KR101260060B1 - 검사 설비 및 이를 이용한 검사 방법 - Google Patents

검사 설비 및 이를 이용한 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 검사 대상물의 검사를 실시하는 검사 설비에 관한 것으로, 검사 대상물의 폭을 검출하는 폭 검출기, 검사 대상물의 일측에 배치되어, 상기 검사 대상물에 광을 조사하는 복수의 광원, 검사 대상물의 이미지를 촬상하는 촬상부, 폭 검출기 및 복수의 광원과 연결되며, 상기 폭 검출기로부터 검출된 상기 검사 대상물의 폭에 따라 상기 복수의 광원 각각의 동작 여부를 제어하여, 상기 강판에 조사되는 광폭을 조절하는 광 제어 유닛을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 검사 대상물의 폭에 대응하도록 상기 검사 대상물에 조사되는 광의 폭을 조절한다. 즉, 검사하고자 하는 검사 대상물 일측의 전체면에 광이 조사되고, 상기 검사 대상물 외측으로 광이 벗어나는 것이 최소화 되도록, 광폭을 조절한다. 이에, 검사 대상물의 전체면에 대한 검사를 실시할 수 있어, 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한, 강판의 외측으로 광이 조사되는 것이 최소화 됨에 따라, 작업자의 눈이 피로하게 되는 것을 방지할 수 있으며, 종래에 비해 전력 소모를 줄일 수 있다.

Description

검사 설비 및 이를 이용한 검사 방법{Inspection equipment and method using the same}
본 발명은 검사 대상물의 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있는 검사 설비 및 이를 이용한 검사 방법에 관한 것이다.
일반적인 압연 장치에서는 냉연 공정 또는 열연 공정으로 슬라브를 압연하여 강판을 제조하고, 제조된 강판은 이송 롤러에 의해 이송된다. 이후, 압연 장치의 일측에 배치된 검사 설비는 이동중인 강판의 결함 발생 여부를 검사한다. 통상적으로 이동중인 강판을 검사하기 위해서 스트로보스코프(stroboscope)를 포함하는 검사 설비를 이용한다. 여기서 스트로보스코프(stroboscope)는 이동중인 강판에 광을 일정한 주파수 및 주기로 조사함으로써, 마치 정지하고 있는것 같은 영상을 취득하는 수단이다.
한편, 종래의 스트로보스코프(stroboscope)를 포함하는 검사 설비에서는 조명으로 크세논 램프(Xenon Lamp)를 이용하는데, 상기 크세논 램프(Xenon Lamp)는 가스 내에 방전시 발생하는 광을 이용하는 것이다. 이러한 크세논 램프(Xenon Lamp)를 구동시키기 위해서는 전원을 증폭하여 사용해야 하는데, 이 경우 회로 구성이 복잡해지고, 회로 구성 부품의 스트레스가 커 고장이 자주 발생하는 문제가 있다. 또한, 수명이 2000시간 이하로 짧으며, 고가인 단점이 있다.
또한, 강판의 속도가 증가하더라도, 상기 강판의 속도에 관계없이 일정한 주파수 및 주기의 광이 조사됨에 따라, 획득된 이미지가 명확하지 않아 결함 여부 분석이 어렵고, 결함 검사 여부 신뢰도가 저하되는 문제가 있다.
그리고, 종래의 검사 설비의 경우, 강판의 폭에 관계없이 상기 강판 상에 조사되는 광폭이 일정하다. 이에, 강판 상에 조사된 광폭이 상기 강판의 폭에 비해 작아, 강판 전체면에 대한 검사를 실시할 수 없는 문제가 있다. 반대로, 강판 상에 조사된 광폭이 상기 강판의 폭에 비해 커, 강판의 외측으로 광이 조사됨에 따라, 작업자의 눈이 피로하고 과도하게 전력이 소모되는 문제가 있다.
본 발명의 일 기술적 과제는 검사 대상물의 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있는 검사 설비 및 이를 이용한 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 일 기술적 과제는 검사 대상물의 크기 및 이동 속도 변화에 따라 검사 조건을 변경할 수 있는 검사 설비 및 이를 이용한 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 검사 대상물의 표면 결함 검사를 실시하는 검사 설비로서, 상기 검사 대상물의 폭을 검출하는 폭 검출기, 상기 검사 대상물의 폭 방향과 평행하도록 일 방향으로 나열 배치되어, 상기 검사 대상물에 광을 조사하는 복수의 광원을 구비하는 이미지 획득 모듈, 상기 폭 검출기 및 복수의 광원과 연결되며, 상기 폭 검출기로부터 검출된 상기 검사 대상물의 폭에 따라 상기 복수의 광원 각각의 동작 여부를 제어하여, 상기 강판에 조사되는 광폭을 조절하는 광 제어 유닛을 포함한다.
상기 이미지 획득 모듈이 복수개로 마련되고, 상기 복수의 이미지 획득 모듈이 상기 검사 대상물을 기준으로 대칭되도록 설치된다.
상기 검사 대상물의 이동 속도를 검출하는 이동 속도 검출기를 포함하고, 상기 광 제어 유닛은 상기 이동 속도 검출기와 연동되어, 검출된 상기 검사 대상물의 이동 속도에 따라 복수의 광원으로부터 방출되는 광의 주파수 및 주기를 조절한다.
