KR100995495B1 - 바형상 프레임 비전검사기 - Google Patents

바형상 프레임 비전검사기 Download PDF

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KR100995495B1
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박종민
이오진
정호균
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(주)더블유티케이
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Abstract

본 발명의 바형상 프레임 비전검사기를 제공함으로써, 다양한 형상의 금속재 프레임을 하나의 검사기로 검사할 수 있으며, 검사대상물의 변경시 티칭 등의 절차를 간소화하여 검사에 소요되는 시간을 단축하여 제품의 생산량을 극대화시킬 수 있는 검사기를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 위해 본 발명은 검사대상물의 기준면을 거치하여 이송시키기 위한, 가이드벨트(221)를 구비하는 고정형 기준레일(22)과, 상기 기준레일(22)에 거치되는 검사대상물의 기준면의 타측을 거치하고 이송시킬 수 있으며, 다양한 검사대상물 형상에 따라 폭조절 및 높이 조절이 가능하도록 형성되고, 측면부에 다수개의 자유풀리가 구비되며, 상기 자유풀리와 결합되어 검사대상물을 이송시킬 수 있는 원형벨트(25)가 구비되는 가변레일(24)과, 상기 가변레일(24)의 상측부에 구비되며, 기준레일(22)과 가변레일(24)에 거치되어 이송되는 검사대상물의 일측에 접할 수 있도록 폭변환 되어, 상기 검사대상물이 기준레일(22)과 가변레일(24)로부터 이탈되는 것을 방지해주는 가이드레일(23)로 구성되며, 내측에 비전검사를 위한 카메라가 구비되는 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기를 제공하게 된다.

Description

바형상 프레임 비전검사기{VISION INSPECTION APPARATUS FOR BAR TYPE FRAME}
본 발명은 바형상의 프레임을 검사하기 위한 비전검사기로서, 보다 상세하게 설명하면, 다양한 바형상의 바형상 프레임의 특성에 따라 검사할 수 있는 바형상 프레임 비전검사기에 관한 것이다.
통상적인 비전 검사기의 경우 검사기의 일측에 다수 대의 카메라를 설치하여, 검사 대상물의 외관을 검사하게 된다. 이러한 비전검사기에 있어서, 대부분의 검사물은 그 형태 및 규격이 일정하기 때문에 별도의 규격 조정을 하지 않고, 검사가 진행된다.
또한, 규격이 다양한 대상물을 검사해야 하는 경우에 사용되는 범용 검사기도 대상물의 규격에 따라 조정하고, 준비하는데 장시간이 소요되어 작업 능률을 저하시키는 원인이 되었다.
따라서, 이러한 단점을 극복하기 위한 다양한 비전검사기들이 개발되었으나, 이 또한 단순한 규격의 변화만을 줄 수 있어서, 다양한 형상을 하고 있는 검사 대상물에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 바형상 프레임 비전검사기를 제공함으로써, 다양한 형상의 바형상 프레임을 하나의 검사기로 검사할 수 있으며, 검사대상물의 변경시 티칭 등의 절차를 간소화하여 검사에 소요되는 시간을 단축하여 제품의 생산량을 극대화시킬 수 있는 검사기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 검사대상물을 검사할 수 있는 검사부(20)와 선택적으로 적용될 수 있는 정렬부(10)와 선별부(30)로 구성되는 바형상 프레임 비전검사기를 제공함으로써 가능하다.
이를 위해, 검사대상물의 기준면을 거치하여 이송시키기 위한, 가이드벨트(221)를 구비하는 고정형 기준레일(22)과, 상기 기준레일(22)에 거치되는 검사대상물의 기준면의 타측을 거치하고 이송시킬 수 있으며, 다양한 검사대상물 형상에 따라 폭조절 및 높이 조절이 가능하도록 형성되고, 측면부에 다수개의 자유풀리가 구비되며, 상기 자유풀리와 결합되어 검사대상물을 이송시킬 수 있는 원형벨트(25)가 구비되는 가변레일(24)과, 상기 가변레일(24)의 상측부에 구비되며, 기준레일(22)과 가변레일(24)에 거치되어 이송되는 검사대상물의 일측에 접할 수 있도록 폭변환 되어, 상기 검사대상물이 기준레일(22)과 가변레일(24)로부터 이탈되는 것을 방지해주는 가이드레일(23)로 구성되며, 내측에 비전검사를 위한 카메라가 구비되는 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기를 제공하게 된다.
