KR101390753B1 - 강구를 회전 및 직선 운동시키면서 강구의 결함을 검사하는 강구 검사장치 - Google Patents

강구를 회전 및 직선 운동시키면서 강구의 결함을 검사하는 강구 검사장치 Download PDF

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Abstract

강구 검사장치가 개시된다. 검사대상의 강구를 공급하는 강구 공급부(20); 강구를 촬영하여 강구의 결함 여부를 판단하는 강구 검사부(40); 상기 검사부의 검사 결과에 따라 강구를 분류하는 강구 분류부(50); 및 상기 강구 공급부로부터 공급받은 강구를 수용하여 상기 강구 검사부 및 강구 분류부로 차례로 이송하는 강구 이송부(30);를 포함하고, 상기 강구 검사부(40)는, 상기 강구 이송부에 수용된 하나 이상의 강구의 표면을 촬영하는 하나 이상의 카메라(410); 상기 수용된 하나 이상의 강구를 지지하는 회전 원판(440); 상기 회전 원판을 회전시키는 제1 구동모터(420); 및 상기 회전 원판을 직선방향으로 왕복운동 시키는 제2 구동모터(430);를 포함하고, 상기 수용된 하나 이상의 강구가 상기 카메라(410)에 의해 촬영되는 동안, 제1 및 제2 구동모터의 구동에 의해 상기 회전 원판(440)이 회전운동과 직선 왕복운동을 동시에 함에 따라, 상기 하나 이상의 강구의 각각이 직선운동과 회전운동을 동시에 함으로써 각각의 상기 강구의 표면 전체가 상기 카메라에 의해 촬영되는 것을 특징으로 한다.

Description

강구를 회전 및 직선 운동시키면서 강구의 결함을 검사하는 강구 검사장치 {Steel ball Inspection Apparatus with rotational and translational motion}
본 발명은 강구를 회전 및 직선 운동시키면서 강구의 결함을 검사하는 강구 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 강구의 전체 표면을 촬영하여 강구의 결함 여부를 판단하고 그 결과에 따라 정상 강구와 불량 강구를 자동으로 분류하여 처리할 수 있는 강구 검사장치에 관한 것이다.
강구(steel ball)는 금속 재질로 이루어진 볼(ball)로서 모든 기계장치에 기본적으로 사용된다. 이러한 강구의 내부가 비어있거나 강구의 내부 또는 외부에 균열 및 스크래치가 있거나, 강구의 외형이 일그러져 있으면 기계장치의 오동작을 유발시킬 수 있다.
따라서 강구가 제작되고 나면 강구가 정상적으로 제작되었는지의 여부를 검사하기 위해 강구 검사장치가 이용된다.
강구 검사장치는 강구 내부의 흠결 등을 검사하는 내부 검사용과 강구 외부의 균열, 스크래치 및 외형 성형 정도 등을 검사하는 외부 검사용으로 크게 나뉜다. 내부를 검사하는 검사장치는 다소 복잡한 구조를 갖는 것이 보통이지만, 외부를 검사하는 검사장치는 강구의 내부 특성까지 정밀하게 검사할 필요가 없기 때문에 상대적으로 간단한 구조를 가질 수 있다.
그러나 현재 사용되고 있는 종래의 외부 검사용 강구 검사장치는 상대적으로 복잡한 구조를 가지고 있기 때문에 장치 제조비용이 증가할 뿐만 아니라 쉽게 고장나거나 오동작을 일으킬 가능성도 높고, 특히 복잡한 구조에 따른 복잡한 단계를 거치기 때문에 신속한 검사가 진행되기 어려워 생산성 향상을 높일 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 불량 강구와 정상 강구를 정확하게 분류할 수 있는 비젼 기반의 강구 검사장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 간단하고 단순한 구조를 가짐으로써 제조비용을 감소시킴과 함께 쉽게 고장나거나 오동작의 발생 가능성을 낮출 수 있는 강구 검사장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 단순한 처리 단계로 강구를 신속히 검사함으로써 강구의 생산성 향상을 도모할 수 있는 강구 검사장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 강구 검사장치에 있어서,
검사대상의 강구를 공급하는 강구 공급부; 강구를 촬영하여 강구의 결함 여부를 판단하는 강구 검사부; 상기 검사부의 검사 결과에 따라 강구를 분류하는 강구 분류부; 및 상기 강구 공급부로부터 공급받은 강구를 수용하여 상기 강구 검사부 및 강구 분류부로 차례로 이송하는 강구 이송부;를 포함하고,
이 때 상기 강구 검사부는,
상기 강구 이송부에 수용된 하나 이상의 강구의 표면을 촬영하는 하나 이상의 카메라; 상기 수용된 하나 이상의 강구를 지지하는 회전 원판; 상기 회전 원판을 회전시키는 제1 구동모터; 및 상기 회전 원판을 직선방향으로 왕복운동 시키는 제2 구동모터;를 포함하고,
상기 수용된 하나 이상의 강구가 상기 카메라에 의해 촬영되는 동안, 제1 및 제2 구동모터의 구동에 의해 상기 회전 원판이 회전운동과 직선 왕복운동을 동시에 함에 따라, 상기 하나 이상의 강구의 각각이 직선운동과 회전운동을 동시에 함으로써 각각의 상기 강구의 전체 표면이 상기 카메라에 의해 촬영되는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 강구 검사장치가 불량 강구와 정상 강구를 정확하게 분류할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 강구 검사장치가 간단하고 단순한 구조를 가짐으로써 제조비용을 감소시킴과 함께 쉽게 고장나거나 오동작의 발생 가능성을 낮출 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 강구 검사장치가 단순한 처리 단계를 가짐으로써 강구를 신속히 검사하여 강구의 생산성 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.
