KR100537803B1 - 워크의 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법 - Google Patents

Abstract

워크가 피더에 의해 경사 블록으로 이송된다. 워크가 경사 블록의 경사부를 따라 통과함에 따라, 그들의 자세는 모든 워크가 동일한 자세를 갖도록 교정된다. 이후, 워크는 자유 공간으로 방출되며, 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하하는 각각의 워크의 4개의 측면이 CCD 카메라에 의해 촬상된다. 또한, 낙하하는 각각의 워크의 상부 면 및 하부 면도 워크의 하강곡선으로부터 떨어져 위치된 CCD 카메라에 의해서 촬상된다.

Description

워크의 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법{EXTERIOR INSPECTION APPARATUS FOR WORKPIECES AND EXTERIOR INSPECTION METHOD}

본 발명은 촬상 유니트(image pickup unit)를 사용하여 촬상하는 것에 의해 워크 각 면의 외관 검사를 실행하는 워크(workpiece)의 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법에 관한 것이다.

종래, CCD 카메라를 채용한 화상 처리 장치를 사용하여 전자기기에 사용되는 콘덴서 및 인덕터 등의 칩(chip)에 대한 외관 검사가 실행되고 있다. 외관 검사를 실행하는 외관 검사 장치의 이러한 형식의 일례가 일본국 특개평 7-88442호 공보에 개시되어 있다. 이 외관 검사 장치는 하기와 같은 방법을 사용하여 워크의 외관 검사를 실행한다. 직사각형 평행 육면체 형상 워크가 부품 피더(part feeder)로부터 관형상 제품 슈트의 상단부로 보내져, 제품 슈트의 내부로 통과된다. 이들 워크의 자세는 제품 슈트의 하단부에 설치된 제품 절단 장치에 의해 일정하게 된 후, 각각의 워크는 공간에 낙하된다. 워크의 경로와 수직하는 낙하하는 워크의 면에 이들 워크의 낙하 경로와 마주하여 4개의 카메라가 위치되며, 이들 카메라에 의해 워크의 4개의 측면이 촬상된다.

그러나, 전술한 종래의 외관 검사 장치에서는, 워크가 수직 방향으로 낙하하기 때문에, 외관 검사는 낙하 방향에 평행한 4개의 면에서 이루어질 수 있으므로, 낙하 방향에 수직한 상부 면 및 하부 면의 외관 검사를 실행 할 수 없는 단점이 존재한다. 또한, 촬상 검사를 실행하기 위해 워크의 이송 및 이동의 제어가 가압 핀에 의해 제한되기 때문에, 고정 및 해제의 타이밍 제어 뿐만 아니라 슈트에 워크를 공급하는 속도의 제어가 복잡해진다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 고려되었으며, 본 발명의 목적은 워크의 낙하 방향에 평행한 면 뿐만 아니라, 워크의 모든 면의 외관 검사를 간단히 실행할 수 있는 워크의 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 워크의 외관 검사 장치는 워크를 이송하는 이송 장치, 이송 장치로부터 이송된 워크를 하향으로 경사진 경사로를 따라 통과시키며, 각각의 워크가 일정한 배향을 갖도록 각각의 워크의 배향을 교정하며, 각각의 워크를 공간에 방출하는 교정 및 방출 장치, 및 교정 및 방출 장치로부터 방출되어 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하하는 워크의 면을 각각 촬상하는 복수 개의 촬상 유니트로 형성된 촬상 장치를 갖는다.

상기 구조를 갖는 본 발명의 워크의 외관 검사 장치에서, 교정 및 방출 장치에는 하방으로 경사진 경사로가 설치되며, 이송 장치로부터 도착한 워크가 이 경사로를 따라 통과하게 된다. 워크가 경사로를 따라 통과함에 따라, 각 워크의 자세는 각 워크가 고정된 자세를 갖도록 교정된다. 그 후, 일정한 자세를 갖는 모든 워크가 공간에 비스듬하게 하방으로 방출되며, 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하하게 된다. 이 경우, 워크가 교정 및 방출 장치로부터 방출된 직후, 하강곡선은 경사로의 경사를 따른 방향이지만, 그 후, 점점 수직 방향에 접근하는 곡선으로 변화한다.

그러므로, 촬상위치가 워크의 낙하 경로의 곡선부분에 설정된다면, 정면으로부터 이들 촬상위치에 워크의 각 면에 각각 마주하는 위치로 촬상 유니트를 설정할 수 있다. 그 결과, 워크의 어떤 면에서도 직접촬상이 가능하게 된다. 또한, 공간을 통해 낙하함에 따라 워크의 각 면을 동시에 촬상할 수 있기 때문에, 검사 속도의 증가가 성취될 수 있다. 이와 같은 경우, 이송 장치로부터 워크를 연속적으로 공급하므로, 더욱 효율적인 검사가 실행될 수 있다.

워크의 외관 검사 장치는 워크를 이송하는 이송 장치, 각각의 워크가 일정한 배향을 갖도록 이송 장치로부터 이송된 워크를 교정하며, 각각의 워크를 공간에 방출하는 교정 및 방출 장치, 및 교정 및 방출 장치로부터 방출된 워크의 낙하 경로를 차단하지 않는 위치에 배치되며, 낙하 경로를 따라 공간을 통해 낙하하는 워크의 상부 면 및 하부 면 중 적어도 하나를 촬상하는 촬상 유니트로 형성된 촬상 장치를 갖는다.

