KR100363949B1 - 권선의 외관 불량 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 권선(Magnetic wire)의 제조 과정에서 권선의 외경에 첨착된 이물질을 검출하는 장치에 관한 것으로, 적외선 광이 측정 대상 권선을 거쳐서 수광창에 형성된 복수개의 슬릿을 통과하여 형성된 복수개의 적외선 광 신호를 신호 변환 장치에 형성된 복수개의 포토 다이오드에서 복수개의 전기 신호로 변환하며 상기 복수개의 전기 신호를 비교함으로서 권선의 외경에 첨착된 이물질을 실시간으로 검출하는 동시에 상기 전기 신호중 임의의 전기 신호의 신호량을 측정함으로서 권선의 직경을 나타내는 권선의 외관 불량 검출 장치에 관한 것이다.

Description

권선의 외관 불량 검출 장치{An outward inferior lump detector of magnetic wire}

본 발명은 적외선 광이 측정 대상 권선을 거쳐서 수광창에 형성된 복수개의 슬릿을 통과하여 형성된 복수개의 적외선 광 신호를 신호 변환 장치에 형성된 복수개의 포토 다이오드에서 복수개의 전기 신호로 변환하며 상기 복수개의 전기 신호를 비교함으로서 권선의 외경에 첨착된 이물질을 실시간으로 검출하는 동시에 상기 전기 신호중 임의의 전기 신호의 신호량을 측정하여 권선의 직경을 나타내는 권선의 외관 불량 검출 장치에 관한 것이다.

권선의 제조시 에나멜의 도포 과정에서 여러가지 원인으로 권선의 외경에 이물질이 첨착되는 경우가 종종 발생한다. 권선의 외경에서 이러한 이물질이 제거되지 않고 응고되는 경우 이물질이 응고된 부위는 그 외경에 도포되는 바니쉬의 코팅 두께가 부족해지기 때문에 상기 부위에서 누전 등의 사고가 발생할 가능성이 크다. 따라서 권선의 제조 과정에서 이물질이 그 외경에 첨착되어 외관이 불량해진 권선을 즉시 발견하여 에나멜이 응고되기 전까지 이물질을 제거하거나 또는 불량품으로 처리해야 한다.

권선의 외경에 첨착된 이물질을 검출하는 종래의 방법은 권선에 레이저 광을 스캐닝하여 권선의 외경에 첨착된 이물질을 검출하는 방법과 권선을 비젼 카메라로 촬영하고 촬영된 이미지를 알고리즘 방식으로 처리하여 권선의 외경에 첨착된 이물질을 검출하는 방법이 있다. 그러나 권선에 레이저 광을 스캐닝하는 방법은 장치 비용이 매우 높고 권선의 검사 속도가 느려서 검사 과정의 능률이 낮다는 문제점이있으며, 권선을 비젼 카메라로 촬영한 이미지를 알고리즘 방식으로 처리하는 방법은 이물질을 실시간으로 검출할 수 없으므로 에나멜의 응고되기 전까지 이물질을 검출하는 것이 곤란하다는 문제점이 있다. 또한 상기한 종래의 이물질 검출 방법은 권선의 직경을 측정할 수 없으므로 별도의 권선 직경의 측정 장치가 필요하며, 검출 장치를 다축으로 구성하는 것이 곤란하다는 공통적인 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 발광부에서 방사되는 적외선 광이 측정 대상 권선을 거쳐서 수광창에 형성된 복수개의 슬릿을 통과하여 형성된 복수개의 적외선 광 신호를 신호 변환 장치에 형성된 복수개의 포토 다이오드에서 복수개의 전기 신호로 변환하며 상기 복수개의 전기 신호를 비교함으로서 권선의 외경에 첨착된 이물질 및 권선의 직경을 동시에 실시간으로 측정할 수 있고 권선의 검사 속도가 빠르고 장치 비용이 저렴하며 검출 장치를 다축으로 구성하는 것이 용이한 권선의 외관 불량 검출 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 구조도

도 2는 3축 광학 시스템의 구조도

도 3은 병렬 다축 광학 시스템의 구조도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 권선 2 : 적외선 광원

