 따른 생산량의 증가로 인해 고속으로 작업량을 처리할 수 있는 믿을 수 있는 솔루션의 필요가 더욱 극명해졌습니다.

해결책

제조업체는 처음 DataMan® 바코드 판독 장비를 설치한 후 100%의 성공 판독률을 달성하였습니다. 이후, DataMan 바코드 판독 장비 15대를 추가로 설치하여 이 LED 제조업체는 완벽한 구성부품 추적 기능을 구현할 수 있게 되었습니다.

DataMan 바코드 판독 장비 덕분에 제조업체는 완벽한 생산 추적 기능을 구현할 수 있으므로 구성부품의 테스트가 누락되었거나 인적 오류가 발생한 경우, 공정에서 부품이 거부되거나 다음 번 공정 단계에서 바코드가 판독될 때 오류 메시지를 표시할 수 있습니다. 품질 보증 관점에서 이와 같은 추적 기능 시스템의 구현은 라인에 있는 각각의 구성부품이 이미 필요한 모든 테스트 단계를 통과했음을 보장할 수 있습니다.

판독 기술

이 애플리케이션으로 선택된 DataMan 300 바코드 판독 장비의 주요 기능으로는 고해상도(1.3메가픽셀)와 유연한 조명 옵션을 꼽을 수 있습니다. 이 애플리케이션의 환경에서는 바코드의 크기가 작기 때문에 고해상도 이미지가 필요했습니다. 또한 최적의 판독률을 위해 청색 조명이 사용되었습니다. DataMan 바코드 판독 장비는 사용자가 조명 세기를 제어할 수 있으며, 양방향, 단방향 또는 어떤 방향에서든 용도에 맞게 조정하여 구성할 수 있는 다양한 조명 옵션을 제공합니다.

미세 조정 후, 결과로 나타나는 이미지는 품질이 한층 향상되었고 필요한 만큼의 강한 대비가 나타났습니다. 이로써 전반적인 판독 작업의 성능이 90%에서 100%로 향상되었습니다.

또 다른 요건은 판독 장비를 스캔할 항목으로부터 ‘안전한’ 거리에 설치해야 한다는 점이었습니다. 여기서 주된 문제는 판독 장비를 너무 가까이 배치하면 판독 장비로부터 나오는 정전기로 인해 LED의 전자 회로가 손상될 수 있다는 것이었습니다. 두 번째로 작업자가 생산 라인에서 LED를 수작업으로 제거할 때 실수로 판독 장비를 건드릴 수 있다는 점이 고려되었습니다.

두 가지 요인을 토대로 제조업체는 스캔할 항목으로부터 판독 장비를 약 8 cm 떨어진 거리에 배치했습니다. DataMan 판독 장비에서 제공하는 고해상도 기능은 이 만큼의 거리에서도 필요한 선명도로 확대된 이미지를 생성할 수 있어 이러한 설치 옵션이 가능했습니다.

Lennard Lim 프로젝트 매니저는 “판독 장비를 서로 다른 생산 단계에 설치해야 했기 때문에 구현팀은 해당 장비 및 기술 공급업체와 공동으로 작업해야 했습니다.“라면서, “예를 들어, Siemens와 같은 제조업체에서 제공하는 머신에 DataMan 판독 장비를 탑재해야 했습니다. 또한 구현팀은 설치 일정을 조율하고 판독 장비를 지탱할 수 있는 브래킷을 제조해야 했습니다.”고 설명했습니다.

기능 최적화

생산 라인의 각 애플리케이션에 맞게 솔루션을 설정하기 위해 구현팀은 각기 다른 확대 수준으로 실험을 실시해야 했습니다. 이 같은 실혐은 판독 장비의 렌즈를 조절할 수 있었기에 가능했습니다. 소형 2D 코드를 판독하기 위해서는 소프트웨어 코드의 ‘인식’이 필요했습니다. 이를 통해 시스템이 모듈, 픽셀 크기 등과 같은 코드의 속성을 기억하여 판독률 성능을 효과적으로 최적화할 수 있게 되었습니다.

처리해야 할 또 다른 사안은 각각의 개별 공정에 대해 판독 장비가 작동하는 방식에 관한 것입니다. 또한 판독 장비의 데이터를 해당하는 머신이나 PC로 전송하는 방식을 결정해야 했습니다.

최적의 성능을 구현하기 위해 여러 가지의 구성을 테스트하는 데 많은 노력을 투자해야 했습니다. 조명 세기, 노출 값, 렌즈 거리는 테스트 시 고려해야 하는 요소 중 일부에 불과했습니다. 뿐만 아니라 여러 공급업체로부터 제공되는 항목이 판독 기능에 어떻게 영향을 주는지를 이해하기 위해서는 해당 항목 표본에 대한 방대한 조사를 실시해야 했습니다.
 
Lim 프로젝트 매니저는 “저희는 Cognex가 제공해준 지원 사항에 대해 대단히 만족하고 있습니다. 어려운 장애물이 있더라도 Cognex는 해결책을 찾기 위해 끊임없이 노력해 주었습니다. 문제를 해결하고 고객의 필요를 충족하는 해결책을 고안하기 위한 그들의 끈기에 깊은 감명을 받았습니다.”고 말했습니다.

최대한의 효율을 확보할 수 있도록 작업자 및 머신 공급업체를 대상으로 공정 중 발생할 수 있는 문제를 해결하는 방법에 대한 교육이 실시되었습니다. 이들은 기술 지원에 제일선에 있는 사람들로, 필요한 경우에는 판독 장비를 재구성하는 방법도 숙지하고 있어야 합니다.

Lim 프로젝트 매니저는 “이 시스템의 구현으로 생산량을 증대하고 폐기물을 대폭 축소할 수 있게 되었습니다.”고 말했습니다.

 

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