KR100919295B1

KR100919295B1 - 외부전극 형광램프용 검사장치

Info

Publication number: KR100919295B1
Application number: KR1020070140255A
Authority: KR
Inventors: 이준형; 허윤; 최승태
Original assignee: 주식회사 유비젼
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-10-01
Also published as: KR20090072210A

Abstract

본 발명은 자동화 시스템으로 외부전극 형광램프의 불량 여부를 신속정확하게 검사할 수 있도록 구성한 일련의 장치에 관한 것으로, 외부전극 형광램프의 주요부인 양단부를 일반 검사용 카메라 및 스트레인 뷰어 필터(Strain viewer filter)가 장착된 카메라로 각각 촬영한 후, 촬영된 영상을 소정의 모니터로 전송하여 컴퓨터가 화상분석을 통해 형광램프의 불량 여부를 자동판별하도록 함으로써 초기 입력된 기기의 동작에 따라 선별처리할 수 있도록 구성하되, 전술한 일련의 동작들이 시간 경과에 따라 일정 방향으로 진행하는 한 쌍의 타이밍 벨트에 의해 구현될 수 있도록 구동하는 타이밍 벨트 상측에 소정의 프로파일을 등간격으로 고정배치시켜 외부전극 형광램프를 순차적으로 개별 투입할 수 있도록 구현한 장치에 관한 것이다.

Description

외부전극 형광램프용 검사장치{Inspection System for External Electrode Fluorescent Lamp}

본 발명은 자동화 시스템으로 외부전극 형광램프의 불량 여부를 신속정확하게 검사할 수 있도록 구성한 일련의 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부전극 형광램프의 주요부인 양단부를 일반 검사용 카메라 및 스트레인 뷰어 필터(Strain viewer filter)가 장착된 카메라로 각각 촬영한 후, 촬영된 영상을 소정의 모니터로 전송하여 컴퓨터가 화상분석을 통해 형광램프의 불량 여부를 자동판별하도록 함으로써 초기 입력된 기기의 동작에 따라 선별처리할 수 있도록 구성하되, 전술한 일련의 동작들이 시간 경과에 따라 일정 방향으로 진행하는 한 쌍의 타이밍 벨트에 의해 구현될 수 있도록 구동하는 타이밍 벨트 상측에 소정의 프로파일을 등간격으로 고정배치시켜 외부전극 형광램프를 순차적으로 개별 투입할 수 있도록 구현한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치의 백라이트에 사용되는 형광램프는, 크게 전극이 유리관의 내부에 위치하는 냉음극형 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)와 전극이 유리관의 외부에 위치하는 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp;이하,EEFL이라 함)로 구분된다.

외부전극 형광램프(EEFL)는 네온과 아르곤으로 구성된 충진가스에 미량의 수은을 첨가한 혼합가스를 유리관에 주입하여 봉합한 후, 유리관 양단부의 외부에 외부전극을 설치하여 외부전극이 유리관벽과 용량성 결합(capacitive coupling)을 통해 유리관 내부 양끝에 입자가 쌓이게 함으로써 플라즈마 전류가 방전관 내에 교차적으로 흐르게 되는 교류형 방전을 이용한 것이다.

따라서, 이러한 외부전극 형광램프(EEFL)는 전극이 플라즈마와 직접 접촉하지 않게 되어 자연히 수명이 길어지게 되고, 내부에 전극이 없으므로 램프의 제작이 간단하게 되며, 이로 인해 다양한 형태로도 그 변형이 가능하다. 또한, 다수의 램프를 병렬로 연결하여 구동할 수 있으므로 전력소모가 적고, 밝기가 균일한 장점이 있어 점차 널리 사용되고 있는 추세에 이르렀다. 즉, 외부전극 형광램프(EEFL)는 냉음극형 형광램프와 달리 병렬연결이 가능하여 인버터 수를 감소시킬 수 있는 장점이 있으며, 솔더링(soldering)을 하지 않아 환경친화적일 뿐 아니라, 조립구조가 매우 간단하여 특히 액정표시장치의 과제인 저가격화와 장수명화 등의 문제를 해결하는데 적합하다 할 것이다.

한편, 이러한 외부전극 형광램프(EEFL)의 제조공정을 개략적으로 살펴보면, 형광물질이 도포된 유리관을 토오치로 가열하여 가열된 지점을 양측으로 당겨 직경을 수축시켜서 밀봉하며, 타측 또한 동일한 방법에 의해 직경을 수축시키면서 배기관을 구비한 일측에 수은 및 가스주입관을 구비하여 유리관 내부를 진공시킨 다음, 수은(Hg), 네온(Ne)가스, 아르곤(Ar)가스를 주입하고, 직경이 최소화된 지점을 가열하면서 밀봉한 후, 양 외측으로는 도체에 피막을 입혀서 제조하게 되는 방식이다.

전술한 방식으로 구현되는 EEFL은 그 몸체에 미세한 결함, 크랙 또는 스크래치 등이 있을 경우 완전한 기능을 발휘하지 못하게 되거나 수명이 현저히 저하되는 문제점을 양산하게 되어 완제품으로 출고되기 전, 별도의 검사공정을 필수적으로 거치게 된다.

그리하여, 종래에는 램프에 크랙, 스크래치 등의 불량여부를 작업자가 시각으로 판별하여 양호한 경우에만 완제품으로 출고하였으나, 램프의 주요부 크기가 극히 작고 미세한 관계로 작업자의 시각에만 의존하여 그 결함을 판별하기에는 정확도가 떨어질 뿐 아니라, 실질적으로 융착면 내측에 발생한 크랙을 육안으로 판별해 내기란 거의 불가능하며, 검사작업시 소요되는 시간 및 이로 인한 인력이 증대되어 비경제적이라는 문제점이 지적되었다.

