전기차 배터리 생산을 위한 열전도성 페이스트의 이동식 품질 관리
한 눈에 보기
- 산업 분야:
- e-모빌리티 배터리 조립
- 카메라:
- U3-3886LE Rev.1.2, uEye LE
- 작업:
- 전기차용 배터리 홀더의 갭 필러 도포 정도 검사
- 과제:
- 열전도성 페이스트의 도포 상태를 명확한 기준에 따라 재현성 있게 검사하고 평가해야 함
- 솔루션:
- 2대의 카메라, 통합 미니 PC, 캘리브레이션 및 맞춤형 평가 기능을 갖춘 이동식 GCMB 포토박스
- 고객 이점:
- 효율적인 무작위 검사, 추적 가능한 결과 및 체계적으로 문서화된 검사 데이터를 제공
갭 필러가 보이기 시작하면
전기차 배터리 조립 과정에서는 부품을 높은 정밀도로 조립해야 합니다. 갭 필러나 열 인터페이스 소재와 같은 공정 관련 소재를 정확하고 안정적으로 도포하는 것 역시 중요합니다. 열 인터페이스 소재는 차량용 배터리의 배터리 모듈과 냉각 시스템 사이에서 열을 전달하는 경로를 형성하여 폐열의 방출을 돕습니다. 품질 보증 측면에서 이는 열전도성 페이스트의 도포 상태를 재현성 있게 검사하고, 명확한 기준에 따라 평가해야 한다는 것을 의미합니다.
오스트리아 기업 WESTCAM Technologies는 독일의 한 유명 스포츠카 제조업체에 부품을 공급하는 업체를 위해 GCMB(Gapfiller Coverage Measurement Box)를 개발했습니다. 자체 개발한 이 측정 시스템은 전기차용 배터리 홀더의 갭 필러 도포 상태를 검사하는 품질 관리에 사용됩니다. 이동식 포토박스는 배터리 유닛을 배터리 프레임에 완전 자동으로 장착한 후, 갭 필러의 도포 상태를 무작위로 검사하는 데 사용됩니다. 목표는 효율적이고 재현성이 높으며 규정에 부합하는 품질 관리를 통해 공정의 신뢰성과 제품 품질을 향상시키는 것입니다.
솔루션: 유연한 무작위 검사를 위한 이동식 포토박스
GCMB는 이동식 테스트 장치로 설계되었습니다. 유연하게 사용할 수 있으며, 테스트 작업 중에는 방해가 되는 케이블 없이 작동하고, 통합된 미니 PC를 통해 독립적으로 테스트를 수행합니다. 캘리브레이션은 시스템의 일부로 포함되어 있으며, 제조 현장에서 반복 가능한 테스트 절차를 지원합니다. WESTCAM은 표준 스마트 카메라 솔루션으로 원하는 결과를 얻기 어려운 복잡하고 특수한 측정 및 테스트 작업을 위해 이러한 이동식 테스트 시스템을 제공합니다.
"GCMB를 통해 이미지 취득, 캘리브레이션 및 평가 기능을 하나의 컴팩트한 시스템에 통합한 이동식 테스트 솔루션을 개발했습니다. 두 대의 카메라가 도포된 영역을 촬영합니다. 이후 이미지 데이터를 고객의 사양에 따라 분석하고 평가합니다. 이를 통해 갭 필러의 도포 상태를 무작위로 효율적이고 재현성 있게 검사할 수 있습니다.”라고 WESTCAM Technologies GmbH의 Managing Partner이자 CEO인 Harald Unterrainer는 설명합니다.
이 솔루션은 이동성, 통합 컴퓨팅 장치 및 고객 맞춤형 평가 기능을 하나로 결합한 것이 강점입니다. GCMB는 획일적인 표준 시스템이 아니라, 해당 측정 및 테스트 작업에 맞게 조정됩니다. 따라서 테스트 작업을 정확하고 유연하게 수행하고, 공정에 밀접하게 적용해야 하는 분야에 적합합니다.
이미지 프로세싱: 캡처, 병합, 평가
테스트 시스템에서는 IDS의 USB 3 uEye LE 카메라 2대가 열전도성 페이스트가 도포된 전기차용 배터리 홀더의 표면을 촬영합니다. 그런 다음 고객 사양에 따라 도포된 영역을 검사합니다. 이미지 프로세싱을 통해 카메라 이미지를 병합하고, 도포된 영역을 평가한 후 그 결과를 OK(합격) 또는 NOK(불합격)로 판정합니다.