본 발명의 바형상 프레임 비전검사기를 제공함으로써, 다양한 형상의 바형상 프레임을 하나의 검사기로 검사할 수 있으며, 검사 대상물의 변경시 티칭 등의 절차를 간소화하여 검사에 소요되는 시간을 단축함으로써, 제품의 생산량을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 일부 평면도이다.
도 5는 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 동작을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 또 다른 동작을 도시한 단면도이다.
도 8은 다양한 바형상 프레임의 다양한 형상에 따른 실시예를 도시한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 선별부(30)의 평면도이다.
이하에서 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기를 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기는 정렬부(10), 검사부(20), 선별부(30)로 구성되며, 선별거치대(40)가 더 구비된다. 상기와 같은 정렬부(10)와 선별부(30)는 작업장의 성격에 따라 선택적으로 적용될 수 있는 것이며, 선별거치대(40) 또한, 선택적으로 적용될 수 있다.
상기 정렬부(10)는 검사 대상물을 검사부(20)로 이송함과 동시에 검사 대상물의 특정부위를 기준점으로 정렬해 주는 것이다.
여기서, 정렬부(10)는 가이드벨트(13)를 이용하여 검사대상물을 일측으로 정렬시켜 검사시 기준면을 정할 수 있도록 해주는 것이다. 이러한 정렬부(10)에는 검사대상물을 이송시키기 위한 정렬브러쉬(12)가 다수 개 구비되는데, 브러쉬를 나선형으로 연속하여 형성하여 일측방향으로 편향시켜주는 역할을 하게 된다.
상기와 같은 가이드벨트(13)는 회동가능하도록 형성되어, 검사대상물을 다수 개가 아닌 낱개로 검사해야 할 때, 가이드벨트(13)의 폭을 조정하여 검사대상물을 검사부(20)에 구비되는 검사를 위한 레일 중 하나의 레일에 맞게 정렬되도록 하는 것이다.
이러한 정렬브러쉬(12)는 대상물이 탑재되면 회전을 통하여 대상물을 일측방향으로 편향시켜주어 정렬되도록 해주는 역할을 하게 된다. 상기와 같이 구성된 정렬부(10)는 대상물이 정렬부에 공급되면, 정렬브러쉬(12)에 의해 일측방향으로 대상물을 편향시켜주며, 편향된 대상물은 정렬가이드(11)에 의해 검사부의 내측으로 이송되게 되는 것이다. 이때, 대상물의 일측을 기준면으로 정렬하게 되는데, 이는 검사대상물의 기준면을 기준으로 하여 검사를 시행해야 하기 때문이다.
상기와 같은 정렬부(10)를 거친 검사대상물은 검사부(20)로 이송되는데, 상기 검사부(20)는 내측에 비전검사를 위한 카메라가 구비되고, 다양한 형상의 검사대상물을 효과적으로 검사하기 위한 위치보상 및 위치보정 등을 할 수 있는 기준레일(22), 가이드레일(23), 가변레일(24)이 형성되어 있다.
여기서 상기 가변레일(24)은 검사대상물에 따라 폭조절 및 상하 이동도 가능하도록 형성된다.
이때, 상기 가변레일(24)에는 높이 보정시에도 검사대상물을 거치하고 이송가능하도록 원형벨트(25)가 사용된다.
상기와 같이 원형벨트를 적용하게 되는 것은 다양한 형상의 검사대상물을 이송시켜야 하기 때문으로, 다양한 형상을 취하고 있는 검사대상물의 거치하는 곳의 표면적이 최소화되어야 하고, 가변레일(24)의 높이를 보정할 때, 벨트의 탄성이 유지되어야 하기 때문에 원형벨트(25)를 사용하게 되는 것이다.
상기와 같은 검사부(20)로부터 검사가 완료된 검사대상물을 선별하는 선별부(30)는 검사 대상물의 비전검사가 완료된 후, 적격여부에 따라 선별하는 것으로, 합격품과 불합격품으로 구분되어 선별되는 것이다. 예를 들어 검사에서 합격하게 되면 합격품으로서, 합격품이송라인(31; 도 9 참조)으로 이송되어 적재되고, 불합격품의 경우 합격품이송라인(31)으로 이송되다가 선별바(33; 도 9 참조)에 의해 불합격품이송라인(32; 도 9 참조)로 이송되어 처리된다.
