교육용 비전 시스템, 같은 부품을 다른 빛으로 관찰하고 AI·PLC 검사까지 배우는 스테이지 키트

안녕하세요. (주)이프입니다. 오늘은 고등학교, 대학교, 연구소에서 머신비전과 AI 비전검사를 직접 실험해 볼 수 있는 교육용 비전 스테이지 키트를 소개합니다. X/Y 스테이지와 카메라, 두 가지 조명 구성, Vision Agent를 연결해 이미지가 만들어지는 순간부터 검사 결과를 PLC로 전달하는 과정까지 배워 보는 구성입니다.

같은 부품, 다른 빛.
보이는 차이를 관찰하고, 그 차이를 검사 기준으로 만들고, 결과를 제어 신호로 연결하는 수업을 제안합니다.

왜 첫 실습은 알고리즘보다 빛일까요?

학생이 검사 화면에서 불량을 놓쳤다면 무엇부터 바꿔야 할까요? 판정 기준을 조정하기 전에, 이미지에 필요한 특징이 보이는지부터 확인하는 수업을 제안합니다. 같은 시편을 두고 조명 조건을 바꿔 촬영하면 학생 스스로 비교할 자료를 만들 수 있습니다.

이 키트는 링 조명과 4방향 저각 바 조명 4개를 한 스테이지에 구성합니다. 명시야와 암시야 조건을 비교해 보면서 윤곽, 표면 상태, 미세한 변화 중 무엇이 잘 드러나는지 기록합니다. 명시야에서는 표면에서 돌아오는 빛을, 암시야에서는 카메라로 직접 들어오는 반사를 피한 조건에서 결함 등에 의해 산란되는 빛을 관찰하는 것이 기본 개념입니다.

링 조명을 켠다고 모든 시편이 자동으로 명시야가 되는 것은 아닙니다. 시편의 재질과 표면, 조명 높이와 각도에 따라 결과가 달라집니다. 따라서 "어떤 조명이 더 좋은가"보다 "이 검사 대상에 필요한 특징을 어떤 조건에서 볼 수 있는가"를 질문하게 됩니다.

하나의 스테이지에서 무엇을 다루나요?

300 × 300 mm는 스테이지의 이동 범위입니다. 한 번에 촬영하는 시야 크기나 측정 정확도를 뜻하지 않습니다. 렌즈 초점거리, 작업 거리, 실제 시야와 픽셀 해상도는 교육 대상 시편에 맞춰 정합니다.

수업에서는 스테이지를 이동한 뒤 정지와 안정화를 확인하고 촬영하는 순서로 시작합니다. 위치, 조명, 노출 중 한 조건씩 바꿔 기록하면 결과 차이의 이유를 함께 토론하기 좋습니다.

관찰한 이미지를 검사 · 제어 실습으로 연결합니다

Vision Agent에서는 검사 기능을 노드로 배치하고 연결해 시나리오를 구성합니다. 아래는 매뉴얼에 있는 기능을 바탕으로 제안하는 실습 순서입니다. 각 단계의 산출물을 다음 실습에 재사용하도록 구성할 수 있습니다.

1. 룰베이스 : 판정 이유를 설명하는 검사 만들기

이미지를 불러오고 검사 영역을 지정한 뒤, 에지 측정이나 영역 검출로 치수 · 면적 · 개수 등의 값을 확인합니다. 측정값에 범위를 정해 양품과 불량을 판정하고, 노드별 결과 화면에서 어떤 조건 때문에 판정이 바뀌었는지 살펴봅니다.

예를 들어 시편 위치를 바꿨을 때 검사 영역이 그대로 남으면 어떤 결과가 생기는지 관찰하고, 패턴 찾기와 위치 보정을 적용해 비교할 수 있습니다. 학생의 과제는 "검사가 된다"에서 끝나지 않고, 검사 영역과 기준값을 선택한 이유를 설명하는 것입니다.

2. 딥러닝 : 데이터를 만들고, 학습하고, 다시 확인하기

촬영한 이미지로 데이터셋을 만들고 필요한 라벨을 작성합니다. Vision Agent는 이미지 분류, 객체 검출, 영역 분할, 이상 탐지 기능을 제공합니다. 학습 결과와 테스트 추론을 확인한 뒤 학습된 모델을 AI 검사 노드에 연결할 수 있습니다.

수업 과제로는 학습에 쓴 이미지와 별도로 검증 이미지를 준비하고, 조명이나 위치가 달라졌을 때 결과가 어떻게 바뀌는지 비교하도록 제안합니다. 잘 맞은 사례뿐 아니라 놓친 사례와 잘못 검출한 사례를 모아 보면, 데이터를 보강할 방향도 토론할 수 있습니다.

3. PLC 연동 : 검사 완료와 결과 전달까지 마무리하기

검사 결과가 화면에 표시되면, 다음 단계는 그 결과를 외부 장치가 읽도록 만드는 것입니다. Vision Agent의 신호 읽기 · 쓰기와 결과 보고 기능을 이용해 검사 시작 신호 → 촬상 · 검사 → 판정값 기록 → 완료 신호의 흐름을 실습합니다.

실제 PLC 연결 전에는 시뮬레이션으로 신호 흐름을 확인할 수 있습니다. 결과값을 먼저 기록하고 완료 신호를 보내는 순서, 응답이 없을 때 정상으로 처리하지 않는 조건까지 과제에 포함합니다. 실제 장비를 연결할 때는 이동 범위와 안전 조건을 먼저 확인하며, PLC 종류와 주소 · 통신 규격은 보유 장비에 맞춰 협의합니다.

실습 결과물 예시
조명별 비교 이미지 → 룰베이스 검사 시나리오 → 학습 · 검증 결과 → 검사 결과 신호표
팀마다 같은 시편을 사용하더라도 조건 선택과 판단 근거가 달라질 수 있습니다. 최종 발표에서는 성공 화면과 함께 실패 원인, 수정 내용, 다시 검증한 결과를 정리하도록 제안합니다.

학교와 연구 목적에 맞춰 과제를 구성합니다

장비를 바꾸기 전에 교육 목표부터 정합니다. 아래는 대상별 활용 제안이며, 확정된 강의 시간이나 별도 교육 서비스가 포함된 상품 구분은 아닙니다.

도입 상담에서는 이 네 가지부터 알려 주세요

1. 교육 대상과 목표 : 입문 실습인지, 팀 프로젝트인지, 연구용 비교 실험인지 알려 주세요.
2. 관찰할 시편 : 크기, 재질, 확인하고 싶은 형상이나 표면 특징을 공유해 주세요.
3. 보유 장비 : PC와 PLC 보유 여부, 연결하려는 장치 종류를 알려 주세요.
4. 필요한 구성 : 설치 장소, 실습 인원, 필요한 교육 · 설치 지원 범위를 함께 검토합니다.

제안의 중심 구성은 X/Y 스테이지, 20M 카메라, CCTV 렌즈, 바 조명 4개와 링 조명, Vision Agent입니다. PC · 모니터 · PLC, 조명 컨트롤러, 시편 · 지그, 케이블과 설치 · 교육 지원의 포함 범위는 견적 단계에서 협의합니다. 가격과 납기도 구성 확정 후 문의해 주세요.

한 장의 이미지를 얻는 과정부터 판정 결과를 전달하는 과정까지, 학생이 직접 조건을 바꾸고 이유를 설명할 수 있는 수업을 준비해 보세요. (주)이프가 교육 목적과 보유 환경에 맞는 구성을 함께 검토하겠습니다.