전술한 구조를 갖는 본 발명에 관한 워크의 외관 검사 장치에서는, 예컨대, 공간에 방출되는 워크의 낙하 경로가 하강곡선을 따른 곡선 경로라면, 촬상위치의 워크의 상부 면 및 하부 면(즉, 곡선 경로의 법선에 직교하는 면)의 정면 방향의 낙하 경로가 차단되지 않는 위치에 촬상 장치를 배치하므로서 워크의 상부 면 및 하부 면을 촬상할 수 있다.

이 경우, 낙하하는 워크의 낙하 경로는 비스듬하게 하방으로부터 수직 방향으로 점점 변화하기 때문에, 윗쪽에 배치된 촬상 장치를 사용하여 정면으로부터 직접 워크의 상부 면을 직접 촬상하고, 아래쪽에 배치된 촬상 장치를 사용하여 정면으로부터 워크의 하부 면을 직접 촬상할 수 있다. 또한, 촬상 장치에 반사경을 부가하고, 촬상 장치를 사용하여 반사경에 의해 반사되는 워크의 상부 면 및 하부 면을 정면으로부터 촬상할 수 있다. 또한, 공간에 방출되는 워크의 낙하 경로가 수직 방향에 직선 경로이면, 낙하 경로가 차단되지 않는 위치에 배치된 반사경을 촬상 장치에 부가하고, 촬상 장치를 사용하여 반사경에 의해 반사되는 워크의 상부 면 및 하부 면을 촬상할 수 있다. 이 경우, 낙하 경로가 차단되지 않는 위치에 촬상 장치를 배치하고, 워크의 상부 면 및 하부 면을 직접 촬상할 수 있다.

워크의 외관 검사 장치는 직사각형 평행 육면체 형상으로 형성된 워크를 이송하는 이송 장치, 이송 장치로부터 이송된 워크를 하방으로 경사진 경사로를 따라 통과시키며, 각각의 워크가 일정한 배향을 갖도록 각각의 워크를 교정하며, 각각의 워크를 공간으로 방출하는 교정 및 방출 장치, 워크가 교정 및 방출 장치로부터 방출되어 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하할 때, 하강곡선에 평행한 각각의 워크의 4개 면을 각각 촬상하는 4개의 촬상 유니트로 형성된 측면 촬상 장치, 및 교정 및 방출 장치로부터 방출되어 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하하는 워크의 하강곡선을 차단하지 않는 위치에 배치되어 워크가 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하할 때, 워크의 상부 면 및 하부 면 중 적어도 하나를 촬상하는 1개 또는 2개의 촬상 유니트로 형성된 상하면 촬상 장치를 갖는다.

상기 구조를 갖는 본 발명에 따른 워크의 외관 검사 장치에서, 교정 및 방출 장치는 각각의 워크가 일정한 배향을 갖도록 이송 장치로부터 도착한 워크의 배향을 교정하기 위해 경사로를 사용하고, 하강곡선을 따라 낙하하도록 워크를 공간에 비스듬하게 하방으로 방출한다. 그 결과, 촬상위치의 주위에 4개의 촬상 유니트를 위치시키는 것에 의해 워크가 공간을 통해 낙하함에 따라 하강곡선에 평행한 워크의 4개의 측면의 정면으로부터의 촬상이 가능하다. 또한, 워크가 촬상위치에 있을 때, 워크의 상부 면 및 하부 면의 정면 방향에 촬상 장치를 배치하는 것에 의해 워크의 상부 면 및 하부 면의 촬상이 가능하다. 이 때, 반사경이 설치되고, 이 반사경을 통해 워크의 상부 면 및 하부 면이 촬상되는 구조가 채용된다면, 워크의 상하면을 촬상하는 촬상 유니트의 배치위치를 넓은 범위로 선택할 수 있게 되며, 이에 의해 장치의 설계 자유도가 증가한다.

워크의 외관 검사 장치는 상부 단 및 하부 단을 갖는 슬로프, 슬로프에 설치되며, 일정한 배향을 갖도록 워크의 배향을 제어하는 교정 장치, 워크를 슬로프의 상부 단에 공급하는 워크 공급 장치, 및 슬로프의 하부 단으로부터 방출된 워크의 면을 촬상하는 적어도 하나의 촬상 유니트를 갖는다.

상기 구조를 갖는 본 발명에 관한 워크의 외관 검사 장치에서, 슬로프는 각각의 워크가 일정한 자세를 갖도록 워크 공급 장치로부터 도착한 워크의 배향을 교정하기 위해 교정 장치를 설치하고, 하강곡선을 따라 낙하하도록 공간에서 비스듬하게 하방으로 워크를 방출한다.

이 경우, 구동 진동 발생 장치로서 설정된 이송 장치가 설치되지 않기 때문에, 외관 검사 장치의 구성을 단순화할 수 있다.

워크의 외관 검사 방법은 워크가 이송되는 이송 단계, 각 워크가 일정한 배향을 갖도록 도착한 워크가 교정되며, 하강곡선을 따라 낙하하도록 공간에서의 비스듬하게 하방으로 방출되는 교정 및 방출 단계, 및 공간에 방출되어 하강곡선을 따라 낙하하는 워크의 각 면을 촬상하는 촬상 단계를 갖는다.

상기 구조를 갖는 본 발명에 따른 워크의 외관 검사 방법에서, 워크가 하강곡선을 따라 낙하되며, 공간을 통해 낙하하는 워크의 각 면이 촬상되기 때문에, 워크의 모든 면의 촬상이 가능하게 되는 동시에, 워크의 모든 면의 촬상을 할수 있기 때문에, 매우 효율 좋은 검사가 가능해진다.