상기 검사 대상물의 반사율을 검출하는 반사율 검출기를 포함하고, 상기 광 제어 유닛은 상기 반사율 검출기와 연결되어, 검출된 상기 검사 대상물의 반사율에 따라 복수의 광원으로부터 방출되는 광의 조도를 조절한다.
상기 광 제어 유닛은 복수의 광원 각각으로부터 방출되는 광의 주파수를 조절하는 광 주파수 조절부, 광 조사 주기를 조절하는 광 주기 조절부, 상기 검사 대상물 상에 조사되는 광의 폭을 조절하는 광폭 조절부, 광의 조도를 조절하는 광 조도 조절부를 포함한다.
본 발명에 따른 검사 방법은 검사 대상물의 폭을 검출하는 과정, 상기 검사 대상물의 폭 방향과 평행하도록 나열 배치된 복수의 광원 각각의 동작 여부를 제어함으로써, 상기 검사 대상물에 조사되는 광폭이 상기 검사 대상물의 폭에 대응하도록 조절하여, 상기 검사 대상물에 광을 조사하는 과정, 상기 검사 대상물의 영상을 획득하여, 분석하는 과정을 포함한다.
상기 복수의 광원 각각의 동작 여부를 제어하는데 있어서, 상기 복수의 광원 각각의 광원 방출 여부를 제어하여 광폭을 조절한다.
상기 검사 대상물의 이동 속도를 검출하는 과정을 포함하고, 상기 검사 대상물의 이동 속도에 따라 상기 검사 대상물의 조사되는 광의 주파수 및 주기를 조절하낟.
상기 검사 대상물의 이동 속도가 증가할 수록 주파수를 증가시키고, 주기를 짧게 조절한다.
상기 검사 대상물의 반사율을 검출하는 반사율 검출 과정을 포함하고,
상기 검사 대상물의 반사율에 따라 상기 검사 대상물에 조사되는 광의 조도를 조절한다.
상기 검사 대상물의 반사율이 높을 수록, 상기 검사 대상물에 조사되는 광의 조도를 증가시킨다.
상기 검사 대상물의 이동 속도를 연속적으로 검출하여, 상기 검사 대상물의 이동이 중지된것으로 감지되면, 광 조사를 중지한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시형태들에 의하면, 검사 대상물의 폭에 대응하도록 상기 검사 대상물에 조사되는 광의 폭을 조절한다. 즉, 검사하고자 하는 검사 대상물 일측의 전체면에 광이 조사되고, 상기 검사 대상물 외측으로 광이 벗어나는 것이 최소화 되도록, 광폭을 조절한다. 이에, 검사 대상물의 전체면에 대한 검사를 실시할 수 있어, 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한, 강판의 외측으로 광이 조사되는 것이 최소화 됨에 따라, 작업자의 눈이 피로하게 되는 것을 방지할 수 있으며, 종래에 비해 전력 소모를 줄일 수 있다.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 검사 대상물의 이동 속도에 따라 상기 검사 대상물 상에 조사되는 광의 주파수 및 주기를 조절한다. 이에, 검사 대상물의 이동 속도가 변하더라도, 분석이 용이한 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 검사 대상물의 반사율에 따라 상기 검사 대상물에 조사되는 광의 조도를 조절한다. 이에, 검사 대상물에 의해 반사되는 광량이 과도하게 많아 작업자의 눈이 피로하게 되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 복수의 검사 대상물 각각의 반사율이 다르더라도, 상기 각각의 검사 대상물에 대해 분석이 용이한 이미지를 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사 설비를 블록화하여 도시한 도면
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검사 설비의 광 제어 유닛에 의한 광 조사부의 동작을 설명하기 위한 도면
도 4는 실시예에 따른 검사 설비를 이용하여 강판의 표면을 검사하는 방법을 도시한 순서도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사 설비를 블록화하여 도시한 도면이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검사 설비의 광 제어 유닛에 의한 광 조사부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
실시예에 따른 검사 설비는 이동 중인 검사 대상물(S)에 핀홀(pinhole) 등과 같은 결함 발생 여부를 검사하는 설비이다. 실시예에서는 검사 대상물(S)로 냉연 압연 공정을 거쳐 제조된 강판을 예를 들어 설명한다. 이러한 검사 설비는 슬라브를 압연하여 강판을 제조하는 압연 장치(미도시)의 일측에 배치될 수 있다. 그리고 압연 장치(미도시)의 압연 공정에 의해 제조된 강판(S)은 일방향으로 연속하여 이동한다. 여기서, 실시예에 따른 검사 설비는 이동중인 강판(S)에 대해 결함 발생 여부를 검사한다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 검사 설비는 강판(S)의 상측 및 하측에 각기 배치되어 상기 검사 대상물(S)의 상부 및 하부 표면 각각의 이미지를 획득하는 제 1 및 제 2 이미지 획득 모듈(210a, 210b), 제 1 및 제 2 이미지 획득 모듈(210a, 210b)로부터 획득된 이미지를 표시하는 표시부(800), 제 1 및 제 2 이미지 획득 모듈(210a, 210b)로 공급되는 전원을 조절하여, 강판(S)에 조사되는 광의 폭(이하 광폭), 광 주파수, 광 주기 및 광 조도를 조절하는 광 제어 유닛(300), 강판(S)의 이동 속도를 검출하는 이동 속도 검출기(500), 강판(S)의 폭을 검출하는 폭 검출기(400) 및 강판(S)의 반사율을 검출하는 반사율 검출기(600)를 포함한다. 이동 속도 검출기(500), 폭 검출기(400) 및 반사율 검출기(600) 각각은 광 제어 유닛(300)과 연동되어, 각각에서 검출된 강판(S)의 이동 속도, 폭 및 반사율 데이타를 상기 광 제어 유닛(300)으로 전달한다. 그리고 광 제어 유닛(300)에서는 전송된 강판(S)의 이동 속도, 폭 및 반사율 데이타를 이용하여 강판(S)에 조사되는 광폭, 광 주기 및 광 조도를 조절한다.