이러한 처리방법은 일련의 컨베이어 벨트 시스템으로 구현이 되는데, 보다 상세하게 설명하면, 검사부(20)에서 검사가 완료된 후 선별부(30)로 이송되게 되면, 합격품의 경우 합격품이송라인(31)으로 이송되어 선별거치대(40)의 상측에 위치한 적재대에 거치되고, 불합격품의 경우 합격품이송라인(31)으로 이송되다가 선별바(33)의 위치에 오게 되면, 합격품이송라인(31)에서 선별바(33)가 동작하여 검사대상물을 불합격품이송라인(32)으로 이동시켜 선별거치대(40)의 하측에 위치한 적재대에 거치하게 된다. 여기서 상기 합격품이송라인(31)과 불합격품이송라인(32)은 다단으로 높이 차가 나도록 형성되고, 다수개의 합격품이송라인(31)의 사이에 불합격품이송라인(32)이 위치하게 되어 동시에 다수개의 검사대상물의 검사가 이루어지면, 그 결과물을 처리할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같이 검사부(20)를 거쳐 선별부(30)에서 합격품과 불합격품이 선별되면 그 결과에 따라 검사대상물을 적재하게 되는 선별거치대(40)는 다단으로 형성된 적재대가 구비되며, 검사대상물이 이송라인을 따라 이송된 후 낙하할 때, 낙차를 줄여주기 위해, 적재대가 경사지도록 형성된다.
도 3은 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 일부 평면도이고, 도 5는 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 부분 확대도이고, 도 6은 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 동작을 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 바형상 프레임 비전검사기의 검사부(20)의 또 다른 동작을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명하면, 검사부(20)는 검사 대상물의 비전검사가 이루어지는 부분으로써, 다수개의 카메라를 이용하여 검사 대상물의 외측 형상을 검사하게 되는 것이다.
이러한 검사부(20)는 비전검사를 위한 카메라(21a 내지 21c), 기준레일(22), 가이드레일(23), 가변레일(24)이 형성된다.
상기 가변레일(24)은 다양한 형상의 검사대상물의 형태에 따라 높낮이 및 폭을 조정할 수 있는 것으로, 레일의 높낮이 및 폭을 조정함으로써, 다양한 형상의 검사대상물을 보다 효과적으로 검사할 수 있도록 하는 것이다.
예를 들어, 기준면의 반대측에 위치한 검사면이 기준면보다 돌출되어 있다면, 높이 차를 보상하기 위해, 가변레일(24)을 상승시키게 된다. 이때, 상기 가변레일(24)에는 원형벨트(25)가 구비되는데, 이는 상기 가변레일(24)에 적재되는 검사대상물(50)을 이송시키기 위한 것으로, 다양한 형상의 검사대상물을 이송해야 하기 때문에, 원형벨트(25)를 채용하여, 검사대상물과의 접하는 면적을 최소한으로 하기 위한 것이며, 가변레일(24)을 상승 또는 하강시킬 때에도 벨트로서의 역할을 다할 수 있게 하기 위해, 원형벨트(25)를 채용하게 되는 것이다.
또한, 가변레일(24)에 구비되는 원형벨트(25)를 구동시키기 위한 구동축(27b)이 구비되고, 가변레일(24)의 높낮이를 조절할 수 있는 높낮이조절축(27a)이 구비되며, 가변레일(24)의 폭을 조절할 수 있는 폭변환축(28)도 더 구비된다. 여기서 상기 구동축(27b), 높낮이조절축(27a), 폭변환축(28)을 동작시키기 위한 구동수단인 구동모터는 통상의 기술이므로 그 설명은 생략하도록 하겠다.
상기와 같이 구비된 구동축(27b)을 동작시킴으로써, 원형벨트(25)와 연동되어 동작하는 다수개의 풀리를 회전시키게 되는데, 상기와 같은 다수개의 풀리는 구동력이 없는 자유풀리로서 원형벨트(25)에 거치되는 검사대상물의 자중을 견디기 위해 설치되는 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 가변레일(24)의 일측 측면에 다수개의 풀리를 부착하고, 상기 원형벨트(25)와 결합하여 구동축(27b)에 의해 원형벨트(25)가 동작하기 용이하도록 하며, 원형벨트(25)에 가해지는 검사대상물의 자중을 분산시키도록 하기 위한 것이다.