또한, 근래에는 확대경이나 현미경을 통해 불량 여부를 점검하는 방식이 통용되고 있으나, 수많은 램프를 개별적으로 관찰하기 위하여 작업대에 일일이 올려놓아야만 하는 불편함은 물론, 램프를 일일이 작업대에 올려놓는 과정에서 램프가 손상되는 경우가 빈번하며, 이 또한 작업자의 육안을 통해 직접 판별해야 하므로 작업능률이 떨어질 뿐 아니라, 확대경이나 현미경으로도 램프 내측 크랙은 쉽게 발견되지 않아 정확한 검사가 이루어지지 못하는 폐단을 여전히 내포하고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 적극적으로 해소하기 위하여 안출한 것으로, 외부전극 형광램프(EEFL)의 불량 여부 검사가 신속하고 정확하게 이루어질 수 있도록 종래 수작업으로 이루어지던 검사 방식을 자동화하여 검사에 소요되는 인력과 시간을 대폭 절감하고, 특히 보다 정밀한 검사작업이 수행될 수 있도록 스트레인 뷰어 필터를 장착한 복수의 카메라를 구비하여 형광램프 내측에 발생한 크랙(crack)까지도 정확하게 카메라 영상에 나타낼 수 있도록 구성한 외부전극 형광램프용 검사장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 별도의 공정을 거쳐 완성된 외부전극 형광램프(EEFL)를 하나씩 낱개로 순차 공급하는 투입부;와, 상기 투입부로부터 공급된 형광램프(EEFL)를 전달받아 시간 경과에 따라 일방향으로 순환하는 타이밍 벨트로 하여금 연속적인 이송작업이 이루어질 수 있도록 하는 한편, 타이밍 벨트 상측에 형광램프(EEFL)가 각각 고정 장착되도록 다수의 프로파일을 배치시켜 형성한 회전이송부;와, 상기 회전이송부를 통해 자동 배치되는 형광램프(EEFL)의 전체길이를 측정하는 전장측정부;와, 상기 회전이송부를 통해 자동 배치되는 형광램프(EEFL)의 주요부를 촬영하여 컴퓨터 모니터를 통해 그 영상을 확인할 수 있는 촬영부;와, 상기 촬영부와 전장측정부로부터 전송된 데이터를 바탕으로 형광램프(EEFL)의 불량 여부를 판별함은 물론, 전술한 일련의 공정을 전체적으로 제어하게 되는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 전송되는 영상 및 측정기록을 집계 분석하여 형광램프(EEFL)의 불량 여부를 자동판별한 후, 불량으로 선별된 형광램프(EEFL)를 별도의 수거함으로 분리 배출하는 취출부;를 포함하여서 구성함에 그 특징이 있다.

이상과 같은 구성으로 구현되는 본 발명에 따르면, 회전이송부를 통해 연속적으로 공급되는 형광램프(EEFL)의 전장을 측정한 다음, 램프의 주요부를 카메라가 촬영하고, 촬영된 화상데이터를 바탕으로 제어부가 형광램프(EEFL)의 불량 여부를 위치별로 자동판별하도록 함과 더불어 취출부가 불량으로 판정된 형광램프(EEFL)을 별도의 수거함으로 선별 취출시키는 일련의 과정들이 자동으로 수행되므로 다수의 형광램프(EEFL)에 대한 불량검사를 보다 정확하고 신속하게 수행하여 인력과 시간을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 카메라를 사용하여 형광램프의 주요부를 검사하던 근래와 비교하여 볼 때, 단순히 형광램프(EEFL)의 외측 불량을 검사하던 수준에서 벗어나 형광램프(EEFL) 융착면 내측에 발생한 크랙까지도 정밀하게 촬영할 수 있도록 스트레인 뷰어 필터를 카메라에 적용함으로써 빛의 굴절된 정도를 컬러스펙트럼으로 표현하여 시각적으로 확인하는 방식에 의해 정확한 검사작업을 수행할 수 있는 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시례에 의하여 구성된 형광램프(EEFL) 검사장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시례에 의하여 구성된 형광램프(EEFL) 검사장치의 정면을 도시한 구성도.

도 3은 본 발명의 요부가 되는 투입부를 발췌하여 개략적으로 도시한 구성도.

도 4(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 투입부가 실질적으로 작용하여 형광램프(EEFL) 부분이 순차 공급되어짐을 개략적으로 보인 사용상태도.

도 5(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 투입부를 통하여 형광램프(EEFL)가 회전이송부로 공급되는 과정을 보인 사용상태도.

도 6(a)(b)(c)는 본 발명의 투입부를 통하여 형광램프(EEFL)가 회전이송부로 공급되는 과정을 보인 또 다른 사용상태도.

도 7(a)(b)는 본 발명의 또 다른 요부인 전장측정부의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.

도 8(a)(b)는 본 발명의 바람직한 일실시례에 의하여 구성된 촬영부의 구성 및 촬영부를 통해 형광램프(EEFL)의 영상을 담아내는 과정을 보인 구성도.

도 9는 본 발명의 촬영부를 발췌하여 형광램프(EEFL) 부분이 회전하게 됨을 개략적으로 표현한 사용상태도.

도 10은 본 발명의 바람직한 일실시례에 의하여 구성된 형광램프(EEFL) 검사장치의 평면도.

도 11은 본 발명의 또 다른 요부인 취출부를 도시한 구성도.

도 12는 본 발명 검사장치의 자체 폭을 조절할 수 있음을 보인 구성도.

도 13은 스트레인 뷰어를 채용한 형광램프(EEFL) 융착면 내측의 크랙 검사구조를 도시한 예시도.

