KR100733497B1 - 전자 감응 장치를 이용한 반자동 검단 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직물의 결점을 탐지하기 위한 반자동 검단 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 결점을 몇 가지 형태로 분류하여 탐지하고 그리고 탐지된 결점을 형태에 따라 저장하여 검단에 따른 모든 정보를 필요에 따라 이용할 수 있도록 하는 반자동 검단 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 검단 시스템은 직물을 이송시키는 틀체; 직물의 결점의 X좌표를 측정하기 위하여 그리드를 직물에 투영하는 다수 개의 레이저 그리드; 직물의 결점의 Y좌표를 측정하기 위한 디지털 야드 미터; 결정된 결점의 형태에 따라 수동으로 입력된 직물의 X좌표 및 입력된 X좌표에 해당하도록 입력된 Y좌표 측정 신호에 따라 디지털 야드 미터로부터 측정된 Y좌표를 결정하여 처리하는 입력정보 소프트웨어; 및 입력 정보 소트프웨어를 구동시키고 그리고 입력된 X 및 결정된 Y 좌표를 처리 및 저장하기 위한 제어 장치를 포함한다.

검단 시스템, 이송 롤러, 레이저 그리드, 디지털 야드 미터

Description

전자 감응 장치를 이용한 반자동 검단 시스템{A System for Detecting Defect of Fiber Semi-automatically with Electronic Sensor}

도 1은 본 발명에 따른 시스템에서 직물 결점의 탐지를 위한 반자동 검단기의 분해 사시도를 도시한 것이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 수직 단면도를 도시한 것이다.

도 3은 도 1의 B 및 C로 표시된 부분의 상세도를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 직물 결점의 탐지 과정을 블록으로 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 레이저 그리드가 직물에 투영된 형태를 도시한 것이다.

본 발명은 직물의 결점을 탐지하기 위한 반자동 검단 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 결점을 몇 가지 형태로 분류하여 탐지하고 그리고 탐지된 결점을 형태에 따라 저장하여 검단에 따른 모든 정보를 필요에 따라 이용할 수 있도록 하는 반자동 검단 시스템에 관한 것이다.

봉제 또는 직물업체는 직물 표면의 결점을 검출하기 위하여 수동 검단 시스템과 자동 검단 시스템을 사용하고 있다. 수동 검단 시스템은 저가의 기계를 사용하지만 숙련공들의 육안 판정에 의존해야 한다. 이에 반하여 자동 검단 시스템은 작업자를 필요로 하지 않는 무인 자동시스템으로 예민한 직물 표면의 결점을 고속으로 검단할 수 있다는 이점을 가진다. 또한 검단과 관련된 직물 표면의 결점 형태, 위치 또는 종류와 같은 정보를 실시간으로 저장할 수 있고 그리고 필요에 따라 추후에 정보를 가공하여 이용할 수 있다는 장점을 가진다. 그러나 자동 검단 시스템은 고가의 장비를 필요로 하므로 작은 단위의 사업장에 적합하지 않고 그리고 결점을 판정하는 것이 카메라 및 컴퓨터가 되기 때문에 체크무늬 그리고 검은 색 직물과 같은 경우 결점의 탐지가 어렵다는 문제점을 가진다. 아울러 직물의 외관 자체가 복잡한 경우 검출 비율이 상당히 저하될 수 있다는 어려움을 가진다. 일반적으로 자동 검단 시스템은 대형 사업자에서 주로 사용된다.

육안 판정법이 가지는 가장 큰 문제점은 결점의 위치가 탐지되지 않는다는 것이다. 현재 사용되는 육안 판정을 위한 검단 시스템은 단지 결점의 유무만을 판정하므로 검단과정을 통하여 검출된 결점의 위치 및 크기 정보를 저장하는 수단을 가지지 못한다. 이로 인하여 검단 결과의 효과적인 이용이 불가능하고 그리고 최종적으로 전체 직물 면적에 대하여 결점으로 인하여 손실되는 직물 면적의 비로 표현되는 직물 손실 비율을 계산할 수 없게 된다. 육안 검단 시스템이 가진 다른 문제점은 봉제를 위하여 입수된 원단의 손실 비율이 검수 단계에서 파악되지 않는다는 것이다. 이로 인하여 의류 생산 업체는 의류 제조를 위하여 필요한 원단의 정확한 양을 예측하기 어렵게 된다.