또한, 상기 검사부(20)의 일측에는 검사용 카메라(21a 내지 21c)가 구비되는데, 여기서 상기 검사용 카메라는 평면부를 검사하기 위한 평면카메라(21a)와 측면을 검사할 수 있는 측면카메라(21b)가 구비되며, 검사대상물의 일측에 형성되는 나사부의 나사산을 검사하기 위해 일정한 각도를 유지하는 경사카메라(21c)가 구비된다. 여기서 상기 평면카메라(21a)는 카메라의 렌즈부분이 하단방향을 향하도록 형성되어 레일을 타고 이동하는 검사대상물의 평면부를 검사하게 되는 것이고, 상기 측면카메라(21b)도 또한 렌즈부분이 하단방향을 향하도록 설치되는데, 검사부(20)의 일측에 형성되는 경사밀러에 포커싱이 되어 있어서, 검사대상물의 측면부를 경사밀러를 통하여 검사할 수 있는 것이다. 여기서 경사밀러에 관한 기술은 이미 공지된 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.
상기 평면카메라(21a) 및 측면카메라(21b) 이외에 추가로 설치되는 경사카메라(21c)는 전술하였듯이 렌즈부분이 일정한 각도를 유지하도록 구비되어, 검사대상물에 형성되는 나사부의 나사산의 모양을 검사할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 다수 대의 카메라는 검사시 레일을 타고 이동하는 검사대상물을 검사할 수 있도록 하는 것으로 이동벨트를 타고 이동하는 검사대상물을 동시에 검사할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 검사부(20)의 가변레일(24)을 리프팅 시키는 방법은 원형편향캠(29)에 의해 가능하다. 상기와 같은 원형편향캠(29)은 중심축을 기준으로 중심축으로부터의 거리가 달라지는 다수개의 홈(291)이 형성되어 있어서 검사 대상물에 따라 원형편향캠(29)을 회전시켜 가변레일(24)의 높낮이를 조절하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 높낮이조절축(27a)의 일측에 원형편향캠(29)이 구비되고, 가변레일(24)을 상기 원형편향캠(29)이 적재하고 있다. 따라서, 상기 원형편향캠(29)을 회전시키게 되면, 외주면에 형성되어 있는 다수개의 홈(291)에 의해 높낮이를 조절할 수 있게 되는 것으로, 상기 다수개의 홈(291)은 각각 그 식각 깊이가 다르게 형성된다. 예를 들어 검사대상물이 가변레일(24)에 거치되는 부분이 기준레일(22)쪽 보다 낮으면 가변레일(24)을 상승시켜서 높이 차를 보상해야 하기 때문에, 원형편향캠(29)의 홈(291) 중 식각깊이가 낮은 홈쪽으로 회전시켜 가변레일(24)을 상승시키면 되는 것이고, 이와 반대일 경우 가변레일(24)을 하강시키면 되는 것이다.
상기와 같이 가변레일(24)의 높낮이는 원형편향캠(29)에 의해 조절하게 되며, 그 일측에는 가이드레일(23)이 더 구비된다.
가변레일(24)의 상측부에 위치하는 가이드레일(23)은 검사대상물의 폭에 따라 이동이 용이하도록 형성되어 검사대상물이 추락하는 것을 방지하게 되는 것이다.
이러한 가이드레일(23)의 하단부에는 검사대상물이 이송될 때, 마찰을 방지할 수 있는 가이드판(231)이 더 구비된다.
보다 상세하게 설명하면, 가변레일(24)의 상측부에 위치하는 가이드레일(23)은 가변레일(24)이 검사대상물에 따라 폭조절이 되고, 원형벨트(25)에 검사대상물(50)을 적재하게 되면, 검사대상물(50)의 측면부에 접하도록 가변레일(24)과는 별도로 폭조절이 되어, 검사대상물(50)이 이송중에 기준레일(22)과 가변레일(24)로부터 이탈되는 것을 방지해주는 것이다.
이때, 상기 가이드레일(23)의 하단부에는 검사대상물(50)의 측면부가 접하도록 하며 마찰력을 감소시키기 위한 가이드판(231)이 더 구비되고, 검사대상물(50)의 일측에 거치되는 기준레일(22)의 일측에는 회동가능한 가이드벨트(221)가 더 구비되며, 상기 가이드벨트(221)는 검사대상물(50)의 거치와 함께 이송시 레일로부터 이탈되는 것을 방지하도록 일부분이 돌출되어 있는 '┗'형상을 이루게 된다.