무엇보다 충진량, 결함 및 결함 간 거리를 중점적으로 확인합니다. 검사 결과는 이후 저장됩니다. 오프라인 이미지도 불러와 분석할 수 있습니다. 카메라 캘리브레이션을 위해 캘리브레이션 타깃을 사용하며, 테스트 타깃을 통해 시스템 기능을 검증할 수 있습니다.
카메라 기술: 컴팩트한 설계, 높은 해상도, 간편한 통합
이 애플리케이션에는 Sony IMX178 롤링 셔터 CMOS 센서를 탑재한 IDS U3-3886LE Rev.1.2가 사용됩니다. 이 카메라는 6.41 MP 또는 3088 × 2076 픽셀의 해상도를 제공하며, USB3 Vision과 BSI 기술이 적용된 감광성이 뛰어난 Sony STARVIS 센서를 결합합니다. GCMB에 적합한 카메라를 선정할 때는 인터페이스, 센서, 크기 및 가격이 주요 기준입니다.
카메라는 IDS peak를 사용하여 시스템에 통합되었습니다. 이 SDK는 카메라를 작동하고 프로그래밍하기 위한 프로그래밍 인터페이스와 소프트웨어 도구를 제공하며, 애플리케이션에 빠르고 표준을 준수하는 방식으로 통합할 수 있도록 지원합니다. 이를 통해 해당 카메라는 기술적 측면과 소프트웨어 측면 모두에서 고객 맞춤형 이동식 테스트 시스템에 적합합니다. IDS 카메라의 컴팩트한 설계는 소형 장치와 휴대용 시스템에 쉽게 통합할 수 있도록 합니다.
고객 이점: 이동식 시스템에서의 공정 신뢰성
GCMB는 이동식 테스트, 통합 미니 PC를 통한 독립적인 작동, 통합 캘리브레이션, 개별 측정 및 테스트 작업에 대한 대응 등 여러 요구사항을 하나의 시스템으로 통합합니다. 이를 통해 사용자는 이미지 취득, 평가 및 결과 저장이 결합된 재현성 있는 테스트 프로세스를 구축할 수 있습니다.
이 솔루션은 유연성과 추적 가능한 결과가 모두 요구되는 애플리케이션에서 품질 보증을 지원합니다. 무작위 검사를 고정된 검사 환경에 맞추는 대신, 이동식 포토박스를 통해 이미지 프로세싱을 컴팩트하고 휴대 가능한 형태로 구현할 수 있습니다. 이를 통해 규정된 품질 관리를 효율적으로 수행하고, 검사 결과를 체계적으로 문서화할 수 있습니다.
전망: 효율적인 품질 보증을 위한 이미지 프로세싱
산업 공정의 자동화가 확대됨에 따라 카메라 기반 품질 보증의 중요성도 커지고 있습니다. 머신 비전 시스템은 객관적이고 재현성 있는 검사를 가능하게 하며, 제조 공정의 지속적인 최적화에 활용할 수 있는 데이터를 제공합니다. 특히 높은 품질 요구사항과 증가하는 생산량을 동시에 충족해야 하는 배터리 생산 분야에서는 이동식 및 유연한 테스트 시스템의 중요성이 더욱 커질 것으로 예상됩니다. 이를 통해 수동 검사 프로세스를 표준화하고, 결함을 조기에 감지하며, 생산 공정 내에서 직접 품질 데이터를 제공할 수 있습니다.
GCMB는 이미지 프로세싱을 활용해 복잡한 검사 작업을 재현성 있게 수행할 수 있는 방법을 보여줍니다. 이러한 접근 방식은 향후 품질 보증 프로세스를 더욱 효율적으로 만들고, 현대적인 생산 환경에서 증가하는 요구사항을 충족하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.
WESTCAM Technologies GmbH
WESTCAM Technologies는 자체 머신 비전 시스템을 활용하여 품질 보증 작업을 자동화하는 데 특화되어 있습니다. 다년간의 산업용 이미지 프로세싱 경험을 바탕으로, 다양한 산업 분야에 맞춤형 솔루션을 개발하고 있습니다. 목표는 제조 기업이 테스트 프로세스를 더욱 효율적으로 수행하고, 공정 신뢰성을 높이며, 품질을 지속적으로 향상할 수 있도록 지원하는 것입니다.
10년 이상의 시간 동안 보도자료와 애플리케이션 보고서를 작성하고, 회사 관련 주제와 기술 제품 커뮤니케이션을 디자인하며 해당 분야의 전문성을 발휘해 왔습니다. 전략적 B2B 커뮤니케이션 경험 덕분에 정확한 메시지를 구성하고, 기술적으로도 탄탄한 콘텐츠를 제공하며, 항상 진정성과 명확성을 중시합니다.
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