도1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강구 검사장치의 전체 사시도,
도3은 일 실시예의 강구 검사장치의 정면도,
도4는 일 실시예의 강구 검사장치의 배면도,
도5는 일 실시예의 강구 검사장치의 평면도,
도6a 및 도6b의 각각은 일 실시예의 강구 공급부(20)의 일부 구성을 제거한 상태의 사시도 및 분해 사시도,
도7은 도6a의 강구 공급부(20)를 다른 각도에서 도시한 사시도,
도8은 일 실시예의 강구 이송부(30)를 설명하기 위한 사시도,
도9는 일 실시예의 강구 이송부의 동작을 설명하기 위해 강구 검사장치의 일부 구성을 제거한 상태의 사시도,
도10은 일 실시예의 강구 검사부(40)를 설명하기 위해 강구 검사부의 일부 구성을 제거한 상태의 사시도,
도11은 도10의 강구 검사부를 다른 각도에서 도시한 사시도,
도12는 일 실시예의 강구 분류부(50)를 설명하기 위한 사시도,
도13a 및 도13b는 일 실시예의 강구 분류부를 설명하기 위해 강구 분류부의 일부 구성을 제거한 상태의 사시도, 그리고
도14는 일 실시예의 강구 배출부(60)를 설명하기 위한 사시도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 “위”(또는 “아래”, “오른쪽”, 또는 “왼쪽”)에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소의 위(또는 아래, 오른쪽, 또는 왼쪽)에 직접 위치될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한 본 명세서에서 구성요소간의 위치 관계를 설명하기 위해 사용되는 ‘상부(위)’, ‘하부(아래)’, ‘좌측’, ‘우측’, '전면', '후면' 등의 표현은 절대적 기준으로서의 방향이나 위치를 의미하지 않으며, 각 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 때 해당 도면을 기준으로 설명의 편의를 위해 사용되는 상대적 표현이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강구 검사장치의 전체 사시도이고, 도3 내지 도5는 각각 일 실시예의 강구 검사장치의 정면도, 배면도, 및 평면도이다.
도1 내지 도5를 참조하면, 일 실시예에 따른 강구 검사장치는 강구 공급부(20), 강구 이송부(30), 강구 검사부(40), 강구 분류부(50), 및 강구 배출부(60)를 포함한다.
강구 공급부(20)는 검사 대상인 강구를 강구 검사장치에 공급하는 유닛이다. 도시된 실시예에서 강구 공급부(20)는 외부에서 주입되는 강구들을 정렬하는 공급부 본체(210) 및 이 본체(210)의 하부로 떨어지는 강구들을 강구 이송부(30)로 밀어넣는 슬라이딩바(220)를 포함한다.
강구 이송부(30)는 강구 공급부(20)로부터 공급받은 강구를 수용하여 강구 검사부(40)와 강구 분류부(50)로 차례로 이송하는 유닛이다. 도시된 일 실시예에서 강구 이송부(30)는 강구 검사장치의 베이스 프레임(10) 위에 배치되어 회전하는 이송 원판(310), 및 이송 원판(310)을 구동하는 구동모터(320)를 포함한다. 이송 원판(310)은 원판 둘레를 따라 형성된 다수의 수용 홀(311)을 포함한다. 강구 공급부(20)에서 공급된 강구들은 수용 홀(311)에 안착되며, 안착된 상태로 이송 원판(310)이 회전함으로써 이 수용된 강구들이 강구 검사부(40)와 강구 분류부(50)로 차례로 이송될 수 있다.