다른 한편으로 자동 검단 시스템은 장비가 고가이고 그리고 카메라 및 컴퓨터로 파악되기 힘든 결점은 탐지되지 않는다는 문제점을 가진다.

본 발명은 이와 같은 두 가지 검단 시스템이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 두 가지 방식이 조합된 반자동 검단 시스템을 제안한다. 본 발명에 따른 반자동 검단 시스템은 사람의 오감을 통하여 결점을 검출하는 수동 검단 시스템 및 컴퓨터 또는 야드 미터와 같은 디지털 기기를 사용하는 자동 검단 시스템의 장점을 결합시켜 검단 시스템의 효율성을 향상시키기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

본 발명의 목적은 다양한 형태의 결점을 탐지하여 위치 및 형태를 저장하고 그리고 저장된 결점 관련 정보가 필요에 따라 이용될 수 있도록 하는 반자동 검단 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 직물의 결점을 탐지하여 처리하기 위한 반자동 검단 시스템은 직물을 이송시키는 틀체; 직물의 결점의 X좌표를 측정하기 위하여 그리드를 직물에 투영하는 다수 개의 레이저 그리드; 직물의 결점의 Y좌표를 측정하기 위한 디지털 야드 미터; 결정된 결점의 형태에 따라 수동으로 입력된 직물의 X좌표 및 입력된 X좌표에 해당하도록 입력된 Y좌표 측정 신호에 따라 디지털 야드 미터로부터 측정된 Y좌표를 결정하여 처리하는 입력정보 소프트웨어; 및 입력 정보 소프트웨어를 구동시키고 그리고 입력된 X 및 결정된 Y 좌표를 처리 및 저장하기 위한 제어 장치를 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 결정된 결점의 형태는 점, 수평선, 수직선, 대각선 및 도형이 된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, X좌표 및 Y좌표 측정 신호는 키보드에 의하여 입력이 되고 그리고 제어 장치는 컴퓨터가 된다.

아래에서 본 발명은 도면에 첨부된 실시 예를 이용하여 상세하게 설명이 된다. 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

본 발명에 따른 명세서에서 전자 감응이란 레이저 그리드, 디지털 야드 미터 그리고 컴퓨터와 같은 제어 장치 사이의 정보 전달 과정에서 사용될 수 있는 전기적 신호의 전달을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템에서 직물 결점의 탐지를 위한 반자동 검단기의 분해 사시도를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면 반자동 검단기는 직물의 결정 위치를 결정하기 위한 측정 장치(10) 및 직물을 이송시키는 틀체(2)를 포함한다.

측정 장치(10)는 결점의 Y 좌표가 결정될 수 있도록 하는 다수 개의 디지털 야드 미터(101) 및 결점의 X 좌표를 결정해주는 다수 개의 레이저 그리드(104)를 포함한다. 디지털 야드 미터(101)는 고정 막대(102)에 고정되고 그리고 레이저 그리드(104)는 체결 장치(103)에 의하여 지지대(105)에 고정되어 수평 방향으로 정렬이 된다. 측정 장치(10)는 틀체(10)의 앞쪽 면에 설치되어 이송되는 직물 원단에 존재하는 결점의 X 및 Y 좌표를 결정할 수 있다.

직물 원단을 이송시키는 틀체(11)는 측정 장치(10)로 직물 원단을 이송시키기 위한 이송 로울러(115), 측정 장치(10)를 거쳐 검사가 된 직물 원단의 양 끝을 가이드 하는 원단 가이드 판(113) 및 검사된 원단을 지지하는 원단 지지 롤러(114)를 포함한다. 틀체(11)에서 직물이 이송되는 과정은 도 2에 도시되어 있다.