3 : 볼록 렌즈 4 : 수광창

5 : 코팅 6 : 슬릿

7 : 신호 변환 장치 8 : 포토 다이오드

9 : 광 신호 10 : 증폭기(a, b)

11 : 저주파 통과 필터(a, b) 12 : 신호 비교기

13 : 직경 측정기 14 : 이물질

15 : 발광부 16 : 수광부

17 : 불량 검출부 18 : 직경 측정부

19 : 이물질 20 : 다축 광학 시스템

측정 대상 권선(1)에 적외선을 방사하는 발광부(15)와 상기 권선(1)을 통과하는 적외선 광 신호(9)를 수광하여 복수개의 전기 신호로 전환하는 수광부(16)와 상기 수광부(16)에서 전송된 복수개의 전기 신호를 비교하여 권선(1)의 외경에 첨착된 이물질(19)을 검출하는 외관 불량 검출부(17)와 상기 수광부(16)의 임의의 포토 다이오드(8)에서 전환된 전기 신호의 신호량를 측정하여 권선(1)의 직경을 나타내는 직경 측정부(18)로 구성되는 외관 불량 검출 장치가 제공된다.

측정 대상 권선(1)에 적외선을 방사하는 발광부(15)는 적외선을 발광하는 적외선 광원(2)과 상기 적외선 광원(2)에서 발광된 적외선을 상기 권선(1)을 향하여 방사하는 볼록 렌즈(3)로 구성된다.

측정 대상 권선(1)을 사이에 두고 상기 발광부(15)와 서로 대향하는 위치에 형성되며 상기 권선(1)을 통과하는 적외선 광 신호(9)를 수광하여 전기 신호로 전환하는 수광부(16)는 그 일측 표면이 광 불투과성 재질로 코팅(5)되며 상기 표면에서 서로 평행하는 직사각형 형상으로 상기 광 불투과성 재질의 코팅(5)이 제거된 복수개의 슬릿(6)이 형성되는 수광창(4)과, 상기 복수개의 슬릿(6)을 통과한 복수개의 적외선 광 신호(9)를 각각 받아서 전기 신호로 전환하는 복수개의 포토 다이오드(8)가 형성된 신호 변환 장치(7)로 구성된다.

발광부(15)의 볼록 렌즈(3)에서 발산된 적외선 광이 측정 대상 권선(1)을 거쳐 수광부(16)의 수광창(4)으로 입사되도록 발광부(15)에 형성된 볼록 렌즈(3)와 수광부(16)에 형성된 수광창(4)은 상기 권선(1)을 사이에 두고 서로 평행하게 대향하는 위치로 형성된다.

측정 대상 권선(1)의 서로 근접한 부위를 비교하여 권선(1)의 외경에 첨착된 이물질(19)을 검출할 수 있도록 수광부(16)의 수광창(4)에 복수개의 슬릿(6)이 형성되며, 상기 슬릿(6)은 그 크기와 형상이 동일한 직사각형 형상으로 그 길이 방향이 측정 대상 권선(1)의 진행 방향과 직각인 방향으로 서로 평행하게 형성된다.

수광창(4)에 형성된 복수개의 슬릿(6)을 통과한 복수개의 적외선 광 신호(9)가 신호 변환 장치(7)에 형성된 복수개의 포토 다이오드(8)에 각각 입사되도록 수광창(4)에 형성된 복수개의 슬릿(6)과 신호 변환 장치(7)에 형성된 복수개의 포토 다이오드(8)가 각각 대향하는 위치로 형성된다.

수광부(16)에 형성된 복수개의 포토 다이오드(8)에서 전송된 복수개의 전기 신호를 비교하여 권선(1)의 외경에 첨착된 이물질(19)을 검출하는 외관 불량 검출부(17)는 상기 복수개의 포토 다이오드(8)로부터 전송된 복수개의 전기 신호를 받아서 각각 증폭하는 증폭기(10a)와, 상기 증폭기(10a)에서 증폭되어 전송되는 복수개의 전기 신호로부터 노이즈를 제거하는 필터(11a)와, 상기 필터(11a)에서 노이즈가 제거되어 전송된 복수개의 전기 신호를 비교하여 상기 전기 신호 사이의 전위차를 측정함으로서 권선(1)의 외경에 첨착된 이물질(19)을 검출하는 신호 비교기(12)로 구성된다. 상기 신호 비교기(12)는 상기 복수개의 전기 신호에서 일정한 범위 이상의 전위차가 측정된 경우에는 권선(1)의 외경에 이물질(19)이 첨착된 것으로 나타내도록 형성된다.