강구 검사부(40)는 강구를 촬영하여 강구의 결함 여부를 판단하는 유닛이다. 강구 검사부(40)는 강구를 촬영하는 하나 이상의 비전(카메라)(410), 이송 원판(310)의 수용 홀(311)에 수용된 강구들을 지지함과 동시에 강구들을 움직이는 회전 원판(440), 회전 원판(440)을 회전운동과 직선 왕복운동 시키는 제1 구동모터(420) 및 제2 구동모터(430)를 포함한다.
강구 분류부(50)는 강구 검사부(40)의 검사 결과에 따라 강구를 정상 강구와 불량 강구로 분류하는 유닛이다. 도시된 일 실시예에서 강구 분류부(50)는, 이송 원판(310)의 수용 홀(311)에 수용된 강구를 아래에서 지지하는 개폐용 받침판(511), 및 강구를 아래로 낙하시키기 위해 개폐용 받침판(511)에 연결된 개폐용 바(510)를 움직이는 실린더(520)를 포함한다. 강구 배출부(60)는 강구 분류부(50)에서 분류된 강구를 검사장치 외부로 배출하는 유닛이다. 도시된 일 실시예에서 강구 배출부(60)는 분류된 강구들을 정상과 불량으로 각각 구분하여 수집하는 수집통(610), 수집통에 수집된 강구들을 이송하는 이송벨트부(620), 이송벨트부(620)를 구동하는 구동모터(640), 및 이송된 강구들을 후속 처리를 위해 검사장치 외부로 배출하는 배출구(630)를 포함한다.
도면에 도시하지 않았지만 본 발명의 일 실시예에 따른 강구 검사장치는 제어부를 더 포함한다. 제어부는 강구 공급부(20), 강구 이송부(30), 강구 검사부(40), 강구 분류부(50), 및 강구 배출부(60)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부는 강구 검사부(40)의 검사 결과에 따라 강구가 정상인지 불량인지 여부를 판단한다. 또한 제어부는 이 판단 결과에 기초하여, 강구 분류부(50)가 강구를 불량 강구와 정상 강구로 각각 분리하여 수집하도록 제어할 수 있다.
이제 도6a, 도6b 및 도7을 참조하여 강구 공급부(20)에 대해 상술하기로 한다.
도6a 및 도6b의 각각은 일 실시예의 강구 공급부(20)의 일부 구성을 제거한 상태의 사시도 및 분해 사시도이고, 도7은 도6a의 강구 공급부(20)를 다른 각도에서 도시한 사시도이다.
도시된 실시예에서 강구 공급부(20)는 공급부 본체(210), 및 이 본체 외부에 연결된 슬라이딩바(220), 및 슬라이딩바(220)를 움직이는 실린더(도1의 230)를 포함한다.
도6a와 도6b에서 공급부 본체(210)는 전면 케이스가 제거된 상태를 나타낸다. 공급부 본체(210)는 외부에서 강구를 주입하는 주입구(211)를 포함한다. 도시하지 않았지만 예컨대 주입구(211)에는 이송 호스가 연결되어 있고, 이 이송 호스를 통해 강구가 하나씩 외부에서 주입구(211)를 통해 공급부 본체(210) 내로 주입될 수 있다.
공급부 본체(210)는 일 측면에서 돌출된 돌출부(213)를 더 포함할 수 있고, 이 돌출부(213)가 강구 검사장치의 베이스 프레임 또는 이 베이스 프레임과 연결된 임의의 구조물에 연결됨으로써, 공급부 본체(210)가 검사장치에 부착될 수 있다. 도시된 실시예의 경우, 검사장치의 베이스 프레임(10)의 상부에 다수의 수직바(도1의 110)가 결합되어 있고 이 수직바(110)의 상부에 실린더 지지판(도1의 120)이 부착되어 있다. 이에 따라, 공급부 본체(210)의 돌출부(213)가 이 실린더 지지판(120)의 하면에 결합됨으로써 공급부 본체(210)가 검사장치에 부착된다.
공급부 본체(210)의 내부에는 도시한 것처럼 강구가 통과하여 4갈래로 내려갈 수 있도록 통로가 형성되어 있다. 이에 의해 주입구(211)로 주입되는 강구들은 4갈래의 통로 각각에 적재된다. 공급부 본체(210)의 하면에는 이 4갈래의 통로와 각각 통하는 개구가 형성되어 있다.
도시하지 않았지만 일 실시예에 따르면 강구들을 특정 통로로 유도하기 위해 통로 내의 분기 지점에 레버가 설치되어 있을 수 있다. 즉 강구가 어느 하나의 통로에만 쌓이고 다른 통로에는 쌓이지 않는 것을 방지하기 위해 필요에 따라 레버를 동작시켜 강구를 원하는 특정 통로로 흐르도록 유도할 수 있다.
