조선소 강재 절단 공정의 '비전 AI' 자동화 로직 설계

철판 절단(Cutting) 공정은 조선소 가공 공장의 시작이자 비전 시스템이 가장 빛을 발하는 구간입니다. "철판 입고 → 마킹 확인 → 네스팅(Nesting) 최적화 → 절단 수행"으로 이어지는 흐름에서 비전 AI가 어떻게 로직으로 작동하는지, 예제를 통해 설명해 보겠습니다.

철판 절단 작업에서 비전 시스템은 단순히 보는 것을 넘어, 도면(CAD)과 실제 부재(Field)를 동기화하는 핵심 인터페이스 역할을 합니다.

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1. 절단 공정 비전 시스템 구성도 (System Architecture)

코드 스니펫

 

graph TD
    A[Raw Steel Plate 입고] --> B{Vision Cam Scan}
    B -- "이미지 획득" --> C[Vision Logic PC]
    C -- "1. OCR 판독" --> D[부재 번호/호선 식별]
    C -- "2. 위치 측정" --> E[철판 틀어짐/원점 좌표 계산]
    D & E -- "Data 전송" --> F[NC 절단기 제어부/PLC]
    F --> G[정밀 절단 실행]
    
    style C fill:#f96,stroke:#333,stroke-width:2px

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2. 단계별 핵심 로직 (Step-by-Step)

절단기(CNC)가 작동하기 전, 비전 시스템이 수행하는 3단계 로직입니다.

Step 1: 마킹 인식 및 검증 (Identity Check)

• 작업: 철판 상단에 인쇄된 관리 번호를 읽습니다.
• 로직: Camera → Grayscale 변환(노이즈 제거) → OCR(문자 추출) → ERP 대조
• 전문가의 한 끗: 조선소 철판은 녹(Rust)이나 분진이 많아 인식률이 떨어질 수 있습니다. 이때 딥러닝 기반 OCR을 사용하여 흐릿한 글자도 앞뒤 문맥으로 추론해냅니다.

Step 2: 적재 위치 및 자세 보정 (Alignment)

• 작업: 크레인이 철판을 베드(Bed) 위에 내려놓았을 때, 직각이 맞는지 확인합니다.
• 로직: Edge Detection(외곽선 검출) → 직선 방정식 산출 → CAD 원점 대비 틀어진 각도(theta) 계산
• 효과: 작업자가 일일이 철판 수평을 맞출 필요가 없습니다. 비전이 계산한 오프셋(Offset) 값을 NC 데이터에 전송해 자동으로 보정 절단을 수행합니다.

Step 3: 잔재(Remnant) 확인 및 적재 장소 지정

• 작업: 절단 후 남은 철판의 형상을 기록하여 재활용 가능 여부를 판단합니다.
• 로직: Segmentation(영역 분할) → 사용 가능 면적 계산 → MES 적재 위치 업데이트
• 효과: 야드 어디에 어떤 모양의 잔재가 있는지 데이터로 관리하여 자재 손실을 최소화합니다.

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3. 현장 적용 예시 (Logic flow)

[상황: A1 호선용 20T 철판 절단 작업]

1. 비전 가동: 갠트리(Gantry) 크레인에 달린 카메라가 베드 전체를 스캔합니다.
2. 판단:
   • "이 철판은 관리번호 'S-2026-05-07' 이구나." (확인)
   • "설계 도면이랑 비교하니 오른쪽으로 1.5도 돌아가 있네." (계산)
   • "좌측 상단을 (X:120, Y:45) 지점으로 원점 잡고 절단 시작해!" (명령)
3. 실행: PLC가 해당 좌표값으로 토치(Torch)를 이동시켜 절단을 시작합니다.

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🌟 결론: AX(AI Transformation)의 핵심

조선소 현장에서 비전은 단순한 감시자가 아닙니다. "눈(카메라)으로 보고, 뇌(프로그램)로 계산하여, 팔(CNC/PLC)을 움직이게 하는" 전체 자동화 루프의 시작점입니다.