도 2는 본 발명에 따른 반자동 검단 시스템의 검단기를 통하여 직물이 이송되는 과정을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 직물(F)은 모터(M)의 구동에 의하여 원단 지지 롤러(114)에 의하여 지지되고 그리고 원단 가이드 판(1130)에 의하여 유도되면서 폭 조절 막대(25)에 의하여 폭이 조절되어 측정 장치(도 1 참조)로 이송이 된다. 측정 장치로 이송이 된 직물(F)은 결점의 X-Y 위치 및 형태가 결정이 되어 저장된다. 그리고 상부 롤러(211), 하부 롤러(212) 및 유도 롤러(213)를 포함하는 이송 롤러(21)에 의하여 회전 원통(D)에 감기거나 또는 겹쳐서 포개진다. 이송 롤러(21)는 구동 모터(221) 및 구동 풀리(222)를 포함하는 구동 장치(22)에 의하여 구동될 수 있다. 측정 장치(도 1 참조)를 제외한 이와 같은 검단기의 구성 장치는 이 분야에서 공지된 장치가 될 수 있고 그리고 측정 장치는 공지된 구성 요소로 형성된 검단기에 결합될 수 있다.

도 1과 관련하여 설명을 한 것처럼 측정 장치는 레이저 그리드 및 디지털 야드 미터를 포함할 수 있고 그리고 도 1에서 B 및 C로 각각 표시되어 있다.

도 3의 (가) 및 (나)는 도 1의 B 및 C 부분의 상세도를 도시한 것이다.

지지대(105)에 스크루 또는 용접과 같은 공지된 체결 장치(103)로 결합된 레이저 그리드(104)는 일정한 간격으로 수평 방향으로 배열이 될 수 있다. 그리고 레이저 그리드(104)는 각각의 위치에 대한 정보를 컴퓨터와 같은 제어 장치에 전달하는 연결 잭(31)을 포함할 수 있다. 레이저 그리드(104)는 직물에 그리드를 투영한다. 레이저 그리드(10)의 전체 개수 및 간격을 조절 가능하다. 검단기에서 사용되는 일반적인 검단판은 너비 200 ㎝ 그리고 높이 160 ㎝가 된다. 그러므로 본 발명에 따른 측정 장치의 레이저 그리드(104)의 너비 또는 X 방향의 간격은 20개의 X 좌표를 설정하는 경우 폭이 10 ㎝가 될 수 있다. 그리고 높이는 임의로 설정될 수 있지만 160 ㎝가 될 수 있다. 레이저 그리드의 높이 중 일정 부분은 결점을 검사하는 판정자가 결점의 위치를 파악하기 위한 구간이 되고 그리고 나머지 부분은 결점은 결점을 검출하는 부분이 될 수 있다. 예를 들어, 높이가 160 ㎝인 레이저 그리드가 사용되는 경우 0 내지 150 ㎝ 사이의 구간은 판정자가 결점의 위치를 파악하는 구간이 되고 그리고 나머지 150 내지 160 ㎝사이의 구간은 결점의 위치를 검출하는 구간으로 사용될 수 있다. 구체적으로 판정자가 결점을 발견하면 먼저 키보드를 통하여 X 좌표를 입력하고 그리고 결점이 150 내지 160 ㎝ 사이에 위치하는 경우 결점의 Y 좌표를 검출할 수 있다. 위에서 예를 든 것처럼 레이저 그리드(104)가 직물의 폭을 20 등분하여 X 좌표를 부여하는 경우 판정자의 편의를 위하여 기준표시가 될 수 있다. 예를 들어 레이저 그리드의 5의 배수에 해당하는 지점인 5, 10, 15 및 20에 점을 찍어 X 좌표의 위치를 쉽게 판정할 수 있도록 할 수 있다. 레이저 그리드(105)에 의하여 직물에 투영된 그리드가 도 5에 도시되어 있다.