수광부(16)에 형성된 복수개의 포토 다이오드(8)중에서 어느 하나의 포토 다이오드(8)에서 전환된 전기 신호를 측정하여 권선(1)의 직경을 나타내는 직경 측정부(18)는 상기 복수개의 포토 다이오드(8)중 임의의 포토 다이오드(8)로부터 전송된 전기 신호를 증폭하는 증폭기(10b)와 상기 증폭기(10b)에서 증폭되어 전송된 전기 신호로부터 노이즈를 제거하는 필터(11b)와 상기 필터(11b)에서 노이즈가 제거되어 전송된 전기 신호량을 측정하고 권선(1)의 직경을 산출하여 표시하는 직경 측정기로 구성된다.

또한 측정 대상 권선(1)의 외경을 모든 각도에 걸쳐서 동시에 측정할 수 있도록 서로 대향하는 단수개의 발광부(15)와 단수개의 수광부(16)로 1축의 광학축을 형성한 광학 시스템이 형성되고, 2 ∼ 6 개의 상기 광학 시스템을 평면상에서 광학축 상호간에 동일한 각도로 배치함으로서 2축 이상 6축 이하의 다축 광학 시스템(20)이 구성된다. 상기한 다축 광학 시스템(20)을 형성하는 경우 평면상에서 서로 인접하는 광학축 사이에 형성되는 각도는 다음 식에 의하여 결정된다.

인접하는 광학축 사이의 각도 = 180 ÷ 형성되는 광학축의 수효

예를 들어 3축의 광학 시스템(20)을 형성하는 경우에는 서로 인접하는 광학축 사이의 각도는 180 ÷3 = 60。의 각도를 형성하게 된다.

또한 상기한 2축 이상 6축 이하인 다축 광학 시스템(20)을 병렬로 배치함으로서 4축 이상12축 이하의 다축 광학 시스템을 형성할 수 있다.

발광부(15)와 수광부(16) 사이의 광학축에 측정 대상 권선(1)을 일정한 방향으로 진행시키고 발광부(5)의 적외선 광원(2)의 적외선을 방사한다. 방사된 적외선 광은 측정 대상 권선(1)을 통과하고 수광부(16)의 수광창(4)에 형성된 복수개의 슬릿(6)을 통과하면서 복수개의 적외선 광 신호(9)로 전환된다. 상기 복수개의 적외선 광 신호(9)는 신호 변환 장치(7)에 형성된 복수개의 포토 다이오드(8)에 각각 입사되며 상기 복수개의 포토 다이오드(8)에서 복수개의 전기 신호로 전환된다. 만일 권선(1)의 외경에 첨착된 이물질(19)이 어느 하나의 슬릿(6)을 통과하는 경우에는 복수개의 슬릿(6)을 통과하는 복수개의 적외선 광 신호(9)에서 차이가 발생하게 되며, 복수개의 포토 다이오드(8)에서 전환되는 복수개의 전기 신호도 차이가 발생하여 전위차가 나타나게 된다. 상기 복수개의 전기 신호는 증폭기(10a)에서 증폭되고 필터(11a)에서 노이즈가 제거된 상태로 신호 비교기(12)로 입력되며, 상기 신호 비교기(12)에서 상기 복수개의 전기 신호의 신호량이 비교되어 전기 신호 사이의 전위차가 측정된다. 상기 복수개의 전기 신호에서 일정한 범위 이상의 전위차가 나타나지 않을 경우에는 권선(1)의 외경에서 이물질(19)이 검출되지 않은 것이며, 상기 복수개의 전기 신호에서 일정한 범위 이상의 전위차가 나타날 경우에는 권선(1)의 외경에서 이물질(19)이 검출된 것이므로 권선(1)에서 이물질을 제거하거나 불량품으로 처리한다. 또한 복수개의 포토 다이오드(8)중에서 임의의 포토 다이오드(8)로부터 전환된 전기 신호는 증폭기(10b)에서 증폭되고 필터(11b)에서 노이즈가 제거된 상태로 직경 측정기(13)로 입력되며, 상기 직경 측정기(13)에서 전기 신호량이 측정되어 권선(1)의 직경이 산출된다.