제 1 이미지 획득 모듈(210a)은 강판(S)의 상측에 위치하며, 제 2 이미지 획득 모듈(210b)은 강판(S)의 하측에 위치하고, 상기 제 1 및 제 2 이미지 획득 모듈(210a, 210b)의 구조 및 구성은 동일하며, 다만, 강판(S)을 기준으로 대칭되도록 배치된다. 먼저, 제 1 이미지 획득 모듈(210a)은 강판(S)의 상측에 위치하여 상기 강판(S)에 광을 조사하는 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9)을 구비하는 제 1 광 조사부(213a), 제 1 광 조사부(213a)로부터 방사되어 강판(S)의 상부면에 의해 반사된 광이 입사되고, 입사된 광 데이타를 이용하여 이미지로 변환하는 제 1 촬상부(211a) 및 제 1 광 조사부(213a)에 전원을 공급하는 제 1 전원 공급부(700a)를 포함한다. 또한, 제 2 이미지 획득 모듈(210b)은 강판(S)의 하측에 위치하여 상기 강판(S)에 광을 조사하는 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9)을 구비하는 제 2 광 조사부(213b), 제 2 광 조사부(213b)로부터 방사되어 강판(S)의 상부면에 의해 반사된 광이 입사되고, 입력된 광 데이타를 이용하여 영상 이미지로 변환하는 제 2 촬상부(211b) 및 제 2 광 조사부(213b)에 전원을 공급하는 제 2 전원 공급부(700b)를 포함한다.
여기서, 제 1 광 조사부(213a)와 제 2 광 조사부(213b)의 구성 및 구조는 동일하고, 제 1 촬상부(211a)와 제 2 촬상부(211b)의 구성 및 구조, 제 1 전원 공급부(700a)와 제 2 전원 공급부(700b)의 구성 및 구조는 동일하다. 이에 하기에서는 제 1 광 조사부(213a), 제 1 촬상부(211a) 및 제 1 전원 공급부(700a) 대해서만 설명하고, 제 2 광 조사부(213b), 제 2 촬상부(211b) 및 제 2 전원 공급부(700b)에 대한 설명은 생략하거나, 간략히 설명한다.
제 1 광 조사부(213a)는 강판(S)의 상측에 위치하여 상기 강판(S) 상부면에 광을 조사한다. 이러한 제 1 광 조사부(213a)는 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9)으로 이루어지며, 상기 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9)은 강판(S)의 폭 방향과 평행하도록 나열 배치된다. 이에, 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9) 각각으로부터 광이 방출되어 강판(S) 상부면에 조사되면, 상기 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9) 각각으로부터 방출되어 강판(S) 상부면에 조사된 광 스팟(light spot)은 상호 중첩되거나 연결되어, 하나의 광 빔(Light Beam)의 형태가 된다. 하기에서는 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9) 각각으로부터 방출되어 강판(S) 상에 조사된 광 빔의 폭을 '광폭(width)'이라 명명한다. 한편, 강판(S) 상부면 전체면에 대해 검사를 실시하기 위해서는 상기 강판(S)의 상부면 전체에 광원이 조사되는 것이 바람직하다. 한편, 압연 장치(미도시)에서 제조되는 강판(S)의 경우, 압연 공정 조건에 따라 그 폭이 다양하게 달라질 수 있다. 따라서, 실시예에서는 압연 장치(미도시)에 의해 압연되어 제조되는 강판(S)의 폭이 최대가 되었을 때, 상기 강판(S)에 조사된 광폭이 강판(S)의 폭에 대응하도록 상측에 배치되는 광원(213a-1 내지 213a-9)을 복수개로 마련한다. 예컨데, 실시예에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 내지 제 9의 광원(213b-1 내지 213b-9)을 마련한다. 물론 이에 한정되지 않고 압연 장치(미도시)에서 제조될 수 있는 강판(S)의 최대 폭에 따라 광원의 개수는 9개 이하 또는 9개 이상으로 다양하게 변경 가능하다. 그리고 실시예에서는 광원(213a-1 내지 213a-9)으로 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 이용하나, 이에 한정되지 않고 광을 방출하는 다양한 광 조사 수단을 이용할 수 있다.
하기에서는 설명의 편의를 위하여, 도 1 내지 도 3에 도시된 제 1 광 조사부(210a)의 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9)에서 좌측의 최외각에 배치된 광원을 '213a-1'로 표시하고, 좌측에서 우측 방향으로 213a-2, 213a-2, 213a-3, 213a-3, 213a-4, 213a-5, 213a-6, 213a-7, 213a-8, 213a-9로 표시한다. 또한, 제 2 광 조사부(210b)의 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9)에서 좌측의 최외각에 배치된 광원을 '213b-1'로 표시하고, 좌측에서 우측 방향으로 213b-2, 213b-2, 213b-3, 213b-3, 213b-4, 213b-5, 213b-6, 213b-7, 213ab-8, 213b-9로 표시한다.
