KR100430132B1 - 용기의 측면 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용기의 측면 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펫트(Pet)병이나 유리병 등의 원통형 및 다각형 용기의 외주면 전체에 대한 영상을 획득하여 용기의 결함유무를 검출할 때 용기의 이동궤적을 따라 힌지축을 기점으로 가변되면서 상(像)을 맺게 되는 반사경의 구동을 정확하고 간편하게 할 수 있게한 용기의 측면 검사장치에 관한 것이다.

즉, 공급라인을 통해 공급되는 다수의 용기가 검사를 위한 회전판의 안내홈에 순차적으로 진입되어 그 회전판의 중심축을 기점으로 공전(公轉)운동과 구간별로 자전(自轉)운동을 병행하면서 용기를 이송하게 된 것에 있어서 상기 회전판의 동일 구동축에 대기어를 접합하되 이의 외주면에 체인기어를 가진 단축의 소기어를 이맞물림 하고, 상기 체인기어에 동력전달수단을 연결하여 캠을 갖춘 캠축을 연동되게 하며, 상기 캠에 구비된 캠홈에는 카메라의 초점을 회전판에 의해 이송되는 어느 하나의 용기를 향하도록 한 반사경의 힌지축에 연결된 레버를 결합함으로써, 다수의 용기를 방사상으로 위치한 원형 궤도에서 이송시킬 때 그 구동력을 이용하여 용기의 이동궤적에 따라 힌지축을 기점으로 반사경을 가변되게 하면서 조사대상 용기의 외주면 전체에 대한 영상을 카메라에서 획득하여 용기의 결함유무를 검출하게 된 것이다.

Description

용기의 측면 검사장치{Inspection apparatus of abottle side face}

본 발명은 용기의 측면 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펫트(Pet)병이나 유리병 등의 원통형 및 다각형 용기를 세워놓은 상태에서 그 외주면 전체에 대한 영상을 카메라에서 획득하여 용기의 결함유무를 검출할 때 상기 용기를 원호의 일부구간에서 이동과 동시에 1회전되게 하되 이에 인접된 일측에 용기의 회전 및 이동궤적을 따라 힌지축을 기점으로 가변되면서 용기의 상(像)이 맺히는 반사경을 설치하고 이 반사경을 통해 입사되는 용기의 상을 카메라에서 획득하도록 함으로써, 간단한 구조로 검사의 정확도를 높일 수 있게한 용기의 측면 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 음료를 보관 및 유통시키기 위해 사용되는 용기는 이에 음료를 주입하기 전에 제조 또는 취급과정에서 발생될 수 있는 제품결함과 이물질의 잔류여부 등을 정확히 검사하는 공정이 필수적이다.

더욱이 음료의 대량생산에 의한 자동화 공정에서는 음료를 주입하기전 라인을 따라 연속적으로 공급되는 용기의 청결도에 대한 검사가 더욱더 중요시 되고 있다.

종래에 병의 결함여부를 검출하기 위한 기술로 특허 제115332호의 병의 측벽검사 장치가 제안된 바 있다.

상기 종래의 기술은 회전중인 병의 측벽에 광을 가하는 조명수단; 상기 조명수단에 의해 광이 가해진 측벽의 광전송영상을 전기신호로 광전기적으로 변환하는 광전기 변환수단; 검사주사선의 적어도 두 포인트의 밝기에 의거하여 상기 광전기변환수단에 의해 광전기적으로 변환된 광 전송영상내에서 결함 포인트를 검출하는 검출수단; 상기 결함검출수단에 의해 검출된 결함포인트에 의거하여 상기 검사주사선이 결함이 있는 주사선인지 판정하고 결함있는 주사선의 연속적인 상태에 의거하여 병의 측벽에 결함이 있는지를 판정하는 판정수단으로 구성된 것을 특징으로 하고 있으며, 또한 상기 광전기 변환수단으로 광경로를 변경하는 광경로 변경수단은 병의 이동을 추적하기 위하여 상기 병으로부터 상기 광전기 변환수단으로의 광경로에 위치한 렌즈 또는 미러를 진동하게 하는 진동수단으로 구성된 것이다.

