카메라 측정 영역
프레스 상·하부 모듈, 블레이드, 강판 입력 방향, 좌우 카메라 측정 영역
Project Case Study
S사 / 제강회사 · JCOE 성형 공정
Industrial Vision & Measurement System
S사 JCOE 성형 공정 실시간 형상 측정 시스템
Vision 기반 곡률 측정과 2D 레이저 Gap Trend 측정을 결합한 제강 공정 품질 관리 시스템
작업자 경험에 의존하던 성형 판단을 STEP별 반지름, Open Gap, 알람, 이력 데이터 기반의 정량 관리 체계로 전환했습니다.
C# Windows HMI
Python Vision
AI Edge Detection
Step Trigger
2D Laser Gap
Field Validation
Domain
JCOE 후육강관 성형 공정
Role
개발 총괄 및 PM
Scope
설계 · 구현 · 설치 · 검증 · 교육
Core Value
성형 품질 판단의 데이터화
Project Overview
JCOE 공정은 두꺼운 강판을 J, C, O 단계로 굽혀 원통관을 만드는 공정입니다. 성형 중 반지름과 최종 용접 개구 간격이 목표값에서 벗어나면 용접 불량과 구조적 약점으로 이어질 수 있습니다.
목표
성형 진행 중 형상을 계측하고 시각화하여 작업자가 공정 중 보정 판단을 할 수 있도록 구성했습니다.
수행 범위
C# 운영 시스템, Python Vision 연동, 측정 로직, UI 구성, 제어기 연동 협의, 현장 설치/검증, 운영자 교육을 수행했습니다.
Problem
공정 판단
- 성형 상태를 작업자의 시각적 판단과 경험에 의존하는 구간이 존재했습니다.
- 성형 완료 후 측정만으로는 공정 중 즉각적인 보정이 어렵습니다.
- 제품별 형상 이력이 체계적으로 남지 않으면 이후 원인 분석과 공정 개선이 제한됩니다.
현장 계측
- 카메라와 파이프 간 거리가 항상 동일하지 않아 픽셀 기반 측정값 보정이 필요했습니다.
- 조명, 분진, 표면 상태, 배경에 따라 일반 영상처리만으로는 경계 검출이 불안정해질 수 있었습니다.
- Windows 기반 운영 환경과 기존 설비 인터페이스를 함께 고려해야 했습니다.
핵심은 작업자의 감각을 대체하는 것이 아니라, 작업자가 다음 프레스 동작을 판단할 수 있는 수치와 추세를 보여주는 것이었습니다.
Measurement Structure
성형 중에는 카메라 기반 반지름 측정으로 STEP별 형상 변화를 확인하고, 성형 완료 후에는 2D 레이저 프로파일러로 Open Gap을 길이 방향으로 측정합니다.
2D 레이저 Gap 측정
레이저 프로파일러, 엔코더 옵션, 위치 기준 Gap Trend 저장
Camera Measurement
카메라 기반 반지름 측정은 성형 과정에서 파이프 외곽을 촬영하고, AI 기반 경계 검출 및 보정 로직을 통해 반지름 편차를 계산하는 구조입니다.
영상 입력
각 STEP에서 카메라 영상을 받아 성형 상태의 외곽 정보를 추출합니다.
AI Edge Detection
조명과 배경 영향을 줄이기 위해 Python 기반 이미지 분할/경계 검출을 연동했습니다.
Radius Offset
목표 반경 대비 편차를 계산하고 허용 범위 이탈 시 UI에서 즉시 확인할 수 있게 했습니다.
Control Link
측정 시스템은 프레스 제어 흐름과 연동되어 STEP별 촬영과 기록을 수행합니다. 좌·우 성형 STEP을 구분하고 설비 이벤트에 맞춰 측정 흐름을 이어가도록 구성했습니다.