제 1 촬상부(211a)는 이동 중인 강판(S)의 상부면의 영상을 취득하는 장치로서, 실시예에서는 스트로보스코프(stroboscope)를 이용한다. 이러한 제 1 촬상부(211a)는 도시되지는 않았지만, 이동중인 강판(S)의 영상을 취득하는 이미지 센서 카메라(미도시), 상기 이미지 센서 카메라(미도시)를 구동시키기 위한 콘트롤러(미도시)를 포함한다. 여기서, 이미지 센서 카메라(미도시)는 제 1 광 조사부(213a)로부터 방출되어 강판(S) 상부면에 조사된 후, 상기 강판(S)으로부터 반사되어 제 1 촬상부(211a)로 입사되는 광 데이타를 변환하여 이미지화하는 역할을 한다. 제 1 촬상부(211a)에서 촬상된 영상은 표시부(800)에 전달되어, 작업자가 확인할 수 있도록 디스플레이 된다.
제 1 전원 공급부(700a)는 강판(S)의 상 측에 배치된 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9)에 전원을 공급하는 전원 공급기(710a), 전원 공급기(710a)와 연결된 전원 공급 조절기(720a), 일단이 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9) 각각에 연결되고 타단이 전원 공급 조절기(720a)에 연결된 복수의 전원선(740a-1 내지 740a-9) 및 복수의 전원선(740a-1 내지 740a-9) 각각에 설치되어, 전원 공급 조절기(720a)에 의해 그 동작이 제어되는 복수의 스위치(730a-1 내지 730a-9)를 포함한다. 이러한 제 1 전원 공급부(700a)의 동작을 간략히 설명하면 하기와 같다. 전원 공급기(710a)로부터 전원이 공급되면, 각각의 전원선(740a-1 내지 740a-9)을 통해 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9) 각각에 전원이 인가되어, 광원(213a-1 내지 213a-9)으로부터 광이 방출된다. 여기서, 전원 공급 조절기(720a)는 복수의 전원선(740a-1 내지 740a-9) 각각에 설치된 스위치(730a-1 내지 730a-9)의 동작을 제어하여, 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9) 각각의 발광 여부를 조절한다. 즉, 전원 공급 조절기(720a)는 복수의 스위치(730a-1 내지 730a-9) 각각의 동작을 제어하여, 전원 공급기(710a)와 복수의 전원선(740a-1 내지 740a-9) 각각을 전기적으로 연결하거나 해제함으로써, 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9) 각각으로의 전원 인가 여부를 조절한다. 이러한 전원 공급 조절기(720a)는 광 제어 유닛(300)과 연동되어, 상기 광 제어 유닛(300)에 의해 제어된다. 즉, 광 제어 유닛(300)으로부터 전달되는 광폭 신호, 광 주기 신호에 따라 복수의 스위치(730a-1 내지 730a-9)의 동작을 조절함으로써, 강판(S)으로 실제 조사되는 광의 폭 및 광 주기를 조절한다. 이에 대한 상세한 설명은 하기에서 하기로 한다.
이동 속도 검출기(500)는 이동 중인 강판(S)의 이동 속도를 검출하며, 검출된 이동 속도 값을 광 제어 유닛(300)의 후술되는 광 주파수 조절부(320) 및 광 주기 조절부(330)에 전달한다. 또한, 이동 속도 검출기(500)는 제 1 및 제 2 전원 공급부(700a, 700b)와 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 전원 공급부(700b)에서는 강판(S)의 이동 속도를 감시하다가, 상기 강판(S)이 이동이 중지된 것으로 감지되면, 전원 공급을 중지한다. 이동 속도 검출기(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이미지 획득 모듈(210a, 210b)의 전단에 배치되는 것이 바람직하다. 이동 속도 검출기(500)는 도시되지는 않았지만, 강판(S)의 일측에 배치되어 상기 강판(S)을 향해 광을 조사하는 속도 측정용 광 조사기(미도시), 강판(S) 상에 조사된 복수의 광 스팟 사이의 거리를 측정하고, 이를 이용하여 강판(S)의 이동 속도를 측정하는 측정부(미도시)를 포함할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 강판(S)의 이동 속도를 측정할 수 있는 다양한 수단을 이동 속도 검출기(500)로 사용할 수 있다. 예를 들어, 강판(S)을 지지하여, 상기 강판(S)을 이송시키는 이송용 롤(미도시)의 회전 속도를 측정하여 강판(S)의 이동 속도로 산출하는 수단을 이용할 수 있다. 또한, 다른 예로서, 압연 장치(미도시)를 통과한 강판(S)의 상측에 라인스캔형 CCD 카메라(미도시)를 설치하고, 상기 라인스캔형 CCD 카메라(미도시)를 이용하여 강판(S)을 스캔한 후, 상기 스캔 신호를 분석하여 강판(S)의 이동 속도를 산출하는 수단을 이용할 수도 있다.