도 14는 스트레인 뷰어 사용시 크랙의 컬러패턴을 도시한 예시도.

도 15는 본 발명이 적용되는 형광램프(EEFL)를 도시한 예시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11. 형광램프(EEFL) 12. 모니터

13. 구동모터 14. 연동밸브

15. 순환롤러 16. 제1플레이트

17. 제2플레이트 18. 인덱스 유닛

19. 고정편 20. 제1스토퍼

21. 제2스토퍼 22. 슬라이드편

23. 이송벨트 24. 주타이밍벨트

25. 프로파일 26. 받침편

27. 순환지지체 28. 제1이동거치대

29. 제2이동거치대 30. 컨텍부

31. 제1카메라 32. 제2카메라

33. 상부벨트 34. 하부벨트

35. 램프수용구 36. 이동가이드

37. 지지체 38. 수거함

39. 집게 40. 핸들

41. 베어링 42. 볼스크류

43. 부시 44. 샤프트

A. 투입부 B. 회전이송부

C. 촬영부 D. 취출부

E. 제어부

H. (가)측 제1카메라 및 백라이트

H'. (가)측 제2카메라 및 백라이트

K. (나)측 제1카메라 및 백라이트

K'. (나)측 제2카메라 및 백라이트

M. 전장측정부

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도면을 살펴보면 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시례에 의하여 구성된 EEFL 검사장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시례에 의하여 구성된 형광램프(EEFL) 검사장치의 정면을 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 요부가 되는 투입부를 발췌하여 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 투입부가 실질적으로 작용하여 형광램프(EEFL)가 순차 공급되어짐을 개략적으로 보인 사용상태도이고, 도 5(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 투입부를 통하여 형광램프(EEFL)가 회전이송부로 공급되는 과정을 보인 사용상태도이고, 도 6(a)(b)(c)는 본 발명의 투입부를 통하여 형광램프(EEFL)가 회전이송부로 공급되는 과정을 보인 또 다른 사용상태도이고, 도 7(a)(b)는 본 발명의 또 다른 요부인 전장측정부의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 8(a)(b)는 본 발명의 바람직한 일실시례에 의하여 구성된 촬영부의 구성 및 촬영부를 통해 형광램프(EEFL)의 영상을 담아내는 과정을 보인 구성도이고, 도 9는 본 발명의 촬영부를 발췌하여 ㅎ형광램프(EEFL)가 회전하게 됨을 개략적으로 표현한 사용상태도이고, 도 10은 본 발명의 바람직한 일실시례에 의하여 구성된 형광램프(EEFL) 검사장치의 평면도이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 요부인 취출부를 도시한 구성도이고, 도 12는 본 발명 검사장치의 자체 폭을 조절할 수 있음을 보인 구성도이고, 도 13은 스트레인 뷰어를 채용한 형광램프(EEFL) 융착면 내측의 크랙 검사구조를 도시한 예시도이고, 도 14는 스트레인 뷰어 사용시 크랙의 컬러패턴을 도시한 예시도이고, 도 15는 본 발명이 적용되는 형광램프(EEFL)를 도시한 예시도이다.

본 발명은 외부전극 형광램프(EEFL)의 불량 여부 검사가 신속하고 정확하게 이루어질 수 있도록 종래 수작업으로 이루어지던 검사 방식을 자동화하여 검사에 소요되는 인력과 시간을 대폭 절감하고, 특히 더욱 정밀한 검사작업이 수행될 수 있도록 스트레인 뷰어 필터를 장착한 복수의 카메라를 구비하여 형광램프 내측에 발생한 크랙(crack)까지도 카메라 영상에 나타낼 수 있도록 구성한 기기에 관련된 것임을 주지한다.

첨부한 도면에 도시한 바와 같이 본 발명은 크게 형광램프(EEFL)(11)를 순차 공급하는 투입부(A);와, 형광램프(EEFL)를 낱개로 장착한 상태 그대로 시간 경과에 따라 일방향으로 회전하시키는 회전이송부(B);와, 형광램프(EEFL)의 전체길이를 측정하기 위한 전장측정부(M);와, 형광램프(EEFL)의 주요부를 촬영하여 화상테이터를 전송하는 촬영부(C);와, 형광램프(EEFL)의 양·불량 여부에 따라 구분적재하는 취출부(D); 및 촬영부에서 전송된 화상데이터를 자동판별하여 형광램프(EEFL)의 불량 여부를 판독하고, 기기 전체의 시스템을 통괄하는 제어부(E);로 이루어진다.

상기 투입부(A)는 별도의 공정을 거쳐 완성된 형광램프(EEFL)(11)가 본 기기에 투입될 수 있는 공간으로, 그 구성은 실린더(50) 및 실린더 로드(60)와 연계된 슬라이드편(22)을 형성하여 실린더 구동에 따라 상기 슬라이드편이 소정의 범위 내에서 전후 구동할 수 있도록 하고, 제1스토퍼(20) 및 제2스토퍼(21)를 각각 구비하여 이들의 상호작용으로 형광램프(EEFL)가 하나씩 순차공급될 수 있도록 하였으며, 도 3에 나타낸 것처럼 상기 투입부에는 양측 단부에 횡으로 구동하는 제1플레이트(16)를 더 구비하여 형광램프(EEFL)가 중앙을 기점으로 정렬될 수 있도록 한 것이다. 상기 투입부(A)의 구성은 도 3부터 도 5(a)(b)(c)(d)에 상세히 나타내었다.