슬라이딩바(220)는 공급부 본체(210)의 일측면에서 공급부 본체(210)와 연결되어 있고 공급부 본체쪽을 향해 슬라이딩 운동을 할 수 있으며, 이를 위해 실린더(230)를 포함한다. 실린더(230)는 실린더 지지판(120)의 상부에 부착되어 있다. 슬라이딩바(220)는 상부에 실린더 연결판(223)을 포함하며 실린더(230)의 피스톤 로드가 실린더 연결판(223)에 결합됨으로써 슬라이딩바(220)가 슬라이딩 운동을 할 수 있다. 또한 슬라이딩바(220)의 아래쪽에는 대략 90도로 절곡되어 수평으로 유지되는 슬라이딩판(221)을 더 포함한다.
슬라이딩판(221)은, 슬라이딩바(220)가 공급부 본체(210)에서 가장 멀어진 상태에 있을 때의 공급부 본체(210) 하면에 형성된 개구의 수직 방향으로 대응하는 위치에서 각각 형성된 관통구(222)를 포함한다. 도시된 실시예에서 공급부 본체(210) 내에 4갈래의 통로가 있으므로 공급부 본체(210)의 하면에 4개의 개구가 형성되어 있으며, 따라서 슬라이딩판(221)은 이 4개의 개구에 대응하는 위치에 4개의 관통구(222)를 포함한다. 일 실시예에서 관통구(222)의 직경은 공급부 본체(210) 하면의 개구의 직경과 대략 동일하며 슬라이딩판(221)의 두께는 대략 강구의 직경과 동일하거나 이보다 약간 클 수 있다. 따라서, 공급부 본체(210)의 개구를 통해 떨어진 강구는 슬라이딩판(221)의 관통구(222) 내에 안치될 수 있다. 이 때 관통구(222) 내에 안치된 강구는 슬라이딩판(221)의 바로 아래에 위치하는 받침대(201)에 의해 지지된다. 받침대(201)는 베이스 프레임(10) 위에 부착되어 있으며 받침대(201)의 높이는 이송 원판(310)의 높이와 대략 동일한 것이 바람직하다.
공급부 본체(210)의 4갈래의 통로로 각각 주입되어 개구를 통해 떨어진 강구는 받침대(201)에 의해 지지된 상태로 슬라이딩판(221)의 관통구(222) 내에 안치되고, 실린더(230)의 동작에 의해 슬라이딩판(221)이 공급부 본체(210)쪽으로 슬라이딩하게 되면 슬라이딩판의 복수개의 관통구(222) 내에 하나씩 안치된 강구들이 강구 이송부(30)쪽으로 이송되어 이송 원판(310)의 복수개의 수용 홀(311)의 각각에 하나씩 수용된다.
이제 도8 및 도9를 참조하여 강구 이송부(30)를 상술하기로 한다.
도8은 일 실시예의 강구 이송부(30)를 설명하기 위한 사시도이다. 일 실시예에서 강구 이송부(30)는 이송 원판(310) 및 이송용 구동모터(320)를 포함한다. 이송 원판(310)은 원형 형상의 부재이고 강구 검사장치의 베이스 프레임(10) 위에 회전가능하게 설치된다. 이송 원판(310)은 원판의 둘레를 따라 강구를 하나씩 수용할 수 있는 수용 홀(311)을 복수개 포함한다. 수용 홀(311)의 각각은 상하가 관통된 관통구 형상이며 그 직경은 강구의 직경보다 크다.
이송용 구동모터(320)의 구동축(321)은 이송 원판(310)의 중심축과 연결되어 이송 원판(310)을 회전시킬 수 있다. 이송용 구동모터(320)는 실린더 지지판(120) 위의 지지 프레임(330) 등에 의해 지지되면서 검사장치에 결합될 수 있고, 일 실시예에서 이송 원판(310)과 이송용 구동모터(320) 사이에 기어박스와 같은 구성부재가 삽입되어 배치될 수 있다.
이러한 구성에서, 공급부 본체(210)의 4개의 개구를 통해 떨어져서 슬라이딩판(221)의 관통구(222) 내에 안치된 4개의 강구는 베이스 프레임(10)에 부착된 받침대(201)에 의해 지지된다. 그 후 슬라이딩판(221)이 공급부 본체(210)쪽으로 슬라이딩함에 따라 이송 원판(310)쪽으로 이송되어 이송 원판(310)의 4개의 수용 홀(311)에 각각 하나씩 수용됨으로써 강구가 강구 공급부(20)에서 강구 이송부(30)로 적재된다.
도9는 일 실시예의 강구 이송부의 동작을 설명하기 위해 강구 검사장치의 일부 구성을 제거한 상태의 사시도이다.