워크의 외관 검사 방법은 워크가 이송되는 이송 단계, 각각의 워크가 일정한 배향을 갖도록 도착한 워크가 교정되고, 각각의 워크가 공간으로 방출되는 교정 및 방출 단계, 공간으로 방출되어 낙하하는 각 워크의 상부 면 및 하부 면 중 적어도 하나가 워크의 낙하 경로를 차단하지 않는 위치로부터 촬상되는 촬상 단계를 갖는다.

상기 구조를 갖는 본 발명에 따른 워크의 외관 검사 방법에서 하강곡선을 따라 워크가 낙하할 때, 촬상위치의 워크의 상부 면 및 하부 면의 정면 방향은 낙하 경로로부터 떨어진 위치에 이르게 된다. 그러므로, 워크의 상부 면 및 하부 면에 대향하는 위치에 촬상 장치를 배치하여 워크의 상부 면 및 하부 면을 촬상할 수 있다. 이 경우, 반사경을 통해 촬상할 수도 있다. 또한, 수직 방향으로 워크가 낙하할 때, 낙하 경로를 차단하지 않는 위치에 반사경을 배치하고, 반사경을 통해 워크의 상부 면 및 하부 면의 촬상 유니트를 사용하여 촬상하거나, 낙하 경로를 차단하지 않는 위치에 촬상 유니트를 배치하여 직접 촬상할 수 있다.

워크의 외관 검사 방법은 직사각형 평행 육면체로 형성된 워크가 이송되는 이송 단계, 각 워크가 일정한 배향을 갖도록 도착한 워크가 교정되며, 하강곡선을 따라 낙하하도록 공간에서 비스듬하게 하방으로 방출되는 교정 및 방출 단계, 워크가 공간에 방출되어 낙하할 때, 하강곡선에 평행하는 각 워크의 4개의 면을 각각 촬상하는 측면 촬상 단계, 및 공간에 방출되어 낙하하는 각 워크의 상부 면 및 하부 면 중 적어도 하나가 워크의 낙하 경로를 차단하지 않는 위치로부터 촬상되는 촬상 단계를 갖는다.

상기 구조를 갖는 본 발명에 따른 워크의 외관 검사 방법에서, 직사각형 평행 육면체 형상 워크의 6개 면을 동시에 검사할 수 있기 때문에, 아주 효율 좋은 검사가 실행될 수 있다. 또한, 모든 면이 검사될 수 있기 때문에, 검사의 정밀도가 향상된다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조로 하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 외관 검사 장치(10)를 도시한다. 이 외관 검사 장치(10)의 하부에는 그 상부 면에 형성된 레일(도시하지 않음)을 갖는 사각판 형상 베이스부(11, square plate -shaped base portion)가 형성된다. 베이스부(11)의 상부 면상에는 워크 공급 유니트(20), 검사 유니트(30) 및 분류 유니트(40)가 각각 레일을 따라(즉, 도 1에서 좌우 방향) 조절 가능한 위치에 설치되어 있다.

워크 공급 유니트(20)의 하부에는 베이스부(11)의 레일과 맞물림되는 이동 베이스(21)가 형성된다. 이동 베이스(21)에는 각종 조절 나사 및 고정 나사(도시하지 않음)가 설치된다. 베이스부(11)상의 임의의 위치에 위치되도록 레일을 따라 이동 베이스(21)를 이동시킨후, 고정 나사를 조이는 것에 의해 이동 베이스(21)의 위치가 고정된다. 또한, 조절 나사를 조절하므로서, 베이스부(11)에 대한 수직 방향 및 전후 방향(도면에서 가장 가까운 부분은 전방임)으로의 이동 베이스(21)의 위치를 조절할 수 있다.

모터 등을 갖는 진동 발생 기구가 내부에 수납된 진동 발생 장치(22)가 이동 베이스(21)의 상부 면에 장착된다. 또한, 워크(50)(도 5 참조)를 검사 유니트(30)에 공급하기 위한 피더(23)가 진동 발생 장치(22)의 상부 면에 장착된다. 피더(23)의 윗쪽에는, 워크(50)를 일시적으로 수용하는 호퍼(24)가 설치된다. 호퍼(24) 내의 워크(50)를 피더(23)에 공급하기 위한 공급 슈트(25)가 호퍼(24)의 일단의 하부에 설치된다.

워크(50)를 공급 슈트(25)에 방출하기 위한 방출 구멍이 공급 슈트(25)를 연결하는 호퍼(24) 부분에 설치된다. 또한, 호퍼(24)는 이동 베이스(21)의 상부 면의 후방부에, 지지부를 통해 장착되는 피더(23)의 위치보다도 높은 위치에 설치된다. 피더(23), 호퍼(24) 및 공급 슈트(25)의 구조의 평면도는 도 2에 도시되어 있다.

즉, 피더(23)는 수평으로 배치되며, 피더(23)의 전방부(즉, 도 2의 하측 부분)에 형성된 폭이 넓은 평면 형상의 워크 수용부(23a)와, 피더(23)의 후방부에 형성된 폭이 좁은 홈 형상의 워크 이송부(23b)가 형성된다. 그 길이 방향에 워크 이송부(23b)의 대략 중앙부가 홈통부(23c, trough portion)를 형성하는 지점에서 워크 이송부(23b)의 단면 구조는 V자 형상 홈 구조로 형성된다. 이 홈의 V자 형상을 형성하는 2개의 측면은 각각 수평면으로부터 45°의 각도로 형성되므로, 2개의 측면 사이의 각도는 90°로 설정된다. 워크 수용부(23a)와 워크 이송부(23b)는 별체로 형성되며, 워크 이송부(23b)의 말단부는 워크 수용부(23a)의 말단부를 지나서 검사 유니트(30)를 향해 밖으로 연장한다.

