▲ 씨와이오토텍이 AI 알고리즘을 적용해 개발한 ‘The Metal Process Monitoring SW’ 구성도

씨와이오토텍㈜(대표 조준상)이 금속 적층제조 부품 양산에 필요한 인공지능(AI) 기반 검사 소프트웨어(SW)를 개발해 품질 관리 및 생산성 향상이 기대되고 있다.

씨와이오토텍은 금속 적층 공정검사에 AI 알고리즘을 적용한 ‘The Metal Process Monitoring SW’를 개발했다고 7일 발표했다.

씨와이오토텍은 경기도 화성시 소재한 자동차부품인 공조기 컴프레셔모터를 생산하는 회사로서 2019년부터 금속 적층제조 사업에 투자를 시작해 대량 양산 전용 PBF 방식 금속 3D프린터 ‘The Metal 500’과 ‘The Metal 300’ 등을 사업화했다. 

또한 금속 분말 제거기 ‘The Metal Depowder 400’, 자세 인식 자동 후처리 장비, 금속 분말 이송장치 등 후공정 장비도 개발하고 금속 적층제조 자동화 공장을 구축 중이다.

‘The Metal Process Monitoring SW’ 개발에 참여한 씨와이오토텍 조재형 연구소장은 이번 SW의 주요 특징에 대해 기존 공정검사로는 불가능했던 에너지 과대 등 공정상 오류를 검출할 수 있고 일반 산업용 PC에서 구동이 가능할 정도로 경량화(컴팩트화)에 성공한 것을 꼽았다.

씨와이오토텍은 금속 분말을 도포한 후, 레이저를 조사한 후 12M 픽셀의 카메라로 영상을 취득하고, 금속 적층 공정에서 발생하는 대표적인 오류인 △에너지 과대 △가공표면 조도저하 △가공 중 변형 △분말 미도포 △블레이드 손상 등 6가지에 대한 약 2만건을 오류 라벨링하고 이에 대한 AI 모델 학습을 진행했다. 

▲ AI 알고리즘을 적용한 ‘The Metal Process Monitoring SW’ 구성도

기존 OPEN CV 등의 영상처리 알고리즘에서는 블레이드 손상등의 간단한 오류는 검사 할 수 있어도, 금속 적층면의 에너지 과대와 표면 조도등의 오류는 검출이 불가능했다. 하지만 인공지능 모델중 Faster R-CNN을 적용해 학습한 결과 500 여장의 이미지 학습 이후에 일부 검사가 가능할 정도로 금속 적층공정 오류 검사의 성능이 향상이 됐다. 전체적으로 95% 이상의 오류를 검출 가능한 것으로 나타났다. 

또한 금속 적층제조 장비에서 공정 이미지는 높은 해상도가 요구되기 때문에 서버급 컴퓨터가 필요하고 AI 검사 시 대용량의 이미지를 전송하고 결과를 피드백 받는 과정에서 3~7초간의 손실이 발생하기 때문에 실시간 금속 적층공정 검사가 불가능했다. 

씨와이오토텍의 ‘The Metal Process Monitoring SW’는 경량화를 통해 산업용 윈도우 PC에서 사용이 가능하기 때문에 적층제조 장비에 탑재할 수 있으며 이미지 취득 후 AI 검사 시간은 1.5초 이내로 단축됐다.

씨와이오토텍 조준상 대표는 “이번에 개발한 ‘The Metal Process Monitoring SW’와 보유한 금속 적층 가공 관련 장비 기술을 바탕으로 대량 양산 적층제조 솔루션 구축에 투자를 진행함으로써 합리적 가격으로 국방 및 자동차 부품 금속적층 양산 부품 서비스를 추진할 예정”이라고 밝혔다.

▲ AI 알고리즘을 적용한 오류 라벨링(左)과 AI 검사 결과(右)

▲ 씨와이오토텍㈜에서 구축중인 금속 적층 가공 양산라인 구성도