이송 원판(310)의 수용 홀(311)에 수용된 강구는 강구 공급부(20)에서 강구 검사부(40)로 이송되는 동안 베이스 프레임(10)에 의해 지지된다. 그 후 이송용 구동모터(320)의 구동에 의해 이송 원판(310)이 회전하면, 이송 원판(310)의 수용 홀(311) 내에 안치된 강구들도 수용 홀(311)에 계속 안치된 상태로 이송 원판(310)과 같이 움직인다.
도시된 실시예에서 강구 공급부(20), 강구 검사부(40), 및 강구 분류부(50)는 이송 원판(310)의 둘레를 따라 이송 원판(310)의 회전 방향으로 대략 90도 간격으로 이격되어 배치되어 있다. 따라서, 강구 공급부(20)에서 공급되어 이송 원판(320)의 수용 홀(311) 내에 수용된 강구들은 이송 원판이 대략 90도 회전함에 따라 강구 검사부(40)로 이송될 수 있다.
이 때 강구 검사부(40)에는 베이스 프레임(10)이 없으며 대신 회전 원판(440)이 이송 원판(310)의 바로 아래에 배치되어 있다. 따라서 강구 검사부(40)로 이송된 강구들은 회전 원판(440)에 의해 지지될 수 있다.
도시된 실시예에서는 강구 공급부(20)가 한번에 4개의 강구를 이송 원판(310)에 공급하는 것으로 도시하고 설명하였지만 한번에 공급되는 강구의 개수는 실시 형태에 따라 변경될 수 있고, 예를 들어 강고 공급부(20)가 한번에 6개의 강구를 이송 원판(310)에 공급하도록 구성할 수 있다. 이러한 경우, 강구 공급부 본체(210) 내에는 6갈래의 통로가 형성되고 슬라이딩판(221)도 6개의 관통구를 포함하게 되며, 또한 이에 대응하여 이송 원판(310)의 수용 홀(311)의 개수도 한번에 6개의 강구를 수용할 수 있도록 수용 홀(311)의 위치 및 개수가 변경되어야 함을 당업자는 이해할 것이다.
한편 일반적으로 강구 검사장치에 주입된 강구가 강구 공급부(20), 이송부(30), 검사부(40) 등을 거치는 동안 표면에 이물질이 묻거나 오염되는 경우가 있으며, 이러한 이물질을 제거하지 않고 강구의 표면을 카메라로 촬영하여 검사하면 강구가 불량으로 잘못 판정되는 경우가 발생한다. 따라서 이송 원판(310) 등의 부재들과 강구의 표면을 깨끗하게 세정하여 강구 원래의 표면 그대로 검사가 될 수 있도록 하기 위해 강구 검사장치의 일부분을 세정액에 담근 상태로 검사장치를 작동시킬 수 있다. 이 경우 도면에 도시하지 않았지만 검사장치의 베이스 프레임(10) 아래쪽부터 적어도 이송 원판(310)의 표면을 덮는 높이까지 세정액에 담겨져 있다.
또한 도시된 실시예에서 이송 원판(310)의 상부면에는 이송 원판을 세척하기 위한 솔(721)이 일렬로 배치되어 있다. 솔(721)은 솔 지지대(720)에 의해 베이스 프레임(10) 또는 수직바(110)에 부착되어 고정된다. 솔(721)은 항시 이송 원판(310)의 상부면과 접촉하도록 배치된다. 이러한 구성에 의해, 이송 원판(310)이 강구를 이송하기 위해 회전하는 동안 솔(721)과의 상대적 운동에 의해 이송 원판(310)의 표면이 자동으로 세척될 수 있다.
이제 도3 내지 도5, 및 도10과 도11을 참조하여 강구 검사부(40)에 대해 상술하기로 한다.
우선 도3 내지 도5를 다시 참조하면, 강구 검사부(40)는 이송 원판의 수용 홀(311)에 수용된 강구를 촬영하는 적어도 하나 이상의 카메라(410)를 포함한다. 카메라(410)는 도시된 바와 같이 카메라 지지대(411)에 결합되어 검사장치에 부착될 수 있다. 카메라 지지대(411)의 아래쪽 단부를 실린더 지지판(120)의 상부에 부착함으로써 카메라(410)를 강구 검사장치의 베이스 프레임(10)에서 소정 높이의 상부에 위치시킬 수 있다. 도시된 실시예에서는 2개의 카메라를 도시하였지만 카메라의 개수 및 설치 위치는 실시 형태에 따라 달라질 수 있다.