워크 수용부(23a)는 공급 슈트(25)를 통해 호퍼(24)로부터 공급되는 워크(50)를 워크 이송부(23b)의 후단부로 이동시키기 위해 진동 발생 장치(22)의 구동에 의해 진동된다. 워크 이송부(23b)는 워크 수용부(23a)로부터 보내진 워크(50)를 홈의 홈통부(23c)에 일렬로 정렬되며, 워크 이송부(23b)의 말단으로 이동시키기 위해 진동 발생 장치(22)의 구동에 의해 진동된다. 센서(26)가 공급 슈트(25)의 측부에 설치되며, 피더(23) 내의 워크(50)를 검출한다. 피더(23) 내의 워크(50)의 개수가 감소된 것을 센서(26)가 검출하면, 워크(50)가 공급 슈트(25)로 방출되도록 진동장치(도시하지 않음)에 의해서 호퍼(24)가 진동된다.

게다가, 이송 장치로서의 벨트 컨베이어, 고무 컨베이어, 에어 컨베이어 등이 또한 피더(23)로서도 사용될 수 있다.

또한, 이송 장치가 구동 진동 발생 장치의 구조로 제한되지 않는 것 대신에, 슬로프가 구조에 채용될 수 있다. 즉, 상부단 및 하부단을 갖는 슬로프, 슬로프에 설치되어 일정한 자세를 갖는 워크를 제어하는 교정 장치, 및 슬로프의 상단부에 워크를 공급하는 워크 공급 장치가 워크 공급 유니트에 설치될 수 있다.

검사 유니트(30)는 하부 이동 베이스(31)의 상부 면에 검사를 실행하는 본체 부분을 설치하여 형성된다. 이동 베이스(31)는 베이스부(11)의 레일을 맞물림하며, 베이스부(11)상에서 레일의 임의의 위치에 고정될 수 있다. 이동 베이스(31)의 상부 부분은 워크 공급 유니트(20)의 피더(23)의 말단부를 향하여 굽힘되며, 평판 형상의 베이스 플레이트(32)는 베이스 플레이트(32)의 상부 면을 피더(23)를 향해 경사지도록 이동 베이스의 상부 단에 장착된다. 도 3(도 1에서 부호(a)로 도시된 영역의 확대도)에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(32)의 중앙에는, 검사 유니트(30)로부터 촬상이 완료된 워크(50)를 방출하는 방출 슈트(32a)가 장착되며, 베이스 플레이트(32)에는 또한, 워크(50)의 하부 면을 촬상하기 위해 사용되는 투과 구멍(32b)이 설치된다.

베이스 플레이트(32)는 그 하부 면의 일단 측부가 이동 베이스(31)의 상단 면에 정확하게 위치될 때 고정된다. 방출 슈트(32a)는 구멍(32b)의 가장자리부의 이동 베이스(31)의 측면에 장착되며, 표면부를 형성하는 그 부분이 반원 홈 형상의 단면으로 형성된다. 방출 슈트(32a)의 홈 면에 대향하는 구멍(32b)의 부분은 공간으로 형성된다.

베이스 플레이트(32)의 상부 면에는, 피더(23)의 워크 이송부(23b)의 홈과 방출 슈트(32a)의 홈을 연결하는 경로를 형성하며, 워크(50)의 각 면을 촬상하기위한 각각의 부재 등이 설치된 촬상용으로 사용되는 연결부(33)가 장착된다. 촬상용 연결부(33)는 길이가 짧은 원통형상의 공간 형성부(33a), 공간 형성부(33a)의 하부 면에 장착된 하부 면부(33b), 공간 형성부(33a)와 하부 면부(33b)의 외주에 설치된 외부 코트부(33c, outer coat portion) 및 공간 형성부(33a)와 외부 코트부(33c)의 상부 면에 장착된 상부 면부(33d)로 형성된다.

공간 형성부(33a)와 외부 코트부(33c)로 형성되는 측부에는, 공간 형성부(33a)의 내주면으로부터 외부 코트부(33c)의 외주면을 관통하는 4개(도 3에서는 2개만 도시함)의 투과 구멍(33e)이 원주 둘레에 등간격으로 설치된다. 또한, 하부 면부(33b)의 중앙에는 베이스 플레이트(32)의 구멍(32b)의 직경보다도 작고, 또한 공간 형성부(33a)의 구멍보다 작은 직경의 구멍(33f)이 설치된다. 방출 슈트(32a)의 상단부는 구멍(33f)을 통과하며, 공간 형성부(33a)의 중심 근방까지 연장한다. 또한, 상부 면부(33d)의 중앙에는 공간 형성부(33a)의 개구의 직경보다도 작고, 하부 면부(33b)의 구멍(33f)의 직경보다도 큰 구멍(33g)이 설치되고, 구멍(33g)의 가장자리부에 경사 블록(34)이 장착된다.