도 3의 (나)는 도 1의 C로 표시된 부분의 상세도로 고정 막대(102)에 다수개의 디지털 야드 미터(101)가 일정한 간격으로 배열된 형태를 도시한 것이다. 디지털 야드 미터(101)는 도 3의 (나)에 도시된 것처럼 고정 죄임 쇄와 같은 공지된 수단에 의하여 고정 막대(102)에 결합이 될 수 있다. 그리고 레이저 그리드(104)와 마찬가지로 각각의 디지털 야드 미터(101)는 연결 잭(32)으로 필요한 정보를 컴퓨터와 같은 제어 장치와 소통을 한다. 디지털 야드 미터(101)는 직물의 길이와 관련된 정보를 계속적으로 발생시키고 그리고 발생된 정보는 데이터 정보 수집 하드웨어인 DAQ(Data Acquisition) 카드와 같은 장치를 통하여 컴퓨터와 같은 제어 장치에 설치된 저장 매체에 저장이 된다. 레이저 그리드(104)는 하나의 수평선을 설정되어 있고 디지털 야드 미터(101)는 이와 같은 수평선을 기준으로 Y 좌표를 검출하게 된다. 위에서 설명을 한 것처럼 수평선은 160 ㎝의 높이를 가지는 레이저 그리드(104)의 경우 150 ㎝가 되는 곳에 설정이 될 수 있다. 디지털 야드 미터(101)는 결점의 위치가 수평선에 도달하는 경우 Y 좌표를 검출하라는 명령을 컴퓨터에 지시하게 되고 그리고 그에 따라 컴퓨터는 Y 좌표를 검출하여 저장하게 된다.

위에서 설명을 한 것과 같은 측정 장치를 포함하는 본 발명에 따른 반자동 검단 시스템에서 결점을 검출하는 과정이 도 4에 도시되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 직물 결점의 탐지 과정을 블록으로 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 판정자가 측정 장치에서 결점의 위치를 탐지하게 된다(S41). 판정자가 탐지하는 결점은 일정한 형태로 분류될 수 있다. 예를 들어, 결 점은 점, 수직선, 수평선, 대각선 및 도형과 같이 5가지 형태로 분류될 수 있다. 직물의 결점의 위치는 점은 하나의 (X1, Y1)좌표로 표시될 수 있다. 그리고 수직선은 (X1, Y1) 및 (X1, Y2); 수평선은 (X1, Y1) 및 (X2, Y1); 그리고 대각선은 (X1, Y1) 및 (X2, Y2)로 표시되는 2개의 좌표로 위치가 표시된다. 이에 비하여 도형은 다양한 형태가 있으므로 일정한 개수의 좌표로 표시될 수 없다. 그러나 본 발명에 따른 시스템에서 도형은 사각형으로 근사될 수 있다. 그리고 사각형은 대각선과 마찬가지로 (X1, Y1) 및 (X2, Y2)과 같은 서로 다른 2개의 좌표로 위치가 결정될 수 있다. 판정자는 결점을 탐지하면(S41) 곧바로 위에서 설명한 것과 같이 결점의 형태를 결정한다(S42). 그리고 결점의 위치를 입력하여 컴퓨터와 같은 제어 장치에 설치된 저장 매체에 저장한다(S43). 이와 같은 일련의 과정은 컴퓨터와 같은 제어 장치에서 구동되는 프로그램과 연계되어 실행이 될 수 있다. 본 발명에 따른 시스템의 경우 매트랩(Matlab)으로 결점 정보 입력 소프트웨어가 개발되었다. 개발된 소프트웨어에 따르면, 먼저 결점의 종류가 묻는 윈도우가 디스플레이에 나타난다.

예를 들어 윈도우는 아래와 같은 형태가 될 수 있다.