강구 검사부(40)는 카메라(411)의 수직 하방에 형성되는 원통형 창(413)을 포함한다. 원통형 창(413)은 대략 원통형의 형상을 가지며 위쪽 면은 개방되어 있고 아래쪽 면은 유리와 같은 투명한 재질로 형성된 창이 부착되어 있다.
앞에서 설명한 것처럼 강구 검사장치의 일부가 세정액에 잠긴 상태에서 강구가 검사되는 경우, 원통형 창(413)의 하단부가 세정액의 표면 아래에 위치하도록 원통형 창(413)이 배치된다. 이러한 구성에 의해, 카메라(410)가 강구 검사를 위해 아래쪽을 향해 촬영할 때 조명장치 등에 의한 빛이 세정액의 표면에 반사되어 강구 표면을 촬영하지 못하는 상황을 방지할 수 있다.
도10은 일 실시예의 강구 검사부(40)를 설명하기 위해 강구 검사부의 일부 구성을 제거한 상태의 사시도이고 도11은 도10의 강구 검사부를 다른 각도에서 도시한 사시도이다.
도10 및 도11을 참조하면, 강구 검사부(40)는 이송 원판에 수용된 하나 이상의 강구를 지지하는 회전 원판(440), 이 회전 원판을 회전운동 시키는 제1 구동모터(420), 및 이 회전 원판을 직선방향으로 왕복운동 시키는 제2 구동모터(430)를 포함한다.
회전 원판(440)은 위에서 봤을 때 이송 원판(310)과 부분적으로 중첩되도록 배치된다. 이 때 적어도 강구 검사부(40)에서 한번에 검사될 강구들을 수용하고 있는 수용 홀(311)들은 모두 이 중첩된 영역에 속하도록 회전 원판과 이송 원판이 중첩된다. 또한 회전 원판(440)은 옆에서 봤을 때 이송 원판(310)의 저면에 바로 아래에 인접하여 배치된다. 따라서 한번에 검사될 강구들은 모두 베이스 프레임(10)이 아니라 회전 원판(440)에 의해 지지된다.
제1 구동모터(420)의 구동축(423)은 도11에 도시된 바와 같이 회전원판의 중심축(441)과 벨트(460)로 연결되어 있다. 이에 따라 회전 원판(440)은 제1 구동모터(420)의 구동에 의해 중심축(441)을 중심으로 회전운동을 한다. 제1 구동모터(420) 및 구동축(423)은 지지 프레임(421)에 의해 지지된다.
제2 구동모터(430)의 구동축은 크랭크축(434)으로서 기능을 한다. 즉 제2 구동모터(430)의 구동축에 편심하여 커넥팅 로드(424)의 일단이 연결되어 있고 커넥팅 로드(424)의 타단은 제1 구동모터(420)의 구동축(423)에 연결되어 있다. 제2 구동모터(430) 및 크랭크축(434)은 지지 프레임(431)에 의해 지지되면서 베이스 프레임(10)에 고정된다.
이러한 구성에서, 제2 구동모터(430)가 구동하면 크랭크축(434)에 연결된 커넥팅 로드(424)가 직선 왕복운동을 하게 된다. 이 때, 제1 구동모터(420)와 그 구동축(423), 및 회전 원판(440)은 다수의 수직 및/또는 수평부재로 구성된 지지 프레임(421)에 의해 일체로 동작하도록 연결되어 있기 때문에, 결과적으로 제2 구동모터(430)의 구동에 의해 제1 구동모터(420), 구동축(423), 및 회전 원판(440)이 일체로 슬라이딩하며 왕복 직선운동을 하게 된다. 이 때 왕복 직선운동을 가이드하기 위해 다수의 가이드 부재(491, 492)가 배치될 수 있다. 가이드 부재(491, 492)는 베이스 프레임(10)에 연결되어 고정된 채로 지지 프레임(421)의 좌우 측면에 인접하여 배치되고, 지지 프레임(421)은 다수의 가이드 부재(491,492)의 가이드를 받으며 직선 왕복운동을 할 수 있다.
이상과 같은 강구 검사부(40)의 구성에 의한 검사방법은 다음과 같다. 우선 이송 원판(310)은 검사대상인 강구를 수용하고 있는 수용 홀(311)이 회전 원판(440)에 의해 지지되는 영역에 도달하면 회전을 멈춘다. 이에 따라 강구는 회전 원판(440)에 의해서만 지지되고 있다.
이 상태에서 수용 홀(311)에 수용된 강구가 카메라(440)에 의해 촬영되는 동안, 제1 및 제2 구동모터(420, 430)의 구동에 의해 회전 원판(440)이 회전운동과 직선 왕복운동을 동시에 하게 되고, 이에 따라 회전 원판(440)에 의해 지지되는 강구도 수용 홀(311) 내에서 회전운동과 직선운동을 동시에 하게 된다.