경사 블록(34)의 상부 면에는 수평부(34a)와 수평부(34a)의 말단으로부터 하방으로 경사진 경사부(34b)가 형성된다. 경사 블록(34)은 피더(23)의 워크 이송부(23b)의 말단에 위치되는 수평부(34a)의 후단부를 촬상용 연결부(33)의 상부 면부(33d)에 장착한다. 워크 이송부(23b)에 형성된 홈과 동일한 단면 구조를 갖는 V자 형상의 홈이 경사 블록(34)의 수평부(34a)와 경사부(34b)에 형성되며, 이들 V자 형상의 홈은 워크 이송부(23b)의 홈에 정렬되도록 형성된다. 경사 블록(34)의 경사부(34b)에서 홈의 하단부는 방출 슈트(32a) 위쪽의 촬상용 연결부(33)의 공간의 대략 중심 근방까지 연장한다.

경사 블록(34)의 경사부(34b)와 방출 슈트(32a)의 홈은 서로 평행하게 배치되며, 경사 블록(34)의 경사부(34b)와 방출 슈트(32a)의 홈은 베이스 플레이트(32) 및 촬상용 연결부(33)의 상부 면에 수직하도록 배치된다. 경사 블록(34)은 그 후방 단부가 워크 이송부(23b)의 말단부에 매우 가깝게 위치되도록 장착되어 있지만, 실제로 접촉하지 않으므로, 워크 이송부(23b)로부터 진동이 전달되지 않는다. 따라서, 경사 블록(34)은 진동하면서 피더(23)로부터 일렬로 배열된 워크(50)의 진동을 정지시키며, 수평부(34a)의 말단으로 워크를 이송한다. 이후 경사부(34b)를 하강한다. 워크(50)는 이후, 경사부(34b)의 하단으로부터 공간으로 방출되며, 방출 슈트(32a)의 홈부 위로 낙하된다. 또한, 경사관이 경사 블록(34) 대신에 사용될 수 있다.

도 4에 도시되는 바와 같이, 4개의 조명장치(35a, 35b, 35c 등)(도 4에서는 단지 3개의 조명장치만 도시함)가 촬상용 연결부(33)의 원주 둘레에 등간격으로 설치된다. 이들 4개의 조명장치는 경사 블록(34)으로부터 낙하하는 워크(50)의 측면을 조명할 수 있다. 촬상 트리거(trigger)로 작용하는 투과 센서(36)가 촬상용 연결부(33)의 공간 형성부(33a)의 내주면에 장착된다. 투과 센서는 경사 블록(34)으로부터 낙하하는 워크(50)를 검출할 수 있다. 조명장치(35a 등)는 투과 센서(36)가 워크(50)를 검출할 때, 조명을 실행한다.

또한, 4개의 CCD 카메라(37a, 37b, 37c, 37d)가 촬상용 연결부(33)의 주위에 설치된다. 4개의 CCD 카메라는 4개의 투과 구멍(33e)을 통해 경사 블록(34)으로부터 낙하하는 워크(50)의 측면을 촬상할 수 있다. 또한, 2개의 CCD 카메라(37e, 37f)가 촬상용 연결부(33)의 상방 및 하방에 설치되며, 워크(50)의 상부 면 및 하부 면을 촬상할 수 있다.

반사경(39a)이 촬상용 연결부(33)의 상부 면에 브래킷(38a)을 통해 설치된다. 이 반사경(39a)의 반사를 이용하므로서, CCD 카메라(37e)는 워크(50)의 상부 면을 촬상할 수 있다. 또한, 반사경(39b)이 베이스 플레이트(32)의 하부 면에 브래킷(38b)을 통해 설치되며, 이 반사경(39b)의 반사를 이용하므로서, CCD 카메라(37f)는 워크(50)의 하부 면을 촬상할 수 있다. 이 때, 조명장치(35a 등)의 조명에 기인하여 CCD 카메라(37a 등)에 의해 촬영된 화상이 선명하고 명확해진다.

분류 유니트(40)는 그 하부를 형성하는 이동 베이스(41)와 그 상부를 형성하는 회전 테이블(42)로 형성된다. 이동 베이스(41)는 이동 베이스(41)의 위치가 조정될 수 있도록 베이스부(11)의 레일에 맞물림된다. 이동 베이스(41) 내부에는 회전 테이블(42)을 회전시키기 위한 전동 모터 등이 설치된 구동기구가 수납된다. 회전 테이블(42)은 회전축(43)을 통해 이동 베이스(41)의 구동기구에 연결된다. 회전 테이블(42)의 상부 면은 원판 형상의 고무판(42a)으로 형성된다. 고무판(42a)의 외주부는 방출 슈트(32a)의 하단부와 마주하며, 회전 테이블(42)은 이동 베이스(41)에 수평으로 장착된다.

2개의 에어 분출장치(도시하지 않음)가 회전 테이블(42) 위쪽 외주측 부분에 소정간격으로 장착된다. 각각 워크(50)를 수용하는 양품 수용 상자(non-defective article receiving box)와 불량품 수용 상자(defective article receiving box)(도시하지 않음)가 에어 분출장치와 마주하는 회전 테이블(42)의 단부 하방에 배치된다. 워크(50)를 검출하기 위한 센서가 각각 에어 분출장치의 근방에 장착된다.