폭 검출기(400)는 압연 장치(미도시)로부터 압연이 완료된 강판(S)의 폭을 검출하며, 검출된 강판(S)의 폭 값을 광 제어 유닛(300)의 광 폭 조절부(310)에 전달한다. 여기서, 폭 검출기(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이미지 획득 모듈(210a, 210b)의 전단에 배치되는 것이 바람직하다. 실시예에 따른 폭 검출기(400)는 도시되지는 않았지만, 예를 들어, 강판(S)의 상측에 배치되어 광을 조사하는 폭 검출용 광 조사부(미도시), 강판(S)의 하측에 배치되며 폭 검출용 광 조사부(미도시)부터 방출된 광을 수신하는 폭 검출용 카메라(미도시)를 포함한다. 이러한 폭 검출기(400)의 폭 검출용 광 조사부(미도시)로부터 광이 방출되면, 일부의 광은 강판(S)에 의해 차단되어 폭 검출용 카메라(미도시)로 입사되지 않는다. 이에, 폭 검출용 광 조사부(미도시)로부터 획득된 이미지에서는 광이 조사된 영역과 조사되지 않은 영역으로 나누어지는데, 이때 광이 조사되지 않은 영역의 부분의 폭을 측정하여, 상기 강판(S)의 폭으로 산출한다. 물론 상기에서 설명한 폭 검출기(400) 및 폭 검출 방법에 한정되지 않고, 강판(S)의 폭을 검출할 수 있는 다양한 수단 및 폭 검출 방법을 이용할 수 있다.
반사율 측정기(600)는 강판(S)의 반사율을 측정하며, 측정된 반사율 값을 제어 유닛의 광 조도 조절부(340)에 전달한다. 여기서 반사율 측정기(600)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이미지 획득 모듈(210a, 210b)의 전단에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 반사율 측정기(600)는 강판(S)에 광을 조사하는 반사율 측정용 광 조사부(미도시), 반사율 측정용 광 조사부(미도시)로부터 조사되어 강판(S) 표면에서 반사된 광을 수집하고 광 검출기(미도시) 및 광 검출기(미도시)에서 수집된 광량을 변환하여 광 반사율로 산출하는 반사율 산출부(미도시)를 포함한다. 물론 상기에서 설명한 반사율 측정기(600)에 한정되지 않고, 강판(S)의 반사율을 검출할 수 있는 다양한 수단을 이용할 수 있다.
광 제어 유닛(300)은 제 1 및 제 2 전원 공급부(700a, 700b)와 연결되어, 강판(S)의 이동 속도, 실제 폭, 반사율 데이타 각각을 이용하여, 광 조사 주기, 광폭 및 광의 조도를 조절한다. 이러한 광 제어 유닛(300)은 광 폭 조절부(310), 광 주파수 조절부(320), 광 주기 조절부(330) 및 광 조도 조절부(340)를 포함한다.
여기서, 광 폭 조절부(310)는 폭 검출기(400)로부터 검출된 강판(S)의 실제 폭 값을 전달받고, 이를 이용하여 조사될 광폭을 설정한다. 이후, 광 폭 조절부(310)에서는 설정된 광폭으로 광이 조사되도록 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 조절한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 강판(S)의 폭이 SW1일 때, 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9, 213b-1 내지 213b-2)으로부터 강판(S) 상부면 및 하부면 각각에 조사되는 광폭이 상기 SW1에 대응해야 한다. 즉, 광폭이 강판(S)의 폭에 비해 작거나, 상기 강판(S)의 폭보다 크지 않도록 해야 한다. 하기에서는 상기 강판(S)의 폭 SW1과 대응하는 광폭을 LW1이라 명명한다. 광 폭 조절부(310)에서는 폭 검출기(400)로부터 검출된 강판(S)의 폭(SW1) 값을 통해 광폭을 LW1으로 설정하고, 강판(S)에 조사된 실제 광폭이 LW1이 되도록 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 제어한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 이용하여 제 1 내지 제 9 스위치(730a-1 내지 730a-9, 730b-1 내지 730b-9)가 온(ON) 상태가 되도록 하여, 제 1 내지 제 9 광원(213a-1 내지 213a-9, 213b-1 내지 213b-2) 각각으로 전원을 공급함으로써, 상기 제 1 내지 제 9 광원(213a-1 내지 213a-9, 213b-1 내지 213b-2) 각각으로부터 광이 조사되도록 한다. 이에, 강판(S)의 상부면 및 하부면에 각각에 조사되는 광폭은 LW1이 된다. 다른 예로, 도 3에 도시된 바와 같이 강판(S)의 폭이 SW2일 때, 복수의 광원(213a-1 내지 213a-9, 213b-1 내지 213b-2)으로부터 강판(S) 상에 조사되는 광폭이 상기 SW2에 대응해야 한다. 여기서 강판(S)의 폭 SW2는 도 2에 도시된 SW1에 비해 작은 값이다. 하기에서는 상기 강판(S)의 폭 SW2와 대응하는 광폭을 LW2이라 명명한다. 광 폭 조절부(310)에서는 폭 검출기(400)로부터 검출된 강판의 폭(SW2) 값을 통해 광폭을 LW2으로 설정하고, 강판에 조사된 실제 광폭이 LW2이 되도록 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 제어한다. 이때, 강판(S)이 제 1 광 조사부(213a)의 중앙 영역 및 제 2 광 조사부(213b)의 중앙 영역에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 이에 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 이용하여 제 3 내지 제 7 스위치(730a-3 내지 730a-7, 730b-3 내지 730b-7)가 온(ON) 상태가 되도록 하여, 제 3 내지 제 7 광원(213a-3 내지 213a-7, 213b-3 내지 213b-7) 각각으로 전원을 공급함으로써, 상기 제 3 내지 제 7 광원(213a-3 내지 213a-7, 213b-3 내지 213b-7) 각각으로부터 광이 조사되도록 한다.
