KR101367084B1 - 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치 - Google Patents

비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 대상물을 공급하도록 형성되는 공급 유닛; 상기 공급 유닛으로부터 공급된 대상물을 굴리면서 이송시킬 수 있게 형성되는 한 쌍의 이송 스크류를 구비하는 이송 유닛; 상기 대상물이 상기 이송 유닛에 의해 검사 영역 내에 도달하면 상기 대상물의 이미지를 획득하는 카메라 유닛; 및 상기 대상물과 접촉할 수 있도록 상기 이송 유닛에 형성되어, 상기 대상물에 전류를 직접 인가하고 상기 인가된 전류에 의해 상기 대상물로부터 출력되는 출력 신호를 검출하여 상기 대상물의 내부에 존재하는 결함을 판단할 수 있게 형성되는 신호 검사 유닛을 포함하는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치를 제공한다.

Description

비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치{APPARATUS FOR INSPECTING DEFECT OF OBJECT USING VISION}
본 발명은 비전 시스템을 이용하여 대상물의 결함을 검사하기 위한 대상물 결함 검사 장치에 관한 것이다.
기계 장치 산업의 발전 및 수요 증대에 힘입어 핀과 같은 소형 샤프트 부품도 완제품의 고품질화 트렌드를 뒷받침하기 위해 미세화·정밀화되고 있다. 이러한 제품의 고품질화에는 부품의 품질 신뢰도 향상도 수반하게 된다. 그에 따라, 부품의 검사는 품질관리의 중요한 부분으로 정착되고 있다.
이러한 부품의 품질 관리를 위해, 최근에는 비전을 이용한 검사 장치가 주로 사용되고 있다. 일반적으로 비전을 이용한 검사 장치는 검사할 대상물을 이송시키기 위한 회전판과, 이 회전판을 회전 구동시키기 위한 회전 모터를 포함하고 있다.
여기서, 회전판은 대상물을 원주 방향을 따라 회전 이송시킬 수 있도록 주로 원판의 형태로 구성된다. 이에 따라, 비전을 이용한 검사 장치는 전체 사이즈가 커지게 되어 공간 효율성이 떨어지게 된다. 또한, 이러한 검사 장치는 대상물의 어느 하나의 면에 대해서만 검사가 가능하고 다른 면에 대해서는 검사가 어려워 검사 결과의 신뢰도가 높지 않다.
본 발명의 목적은, 대상물의 복수의 면에 대한 검사를 가능하게 하여 검사 신뢰도가 우수할 뿐만 아니라 공간 효율성이 우수한, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치는, 대상물을 공급하도록 형성되는 공급 유닛; 상기 공급 유닛으로부터 공급된 대상물을 굴리면서 이송시킬 수 있게 형성되는 한 쌍의 이송 스크류를 구비하는 이송 유닛; 상기 대상물이 상기 이송 유닛에 의해 검사 영역 내에 도달하면 상기 대상물의 이미지를 획득하는 카메라 유닛; 및 상기 대상물과 접촉할 수 있도록 상기 이송 유닛에 형성되어, 상기 대상물에 전류를 직접 인가하고 상기 인가된 전류에 의해 상기 대상물로부터 출력되는 출력 신호를 검출하여 상기 대상물의 내부에 존재하는 결함을 판단할 수 있게 형성되는 신호 검사 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 이송 스크류는, 상기 대상물의 이송 방향을 따라 상호 평행하게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 이송 스크류는, 몸체; 및 상기 대상물이 얹혀져 이송될 수 있도록 상기 몸체에 나선형으로 형성되는 오목부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 이송 스크류의 상기 오목부는, 상호 동일한 나선 방향을 갖도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 오목부는, 다줄 나사의 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 이송 유닛은, 상기 이송 스크류의 길이 방향을 따라 설치되어 상기 대상물의 탈락을 방지하는 가드레일을 더 포함할 수 있다.