분류 유니트(40)는 회전 테이블(42)의 회전을 이용하여 방출 슈트(32a)로부터 낙하하며 검사된 워크(50)를 수용한다. 분류 유니트(40)는 이후, 회전 테이블(42)의 상부 면의 외주부분에 소정간격으로 워크(50)를 정렬하며 이후, 2개의 수용 상자의 방향으로 워크를 이송한다. 양품의 워크(50)가 양품 수용 상자의 옆을 통과할 때, 센서가 워크(50)를 검출하며, 그 검출 결과에 의해 에어 분출장치가 작동된다. 이 워크(50)는 이후, 양품 수용 상자 내로 날려진다. 불량품의 워크(50)가 불량품 수용 상자의 옆을 통과할 때, 센서가 워크(50)를 검출하며, 그 검출 결과에 의해 에어 분출장치가 작동된다. 이 워크(50)는 이후, 불량품 수용 상자 내로 날려진다. 이 방법을 사용하므로서, 워크(50)가 양품과 불량품으로 분류될 수 있다.

전술한 각각의 장치 등에 부가하여, 외관 검사 장치(10)에는, CCD 카메라(37a 등)를 포함하는 화상처리장치 및 CPU, ROM, RAM이 설치된 전기제어장치가 설치된다. 화상처리장치는 CCD 카메라(37a) 등에 의해 촬상되는 화상의 화상처리를 실행하고, 워크(50)가 양품 또는 불량품인지의 여부를 판정한다. 각각의 워크(50)의 6개의 면의 확대표시를 제공하는 스크린이 또한 화상처리장치에 설치되며, 이 스크린을 보는 것에 의해, 조작자는 육안에 의한 판단도 가능하게 된다.

다음으로, 도 5에 도시하는 피검사용 워크(50)로서 콘덴서 칩에 대해 전술된 구조를 갖는 외관 검사 장치(10)를 사용하여 실행되는 외관 검사에 대해 설명한다. 콘덴서 칩으로 형성된 워크(50)는 세라믹으로 만들어지며, 그 양단부에 전극을 갖는다. 워크(50)의 길이는 1 mm, 가로 및 세로의 폭이 각각 0.5 mm로 설정된다.

검사시에는, 우선, 피검사용 워크(50)가 워크 공급 유니트(20)의 호퍼(24)에 모여지며, 외관 검사 장치(10)의 전원 스위치가 켜지며(turn on), 그 결과 외관 검사 장치(10)에 설치된 각각의 장치가 작동을 시작한다. 워크 공급 유니트(20)에서는, 소정수의 워크(50)가 공급 슈트(25)를 통해 호퍼(24)의 방출 구멍로부터 피더(23)에 공급된다. 이 경우, 피더(23) 내의 워크(50)의 개수가 감소된 것을 센서(26)가 검출할 때, 호퍼(24)가 진동되며, 워크(50)가 방출 구멍으로부터 피더(23)에 공급된다. 그 결과, 소정수의 워크(50)가 항상 피더(23)에 유지된다.

피더(23)에 공급된 워크(50)는 진동 발생 장치(22)의 구동에 의해 워크 수용부(23a)로부터 이동되며, 워크 이송부(23b)의 후단부에 모여진다. 워크 이송부(23b)의 후단부에 모여진 워크(50)의 길이 방향의 각부(angle portion)는 워크 이송부(23b)의 홈의 홈통부(23c)에 일치하며, 워크(50)가 끝과 끝을 근접하게 배치시킬 때, 워크는 워크 이송부(23b)의 홈에 일렬을 형성한다. 그 후에, 진동 발생 장치(22)의 구동에 기인하여, 워크(50)가 일렬의 배열을 유지하면서 홈통부(23c)를 따라 워크 이송부(23b)의 말단으로 진행되며, 경사 블록(34)의 수평부(34a)의 홈으로 이송된다.

경사 블록(34)의 수평부(34a)로 이송된 워크(50)는 더 이상 진동에 의한 영향을 받지 않으며, 각각의 워크(50)의 단부 면이 선행하는 워크(50)의 단부 면과 접촉되는 상태에서, 각각의 워크가 수평부(34a)의 말단으로 이동하도록 후속하는 워크(50)에 의해 밀리게 된다. 워크(50)가 수평부(34a)의 말단에 도달할 때, 그 전방부는 하방으로 경사지며, 경사부(34b)의 홈 내로 진행한다. 이후, 경사부(34b)의 홈을 따라 하강한다. 워크(50)의 4개의 측면 중 2개의 측면이 경사부(34b)의 홈을 형성하는 2개의 측면에 대향하여 슬라이딩하며, 이에 의해 워크(50)가 경사부(34b)의 하단에 도달하기 전에 정확한 방향으로 워크(50)를 배치시킨다. 다음으로, 도 5에 도시되는 바와 같이, 모든 워크(50)가 그 2개의 단부 면이 약간 상하로 기울어져 마주하는 일정한 방향을 가질 때, 워크(50)는 경사부(34b)의 하단으로부터 공간으로 비스듬하게 하방으로 방출된다.

경사 블록(34)이 촬상용 연결부(33)에 대해 설치되는 위치는 워크가 낙하할 때, 워크(50)가 촬상용 연결부(33)의 공간의 중심부를 통과하도록 설정된다. 워크(50)가 촬상용 연결부(33)의 중심부를 통과할 때, 투과 센서(36)가 워크(50)를 검출한다. 그 결과, 조명 장치(35a) 등이 켜지며, 워크(50)의 측면을 조명한다. 또한, CCD 카메라(37a 내지 37f)는 해당하는 워크(50)의 각 면(A, B, C 및 D)을 촬상한다.