상기와 같이 가변레일(24)이 상하이동 및 좌우이동이 용이하도록 형성되는 것은 검사대상물이 다양한 형상의 금속재 프레임(도 8 참조)이기 때문에 폭도 제각각 다르며, 동일한 검사대상물이라도 각각의 측면부의 높이 차가 발생하기 때문이다. 또한, 검사대상물의 특성상 일련의 컨베이어벨트 시스템을 이용하여 단시간 내에 검사가 이루어져야 하기 때문에, 다수개의 검사용 카메라가 동시에 비전검사를 해야 하기 때문이다.
10 : 정렬부 11 : 정렬가이드
12 : 정렬브러쉬 13 : 가이드벨트
20 : 검사부 22 : 기준레일
23 : 가이드레일 24 : 가변레일
25 : 원형벨트 29 : 원형편향캠
30 : 선별부 40 : 선별거치대

Claims (8)

  1. 바형상의 프레임을 검사할 수 있는 비전검사기에 있어서,
    검사대상물의 기준면을 거치하여 이송시키기 위한, 가이드벨트(221)를 구비하는 고정형 기준레일(22)과, 상기 기준레일(22)에 거치되는 검사대상물의 기준면의 타측을 거치하고 이송시킬 수 있으며, 다양한 검사대상물 형상에 따라 폭조절 및 높이 조절이 가능하도록 형성되고, 측면부에 다수개의 자유풀리가 구비되며, 상기 자유풀리와 결합되어 검사대상물을 이송시킬 수 있는 원형벨트(25)가 구비되는 가변레일(24)과, 상기 가변레일(24)의 상측부에 구비되며, 기준레일(22)과 가변레일(24)에 거치되어 이송되는 검사대상물의 일측에 접할 수 있도록 가변레일(24)과는 별도로 폭변환 되어, 상기 검사대상물이 기준레일(22)과 가변레일(24)로부터 이탈되는 것을 방지해주는 가이드레일(23)로 구성되며, 내측에 비전검사를 위한 카메라가 구비되는 검사부(20)로 이루어진 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기.
  2. 제 1항에 있어서, 검사대상물을 일측으로 정렬시켜 검사시 기준면을 정할 수 있도록 하는 가이드벨트(13)와, 검사대상물을 이송하며 일측으로 편향시켜주기 위해, 나선형으로 연속하여 형성되어 있는 다수개의 브러쉬로 구성되는 정렬부러쉬(12) 및 편향된 검사대상물을 검사부(20)로 이송시켜주는 정렬부(10)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기.
  3. 제 1항에 있어서, 합격품을 이송하기 위한 합격품이송라인(31)과 상기 합격품이송라인(31)과 다단으로 높이 차가 나도록 형성되는 불합격품이송라인(32) 및 검사대상물을 선별하는 선별바(33)로 구성되는 선별부(30)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 카메라는 검사대상물의 평면부를 검사하기 위해 렌즈부분이 하측방향으로 향하도록 하는 평면카메라(21a)와, 검사대상물의 측면부분을 검사하기 위해 렌즈부분이 하측방향으로 향하고, 경사밀러에 포커싱 되어 있는 측면카메라(21b) 및 검사대상물에 형성되는 나사부분을 검사하기 위한 각도를 유지하는 경사카메라(21c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 가이드벨트(221)는 검사대상물을 적재하고 이송할 때, 기준레일(22)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 일부분이 돌출되어 있는 '┗'형상인 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기.
  6. 제 1항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가변레일(24)은 다수개의 식각 깊이가 다른 홈(291)이 형성되어 있는 원형편향캠(29)에 의해 거치되어, 상기 원형편향캠(29)이 회전하며, 식각 깊이가 다른 홈(291)에 의해 가변레일(24)을 상하 이동시키는 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 검사부(20)의 기준레일(22)과 가이드레일(23) 및 가변레일(24)은 다수 개가 병행 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기.
  8. 제 7항에 있어서, 검사가 완료된 검사대상물을 거치할 수 있으며, 다단으로 경사지게 형성된 적재대가 구비되는 선별거치대(40)가 선별부(30)의 단부에 더 구비되는 것을 특징으로 하는 바형상 프레임 비전검사기.
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