본 발명에 의한 권선의 외관 불량 검출 장치는

외선 광이 측정 대상 권선을 거쳐서 수광창에 형성된 복수개의 슬릿을 통과하여 형성된 복수개의 적외선 광 신호를 신호 변환 장치에 형성된 복수개의 포토 다이오드에서 복수개의 전기 신호로 변환하며 상기 복수개의 전기 신호를 측정함으로서, 권선의 외경에 첨착된 이물질 및 권선의 직경을 동시에 실시간으로 측정할 수 있으며 권선의 검사 속도가 빨라져서 검사 능률이 향상되고 첨착된 이물질을 신속하게 제거할 수 있으며 장치 비용이 저렴하며 검출 장치의 다축 광학 시스템의 구성이 용이하다.

Claims (6)

1. 권선(Magnretic wire)의 제조 과정에 있어서,

   적외선을 방사하는 적외선 광원(2) 및 상기 적외선을 발산하는 볼록 렌즈(3)로 이루어지는 발광부(15)와, 그 일측 표면이 광 불투과성 재질로 코팅(5)된 표면에서 서로 평행하는 직사각형 형상으로 상기 광 불투과성 재질(5)의 코팅이 제거된 복수개의 슬릿(6)이 형성되는 수광창(4) 및 적외선 광 신호(9)를 전기 신호로 전환하는 복수개의 포토 다이오드(8)가 형성된 신호 변환 장치(7)로 이루어지는 수광부(16)와, 상기 복수개의 포토 다이오드(8)로부터 전송된 복수개의 전기 신호를 각각 증폭하는 증폭기(10a)와 상기 증폭기(10a)에서 증폭된 복수개의 전기 신호로부터 노이즈를 제거하는 필터(10a)와 상기 필터(10a)에서 노이즈가 제거된 복수개의 전기 신호 사이의 전위차를 측정하여 권선(1)의 외경의 이물질(14)을 검출하는 신호 비교기(12)로 이루어지는 외관 불량 검출부(17)와, 상기 복수개의 포토 다이오드(8)중 어느 한개의 포토 다이오드(8)로부터 전송된 전기 신호를 증폭하는 증폭기(10b)와 상기 증폭기(10b)에서 증폭된 전기 신호로부터 노이즈를 제거하는 필터(11b)와 상기 필터(11b)에서 노이즈가 제거된 전기 신호의 신호량을 측정하여 권선(1)의 직경을 산출하여 표시하는 직경 측정기(13)로 이루어지는 직경 측정부(18)로 구성되는 것을 특징으로 하는 권선의 외관 불량 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 발광부(15)에 형성된 볼록 렌즈(3)와 수광부(16)에 형성된 수광창(4)이 측정 대상 권선(1)을 사이에 두고 서로 평행하게 대향되는 것을 특징으로 하는 권선의 외관 불량 검출 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 수광창(4)에 형성되는 복수개의 슬릿(6)은 그 길이 방향이 측정 대상 권선(1)의 진행 방향과 직각인 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 권선의 외관 불량 검출 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 수광창(4)에 형성된 복수개의 슬릿(6)과 신호 변환 장치(7)에 형성된 복수개의 포토 다이오드(8)가 각각 대향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 권선의 외관 불량 검출 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 서로 대향하는 단수개의 발광부(15)와 단수개의 수광부(16)로 1개 광학축의 광학 시스템을 형성하고, 2 ∼ 6 개의 상기 광학 시스템을 평면상에서 광학축 상호간에 동일한 각도로 배치하여 2축 이상 6축 이하의 다축 광학 시스템을 구성하는 것을 특징으로 하는 권선의 외관 불량 검출 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 2축 이상 6축 이하의 다축 광학 시스템을 병렬로 배치하여 4축 이상 12축 이하의 다축 광학 시스템을 구성하는 것을 특징으로 하는 권선의 외관 불량 검출 장치.