상기 슬라이드편(22) 내측 공간 저면에는 일정 속도로 회전운동하는 이송벨트(23)를 형성하여 형광램프(EEFL)(11)의 투입속도를 조절하고, 제1스토퍼(20) 및 제2스토퍼(21)는 실린더(50)의 작용으로 교차운동할 수 있게 구성한 것인바, 제1스토퍼(20)가 하향 배치되면 제2스토퍼(21)는 상향배치되고, 이와 반대로 제1스토퍼(20)가 상향배치되면 제2스토퍼(21)는 하향배치되는 원리이다. 즉, 이들의 교차운동은 순간적으로 이루어져야 하며, 동일한 속도로 제1스토퍼 및 제2스토퍼가 승·하강할 수 있도록 구성하여 상기 슬라이드편 내측 공간에 머무르던 형광램프(EEFL)가 순간적으로 하나씩 공급될 수 있도록 하고, 공급된 형광램프(EEFL)는 소정의 고정편(19)에 의해 멈추게 된다.

도 5(a)(b)(c)(d)는 상기 고정편(19)에 위치한 형광램프(EEFL)가 후술할 회전이송부(B)에 배치되는 과정을 상세히 도시한 것으로, 이는 도 6(a)(b)(c)와 같이 대향되게 복수 배치한 주타이밍벨트(24) 사이 공간에서 또 다른 실린더(51)의 작용으로 전후 구동하게 되는 순환지지체(27);와, 실린더(52) 및 실린더 로드(62);와, 받침편(26);과, 제1,2이동거치대(28,29);로 이루어진 요부를 통해 구현될 수 있도록 구성한다.

상기 순환지지체(27)는 실린더(51)가 구현하는 이완·수축운동에 따라 동일한 움직임을 수행하고, 순환지지체 상측에 일체형으로 형성시킨 복수의 실린더(52) 및 받침편(26), 이동거치대(28,29)를 지지하는 한편, 순환지지체와 연계된 실린더는 고정편(19)에 위치한 형광램프(EEFL)의 하측에 이동거치대(28,29)가 자동배치될 수 있도록 하여 실린더의 상승 작용이 형광램프(EEFL)를 이동거치대에 수용한 상태로 들어올릴 수 있게 하였다. 다만, 상기 순환지지체(27)에 형성된 복수의 실린더(52)는 일정 시간 간격을 두고 승강하게 함으로써 제1이동거치대(28)와 제2이동거치대(29)가 동시에 상승하지 않는 구성으로, 제1이동거치대(28)가 상승하고 난 후 그 상태 그대로 주타이밍벨트(24) 쪽으로 순환지지체(27)가 소폭 이동하게 되고, 이로 인해 제2이동거치대(29)는 투입부를 통해 공급된 또 다른 형광램프(EEFL) 하측에 위치하게 되며, 제2이동거치대(29)의 실린더(52)가 상승하면서 형광램프(EEFL)를 들어올린 다음 재차 주타이밍벨트(24) 방향으로 소폭 이동한다. 전술한 동작을 마치고 나면 제1,2이동거치대에는 각각 하나의 형광램프(EEFL)를 수용하고서 실린더 로드(62)가 상승한 상태가 됨은 물론, 상기 제1,2이동거치대는 주타이밍벨트에 장착시킨 프로파일(25)과 동일선상에 위치되어 제1,2이동거치대의 실린더가 동시에 하강하면서 상기한 프로파일에 이들 형광램프(EEFL)가 놓여지는 구성으로 마무리된다. 상기 과정을 종료하면 실린더(51)는 재차 로드를 연장시켜 최초 위치에 순환지지체를 배치시키는바, 이러한 과정들이 재차 반복됨으로써 형광램프(EEFL)(11)의 순차 공급이 이루어지는 것이다.

상기 회전이송부(B)는 형광램프(EEFL)를 독립된 공간에 수용하여 일방향 회전시키는 구성요소로, 도 1 및 도 6(a)(b)(c)에 도시한 것과 같다. 상기 회전이송부는 다수의 프로파일(25)을 등간격으로 부착하여 형성시킨 주타이밍벨트(24)를 사용하고, 프로파일의 이송량을 일정하게 유지하기 위하여 인덱스 유닛(INDEX UNIT,18)을 활용하였다.

도 1을 참고하여 본 발명의 회전이송부(B)를 설명하면, 상당한 거리를 두고 이격시킨 한 쌍의 순환롤러(15)를 수단으로 주타이밍벨트(24)가 반복 회전하게 되며, 이와 같은 회전운동은 소정의 구동모터(13)에서 비롯되는 회전력이 연동밸브(14)를 통해 순환롤러(15)에 전달될 수 있도록 상기 순환롤러와 연동밸브는 또 다른 벨트(미도시함)로 연결 구성하되, 시간 경과에 따라 형광램프(EEFL)를 일정하게 운송하기 위하여 본 발명에서는 종래에 공지된 바 있는 인덱스 유닛(18)을 사용함이 바람직하다. 상기한 인덱스 유닛(18)에 대해서는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 회전이송부(B)는 한 쌍의 주타이밍벨트(24)를 대향 배치시켜 소기의 작업을 수행하도록 하였고, 복수의 주타이밍벨트(24) 각 상측에는 다수의 프로파일(25)을 정렬배치하며, 주타이밍벨트의 프로파일 또한 상호 대향된 위치에 형성하여 마주보는 한 쌍의 프로파일이 하나의 형광램프(EEFL)(11)를 수용할 수 있는 공간이 되게 한다. 즉, 도 6(c)에서와 같이 제1,2이동거치대(28,29)를 타고 이동하던 형광램프(EEFL)는 각각 주타이밍벨트의 프로파일 상측에서 멈춘 다음, 한 쌍의 프로파일 홈에 하나의 EEFL이 정확히 맞물려 수용될 수 있도록 구성함으로써 상기 프로파일에 안착된 형광램프(EEFL)는 주타이밍벨트와 함께 일측 방향으로 구동하게 된다.