이 때 회전 원판(440)의 회전운동에 의한 강구의 회전속도(Vr)는 강구가 회전 원판에 놓여있는 위치에서의 회전 원판의 선속도이다. 회전 원판이 동일한 각속도로 회전하고 있을 경우 회전 원판의 선속도는 회전변경(즉, 회전 원판의 중심축과 강구 사이의 거리)에 비례한다.
그러므로, 강구가 회전 원판(440)의 회전운동에 의해 회전하는 동안 회전 원판(440)이 직선 왕복운동을 하게 되면 회전 원판의 중심축과 강구 사이의 거리(즉, 회전반경)가 변하기 때문에 이에 따라 강구의 회전속도(Vr)가 계속 가변한다.
만일 강구가 한방향으로만 회전한다면 카메라(410)가 강구의 회전축 부근의 표면을 제대로 촬영할 수 없을 것이다. 그러나 상술한 바와 같이, 회전원판의 직선 왕복운동에 의해 회전원판의 회전운동에 의한 강구의 회전속도(Vr)가 계속 가변하기 때문에, 이 가변하는 회전속도(Vr)와 회전 원판의 직선 왕복운동으로 인한 강구의 회전속도(Vs)의 합벡터는 방향과 속도가 지속적으로 가변하게 되고, 따라서 카메라(410)가 강구의 표면 전체를 촬영할 수 있게 된다.
도시하지 않았지만 강구 검사장치는 제어부를 더 포함할 수 있으며, 회전 원판(440)의 회전운동과 직선운동이 이 제어부에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어 제어부는 제1 구동모터(420)와 제2 구동모터(430)의 각각의 구동속도를 제어하여 회전 원판(440)의 회전속도와 직선 왕복운동 속도를 각각 개별적으로 조절할 수 있다.
이제 도12, 도13a 및 도13b를 참조하여 강구 분류부(50)를 상술하기로 한다.
도12는 일 실시예의 강구 분류부(50)를 설명하기 위한 사시도이고 도13a 및 도13b는 일 실시예의 강구 분류부를 설명하기 위해 강구 분류부의 일부 구성을 제거한 상태의 사시도이다.
일 실시예에서 강구 분류부(50)는 왕복운동을 하는 피스톤 로드(521)를 갖는 실린더(520), 및 이 실린더의 피스톤 로드(521)와 연결되어 수용 홀(311)의 아래쪽 개구를 막고 있는 개폐용 받침판(511)을 포함한다.
실린더(520)는 실린더 지지판(120)의 상부 또는 하부에 부착되어 고정된다. 개폐용 받침판(511)은 개폐용 바(510)에 의해 실린더(520)의 피스톤 로드(521)와 연결된다. 즉 개폐용 바(510)의 일단은 피스톤 로드(521)에 연결되고 타단은 개폐용 받침판(511)과 연결되어 있다.
이 때 검사장치의 베이스 프레임(10)은 개폐용 받침판(511)과 중첩되는 영역에는 존재하지 않는다. 즉 베이스 프레임(10)의 이 영역에 제1 관통구가 형성되어 있고, 그러므로 수용 홀(311)에 수용된 강구는 개폐용 받침판(511)에 의해서만 지지되고 있다. 따라서 실린더(520)가 구동하여 개폐용 받침판(511)을 이송 원판(310)의 방사상 바깥 방향으로 이동시키면 수용 홀(311)의 아래쪽이 개방이 되고, 이 개폐용 받침판(511)에 의해 지지되던 강구가 아래로 낙하하게 될 것이다.
강구의 정상여부 판단 및 이 판단에 따른 강구의 분류 동작은 상술한 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 제어부는 강구 검사부(40)의 검사 결과에 따라 강구가 정상인지 불량인지 여부를 판단하고, 이 판단 결과에 기초하여, 강구 분류부(50)가 강구를 불량 강구와 정상 강구로 각각 분리하여 수집하도록 제어한다.
예를 들어, 제어부의 판단 결과 강구가 정상인 경우, 제어부는 실린더(520)를 동작시켜 개폐용 받침판(511)을 이송 원판(310)의 방사상 외측 방향으로 이동시킴으로써, 이 개폐용 받침판에 의해 지지되던 강구를 아래로 떨어뜨릴 수 있다.
한편 검사장치의 베이스 프레임(10)은, 상기 제1 관통구로부터 이송 원판(310)의 회전 방향으로 소정 각도 이격된 위치에 제2 관통구를 더 포함할 수 있다. 제어부의 판단 결과 강구가 불량인 경우, 이 불량 강구는 개폐용 받침판(511)의 움직임에 의해 아래로 낙하하지 않지만, 이송 원판(310)이 더 회전하여 이 불량 강구가 제2 관통구의 위치에 왔을 때 제2 관통구를 통해 아래로 떨어지게 된다.