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여기서, 상기 이송 유닛은, 상기 오목부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 오목부와 전기적으로 접속되는 요철부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 카메라 유닛은, 상기 검사 영역 내에서 상기 대상물의 외주면의 전영역을 촬영하도록 형성되는 에어리어 카메라를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치에 의하면, 대상물의 복수의 면에 대한 검사가 가능하므로 신뢰도가 높은 검사 결과를 획득할 수 있다. 이에 더해, 원형의 이송판을 가진 비전 검사 장치보다 구조가 간단할 뿐만 아니라 사이즈가 작아 공간 효율성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 평면도이다.
도 2는 도 1의 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 개념적인 사시도이다.
도 3은 도 1의 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 이송 유닛(120) 및 카메라 유닛(140)의 개념적인 단면도이다.
도 4는 도 1의 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 신호 검사 유닛(160)에 의해 검출되는 출력 신호의 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100')의 이송 유닛(120')의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100'')의 이송 유닛(120'')의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대상물 결함 검사 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 평면도이다. 본 도면을 참조하면, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)는, 공급 유닛(110), 이송 유닛(120), 대상물 감지 유닛(130), 카메라 유닛(140), 및 배출 유닛(150)을 포함할 수 있다.
공급 유닛(110)은 대상물(P)을 공급하는 요소이다. 공급 유닛(110)은 공급 부재(111), 및 정렬 부재(113)를 포함할 수 있다. 공급 부재(111)는 호퍼(hopper)의 형태로 이루어질 수 있으며, 대상물(P)을 시간당 일정 양만큼 정렬 부재(113)로 공급하도록 형성될 수 있다.
정렬 부재(113)는 서로 모여져 있는 대상물(P)을 겹치지 않게 낱개 단위로 분리하고 일정한 자세로 정렬시킨다. 구성적인 측면에 있어서, 정렬 부재(113)는 볼(bowl) 피더(115), 및 직선 피더(117)를 포함할 수 있다.
볼 피더(115)는 대상물(P)이 모여져 있는 상태에서 진동에 의하여 상호 분리되면서 특정 방향을 따라 안내되도록 구성된다. 볼 피더(115)는 대상물(P)을 이송하는 중에 대상물(P)이 특정 자세를 갖도록 유도하거나 특정된 자세를 갖지 않는 대상물(P)을 탈락시킨다. 종류에 있어서 볼 피더(115)는 계단형, 원추형, 원통형, 접시형, 단종형 등 알려져 있는 다양한 타입으로 형성될 수 있다.
볼 피더(115)에 의해 일정 자세로 공급된 대상물(P)은 직선 피더(117)에 의해 이송 유닛(120)에 일렬로 공급된다. 직선 피더(117)는 대상물(P)을 먼저 진행된 대상물(P)에 밀착시킬 수 있다. 공급 속도를 증대시키고 상호 간의 간격을 일정하게 유지하기 위해 직선 피더(117)에는 공기압 노즐과 같은 푸셔(pusher)가 구비될 수 있다. 직선 피더(117)의 끝단에는 한꺼번에 대상물(P)이 복수 개가 공급되는 것(잼)을 방지하기 위한 기계적 또는 전자적 장치를 포함할 수 있다. 그러한 잼 방지 장치는 스프링에 의해 젖혀질 수 있는 암(arm) 또는 게이트(gate)나 롤러(roller) 등이 채택될 수 있다.
이송 유닛(120)은 직선 피더(117)로부터 공급된 대상물(P)을 이송하는 요소이다. 대상물(P)은 이송 유닛(120)에 의해 이송 방향(T)을 따라 이송될 수 있다. 이송 유닛(120)의 구체적인 구성에 대해서는 도 2 내지 도 6을 참조하여 후술한다.