상기 전장측정부(M)는 전술한 바 있는 투입부(A)의 제1플레이트(16)와 동일한 움직임을 구현하며, 형광램프(EEFL)와 접촉하는 제2플레이트(17)의 외측면에는 컨텍부(30)가 더 구성되는 것을 특징으로 한다. 도 9(a)(b)에 도시한 바와 같이 마주하는 제2플레이트(17) 사이 공간에 투입부로부터 공급되어 주타이밍벨트를 타고 이송된 형광램프(EEFL)(11)가 위치하게 되면, 실린더(53)에 의해 제2플레이트가 소정 거리만큼 내측으로 이동하면서 형광램프(EEFL)의 길이를 측정하게 되는 방식으로, 상기 컨텍부(30)에는 소정의 센스(미도시함)를 부착하여 형광램프(EEFL)의 접촉 여부에 따라 길이 불량인지 아닌지를 선별토록 하는 것이다. 상기 전장측정부는 투입부를 거친 형광램프(EEFL)가 촬영부로 진입하기 전에 행해지는 검사단계로, 도 10에 기재한 도면부호 M이 전장측정부에 해당한다.

상기 촬영부(C)는 형광램프(EEFL)의 표면 영상은 물론, 내측 융착면에 발생한 크랙 등을 점검하기 위한 요부로, 주타이밍벨트 상측 소정의 위치에 일반 검사용 카메라 및 스트레인 뷰어 필터(Strain viewer filter)를 장착한 카메라가 다수 배열되어 이동하는 형광램프(EEFL)를 정밀 촬영하게 된다. 본 발명에서의 촬영부는 보다 쉬운 이해와 설명을 위하여 제1카메라(31);와 제2카메라(32);로 구분 구성하였으며, 도면에 명시한 바와 같이 각각 복수 개로 구성함이 바람직하다.

상기 촬영부(C)는 형광램프(EEFL)의 형태나 이물질 여부를 관측하기 위한 제1카메라;와, 스트레인 뷰어 필터를 장착한 제2카메라;로 구성하는 한편, 이송된 ㅎ형광램프(EEFL)를 상승 회전시킬 수 있도록 별도의 상·하부벨트(33,34);와, 실린더(54);, 그리고 지지체(37); 및 램프수용구(35);로 구성한다.

통상적으로, 스트레인 뷰어(Strain viewer)는 유리 혹은 플라스틱의 최종 생산품에 대한 응력패턴을 검사하기 위한 도구로 사용되어 왔으며, 이는 매질을 통과하는 빛의 굴절된 정도를 컬러스펙트럼으로 표현하여 응력의 정도를 시각적으로 확인할 수 있게 만들어진 도구이다. 이러한 스트레인 뷰어의 가장 큰 이점으로는 만약 형광램프(EEFL)의 꼭지 융착면 내측에 크랙이 발생한 경우 일반적인 투과식 검사방식을 사용하는 비전검사에서는 그 증상이 카메라 영상에 잘 나타나지 않지만, 본 방식에 의하면 실험결과 형광램프(EEFL)의 융착면 내측에 발생하는 크랙은 아래쪽에 설치된 광원을 통과한 빛의 굴절률을 변화시키므로 카메라에서는 일반적인 컬러보다 복잡한 컬러 영상패턴으로 나타나게 됨에 따라 크랙이 발생했을 때와 정상상태일 때의 컬러 영상패턴을 분석함으로써 크랙 유무를 인식할 수 있는 것이다.

본 발명의 장치는 이러한 스트레인 뷰어 필터을 제2카메라(32)에 각각 장착하여 형광램프(EEFL) 융착면 내측 크랙 및 응력을 검사할 수 있도록 구성한 것으로, 도 13과 도 14에 나타낸 바와 같다.

한편, 본 발명의 적용대상인 외부전극 형광램프(EEFL,11)는 형광물질이 도포된 가느다란 유리관을 토오치로 가열하여 가열된 지점을 양측으로 당겨 직경을 수축시켜서 밀봉하며, 타측 또한 동일한 방법에 의해 직경을 수축시키면서 배기관을 구비한 일측에 수은 및 가스주입관을 구비하여 유리관 내부를 진공시킨 다음, 수은(Hg), 네온(Ne)가스, 아르곤(Ar)가스를 주입하고, 직경이 최소화된 지점을 가열하면서 밀봉한 후, 양 외측으로는 도체에 피막을 입혀서 제조하게 되는바, 보통 다양한 형태로 제작되고 있다. 즉, 상기 형광램프(EEFL)의 주요부는 양쪽 단부가 되며, 그 형상을 살펴보면 일측은 꼭지 모양의 형태(이하, 편의상 '가'로 기술함)로, 다른 일측은 둥근 라운드형의 오목한 형태(이하, 편의상 '나'로 기술함)로 제작되고, 그 특성상 형광램프(EEFL)의 '가'부분이 '나'부분보다 보다 정밀한 작업을 요하기 때문에 제조시 불량률이 더 높은 경향이 뚜렷하다 하겠다. 상기 형광램프(EEFL)는 도 15에 예시적으로 도시하였으며, 본 발명의 검사장치를 사용하여 ㅎ형광램프(EEFL)의 규격 및 영상패턴을 촬영하면 다음과 같고, 이하 이에 따른 불량 제품을 예시적으로 기술한다.