좌측 성형 STEP 연동
프레스 동작 신호와 촬영/기록 흐름 동기화
우측 성형 STEP 연동
반대 방향 성형 단계의 STEP 이벤트 처리
Gap 측정 동작
성형 완료 후 Open Gap 측정과 그래프 전환
Gap Measurement
Open Gap 측정은 성형이 끝난 뒤 용접 준비 간격을 확인하는 단계입니다. 2D 레이저 프로파일러가 파이프 길이 방향으로 단면 프로필을 연속 측정하고, 위치 기준 Gap 데이터로 저장합니다.
측정 방식
- 파이프 상부 개구부를 비접촉 방식으로 연속 스캔합니다.
- 두 판재 모서리 사이의 간격을 계산해 용접 준비 상태를 확인합니다.
- 엔코더를 사용할 경우 길이 좌표와 Gap 값을 함께 기록합니다.
운영 활용
- Gap 그래프를 저장하고 과거 기록과 비교할 수 있습니다.
- 용접부 전체 길이에 걸친 Gap 균일도를 확인할 수 있습니다.
- 이상 구간을 품질 이력과 연결할 수 있습니다.
System Flow
1. STEP 이벤트프레스 제어 흐름에서 촬영/기록 시점 인식
2. 영상 수집카메라가 성형 중 외곽 영상을 취득
3. 경계 검출Python Vision이 파이프 영역과 외곽 후보 추출
4. 보정/계산거리 보정과 반지름 편차 계산
5. Gap 스캔성형 완료 후 Open Gap을 길이 방향으로 측정
6. UI/이력화그래프, 알람, 작업 조건, 측정 이력 저장
Implementation Scope
| 영역 | 구현 내용 | 핵심 역량 |
|---|---|---|
| 운영 시스템 | Windows 환경 요구에 맞춘 C# HMI와 작업자 화면 구현 | 제조 현장 운영자가 이해할 수 있는 화면, 기록, 알람 중심 설계 |
| 비전 처리 | Python 기반 이미지 분할과 경계 검출 연동 | 딥러닝/영상처리 결과를 실제 계측 UI에 연결 |
| 제어 연동 | 외부 제어기 데이터 수신을 위한 프로토콜 협의와 연동 구조 구성 | 실제 설비 이벤트와 연결된 측정 시스템 구축 |
| 보정 로직 | 체크보드 기반 거리별 실측, 파이프 규격별 거리 정보 매칭 | 센서를 추가하기 어려운 현장 제약을 공정 패턴 분석으로 해결 |
| 현장 적용 | 설치, 운영자 교육, 작업자 사용 기반 검증, 실측값 비교 | 개발부터 현장 안정화까지 end-to-end 수행 |
Delivery & Validation
현장 설치/검증
실제 공정에 설치하고 작업자 사용 흐름에 맞춰 기능을 검증했습니다.
실측값 비교
측정 결과를 실제 사이즈와 비교하면서 운영 신뢰성을 확인했습니다.
이력화 기반
성형 데이터와 판단 결과를 누적해 이후 품질 분석과 공정 개선의 기반을 마련했습니다.
External Recognition
2025 Tech Open Collaboration 우수상
SK에코플랜트가 주관한 2025 Tech Open Collaboration에 `구조용 강판의 JCO 공정간 실시간 형상 측정 시스템` 기술 주제로 참가해 우수상을 수상했습니다.
대외 기술 인정
카메라 기반 형상 측정과 2D 레이저 Gap 측정을 결합한 현장 적용형 기술성을 인정받았습니다.
Applicable Projects
Vision 계측 시스템
카메라 영상에서 제품 형상, 위치, 경계, 편차를 추출해 품질 판단에 연결하는 프로젝트
설비 연동 HMI
제어기 신호, 센서 데이터, 작업 조건을 통합해 현장 작업자가 사용할 수 있는 운영 화면을 만드는 프로젝트
품질 데이터 이력화
공정 중 발생하는 측정값과 알람을 저장하고 제품별 품질 추적 기반을 구축하는 프로젝트