다시 도 1을 참조하면, 대상물 감지 유닛(130)은 이송 유닛(120)으로 공급된 대상물(P)의 위치 또는 존재 여부를 확인하는 요소이다. 대상물 감지 유닛(130)은 대상물(P)이 대상물 감지 유닛(130)을 지나치는지를 감지하여 위치 및 대상물(P) 간의 간격에 관한 정보를 테이터 처리부에 전송한다. 대상물(P)의 감지를 위하여 광센서, 근접센서 등이 사용될 수 있다. 이외에도 대상물 감지 유닛(130)은 엔코더 형태로 구현될 수 있다.
카메라 유닛(140)은 대상물(P)을 촬영하는 요소이다. 카메라 유닛(140)은 이송 중인 대상물(P)을 촬영하여 대상물(P)의 표면에 대한 정보를 획득할 수 있다. 카메라 유닛(140)의 구체적인 구성 및 작동 방식에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술한다.
다시 도 1을 참조하면, 배출 유닛(150)은 검사가 완료된 대상물(P)을 분류하여 배출시키는 요소이다. 배출 유닛(150)은 적어도 하나의 양품 배출부(151), 및 불량품 배출부(153)를 포함할 수 있다. 정확한 배출을 위하여 배출 유닛(150)은 공압으로 대상물(P)을 이동시키는 공압 노즐(155)을 포함할 수 있다.
이외에도 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)는 각 전자 부품들을 제어하거나 감지 또는 측정된 결과를 받는 데이터 처리부와, 검사 상태를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 데이터 처리부는 양품과 불량품을 구별하기 위한 알고리즘이 포함된 소프트웨어를 내장하고, 또한 사용자의 조작 또는 알림을 용이하게 하기 위한 시각적 사용자 인터페이스(graphic user interface: GUI)를 갖출 수 있다.
도 2는 도 1의 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 개념적인 사시도이다. 본 도면(및 도 1)을 참조하면, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)는, 공급 유닛(110), 이송 유닛(120), 대상물 감지 유닛(130), 카메라 유닛(140), 배출 유닛(150), 신호 검사 유닛(160), 및 양부 판단 유닛(170)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 전술한 공급 유닛(110), 대상물 감지 유닛(130), 및 배출 유닛(150) 이외에, 이송 유닛(120), 카메라 유닛(140), 신호 검사 유닛(160), 및 양부 판단 유닛(170)에 대하여 구체적으로 설명한다.
이송 유닛(120)은 이송 스크류(121), 및 구동 제어부(127)를 포함할 수 있다.
이송 스크류(121)는 대상물(P)을 이송하는 요소이다. 이송 스크류(121)는 제1 이송 스크류(121a), 및 제2 이송 스크류(121b)를 포함하는 한 쌍으로 구성될 수 있다. 제1 이송 스크류(121a) 및 제2 이송 스크류(121b)는 대상물(P)의 이송 방향(T)을 따라 상호 평행하게 배치될 수 있고, 그 중심 사이의 거리가 대상물(P)의 길이보다 짧게 이격되도록 배치될 수 있다. 이송 스크류(121)는 몸체(123), 및 오목부(125)를 포함할 수 있다.
몸체(123)는 원기둥의 형태로 형성될 수 있다. 몸체(123)는 제1 이송 스크류(121a)의 제1 몸체(123a), 및 제2 이송 스크류(121b)의 제2 몸체(123b)를 포함할 수 있다.
오목부(125)는 대상물(P)이 얹혀지는 부위이다. 오목부(125)는 몸체(123)에 나선형으로 형성될 수 있다. 오목부(125)도 제1 몸체(123a)에 형성되는 제1 오목부(125a), 및 제2 몸체(123b)에 형성되는 제2 오목부(125b)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 오목부(125a) 및 제2 오목부(125b)는 상호 반대 방향의 나선 방향을 갖도록 형성될 수 있다.