광 주파수 조절부(320)에서는 이동 속도 검출기(500)에서 검출된 강판(S)의 이동 속도 값을 전달받아, 이를 이용하여 광 조사 주파수를 설정한다. 이후, 광 주파수 조절부(320)는 설정된 광 주파수로 광이 조사되도록 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 제어한다. 즉, 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 통해 복수의 스위치(730a-1 내지 730a-9, 730b-1 내지 730b-9) 각각을 제어하여 온(ON)-오프(OFF) 동작을 교대로 반복하게 하고, 이때 온(ON)-오프(OFF) 회수를 조절함으로써, 설정된 광 주기가 되도록 할 수 있다.
광 주기 조절부(330)에서는 이동 속도 검출기(500)에서 검출된 강판(S)의 이동 속도 값을 전달받아, 이를 이용하여 광 조사 주기를 설정한다. 이후, 광 주기 조절부(330)는 설정된 광 주기로 광이 조사되도록 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 제어한다. 즉, 광 주기 조절부(330) 및 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 통해 복수의 스위치(730a-1 내지 730a-9, 730b-1 내지 730b-9) 각각의 온(ON) 시간 및 오프(OFF) 시간을 제어함으로써, 광 조사 주기를 조절한다. 예컨데, 이동 속도 검출기(500)에서 검출된 강판(S)의 이동 속도가 감소할 수록 광 제어 유닛(300)에서는 광 조사 주기가 짧아 지도록 한다.
광 조도 조절부(340)에서는 반사율 검출기(600)에서 검출된 강판(S)의 반사율 값을 전달받아, 이를 이용하여 광의 조도를 설정한다. 이후, 광 조도 조절부(340)에서는 설정된 조도로 광이 조사되도록 전원 공급기(720a, 720b)를 제어한다. 즉, 강판(S)의 반사율에 따라 상기 강판(S)의 검사를 용이하게 실시하기 위해 조사될 광의 조도를 설정하고, 전원 공급기(710a)로부터 복수의 광원에 공급되는 전력의 크기를 조절하여, 상기 설정된 조도로 광이 조사되도록 한다.
도 4는 실시예에 따른 검사 설비를 이용하여 강판의 표면을 검사하는 방법을 도시한 순서도이다. 하기에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 실시예에 따른 검사 설비를 이용하여 강판의 표면을 검사하는 방법을 설명한다.
먼저, 이동 속도 검출기(500), 폭 검출기(400) 및 반사율 검출기(600) 각각을 이용하여, 검사하고자 하는 검사 대상물(S) 예컨데 강판(S)의 이동 속도, 폭, 및 반사율을 검출한다(S110, S120, S130). 여기서, 강판(S)의 이동 속도, 폭, 및 반사율을 검출하는 법은 상기에서 전술한 방법과 동일하다. 이동 속도 검출기(500)에서 검출된 강판(S)의 이동 속도는 광 주파수 조절부(320) 및 광 주기 조절부(330)로 전달되고, 폭 검출기(400)에서 검출된 강판(S)의 폭 값은 광 폭 조절부(310)로 전달되며, 반사율 검출기(600)에서 검출된 강판(S)의 반사율은 광 조도 조절부(340)로 전달된다.
이후, 광 주파수 조절부(320), 광 주기 조절부(330), 광 폭 조절부(310) 및 광 조도 조절부(340) 각각은 제 1 및 제 2 전원 공급부(700a, 700b)를 제어하여, 강판(S)에 실제 조사되는 광 주파수, 광 주기, 광폭 및 광 조도를 조절한다(S210, S220, S230, S240).
하기에서는 광 주파수 조절부(320), 광 주기 조절부(330), 광 폭 조절부(310) 및 광 조도 조절부(340) 각각의 동작을 설명한다.
운전 모드가 자동(automatic)인 경우, 검사 설비의 광 폭 조절부(310)에서는 이동 속도 검출기(500)에서 검출된 강판(S)의 이동 속도 값을 전달받아, 광 주파수를 자동으로 설정한다. 이때, 이동 속도 검출기(500)에서 검출된 강판(S)의 이동 속도가 증가할 수록 광 주파수 조절부(320)에서 설정되는 주파수는 증가한다. 이후, 광 주파수 조절부(320)는 설정된 광 주파수로 광이 조사될 수 있도록 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 제어한다. 즉, 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 통해 복수의 스위치(7730a-1 내지 730a-9, 730b-1 내지 730b-9) 각각을 제어하여 온(ON)-오프(OFF) 동작을 교대로 반복하게 하고, 이때 온(ON)-오프(OFF) 회수를 조절함으로써, 설정된 광 주기가 되도록 할 수 있다. 바람직하게는 강판의 이동 속도가 증가할 수록 주파수가 증가하도록 조절한다.
광 주기 조절부(330)에서는 이동 속도 검출기(500)에서 검출된 강판(S)의 이동 속도 값을 전달받아, 광 조사 주기를 설정한다. 이때, 이동 속도 검출기(500)에서 검출된 강판(S)의 이동 속도가 증가할 수록 광 주기 조절부(330)에 설정되는 광 조사 주기는 짧아진다. 이후, 광 주기 조절부(330)는 설정된 광 주기로 광이 조사될 수 있도록 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 제어한다. 즉, 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 통해 복수의 스위치(730a-1 내지 730a-9, 730b-1 내지 730b-9) 각각을 제어하여 온(ON)-오프(OFF) 동작을 교대로 반복하게 하고, 이때 온(ON) 시간-오프(OFF) 시간을 조절함으써 설정된 광 주기가 되도록 할 수 있다. 바람직하게는 강판의 이동 속도가 증가할 수록 주기가 짧아지도록 조절한다.