결점의 코드를 입력하세요.

1: 점; 2: 수직선; 3: 수평선; 4: 대각선; 5: 도형; 0: 종료

코드:

판정자는 결점의 종류에 따라 숫자 키패드를 가진 입력 장치를 사용하여 결점의 종류를 코드에 입력한다. 만약 결점의 종류가 점이라면 “1”이 입력된다. 판정자에 의하여 “1”이 입력되면 좌표의 입력을 요구하는 아래와 같은 윈도우가 디스플레이가 된다.

결점은 점 형태입니다. X좌표를 입력해 주세요.

X 좌표:

다른 결점 형태의 경우에도 동일한 방식으로 프로그램이 작동할 수 있다.

위에서 이미 설명을 한 것처럼, 판정자는 레이저 그리드에 의하여 X 좌표를 입력할 수 있다. 그리고 레이저 그리드에 형성된 수평 기준선에 도달하는 경우 Y 좌표가 입력이 된다. 그러나 실질적으로 Y좌표는 디지털 야드 미터에 의하여 측정이 되고 그리고 프로그램에 의하여 자동으로 좌표가 입력이 될 수 있다.

본 발명에 따른 시스템에서 디지털 야드 미터는 타카노게이키(TAKANOKEIKI) 사의 PG 3:1, 그리고 DQA 카드는 네셔널 인스트루먼트(National Instrument) 사의 PCI-6024E Data acquisition board가 각각 사용되었다. 본 발명에 따른 시스템에서 0.005초마다 디지털 야드 미터에서 발생되는 신호가 DQA 카드에 수집된다. 디지털 야드 미터는 -5 내지 5 볼트의 전압으로 신호를 발생시키고 만약 0V가 일정한 시간동안 발생된다면 1 미터가 감겼다는 것을 나타낸다. 이와 같은 사실을 기준으로 길이 측정 알고리즘인 카운팅 알고리즘(Counting Algorithm)이 작성될 수 있다. 실질 적으로 작성된 알고리즘에 따라 길이가 측정되고 그리고 오차가 결정될 수 있다. 예를 들어 신호의 노이즈로 인하여 1 미터가 되지 않은 경우에도 0 볼트가 감지될 수 있고 그리고 1 미터가 되는 경우에도 0 볼트 이외의 다른 신호가 발생될 수 있다. 이와 같이 노이즈로 인한 오차를 고려하여 알고리즘에 따른 길이 측정값이 수정되면 정확한 길이 정보가 얻어질 수 있다.

카운팅 알고리즘이 만들어지면 결점 맵핑 알고리즘이 만들어질 수 있다. 예를 들어 결점 맵핑 알고리즘은 위에서 설명한 것과 같은 정보 입력을 관련된 내용을 포함할 수 있다. 또한 맵핑 알고리즘은 예를 들어 레이저 그리드의 높이가 160 ㎝가 되는 경우 150 내지 160 ㎝에서 X좌표가 입력되고 그리고 X 좌표가 입력되는 시점에서 Y 좌표를 야드 미터에서 탐지하여 프로그램에 의하여 입력되는 알고리즘을 포함할 수 있다.

구체적으로 판정자에 의하여 사각형의 결점이 탐지된 경우 판정자는 가상의 수평선 및 수직선을 결정하여 사각형을 형성한다. 그리고 사각형의 왼쪽 끝 X좌표(X1) 및 오른쪽 끝 X 좌표(X2)를 파악하여 먼저 입력을 한다. 그리고 가상의 사각형의 아래쪽 끝이 레이저 그리드의 수평 기준선을 지날 때 Y좌표의 검출 버튼(Y1)을 누르고 그리고 가상의 사각형의 위쪽 끝이 수평 기준선을 지날 때 디시 Y좌표의 검출 버튼(Y2)을 누를 수 있다. 그리고 각각 해당하는 Y 좌표가 야드 미터에 의하여 측정이 되고 그리고 미리 입력된 X1 및 X2와 결합하여 결점의 형태가 입력이 되도록 알고리즘이 만들어질 수 있다.