그러나 상기 조명수단에 의해 광이 가해진 측벽의 광전송영상을 전기신호로 광전기적으로 변환하는 광전기 변환수단과 광전기적으로 변환된 광 전송영상내에서 결함 포인트를 검출하여 결함여부를 판정하는 검출수단과 판정수단 등은 투명체의 유리병 또는 펫트병 등의 검사분야에서 이미 공지되어 있으며, 상기 렌즈 또는 미러를 진동시키기 위한 진동수단은 진동렌즈 구동회로의 알고리즘에 의한 신호를 받는 전용 모터에 의해 동작되게 한 것이므로 회로구조가 매우 복잡한 결함과 함께 동작에 대한 신뢰도가 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 검사장치의 구조적인 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 원호의 소정구간에서 회전과 이동을 병행하는 용기의 궤적에 대응하여 반사경을 가변되게 하고 반사경에 입사되는 용기의 변화된 상을 정지상태의 카메라에서 포착하여 용기의 외주면 전체에 대한 영상을 획득 할 수 있는 용기의 측면 검사장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공급라인을 통해 순차적으로 공급되는 다수의 용기가 검사를 위한 회전판의 안내홈에 구비된 안착부에 안착되어 그 회전판의 중심축을 기점으로 원호를 따라 이동되는 공전(公轉)운동과 원호의 이동구간에서 회전되는 자전(自轉)운동을 병행하면서 용기를 이송하게 된 것에 있어서, 상기 회전판의 동일 구동축에 대기어를 접합하되 이의 외주면에 체인기어를 가진 단축의 소기어를 이맞물림 하고, 상기 체인기어에 동력전달수단을 연결하여 캠을 갖춘 캠축을 연동되게 하며, 상기 캠의 상면에 구비된 캠홈에는 원호의 소정구간을 이동하면서 1회전되는 용기의 이동궤적을 따라 가변되면서 용기의 상(像)이 맺히는 반사경을 갖춘 힌지축의 구동 레버를 결합하며, 상기 용기의 상이 입사되는 반사경의 반사면에 대해 약 90°각도로 회전되는 부위에 용기의 상을 향해 초점이 맞춰져 용기의 영상을 포착하는 카메라를 고정설치 함으로써, 다수의 용기를 방사상으로 위치한 원형 궤도의 원호를 따라 회전(자전)과 동시에 이송(공전)시킬 때 그 구동력을 이용하여 용기의 이동궤적에 따라 힌지축을 기점으로 반사경을 가변되게 하면서 조사대상 용기의 외주면 전체에 대한 영상을 카메라에서 획득하여 용기의 결함유무를 검출하게 됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 용기의 측면 검사장치가 적용되는 용기공급장치의 평면구성도,

도 2는 본 발명의 용기의 측면 검사장치에 대한 단면구성도,

도 3 및 도 4는 본 발명의 용기의 측면 검사장치에 대한 동작상태를 나타낸 개요도와 그 부분확대도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 공급라인 20 : 회전판

21 : 안내홈 22 : 안착부

23 : 스플라인축 30 : 구동축

31 : 기판 32 : 래크기어

33 : 대기어 40 : 반사경

41 : 힌지축 42 : 레버

50 : 카메라 60 : 단축

61 : 체인기어 62 : 소기어

70 : 캠축 71 : 캠

71 : 캠홈

이하, 본 발명의 용기의 측면 검사장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 용기의 측면 검사장치가 적용되는 용기 공급장치의 전체 개요를 나타낸 평면과 그 단면구성도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 용기의 측면 검사장치에 대한 동작상태를 나타낸 평면도와 그 부분확대도로서, 펫트병 또는 유리병 등의 용기(B)를 일렬로 세워지게 한 상태에서 연속적으로 공급하게된 공급라인(10)에 인접하여 용기의 결함 여부를 검사하기 위한 이송궤도로서, 외주면에 각각의 용기가 유입되는 다수의 안내홈(21)이 방사상으로 구비된 회전판(20)이 설치되고, 이 회전판(20)은 저면에 구비된 기판(31)을 관통하여 수직으로 설치된 구동축(30)에 접합하여 이 구동축을 기점으로 회전판(20)에 구비된 각 안내홈(21)을 원호 방향으로 공전(公轉)시키게 된다.

상기 각 안내홈(21)에는 용기(B)의 바닥면이 안착되어 회전되도록 저면에 스플라인축(23)이 현수되어 공회전되는 안착부(22)가 설치되고, 상기 스플라인축(23)에는 회전판(20)의 회전구동에 의해 스플라인축(23)이 그리는 원호형 궤적의 상대위치에 일정 구간별로 기판(31)에 고정 설치한 래크기어(32)에 이맞물림되어 있다.