상기에서는 운전 모드를 자동(automatic)으로 설정할 경우, 강판(S)의 이동 속도를 이용하여 광 주파수 및 광 주기를 자동을 설정하는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 운전 모드가 수동(manual)으로 설정되는 경우, 작업자가 가변저항(VR)을 이용하여 광 주파수 및 광 주기를 수동으로 설정할 수 있다.
광 폭 조절부(310)는 폭 검출기(400)로부터 검출된 강판(S)의 폭 값을 전달받고, 이를 이용하여 조사될 광폭을 설정한다. 이후, 폭 검출기(400)는 설정된 광폭으로 광이 조사되도록 전원 공급 조절기(720a)를 조절한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 강판의 폭이 SW1일 때, 광 폭 조절부(310)에서는 광폭을 LW1으로 설정한다. 여기서 광폭 LW1은 강판(S)의 상부면 전체 및 하부면 전체에 대해 광이 조사되면서, 상기 강판(S) 외측으로 광이 조사되는 것을 최소화한 값이다. 이후, 광 폭 조절부(310)는 강판(S)에 조사된 실제 광폭이 LW1이 되도록 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 제어한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 이용하여 제 1 내지 제 9 스위치(730a-1 내지 730a-9, 730b-1 내지 730b-9)가 온(ON) 상태가 되도록 하여, 제 1 내지 제 9 광원(213a-1 내지 213a-9, 213b-1 내지 213b-) 각각으로 전원을 공급한다.
다른 예로 도 3에 도시된 바와 같이 강판(S)의 폭이 SW2일 때, 광 폭 조절부(310)에서는 광폭을 LW2으로 설정한다. 여기서 도 3에 도시된 강판(S)의 폭 SW2는 도 2에 도시된 강판(S)의 폭 SW1에 비해 작은 값이며, 광폭 LW2은 광폭 LW1에 비해 작은 값이다. 이에, 광 폭 조절부(310)는 강판(S)에 조사된 실제 광폭이 LW1이 되도록 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 조절하는데, 이때 광폭이 LW2가 되도록 하기 위해서는 상기 도 2에 도시된 예에 비해 적은 개수의 광원을 발광시킨다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 전원 공급 조절기(720a, 720b)를 이용하여 제 3 내지 제 7 스위치(730a-3 내지 730a-7, 730b-3 내지 730b-7 )가 온(ON) 상태가 되도록 하여, 제 3 내지 제 7 광원(213a-7 내지 213a-9, 213b-7 내지 213b-9 ) 각각으로 전원을 공급한다.
광 조도 조절부(340)에서는 반사율 검출기(600)에서 검출된 강판(S)의 반사율 값을 전달받아, 이를 이용하여 광의 조도를 설정한다. 이후, 광 조도 조절부(340)는 설정된 조도로 광이 조사되도록 전원 공급기(710a)를 제어한다. 즉, 강판(S)의 반사율에 따라 상기 강판(S)의 검사를 용이하게 실시하기 위해 조사될 광의 조도를 설정하고, 설정된 조도로 광을 조사하기 위한 전력의 크기를 조절한다.
그리고 이동 중인 강판(S)이 제 1 이미지 획득 모듈(210a)과 제 2 이미지 획득 모듈(210b) 사이를 통과할 때, 제 1 및 제 2 광 조사부(213a, 213b)부터 상기 강판(S)을 향해 광을 조사한다(S300). 이때, 제 1 및 제 2 전원 공급부(700a, 700b)는 상기에서와 같이 설정된 광 주파수, 광 조사 주기, 광폭 및 광 조도가 되도록 제 1 및 제 2 광 조사부(212a, 212b)를 조절한다. 따라서, 강판(S)의 상부면 전체와 하부면 전체에 광이 조사되며, 상기 강판(S)의 외측으로는 조사되는 광은 최소화 된다. 이로 인해, 강판(S)의 상부면 및 하부면 전체에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 강판(S)의 외측으로 조사되는 광이 최소화되므로, 작업자가 광에 의한 눈부심으로 작업의 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이동 속도 검출기(500)를 통해 강판(S)의 이동 속도를 실시간으로 검출하고, 검출된 속도 데이타는 제 1 및 제 2 전원 공급부(700a, 700b)로 전달된다. 이때, 제 1 및 제 2 전원 공급부(700a, 700b)에서는 강판(S)의 이동 속도를 감시하여, 상기 강판(S)의 이동이 중지된 것으로 감지되면, 제 1 및 제 2 전원 공급부(700a, 700b)로부터의 전원 공급을 중지한다. 바람직하게는 강판(S)의 이동이 중지된것으로 감지된 시간으로부터 소정의 시간 예컨데, 5초의 시간 후에 전원 공급을 중지한다. 이와 같이 강판(S)의 이동 속도를 실시간으로 검출하고, 상기 강판(S)의 이동이 중지되면 전원 공급을 중지함에 따라, 전력 소모를 줄일 수 있다.