<불량항목 - 배 나온 형태>

<불량항목 - 꼭지가 중앙에 걸쳐있는 비율 불량>

<불량항목 - 꼭지 기포 불량>

<불량항목 - 융착면 내측 크랙 발생>

<불량항목 - 융착면 내측 응력 불량>

이에, 본 발명에서는 형광램프(EEFL)의 양측 단부를 정밀하게 검사하기 위하여 일측 단부(가)가 이동하는 주타이밍벨트(24) 부근 상측에는 도면 8(a)와 8(b)와 같이 복수의 제1카메라(31)와 복수의 제2카메라(32)를 구비하고, 타측 단부(나)가 이동하는 주타이밍벨트 부근 상측에는 복수의 제1카메라(31)를 구비하였다. 전체적인 구성은 도 10을 통해 상세히 기술하였다.

도 10의 도면부호 H와 H'는 상기 언급한 형광램프(EEFL)의 일측 '가' 부위를 촬영하는 촬영부로, H는 제1카메라 및 백라이트, H'는 제2카메라 및 백라이트를 도시한 것인 반면, 그 타측에 기재한 K는 형광램프(EEFL) '나'측을 검사하는 촬영부이며, 역시 제1카메라 및 백라이트로 구성된다. 다만, 필요에 따라 도 10의 K' 지점에 제2카메라 및 백라이트를 구성하여 더욱 정확한 검사를 수행할 수 있음은 물론이다. 여기서, 상기 백라이트는 형광램프(EEFL)의 끝부분이 위치하는 지점 아래쪽에 구비하여 형광램프(EEFL)를 향해 빛을 조사함으로써 제1,2카메라에 대한 광원으로서의 역할을 담당한다.

상기 촬영부로 진입한 형광램프(EEFL)는 도 8(a)과 같이 인덱스 유닛 구동에 따라 제1,2카메라(31,32) 하측에 일순간 멈춘 다음, 도 8(b)과 같이 형광램프(EEFL)를 상승시킬 수 있도록 에어 실린더(54)를 마련하고, 에어 실린더의 로드에는 램프수용구(35)가 일체로 형성된 지지체(37)가 고정 결속된다.

상기 주타이밍벨트(24)의 외측 각 공간에는 스테핑 모터(미도시함)에 의해 양측 롤러를 수단으로 회전하는 별도의 상부벨트(33) 및 하부벨트(34)를 구성하되, 상기 상부벨트(33)는 항상 정위치를 유지할 수 있도록 고정하고, 하부벨트(34)는 상기 에어 실린더에 의해 상하 구동할 수 있게 하여 실린더와 함께 하부벨트가 상승하면서 촬영부에 위치한 형광램프(EEFL)(11)가 동반 상승하도록 구성한다. 이때, 상기 형광램프(EEFL)는 지지체(37)에 고정된 램프수용구(35) 중심축에 위치한 상태로 동반 상승하여 상부벨트와 맞물려 고정된 후, 상부벨트 및 하부벨트가 각기 회전하면서 이들 사이에 끼인 형광램프(EEFL) 또한 도 9와 같이 회전하게 되는 것이다.

상기 램프수용구(35)는 해당 형광램프(EEFL)가 회전할 때 좌우 이탈을 방지할 수 있는 기능을 고려하여 도시한 것과 같은 형상으로 구성하고, 제1,2카메라는 램프수용구를 기반으로 제자리에서 회전하는 형광램프(EEFL)를 정밀 촬영함으로써 정확한 검사가 이루어지도록 하였다. 이렇게 촬영부에 의해 촬영된 영상, 화상 데이터들은 제어부(E)로 각각 전송되어 제품의 불량 여부를 판별하게 된다.

상기 제어부(E)는 각각의 카메라 내지 전장측정부(M)로부터 전송되는 형광램프(EEFL) 길이 및 양단부의 표면영상과 내측영상 모두를 종합적으로 분석하여 양품인지 불량인지를 판별하는 부분으로, 상기 영상을 디스플레이하는 모니터(12)와 상기 영상을 분석하는 컴퓨터 등의 프로세서로 구성된다.

상기 취출부(D)는 제어부의 분석을 토대로 도 11과 같이 형광램프(EEFL)가 불량으로 판별되는 경우 집게(39)가 형성된 취출장치를 구동하여 불량 EEFL을 따로 적재시키는 역할을 담당하며, 일단 불량 형광램프(EEFL)가 취출부에 진입하면 실린더(55)가 작동하여 집게(39)를 낙하시키고, 낙하하는 집게는 형광램프(EEFL) 부근에 도달하여 집게 입구의 폭을 좁힘에 따라 자연스럽게 형광램프(EEFL)가 거치될 수 있도록 하며, 이후 집게는 형광램프(EEFL)를 잡은 상태에서 상승하여 본 장치 외측에 마련한 수거함(38)으로 횡 이동한 후 재차 집게 입구를 본래의 상태로 변경하여 상기 수거함에 해당 형광램프(EEFL)를 떨어뜨리는 구조이다.

이렇듯, 형광램프(EEFL)의 제품 결과가 불량이면 실린더(55)가 선별하여 수거함(38)이 형성된 상부로 배출하고, 양품이면 도면과 같이 하부로 자연 배출되도록 구성하여 수은 확산로(미도시함)에 투입될 수 있도록 한다.

도 12는 본 발명 검사장치의 자체 폭이 경우에 따라 자유롭게 조절될 수 있음을 보인 구성도로, 본 장치 외측에 형성시킨 핸들(40)의 조작으로 손쉽게 폭을 조절할 수 있게 된다. 즉, 핸들(40)을 일방향 회전시키면 양측 베어링(41)에 결합된 볼 스크류(42) 또한 자체 회전하면서 부시(43)를 통해 일체형으로 구성된 샤프트(44)가 볼 스크류의 회전에 의해 도면에 도시한 방향대로 움직일 수 있게 되고, 결과적으로 본 장치의 일측 부분 전체가 이동할 수 있게 되면서 다양한 길이로 제작된 형광램프(EEFL)에 적합한 검사장치를 구현할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 작용 및 사용상태를 단계적인 작업공정에 따라 구분하여 설명하면 다음과 같다.