즉, 회전판(20)의 회전구동에 의해 안내홈(21)의 안착부에 안착되어 있는 용기(B)가 원호방향을 따라 공전되는 도중에 래크기어(32)가 설치된 구간을 지날 때 안내홈의 안착부(22)에 구비된 스플라인축(23)이 고정 상태의 래크기어(32)와 이맞물림된 채 통과됨으로써 안착부(22)와 그 위에 올려진 용기(B)가 회전되는 자전운동을 병행하게 된다.

상기 회전판(20)이 회전구동될 때 안착부(22)에 놓인 용기(B)가 공전 및 자전운동을 병행하게 되는 이동경로상에 용기에 대한 측면형상이 입상으로 비추어지는 반사경(40)이 수직으로 기립된 힌지축(41)에 지지되어 있고, 상기 반사경(40)에 인접된 타측에는 용기의 상이 맺힌 반사경을 향해 초점이 응시되어 용기(B)를 촬영하고 그 영상정보를 토대로 용기의 불량여부를 검출할 수 있는 카메라(50)가 설치되어 있다.

상기 기판(31)의 하부로 연장된 구동축(30)에는 대기어(33)가 접합되어 있되 이의 외주면에는 기판(31)의 저면에 설치된 체인기어(61)를 가진 단축(60)의 소기어(62)가 이맞물림 되고, 상기 단축(60)의 일측에는 그 체인기어(61)에 체인으로 연결된 동력전달수단을 통해 회전구동되는 캠(71)을 구비한 캠축(70)이 설치되어 있다.

상기 캠(71)에는 그 캠축(70)을 기점으로 회전될 때 회전중심으로부터 소정구간이 편심된 환상의 캠홈(72)이 형성되고, 이 캠홈(72)에는 반사경(40)을 수직으로 지지하는 힌지축(41)에 접합되어 캠홈(72)의 이동궤적을 따라 힌지축(41)을 기점으로 반사경(40)을 가변되게 하는 레버(42)가 결합되어 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 검사장치는 공급라인(10)을 통해 연속적으로 공급되는 용기(B)가 회전판(20)의 안내홈(21)에 형성된 안착부(22)에 올려진 상태에서 구동축(30)을 기점으로 원궤도 상에서 이송되는 이른바 공전작용이 이루어지게 되고, 이와 동시에 안착부(22)의 저면에 구비된 스플라인축(23)이 기판(31)에 고정설치된 래크기어(32)를 지날 때 발생되는 기어의 맞물림 작용에 의해 스플라인축(23)과 그 상단의 안착부가 회전되는 이른바 자전동작이 이루어진다.

상기 구동축(30)의 구동에 의한 회전판(20)의 회전과 동시에 기판(31)의 저면으로 연장하여 동축상에 접합된 대기어(33)가 회동되는 과정에 이에 이맞물림된 소기어(62)를 통해 그 단축(60)에 접합된 체인기어(61)가 회전되고, 이 체인기어(61)에 동력전달수단으로 연결된 캠축(70)과 캠(71)이 동시에 회전되면서 상기 캠(71)의 캠홈(72)에 결합되어 있는 레버(42)를 요동되게 동력을 전달하게 되므로, 결국 레버(42)의 변위동작에 의해 이 레버(42)에 접합되어 있는 힌지축(41)과 그 상단에 부설된 반사경(40)을 일정범위에서 요동시키는 작용을 한다.

이때, 회전판(20)의 외주면에 구비되어 있는 각각의 안내홈(21)과 그 안착부(22)가 도 3에서와 같이 이동중심점으로부터 소정 각도(θ_B) 범위의 거리를 이동하는 동안 안착부(22)와 이에 올려진 용기(B)가 1회전되도록 하는 것이 바람직하다..

그러므로 회전판(20)의 안내홈(21)과 그 안착부(22)가 원궤도를 따라 θ_B각도의 원호 길이를 이동하는 동안 캠홈(72)에 결합된 레버(42)의 동작에 의해 힌지축(41)을 요동시키면서 그 반사경(40)을, 도 4에서와 같이 초기위치(P2)에서 최종위치(P1)인 θ_M의 각도 범위에서 요동시켰다가 초기위치인(P2)로 복귀되게 하므로써, 안착부(22)에 놓인 용기(B)가 θ_B각도의 원호길이 만큼 이동과 회전될 때 그 용기의 이동에 맞춰 반사경(40)도 동시에 연동되어 용기의 상이 정확히 맺히도록 하는 것이다.