구동 제어부(127)는 이송 스크류(121)의 회전수 및 회전 방향을 조절하는 요소이다. 구동 제어부(127)는 이송 스크류(121)의 회전수를 조절하여 대상물(P)의 이송 속도를 제어할 수 있다. 본 실시예에서, 구동 제어부(127)는 제1 이송 스크류(121a) 및 제2 이송 스크류(121b)가 동일한 회전수를 갖도록 제어할 수 있다. 또한, 구동 제어부(127)는 제1 이송 스크류(121a) 및 제2 이송 스크류(121b)의 회전 방향을 상호 반대 방향, 구체적으로 대상물(P)이 제1 이송 스크류(121a) 및 제2 이송 스크류(121b)의 사이로 모여지는 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 여기서, 제1 이송 스크류(121a)는 제1 방향(R1)으로 회전하고, 제2 이송 스크류(121b)는 제1 방향(R1)의 반대 방향인 제2 방향(R2)으로 회전하도록 제어될 수 있다.
카메라 유닛(140)은 대상물(P)의 이미지를 획득하는 요소이다. 카메라 유닛(140)은 이송 스크류(121)의 상측에 배치되어, 대상물(P)이 검사 영역(Z) 내에서 구를 때에 대상물(P)을 복수회 촬영할 수 있다.
신호 검사 유닛(160)은 전기를 이용하여 대상물(P)로부터 출력 신호를 검출하는 요소이다. 신호 검사 유닛(160)은, 전도 영역부(161), 입력부(163), 및 검출부(165)를 포함할 수 있다.
전도 영역부(161)는 대상물(P)과 전기적으로 접속되는 요소이다. 전도 영역부(161)는 제1 이송 스크류(121a)에 형성되는 제1 전도 영역부(161a), 및 제2 이송 스크류(121b)에 형성되는 제2 전도 영역부(161b)를 포함할 수 있다. 전도 영역부(161)는 이송 스크류(121)에서 검사 영역(Z)에 대응하는 구간에 형성될 수 있다. 구체적으로, 전도 영역부(161)는 이송 스크류(121)의 오목부(125)에 코팅되는 방식으로 형성될 수 있다.
입력부(163)는 전도 영역부(161)에 전류를 인가하는 요소이다. 이를 위해, 입력부(163)는 제1 전도 영역부(161a) 및 제2 전도 영역부(161b) 중 적어도 어느 하나와 전기적으로 접속될 수 있다.
검출부(165)는 대상물(P)에 인가된 전류에 의해 대상물(P)로부터 출력되는 출력 신호를 검출하는 요소이다. 이를 위해, 검출부(165)는 제1 전도 영역부(161a) 및 제2 전도 영역부(161b) 중 적어도 어느 하나와 전기적으로 접속될 수 있다.
양부 판단 유닛(170)은 대상물(P)의 양부를 판단하는 요소이다. 양부 판단 유닛(170)은 카메라 유닛(140)로부터 대상물(P)의 이미지를 입력 받고, 신호 검사 유닛(160)으로부터 대상물(P)에 관한 출력 신호를 입력 받을 수 있다. 양부 판단 유닛(170)은 입력 받은 이미지 및 출력 신호 중 적어도 어느 하나에 근거하여 대상물(P)의 양부를 판단할 수 있다.
이하에서는, 상술한 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 작동 방식에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 실시예에서, 대상물(P)은 핀(pin)과 같이 일정한 지름(d)을 갖는 소형 샤프트일 수 있다. 이러한 대상물(P)은 공급 유닛(110)으로부터 이송 유닛(120)에 정렬되어 공급될 수 있다. 이송 유닛(120)에 공급된 대상물(P)은 제1 오목부(125a) 및 제2 오목부(125b)에 얹혀질 수 있다. 여기서, 오목부(125)는 나선형으로 형성되므로, 대상물(P)은 이송 스크류(121)의 회전에 의해 이송 방향(T)을 따라 구르면서 이동할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 구체적으로 후술한다.