이와 같은 과정에 의해 제 1 및 제 2 촬상부(211b) 각각에 강판(S)의 상부면 및 하부면의 이미지가 획득되고(S400), 회득된 이미지는 표시부(800)에 디스플레이된다. 이후, 작업자가 디스플레이된 이미지를 분석하여 강판(S)의 결함 여부를 검사한다. 이에 한정되지 않고, 결함이 없는 기준 이미지와 촬상된 이미지를 자동으로 비교하는 방법으로, 강판(S)의 결함 여부를 검사할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예들에서는 강판(S)의 폭에 대응하도록 상기 검사 대상물(S)에 조사되는 광의 폭을 조절한다. 이에, 강판(S)의 전체면에 대한 검사를 실시할 수 있어, 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한, 강판(S)의 외측으로 광이 조사되는 것이 최소화 됨에 따라, 작업자의 눈이 피로하게 되는 것을 방지할 수 있으며, 종래에 비해 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 강판(S)의 이동 속도에 따라 상기 강판(S) 상에 조사되는 광의 주파수 및 주기를 조절한다. 따라서, 검사 대상물의 이동 속도가 변하더라도, 이동하는 강판(S)에 대한 분석이 용이한 이미지를 획득할 수 있다.
그리고 강판(S)의 반사율에 따라 상기 검사 대상물에 조사되는 광의 조도를 조절한다. 이에, 강판(S)에 의해 반사되는 광량이 과도하게 많아 작업자의 눈이 피로하게 되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 복수의 강판(S) 각각의 반사율이 다르더라도, 상기 각각의 검사 대상물에 대해 분석이 용이한 이미지를 획득할 수 있다.
상기에서는 강판(S)을 제조하는 압연 장치(미도시)의 일측에 검사 설비가 설치되는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 이동 중인 다양한 검사 대상물의 검사를 실시하는 다양한 장치에 적용될 수 있다.
210a, 210b: 광 조사부 300: 광 제어 유닛
400: 폭 검출기 500: 이동 속도 검출기
600: 반사율 검출기

Claims (12)

  1. 검사 대상물의 표면 결함 검사를 실시하는 검사 설비로서,
    상기 검사 대상물의 폭을 검출하는 폭 검출기;
    상기 검사 대상물의 폭 방향과 평행하도록 일 방향으로 나열 배치되어, 상기 검사 대상물에 광을 조사하는 복수의 광원을 구비하는 이미지 획득 모듈;
    상기 폭 검출기 및 복수의 광원과 연결되어, 상기 검사 대상물에 조사되는 광폭을 조절하는 광 제어 유닛을 포함하고,
    상기 광 제어 유닛은 상기 폭 검출기 및 상기 복수의 광원과 연결되어, 상기 폭 검출기로부터 검출된 상기 검사 대상물의 실제 폭 값에 따라 상기 복수의 광원 각각의 광원 방출 여부를 제어하여, 상기 검사 대상물에 조사되는 광폭이 상기 검사 대상물의 폭에 대응하도록 조절하는 광 폭 조절부를 포함하는 검사 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 획득 모듈이 복수개로 마련되고, 상기 복수의 이미지 획득 모듈이 상기 검사 대상물을 기준으로 대칭되도록 설치되는 검사 설비.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사 대상물의 이동 속도를 검출하는 이동 속도 검출기를 포함하고,
    상기 광 제어 유닛은 상기 이동 속도 검출기와 연동되어, 검출된 상기 검사 대상물의 이동 속도에 따라 복수의 광원으로부터 방출되는 광의 주파수 및 주기를 조절하는 검사 설비.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사 대상물의 반사율을 검출하는 반사율 검출기를 포함하고,
    상기 광 제어 유닛은 상기 반사율 검출기와 연결되어, 검출된 상기 검사 대상물의 반사율에 따라 복수의 광원으로부터 방출되는 광의 조도를 조절하는 검사 설비.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 제어 유닛은 복수의 광원 각각으로부터 방출되는 광의 주파수를 조절하는 광 주파수 조절부, 광 조사 주기를 조절하는 광 주기 조절부, 광의 조도를 조절하는 광 조도 조절부를 포함하는 검사 설비.
  6. 검사 대상물의 폭을 검출하는 과정;
    상기 검사 대상물의 폭 방향과 평행하도록 나열 배치된 복수의 광원 각각의 동작 여부를 제어함으로써, 상기 검사 대상물에 조사되는 광폭이 상기 검사 대상물의 폭에 대응하도록 조절하여, 상기 검사 대상물에 광을 조사하는 과정;
    상기 검사 대상물의 영상을 획득하여, 분석하는 과정을 포함하고,
    상기 검사 대상물에 광을 조사하는 과정에 있어서,
    상기 검출된 검사 대상물의 실제 폭 값에 따라 상기 복수의 광원 각각의 광원 방출 여부를 제어하여, 상기 검사 대상물에 조사되는 광폭이 상기 검사 대상물의 폭에 대응하도록 조절하는 검사 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 검사 대상물의 이동 속도를 검출하는 과정을 포함하고,
    상기 검사 대상물의 이동 속도에 따라 상기 검사 대상물의 조사되는 광의 주파수 및 주기를 조절하는 검사 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 검사 대상물의 이동 속도가 증가할 수록 주파수를 증가시키고, 주기를 짧게 조절하는 검사 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 검사 대상물의 반사율을 검출하는 반사율 검출 과정을 포함하고,
    상기 검사 대상물의 반사율에 따라 상기 검사 대상물에 조사되는 광의 조도를 조절하는 검사 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 검사 대상물의 반사율이 높을 수록, 상기 검사 대상물에 조사되는 광의 조도를 증가시키는 검사 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 검사 대상물의 이동 속도를 연속적으로 검출하여,
    상기 검사 대상물의 이동이 중지된것으로 감지되면, 광 조사를 중지하는 검사 방법.
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