즉, CCD 카메라(37a 내지 37d)는 워크(50)의 각 면(A, B, C 및 D)을 각각 정면에서 촬상한다. CCD 카메라(37e)는 반사경(39a)을 통해 약간 비스듬한 방향으로부터 워크(50)의 상부 면(E)을 촬상하며, 한편 CCD 카메라(37f)는 반사경(39b)을 통해 약간 비스듬한 방향으로부터 워크(50)의 하부 면(F)을 촬상한다. 이렇게 촬상된 6개 면의 질(quality)에 대한 판정은 이후, 화상처리장치에 의해서 이루어진다. 이 판정은 외형 치수, 오염, 흠(blemish), 이물질의 부착, 미리 설치된 마커(marker)의 유무 등을, 소정의 기준과 비교함으로써 이루어진다. 이 경우, 촬상된 6개 면의 확대된 화상이 화상처리장치의 스크린에 표시되기 때문에, 조작자는 그 스크린으로부터도 워크(50)의 어떤 부분에 어떠한 종류의 결함이 존재하는지를 확인할 수 있다.

질(quality)이 판정된 워크(50)는 방출 슈트(32a)의 홈 내에 낙하하며, 방출 슈트(32a)의 홈을 따라 하강한다. 이후, 분류 유니트(40)의 회전 테이블(42)의 상부 면 위에 낙하한다. 워크(50)는 이후, 회전 테이블(42)에 의해서 운반되며, 워크(50)가 불량이 아니라면, 해당하는 에어 분출장치의 작동에 의해서 양품 수용 상자 내에 날려진다. 워크(50)가 불량이라면, 해당하는 에어 분출장치의 작동에 의해서 불량품 수용 상자 내에 날려진다. 그 결과, 워크(50)는 양품과 불량품으로 분류되며, 각각의 수용 상자 내에 모여진다.

이와 같이, 이 외관 검사 장치(10)에 따르면, 워크(50)의 각부와 동일한 각도를 갖는 홈이 경사 블록(34)의 경사부(34b)에 설치되며, 워크(50)가 경사부(34b)의 홈을 따라 주행하면서 하강한다. 따라서, 경사 블록(34)으로부터 방출되는 워크(50)는 일정한 자세를 가지도록 전부 교정되며, 공간을 통해 비스듬한 방향으로 하향곡선을 따라 전부 낙하한다. 또한, 공간을 통해 낙하하는 워크(50)의 6개 면을 각각 촬상할 수 있도록 CCD 카메라(37a 내지 37f)가 배치되기 때문에, 워크(50)의 모든 면을 동시에 검사할 수 있다.

또한, 워크(50)를 경사 블록(34)의 경사부(34b)에 이송하는 장치가 경사부(34b)의 홈과 동일한 홈을 갖는 피더(23)와 경사 블록(34)의 수평부(34a)로 형성되고, 피더(23)를 진동시키는 것에 의해 워크(50)가 수평부(34a)를 향해 단순히 이동되기 때문에, 이송 장치의 구조가 매우 단순해 질 수 있다. 또한, 진동수를 제어하는 것에 의해, 피더(23)는 워크(50)의 공급 속도를 제어할 수 있다. 그 결과, 낙하하는 워크(50) 사이의 간격이 제어될 수 있다. 또한, 수평부(34a)에 도착한 워크(50)가 더 이상 진동되지 않고, 일정한 자세로 경사부(34b)상에 고정 간격으로 1개씩 낙하하기 때문에, 경사부(34b)의 길이가 짧게 설정될지라도, 경사부(34b)의 하단으로부터 방출되는 워크(50)는 불규칙하지 않은 안정된 자세를 갖는다. 따라서, 정확한 검사가 행해질 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 경사부(34b)의 하단으로부터 방출된 직후의 워크(50)의 낙하 경로는 경사부(34b)의 경사각도와 동일한 각도이지만, 낙하 경로는 점점 수직 방향으로 변화한다. 그러므로, 본 실시형태와 같이, 경사부(34b)의 하단 근방에 촬상위치를 배치하므로서, 반사경(39a, 39b)의 설치위치가 워크(50)의 낙하 경로(a)로부터 멀어질지라도, 워크(50)의 상하부 면의 정면위치에 가까운 위치로부터 워크(50)의 상부 면 및 하부 면의 촬상을 할 수 있다. 따라서, 검사의 정밀도가 향상된다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 워크(50)의 상하부 면을 반사경(39a, 39b)을 통해 CCD 카메라(37e, 37f)에 의해 촬상하는 구조가 채용되지만, 또한 반사경(39a, 39b)을 설치하지 않고 CCD 카메라에 의해 직접 촬상할 수 있다. 이 경우, 워크(50)가 공간을 통해 낙하하는 거리를 길게 하도록 경사 블록(34)의 하단으로부터 방출 슈트(32a)의 설치위치가 더 낮게 되는 것이 바람직하다. 이렇게 하므로서, 전방으로의 워크(50)의 비거리(飛距離)가 감소되기 때문에, CCD 카메라를 설치하기 위해 요구되는 공간이 충분히 유지될 수 있다.

또한, 낙하하는 워크(50)의 상부 면을 후방으로부터 볼 수 있으며 그 하부 면을 전방으로부터 볼 수 있도록 하기 위해 경사 블록(34)의 경사부(34b)의 경사각도를 감소(즉, 수평면에 가깝게 함)시킬 수 있다. 또한, 이렇게 하므로서, 상부 면 및 하부 면을 촬상하기 위해 사용된 CCD 카메라의 배치가 단순해지며, 상하부 면에 대한 정면 위치로부터의 직접적인 촬상이 가능하게 된다. 또한, 낙하속도가 감소되기 때문에, 촬상위치의 설정 정밀도가 향상되어 더욱 정확한 검사를 가능하게 한다. 또한, 본 발명에 따르면, 낙하하는 워크(50)의 자세가 경사 상태로부터 점점 수직 방향으로 변화하고, 낙하 경로의 경사 상태가 그대로 유지될 때, 동일한 양호한 결과가 얻어진다.