다시 도 2를 참조하면, 이송 중인 대상물(P)은 대상물 감지 유닛(130)에 의해 그 위치가 감지될 수 있다. 이에 의해, 카메라 유닛(140)은 대상물(P) 촬영 대기 상태에 놓일 수 있다. 이에 따라, 대상물(P)이 이송되어 검사 영역(Z)에 도달하면, 카메라 유닛(140)은 대상물(P)의 외주면의 전영역을 촬영할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.
한편, 대상물(P)은 검사 영역(Z) 내에서 이송 스크류(121)에 형성된 전도 영역부(161)와 접촉될 수 있다. 여기서, 전도 영역부(161)는 상술한 것과 같이 입력부(163) 및 검출부(165)와 전기적으로 접속될 수 있다. 예컨대, 제1 전도 영역부(161a)는 입력부(163)와 접속될 수 있고, 제2 전도 영역부(161b)는 검출부(165)와 접속될 수 있다.
여기서, 제1 이송 스크류(121a)와 제2 이송 스크류(121b)는 상호 이격되어 배치될 수 있으므로, 대상물(P)이 검사 영역(Z)에 도달하면 도체인 대상물(P)에 의해 제1 전도 영역부(161a)와 제2 전도 영역부(161b)는 상호 전기적으로 접속될 수 있다. 이에 따라, 입력부(163)는 제1 전도 영역부(161a)에 전류를 공급하여 대상물(P)에 이 입력 전류를 인가할 수 있고, 검출부(165)는 인가된 전류에 의해 대상물(P)로부터 출력되는 출력 신호를 제2 전도 영역부(161b)를 통해 검출할 수 있다. 검출되는 출력 신호에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
다시 도 2를 참조하면, 양부 판단 유닛(170)은 카메라 유닛(140) 및 신호 검사 유닛(160)으로부터 각각 대상물(P)의 이미지 및 출력 신호를 입력 받아 이를 근거로 하여 대상물(P)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 대상물(P)의 이미지에서 결함 또는 이물질이 발견되거나, 출력 신호로부터 정상 범위(N)를 넘어서는 이상 신호가 발견되는 경우, 양부 판단 유닛(170)은 해당 대상물(P)을 불량품으로 판정할 수 있다. 양부 판단 유닛(170)의 작동 방식에 대해서는 도 7을 참조하여 후술한다.
본 실시예에서, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)는 와전류 검사 유닛을 더 포함할 수도 있다. 와전류 검사 유닛은 대상물(P)의 이송 방향(T)을 따라 배치되는 와이어형 와전류 검사기, 이송 스크류(121)의 일 영역에 대상물(P)이 통과할 수 있게 배치되는 터널형 와전류 검사기, 또는 기타의 와전류 센서 등으로 구성될 수 있다.
도 3은 도 1의 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 이송 유닛(120) 및 카메라 유닛(140)의 개념적인 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 이송 스크류(121)의 오목부(125)는 대상물(P)의 지름(d)보다 긴 피치(pc)를 갖도록 형성될 수 있다. 이에 의해, 대상물(P)은 선순위 또는 후순위 대상물(P)과 간섭되지 않고 일정한 자세를 취한 채로 이송될 수 있다. 또한, 오목부(125)는 대상물(P)의 외주면의 곡률보다 작은 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 의해, 대상물(P)은 몸체(123)의 외주면과 간섭되지 않고, 오목부(125)에 수용되어 일정한 속도로 구르면서 이송될 수 있다.
카메라 유닛(140)은 에어리어 카메라(area camera)으로 구성될 수 있다. 에어리어 카메라는 시야각이 넓어 검사 영역(Z) 내에서 대상물(P)을 연속적으로 촬영할 수 있다.
이하에서는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 작동 방식에 대해 구체적으로 설명한다. 대상물(P)은 이송 스크류(121)의 오목부(125)에 안착되어 검사 영역(Z) 중 제1 위치(S1)에 위치할 수 있다. 여기서, 에어리어 카메라로 구성된 카메라 유닛(140)은 대상물(P)의 외주면 중 일 영역을 촬영할 수 있다.