이와 같은 카운팅 알고리즘 및 맵핑 알고리즘이 만들어지면 그에 따라 예를 들어 매트 랩과 같은 프로그램 언어에 의하여 입력 정보 소프트웨어가 개발되고 그리고 컴퓨터와 같은 제어 장치에 의하여 구동이 될 수 있다. 그리고 제어 장치에 의하여 레이저 그리드 및 야드 미터에 의하여 측정된 결점의 형태 또는 좌표와 같은 결점 정보가 만들어져 저장 매체에 저장된다(S45). 저장된 결점에 대한 정보는 직물의 폭 또는 검단을 통하여 측정된 전체 직물의 폭을 포함할 수 있다. 이와 같은 정보는 결점으로 인한 직물의 손실 비율 또는 특정한 제품의 생산을 위하여 필요한 직물의 양과 같은 생산 정보의 가공을 위하여 사용될 수 있다(S46).

결점이 점 또는 선이 되는 경우 넓이의 계산은 점은 일정한 값으로 지정되고 그리고 선은 길이에 비례하도록 정해진 값으로 결정될 수 있다. 또한 입력 정보 소프트웨어는 예를 들어 전체 직물에 대하여 결점의 형태 및 분포 형태가 그림 또는 도표로 표시될 수 있도록 하는 기능을 포함할 수 있다. 아울러 입력 정보 소프트웨어는 예를 들어 색상별 결점의 형태 및 분포와 같은 특별한 장치에 관련된 기능의 제어를 포함할 수 있다.

위에서 본 발명에 따른 버스 플레이트의 실시 예가 상세하게 설명이 되었다. 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않고 제시된 실시 예에 대한 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 이러한 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않고 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의해서만 제한이 된다.

본 발명에 따른 검단 시스템은 육안 판정법 및 자동 검단법의 장점을 결합시 킨다는 이점을 가진다. 이로 인하여 관련 업체의 제조비용을 감소시킬 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 검단 시스템은 기존의 육안 검단기에 몇 가지 장치만을 추가하여 형성될 수 있을 뿐만 아니라 유지 및 보수가 간단하다는 장점을 가진다. 또한 키보드만의 의한 간단한 작동은 숙련 정도에 따라 결점의 탐지 정도가 달라질 수 있다는 문제점을 방지한다. 추가로 본 발명에 따른 시스템은 정확한 결점의 탐지 및 탐지된 결점과 관련된 소프트웨어의 운용에 의하여 봉제업계의 불필요한 원단 손실을 방지할 수 있다는 이점을 가진다.

Claims (3)

1. 직물의 결점을 탐지하여 처리하기 위한 반자동 검단 시스템에 있어서,

   직물을 이송시키는 틀체;

   직물의 결점의 X좌표를 측정하기 위하여 그리드를 직물에 투영하는 다수 개의 레이저 그리드;

   직물의 결점의 Y좌표를 측정하기 위한 디지털 야드 미터;

   결정된 결점의 형태에 따라 수동으로 입력된 직물의 X좌표 및 입력된 X좌표에 해당하도록 입력된 Y좌표 측정 신호에 따라 디지털 야드 미터로부터 측정된 Y좌표를 결정하여 처리하는 입력정보 소프트웨어; 및

   입력 정보 소프트웨어를 구동시키고 그리고 입력된 X 및 결정된 Y 좌표를 처리 및 저장하기 위한 제어 장치를 포함하는 반자동 검단 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 결정된 결점의 형태는 점, 수평선, 수직선, 대각선 및 도형이 되는 것을 특징으로 하는 반자동 검단 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, X좌표 및 Y좌표 측정 신호는 키보드에 의하여 입력이 되고 그리고 제어 장치는 컴퓨터가 되는 것을 특징으로 하는 반자동 검단 시스템.

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