[제1단계 - 투입부]

상기 단계는 형광램프(EEFL)의 불량 여부를 검사하기 위하여 최초 형광램프(EEFL)를 본 장치로 공급하는 공정이다. 상기 투입부(A)는 제1,2스토퍼(20,21)의 상호 작용으로 순차 공급된 형광램프(EEFL)를 제1,2이동거치대(28,29)를 사용하여 회전이송부(B)에 각각 낱개로 공급하되, 형광램프(EEFL)(11)는 이송벨트(23)에 투입되기 전 슬라이드편(22)에 의해 나란히 정렬되고, 제1플레이트(16)에 의해 중앙을 기점으로 간추려지게 된다.

[제2단계 - 회전이송부]

상기 단계는 투입부를 거친 형광램프(EEFL)를 촬영부로 이송하기 위하여 일련의 장치로 구성한 것이다. 상기 회전이송부(B)는 상호 대향되게 복수 설치한 주타이밍벨트(24)와, 상기 주타이밍벨트 상측에 다수의 프로파일(25)을 장착하여 형광램프(EEFL)가 타 램프와 분리되어 개별적으로 수용될 수 있도록 하고, 상기 프로파일의 이송량을 일정하게 할 수 있도록 인덱스 유닛(18)을 사용함이 바람직하며, 모든 검사과정을 거쳐 배출되기 전까지 형광램프(EEFL)는 상기 회전이송부에 수용된 상태 그대로 시간 경과에 따라 일방향 진행하게 된다.

그리고, 상기 형광램프(EEFL)가 회전이송부로 이송되면 전장측정부(M)를 거치면서 형광램프(EEFL)의 전체 길이를 측정하여 불량 여부를 선별하게 되는 과정을 포함한다.

[제3단계 - 촬영부]

상기 단계는 형광램프(EEFL)의 양측 단부를 촬영하여 외형은 물론 내측 크랙 유무를 판별하는 과정이다. 상기 촬영부(C)는 일반검사용 카메라로 이루어진 제1카메라(31) 및 스트레인 뷰어 필터을 장착한 제2카메라(32)를 사용하여 형광램프(EEFL)의 양측 끝 부위를 검사하는 단계로, 보다 정밀한 촬영을 위해 에어 실린더(54)와 결부된 램프수용구(35)를 하부벨트(34)와 함께 상승시켜 고정 위치된 상부벨트(33)와 상호 작용하여 형광램프(EEFL)를 회전시킬 수 있도록 구성한다.

[제4단계 - 취출부]

상기 단계는 앞선 촬영부 및 전장측정부의 데이터를 바탕으로 제어부(E)가 지시하는 상황에 따라 형광램프(EEFL)를 분리 배출하는 공정이다. 상기 취출부(D)는 제품 검사결과 형광램프(EEFL)가 불량으로 판단될 경우 실린더(55)가 선별하여 상측에 위치한 수거함(38)에 분리 적재시키는 한편, 양품으로 판단되면 진행 방향대로 통과시켜 수은 확산로에 투입될 수 있도록 한다.

이로써, 모든 검사과정은 종료하게 된다.

상기한 단계를 바탕으로 본 장치의 실질적인 사용 과정을 순차별로 서술하면 다음과 같다.

도 4(a)(b)(c)(d)는 형광램프(EEFL)의 공급과정을 단계별로 상세히 도시한 것이다. 우선, 도 4(a)는 소정의 각도로 경사진 투입부 공간으로 자연스럽게 이동되는 형광램프(EEFL)가 경우에 따라 겹겹이 쌓일 수 있음을 보인 것이며, 이 같은 경우 도 4(b)와 같이 실린더(50)의 구동으로 로드(60)가 후진배치됨에 따라 슬라이드편(22)이 후퇴하게 되고, 후퇴하는 슬라이드편에 의해 다단으로 포개진 형광램프(EEFL)는 나란히 펼쳐지게 된다. 한편, 상기 슬라이드편 내측 공간에는 그 저면에 이송벨트(23)를 구비하여 형광램프(EEFL)의 투입속도를 조절할 수 있도록 하였으며, 상기 이송벨트를 타고 슬라이드편 내측 공간에 도달한 형광램프(EEFL)는 제1스토퍼(20)에 의해 머무르게 되고, 일정시간이 경과하면 도 4(d)에서와 같이 제1스토퍼가 상승함과 동시에 제2스토퍼(21)는 하강배치되는 방식으로 형광램프(EEFL)가 순차적으로 공급될 수 있게 한다. 이후, 재차 제1스토퍼(20)가 하강하면서 제2스토퍼(21)는 상승하여 도 4(a)와 같은 상태로 복원된다.

상기의 과정을 거쳐 스토퍼를 빠져나온 형광램프(EEFL)는 아래 방향으로 굴러 내려가 고정편(19)에 걸리게 되고, 도 5(a)와 같이 순환지지체와 일체형으로 형성된 실린더 및 제1,2이동거치대에 의해 회전이송부의 프로파일에 이송됨을 반복한다.

한편, 상기 투입부(A)에는 도 3에 나타낸 것처럼 양측 단부에서 횡으로 구동하는 제1플레이트(16)를 더 구비하여 형광램프(EEFL)가 중앙을 기점으로 정렬될 수 있도록 하였다.

상기 제1,2이동거치대(28,29)를 수단으로 회전이송부(B)에 공급된 형광램프(EEFL)는 도 5(a)(b)(c)(d)와 같은 방식에 의해 한 개씩 주타이밍벨트의 프로파일(25)에 위치하게 되고, 주타이밍벨트가 구동하여 일측으로 소폭 이동하면 형광램프(EEFL)는 제2플레이트(17)와 컨텍부(30)로 이루어진 전장측정부(M)를 통해 길이가 불량인지 여부를 판단하게 된다.