이후에, 이송 스크류(121)가 구동 제어부(127)에 의해 회전되면, 대상물(P)은 나선형의 오목부(125)를 따라 제2 위치(S2)로 이송될 수 있다. 여기서, 대상물(P)은 오목부(125)와 점접촉할 수 있으므로, 대상물(P)은 오목부(125)와의 마찰에 의해 구름 방향(R)을 따라 구르면서 이송될 수 있다. 이와 함께, 카메라 유닛(140)은 대상물(P)의 외주면 중 타 영역을 촬영할 수 있다. 이와 같이 대상물(P)이 검사 영역(Z) 내에서 일회전 이상 구르는 동안, 카메라 유닛(140)은 대상물(P)을 복수회 촬영함으로써 대상물(P)의 외주면 전체에 관한 이미지를 획득할 수 있다.
도 4는 도 1의 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100)의 신호 검사 유닛(160)에 의해 검출되는 출력 신호의 그래프이다. 구체적으로, 도 4(a)는 양품 대상물(P)에 대한 출력 신호의 그래프이고, 도 4(b)는 불량품 대상물(P)에 대한 출력 신호의 그래프이다.
도 4(a)(및 도 2)를 참조하면, 출력 신호는 제1 구간(I1) 내지 제5 구간(I5)으로 구분될 수 있다. 여기서, 전도 영역부(161)는 상술한 것과 같이 검사 영역(Z)과 동일한 영역에 형성될 수 있다.
제1 구간(I1)은 대상물(P)이 검사 영역(Z)에 도달하기 전의 출력 신호를 나타내는 구간이다. 상술한 것과 같이, 제1 전도 영역부(161a)와 제2 전도 영역부(161b)는 상호 이격 배치된 한 쌍의 이송 스크류(121)에 의해 상호 분리되어 있으므로, 제1 구간(I1)에서 출력 신호는 검출되지 않을 수 있다.
제2 구간(I2)은 대상물(P)이 검사 영역(Z)에 진입하는 구간이다. 대상물(P)은 검사 영역(Z)에 진입함에 따라 전도 영역부(161)와 접하는 외주면 영역이 증가하게 되므로, 출력 신호도 이와 함께 증가하는 양상을 보일 수 있다.
제3 구간(I3)은 대상물(P)이 검사 영역(Z) 내에 완전히 들어선 구간이다. 이 구간에서 대상물(P)은 그 외주면 전체가 전도 영역부(161)와 접촉하게 되므로, 출력 신호도 일정한 양상을 보일 수 있다.
제4 구간(I4)은 대상물(P)이 검사 영역(Z)으로부터 빠져 나가는 구간이다. 대상물(P)은 검사 영역(Z)으로부터 빠져 나감에 따라 전도 영역부(161)와 접촉하게 되는 외주면 영역도 감소하게 되므로, 출력 신호도 이와 함께 감소하는 양상을 보일 수 있다.
제5 구간(I5)은 대상물(P)이 검사 영역(Z)에서 완전히 빠져나간 구간이다. 이 구간에서 제1 전도 영역부(161a)와 제2 전도 영역부(161b)는 상호 분리되므로, 출력 신호도 검출되지 않을 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 출력 신호는 제3 구간(I3)에서 이상 파형을 보일 수 있다. 이러한 이상 파형은 본 도면에 도시된 것과 같이 신호 튐 현상을 보이는 형태로 나타날 수 있다.