즉, 회전판(20)에 형성된 안내홈(21)과 그 안착부(22)에 놓인 용기(B)가 "θ_B" 각도 범위에서 이송이 이루어지는 동안 안착부에 놓인 용기가 1회전되고, 이와 동시에 반사경(40)은 초기위치(P2)에서 최종위치(P1)까지 각도가 변위되면서 1회전되는 용기의 외측면에 대한 전 부분에 대한 상이 반사경(40)에 맺히므로, 상기 반사경(40)의 일측에 설치된 카메라(50)에 용기의 상이 입사된 후 반사경(40)이 초기위치(P2)로 복귀되며, 이러한 동작을 반복적으로 수행하게 되어 회전판(20)의 각 안내홈(21)에 유입되어 이송되는 모든 용기의 결함을 검사하게 되는 것이다.

그러므로, 다수의 용기를 방사상으로 위치한 원형 궤도에서 이송시킬 때 그 구동력을 이용하여 용기의 이동궤적에 따라 힌지축을 기점으로 반사경을 가변되게 하면서 조사대상 용기의 외주면 전체에 대한 영상을 카메라에서 획득하여 입력된 영상정보를 토대로 용기의 결함유무를 검출하게 된 것이다.

이와 같은 본 발명의 용기의 측면 검사장치는 연속적으로 공급되는 용기를 환상으로 이송시키는 과정에서 그 이송 구동력을 이용하여 카메라의 초점이 맞춰지는 반사경을 가변되게 함으로써 용기의 전체 측면형상을 정확하게 포착할 수 있음은 물론 구조를 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한 용기의 이송동작과 연동되도록 반사경을 가변시킴으로써 종래의 전자제어에 의한 모터를 사용할 때에 비해 오동작의 발생비율을 감소시킬 수 있는 장점도 있다.

Claims (3)

1. 펫트병 또는 유리병 등의 용기(B)가 연속적으로 공급되는 공급라인(10)에 용기의 결함 여부를 검사하기 위하여 외주면에 용기가 유입되는 다수의 안내홈(21)을 구비한 회전판(20)이 설치되어 하부의 기판(31)을 관통하여 수직으로 설치된 구동축(30)에 의해 구동되고, 상기 각 안내홈(21)에 용기(B)가 안착되도록 저면에 스플라인축(23)이 현수되어 공회전되는 안착부(22)가 설치되며, 상기 스플라인축(23)이 그리는 원호형 궤적의 상대위치에 일정 구간별로 기판(31)에 고정 설치한 래크기어(32)에 이맞물림되게 한 용기 이송장치에 있어서,

   상기 안착부(22)에 놓여진 용기(B)의 이동경로상에 용기의 측면에 대한 형상이 입상으로 비추어 지도록 수직으로 기립된 힌지측(41)에 지지된 반사경(40)과, 상기 반사경(40)의 타측에 용기의 상이 맺힌 반사경을 향해 초점이 응시되어 용기(B)를 촬영하도록 설치된 카메라(50)와,

   상기 구동축(30)에 대기어(33)를 접합하되 이의 외주면에 소기어(62)가 이맞물림되도록 설치된 체인기어(61)를 가진 단축(60)과, 상기 단축(60)의 일측에 설치되어 그 체인기어(61)에 연결된 체인을 통해 회전구동되는 캠(71)을 구비한 캠축(70)과, 상기 캠(71)에 형성되어 캠축(70)을 기점으로 회전될 때 그 회전중심으로부터 소정구간이 편심된 환상의 캠홈(72)과, 상기 캠홈(72)의 이동궤적을 따라 힌지축(41)을 기점으로 반사경(40)을 가변되게 힌지축(41)에 접착된 레버(42)를 포함한 구성을 특징으로 하는 용기의 측면 검사장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전판(20)의 외주면에 구비되어 있는 각각의 안내홈(21)과 그 안착부(22)가 이동중심점으로 부터 소정 각도(θ_B) 범위의 거리를 이동하는 동안 안착부(22)와 이에 올려져 있는 용기(B)가 1회전되도록한 것을 특징으로 하는 용기의 측면 검사장치.
3. 삭제