본 발명에 따른 워크의 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법에서, 직사각형 평행 육면체 형상 워크의 6개 면을 동시에 검사할 수 있기 때문에, 아주 효율 좋은 검사를 실행할 수 있으며, 또한 모든 면이 검사될 수 있기 때문에, 검사의 정밀도가 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외관 검사 장치를 도시하는 정면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 외관 검사 장치에 설치된 피더, 호퍼 및 공급 슈트의 평면도이다.

도 3은 도 1의 영역(a)으로 도시된 부분의 확대도이다.

도 4는 검사 유니트의 평면도이다.

도 5는 경사로로부터 워크가 낙하하는 상태를 도시하는 사시도이다.

도 6은 워크의 낙하 경로와 반사경(reflective mirror)의 위치를 도시하는 설명도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 외관 검사 장치 20 : 워크 공급 유니트

22 : 진동 발생 장치 23 : 피더(feeder)

23a : 워크 수용부 23b : 워크 이송부

24 : 호퍼(hopper) 25 : 공급 슈트(supply chute)

30 : 검사 유니트 34 : 경사 블록

34a : 수평부 34b : 경사부

37a, 37b, 37c, 37d, 37e, 37f : CCD 카메라

39a, 39b : 반사경

Claims (7)

1. 워크를 이송하는 이송 장치,

   이송 장치로부터 이송된 워크를 하향으로 경사진 경사로를 따라 통과시키며, 각각의 워크가 일정한 배향(orientation)을 갖도록 각각의 워크의 배향을 교정하며, 각각의 워크를 하강곡선을 따라 낙하하도록 공간에 비스듬하게 하방으로 방출하는 교정 및 방출 장치, 및

   교정 및 방출 장치로부터 방출되어 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하하는 워크의 면을 각각 촬상하는 복수 개의 촬상 유니트로 형성된 촬상 장치(image pickup device)를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크의 외관 검사 장치.
2. 워크를 이송하는 이송 장치,

   각각의 워크가 일정한 배향을 갖도록 이송 장치로부터 이송된 워크의 배향을 교정하며, 각각의 워크를 공간에 방출하는 교정 및 방출 장치, 및

   교정 및 방출 장치로부터 방출된 워크의 낙하 경로를 차단하지 않는 위치에 배치되며, 낙하 경로를 따라 공간을 통해 낙하하는 워크의 상부 면 및 하부 면 중 적어도 하나를 촬상하는 촬상 유니트로 형성된 촬상 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크의 외관 검사 장치.
3. 제1항에 있어서,

   워크가 교정 및 방출 장치로부터 방출되어 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하할 때, 하강곡선에 평행한 워크의 각각의 4개 면을 각각 촬상하는 4개의 촬상 유니트로 형성된 측면 촬상 장치, 및

   교정 및 방출 장치로부터 방출되어 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하하는 워크의 하강곡선을 차단하지 않는 위치에 배치되며, 하강곡선을 따라 공간을 통해 낙하할 때, 워크의 상부 면 및 하부 면 중 적어도 하나를 촬상하는 1개 또는 2개의 촬상 유니트로 형성된 촬상 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크의 외관 검사 장치.
4. 상부 단 및 하부 단을 갖는 슬로프(slope),

   슬로프에 설치되며, 일정한 배향을 갖도록 워크의 배향을 제어하며, 각 워크가 하강곡선을 따라 낙하하도록 공간에 비스듬하게 하방으로 방출하는 교정 장치,

   워크를 슬로프의 상부 단에 공급하는 워크 공급 장치, 및

   슬로프의 하부 단으로부터 방출되는 워크의 면을 촬상하는 적어도 하나의 촬상 유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크의 외관 검사 장치.
5. 워크가 이송되는 이송 단계,

   각 워크가 일정한 배향을 갖도록 도착한 워크의 배향이 교정되며, 하강곡선을 따라 낙하하도록 공간에 비스듬하게 하방으로 방출되는 교정 및 방출 단계, 및

   공간에 방출되어 하강곡선을 따라 낙하하는 워크의 각 면을 촬상하는 촬상단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크의 외관 검사 방법.
6. 제5항에 있어서,

   공간에 방출되어 낙하하는 각 워크의 상부 면 및 하부 면 중 적어도 하나가 워크의 낙하 경로를 차단하지 않는 위치로부터 촬상되는 촬상 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크의 외관 검사 방법.
7. 직사각형 평행 육면체 형상으로 형성된 워크가 이송되는 이송 단계,

   각 워크가 일정한 배향을 갖도록 도착한 워크의 배향이 교정되며, 하강곡선을 따라 낙하하도록 공간에 비스듬하게 하방으로 방출되는 교정 및 방출 단계,

   워크가 공간에 방출되어 낙하할 때, 하강곡선에 평행하는 각 워크의 4개의 면을 각각 촬상하는 측면 촬상 단계, 및

   공간에 방출되어 낙하하는 각 워크의 상부 면 및 하부 면 중 적어도 하나가 워크의 낙하 경로를 차단하지 않는 위치로부터 촬상되는 촬상 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크의 외관 검사 방법.