이러한 이상 파형을 이용한 대상물(P)의 양부 판단은 출력 신호의 정상 범위(N)를 설정함으로써 이루어질 수 있다. 출력 신호의 정상 범위(N)는 복수의 대상물(P)에 대한 반복 테스트를 통해 얻어지는 통계치를 이용하여 획득될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100')의 이송 유닛(120')의 평면도이다. 이하에서는, 본 실시예에 따른 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100')에 대하여 전술한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
본 도면을 참조하면, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100')의 이송 유닛(120')은 이송 스크류(121'), 구동 제어부(127), 및 가드레일(128)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 이송 스크류(121a') 및 제2 이송 스크류(121b')는 각각 상호 동일한 나선 방향을 갖도록 형성되는 오목부(125')를 포함할 수 있다. 이 오목부(125')는 다줄 나사의 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 오목부(125')는 3줄 나사의 형태로 구성될 수 있다.
구동 제어부(127)는 제1 이송 스크류(121a') 및 제2 이송 스크류(121b')가 동일한 방향으로 회전되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 제2 방향(R2)은 제1 방향(R1)과 동일한 방향일 수 있다.
가드레일(128)은 대상물(P)의 탈락을 방지하는 요소이다. 가드레일(128)은 이송 스크류(121')의 길이 방향을 따라 설치될 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100')의 작동 방식에 대하여 전술한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다. 본 실시예에서, 제1 오목부(125a') 및 제2 오목부(125b')는 동일한 나선 방향을 따라 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 오목부(125a') 및 제2 오목부(125b')에 얹혀진 대상물(P)은 이송 방향(T)과 사선 방향을 따라 비스듬히 배치되어 이송될 수 있다.
오목부(125')는 상술한 것과 같이 3줄 나사의 형태를 가질 수 있으므로, 오목부(125')는 이송 스크류(121')가 일 회전할 때마다 3피치(pc) 만큼 이동할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 대상물(P)이 보다 신속하게 이송될 수 있어 검사 속도가 향상될 수 있다.
제1 이송 스크류(121a') 및 제2 이송 스크류(121b')는 상호 동일한 방향인 제1 방향(R1)을 따라 회전되므로, 대상물(P)은 제2 이송 스크류(121b')의 측방으로 몰릴 수 있다. 여기서, 제2 이송 스크류(121b')의 측방에는 가드레일(128)이 배치될 수 있어 대상물(P)의 탈락을 방지할 수 있다.
본 실시예에서, 검출부는 가드레일(128)과 전기적으로 접속될 수도 있다. 구체적으로, 대상물(P)은 그 일 단부가 가드레일(128)과 접촉하면서 이송될 수 있으므로, 제1 전도 영역부(161a)를 통해 대상물(P)에 인가된 전류는 가드레일(128)을 통해 출력되어 대상물(P)의 결함 유무를 판단하는데 사용될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100'')의 이송 유닛(120'')의 단면도이다.
본 실시예에서, 이송 유닛(120'')은 요철부(129)를 더 포함할 수 있다. 요철부(129)는 오목부(125)에 착탈 가능하게 설치되고, 오목부(125)와 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 요철부(129)가 오목부(125)의 곡률을 조절할 수 있으므로, 지름(d)이 큰 대상물(P)도 몸체(123)의 외주면과 간섭 없이 오목부(125)에 안착시킬 수 있다. 이에 따라, 대상물(P)이 검사 영역(Z) 내에서 원활하게 구르도록 할 수 있다. 또한, 요철부(129)는 오목부(125)와 전기적으로 접속될 수 있으므로, 대상물(P)에 전류를 인가하거나 대상물(P)로부터 출력 신호를 입력받을 수 있다. 이하에서는, 전술한 출력 신호를 이용하여 대상물(P)을 검사하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대상물 결함 검사 방법의 순서도이다. 본 도면(및 도 2)을 참조하면, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치(100,100',100'')를 이용하여 대상물의 결함을 검사하는 방법은, 이송 유닛(120)을 가동하여 대상물(P)을 검사 영역(Z) 내로 이송하는 것으로 시작된다(S1). 대상물(P)이 검사 영역(Z) 내에 도달하면, 카메라 유닛(140)은 대상물(P)의 이미지를 획득할 수 있다(S3). 여기서, 대상물(P)은 구르면서 이송될 수 있으므로, 카메라 유닛(140)은 대상물(P)의 전둘레 영역에 대한 이미지를 획득할 수 있다.