상기 전장측정부를 거치면 재차 일측 방향으로 주타이밍벨트(24)가 이동하여 촬영부(C)로 진입하게 되는데, 이때 주타이밍벨트 외측에 각각 형성시킨 하부벨트(34) 및 램프수용구(35) 등에 의해 프로파일 위에 놓인 형광램프(EEFL)는 상승하게 되고, 상승 위치한 형광램프(EEFL)는 또 다른 상부벨트(33)에 의해 맞물림 상태를 유지하여 상·하부벨트의 회전에 따라 형광램프(EEFL) 역시 도 9와 같이 제자리 회전하게 된다.

상기 형광램프(EEFL) 부분이 회전하는 과정에서 제1카메라(31)는 형광램프(EEFL)의 양측부를 촬영하여 형광램프(EEFL)의 외형, 형태나 치수, 이물질 여부를 판별한 다음, 실린더(54)의 구동으로 램프수용구(35)를 하강시켜 프로파일 위에 상기 형광램프(EEFL)를 올린 후, 이동하여 재차 램프수용구와 함께 형광램프(EEFL)를 상승시킨다. 상승한 형광램프(EEFL)는 전술한 제1카메라에서와 마찬가지로 자체 회전하게 되는데, 이때 스트레인 뷰어 필터을 장착한 제2카메라(32)로 하여금 융착면을 촬영함으로써 빛의 굴절률에 따른 컬러 영상패턴을 파악하여 크랙 유무를 판단할 수 있다.

이러한 특성은 일반적인 투과 검사방식으로는 융착면 내측에 발생한 크랙을 발견할 수 없는 문제점을 완벽하게 보완한 것으로, 융착면 내측에 발생한 크랙은 백라이트에서 조사되는 빛을 굴절시킴에 따라 제2카메라(32)를 통해 이러한 굴절률 변화를 파악하고, 또한 일반적인 컬러보다 복잡한 컬러 영상이 나타난다는 특성을 이용한 것이다. 따라서, 모니터(12)를 통해 상기 컬러 영상을 시각적으로 확인할 수 있게 되고, 컴퓨터 등의 프로세서가 이를 감지하여 불량 여부를 가늠하게 되는 것이다.

결과적으로, 하나의 형광램프(EEFL)(11)은 제1카메라(31)에서 외형을, 제2카메라(32)에는 제1카메라가 놓친 결함 등을 파악할 뿐만 아니라, 형광램프(EEFL)의 내부형태 또한 검사받게 되어 정밀한 검사를 수행할 수 있다.

상기 촬영부(C)에서 전송된 화상데이터들은 제어부(E)로 전송되고, 상기 제어부는 전송된 형광램프(EEFL)의 표면영상 및 내부영상을 파악하여 최종적인 불량 여부에 따라 취출부(D)를 선택 구동한다.

상기 취출부(D)는 제어부의 불량 판단에 따라 도 11과 같은 방식으로 집게(39)를 사용하여 소정에 위치에 형성시킨 수거함(38)으로 분리배출하게 되고, 양품으로 판단될 경우에는 진행방향 그대로 이동시켜 수은 확산로에 투입시킴으로써 모든 검사 과정을 종료하게 된다.

한편, 도 12는 핸들(40)의 조작만으로 본 검사장치의 폭을 조절하여 다양한 길이의 형광램프(EEFL)를 검사할 수 있도록 구성한 것이며, 샤프트(44)에 연결 구성된 검사장치의 일측 전부가 도면에서와 같이 이동가이드(36)를 타고 위치를 변화시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 특정한 실시례에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 실시례는 단지 이해를 돕기 위하여 구성한 것으로, 본 발명에 적용될 수 있는 하나의 실시례에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시례에 한정되는 것이 아님을 밝힌다.

Claims

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외부전극 형광램프(EEFL)를 하나씩 낱개로 순차 공급하는 투입부;와, 상기 투입부로부터 공급된 형광램프(EEFL)를 주타이밍벨트를 사용하여 일방향으로 회전시켜 연속적인 이송작업이 이루어질 수 있도록 하는 회전이송부;와, 상기 회전이송부를 통해 자동 배치되는 형광램프(EEFL)의 전체길이를 측정하는 전장측정부;와, 상기 회전이송부를 통해 자동 배치되는 형광램프(EEFL)의 양측 단부를 촬영하여 모니터를 통해 촬영된 영상을 확인할 수 있도록 형광램프(EEFL)의 표면영상을 촬영하는 제1카메라와, 형광램프(EEFL)의 융착면 내측의 크랙 유무를 촬영하는 제2카메라로 구성한 촬영부;와, 상기 촬영부 및 전장측정부로부터 전송된 데이터를 바탕으로 형광램프(EEFL)의 불량 여부를 판별함은 물론, 기기 전체의 시스템을 통괄하는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 불량으로 선별된 형광램프(EEFL)를 별도의 수거함으로 분리 배출하는 취출부;로 구성되는 외부전극 형광램프용 검사장치에 있어서,

상기 전장측정부는 형광램프(EEFL)의 양측 단부와 맞물리는 위치에 제2플레이트(17) 및 컨택부(30)를 형성하고, 상기 제2플레이트는 실린더(53)에 의해 소정 거리만큼 내측 공간으로 왕복 구동하면서 형광램프(EEFL)의 길이를 측정하며, 상기 컨텍부에는 소정의 센스를 부착하여 형광램프(EEFL)의 접촉 여부에 따라 길이 불량인지 아닌지를 선별토록 구성하는 것에 특징이 있는 외부전극 형광램프용 검사장치.
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