카메라 유닛(140)이 이미지를 획득할 때, 신호 검사 유닛(160)은 대상물(P)에 전류를 인가하고 이 인가된 전류에 의해 대상물(P)로부터 출력되는 출력 신호를 검출할 수 있다(S5). 이러한 출력 신호 및 상술한 이미지는 양부 판단 유닛(170)에 입력될 수 있다(S7).
양부 판단 유닛(170)은 대상물(P)의 이미지 및 출력 신호 중 적어도 어느 하나에 근거하여 대상물(P)의 양부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 양부 판단 유닛(170)은 출력 신호가 정상으로 판단되면(S9), 대상물(P)을 양품으로 판정할 수 있다(S11).
이와 달리, 출력 신호가 불량으로 판단되면, 양부 판단 유닛(170)은 대상물(P)의 이미지가 정상인지 별도로 판단할 수 있다(S13). 판단 결과, 이미지가 정상이면, 양부 판단 유닛(170)은 해당 대상물(P)을 내부 결함이 존재하는 것으로 판정할 수 있다(S15). 또한, 이미지가 불량이면, 양부 판단 유닛(170)은 해당 대상물(P)을 표면 결함이 존재하는 것으로 판정할 수 있다(S17). 여기서, 내부 결함 또는 표면 결함이 있는 것으로 판정된 대상물(P)은 불량품으로 판정될 수 있다(S19).
이후, 양품으로 판정된 대상물(P)은 양품 배출부(151)로 수집되고(S21), 불량품으로 판정된 대상물(P)은 불량품 배출부(153)로 각각 수집될 수 있다(S23).
상기와 같은 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100,100',100'': 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치
110: 공급 유닛 120: 이송 유닛
130: 대상물 감지 유닛 140: 카메라 유닛
150: 배출 유닛 160: 신호 검사 유닛
170: 양부 판단 유닛

Claims (9)

  1. 대상물을 공급하도록 형성되는 공급 유닛;
    상기 공급 유닛으로부터 공급된 대상물을 굴리면서 이송시킬 수 있게 형성되는 한 쌍의 이송 스크류를 구비하는 이송 유닛;
    상기 대상물이 상기 이송 유닛에 의해 검사 영역 내에 도달하면 상기 대상물의 이미지를 획득하는 카메라 유닛; 및
    상기 대상물과 접촉할 수 있도록 상기 이송 유닛에 형성되어, 상기 대상물에 전류를 직접 인가하고 상기 인가된 전류에 의해 상기 대상물로부터 출력되는 출력 신호를 검출하여 상기 대상물의 내부에 존재하는 결함을 판단할 수 있게 형성되는 신호 검사 유닛을 포함하는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 이송 스크류는,
    상기 대상물의 이송 방향을 따라 상호 평행하게 배치되는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송 스크류는,
    몸체; 및
    상기 대상물이 얹혀져 이송될 수 있도록 상기 몸체에 나선형으로 형성되는 오목부를 포함하는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 한 쌍의 이송 스크류의 상기 오목부는,
    상호 동일한 나선 방향을 갖도록 형성되는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오목부는,
    다줄 나사의 형태로 형성되는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 이송 스크류의 길이 방향을 따라 설치되어 상기 대상물의 탈락을 방지하는 가드레일을 더 포함하는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치.

  7. 삭제
  8. 제3항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 오목부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 오목부와 전기적으로 접속되는 요철부를 더 포함하는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 유닛은,
    상기 검사 영역 내에서 상기 대상물의 외주면의 전영역을 촬영하도록 형성되는 에어리어 카메라를 포함하는, 비전을 이용한 대상물 결함 검사 장치.
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