즉 상술한 예에서, 정상 강구인 경우 개폐용 받침판(511)의 움직임에 의해 수용 홀(311)의 아래쪽이 개방되면서 제1 관통구를 통해 아래로 낙하하게 되고, 불량 강구인 경우 개폐용 받침판(511)이 있는 영역을 지나서 더 회전하여 제2 관통구를 통해 낙하하게 된다.
그러나 대안적인 실시예에서 불량 강구가 제1 관통구를 통해 낙하하고 정상 강구가 제2 관통구를 통해 낙하하도록 설정할 수도 있음은 물론이다.
한편 도시된 실시예에서는 4개의 실린더(520) 및 이에 따른 4개의 개폐용 받침판(511)을 도시하였지만, 이러한 구성은 강구 공급부(20), 강구 이송부(30), 및 강구 검사부(40)가 강구를 4개씩 공급하고 이송하고 검사하는 상술한 실시예에 따른 것이며, 대안적인 실시예로서 예컨대 강구를 6개씩 공급하고 이송하는 검사하는 경우라면 강구 분류부(50)도 실린더(520), 개폐용 바(510), 및 개폐용 받침판(511)을 각각 6개씩 구비하고 있음을 이해할 것이다.
이제 도14를 참조하여 강구 배출부(60)를 설명하기로 한다. 도14는 일 실시예의 강구 배출부(60)를 설명하기 위한 사시도이며, 설명의 편의를 위해 검사장치의 일부 구성요소가 제거된 상태로 도시되어 있다.
도14를 참조하면, 강구 배출부(60)는, 분류된 강구들을 정상과 불량으로 각각 구분하여 수집하는 수집통(610), 수집통에 수집된 강구들을 이송하는 이송벨트부(620), 이송벨트부(620)를 구동하는 구동모터(640), 및 이송된 강구들을 검사장치 외부로 배출하는 배출구(630)를 포함한다.
수집통(610)은 상술한 강구 분류기(50)의 제1 관통구에서 떨어지는 강구를 수집하는 제1 수집통, 및 제2 관통구에서 떨어지는 강구를 수집하는 제2 수집통으로 구성된다.
이에 따라, 이송벨트부(620)는 제1 수집통에 수집된 강구를 이송하는 제1 이송벨트부 및 제2 수집통에 수집된 강구를 이송하는 제2 이송벨트부로 구성되고, 제1 이송벨트부의 단부에는 강구를 검사장치 외부로 배출하는 제1 배출구가 위치하고 제2 이송벨트부의 단부에는 제2 배출구가 위치할 수 있다.
이와 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상술한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 베이스 프레임 20: 공급부
30: 이송부 40: 검사부
50: 분류부 60: 배출부
120: 실린더 지지판 210: 공급부 본체
211: 주입구 220: 슬라이딩바
310: 이송원판 311: 수용 홀
410: 비전(카메라) 420: 제1 구동모터
430: 제2 구동모터 440: 회전원판
510: 개폐용 바 520: 실린더
610: 수집통 620: 이송벨트부
630: 배출구

Claims (11)

  1. 강구 검사장치에 있어서,
    검사대상의 강구를 공급하는 강구 공급부(20);
    강구를 촬영하여 강구의 결함 여부를 판단하는 강구 검사부(40);
    상기 강구 검사부(40)의 검사 결과에 따라 강구를 분류하는 강구 분류부(50); 및
    상기 강구 공급부(20)로부터 공급받은 강구를 수용하여 상기 강구 검사부(40) 및 강구 분류부(50)로 차례로 이송하는 강구 이송부(30);를 포함하고,
    상기 강구 검사부(40)는,
    상기 강구 이송부(30)에 수용된 하나 이상의 강구의 표면을 촬영하는 하나 이상의 카메라(410);
    상기 수용된 하나 이상의 강구를 지지하는 회전 원판(440);
    상기 회전 원판(440)을 회전시키는 제1 구동모터(420); 및
    상기 회전 원판(440)을 직선방향으로 왕복운동 시키는 제2 구동모터(430);를 포함하고,
    상기 수용된 하나 이상의 강구가 상기 카메라(410)에 의해 촬영되는 동안, 제1 및 제2 구동모터의 구동에 의해 상기 회전 원판(440)이 회전운동과 직선 왕복운동을 동시에 함에 따라, 상기 하나 이상의 강구의 각각이 직선운동과 회전운동을 동시에 함으로써 각각의 상기 강구의 표면 전체가 상기 카메라(410)에 의해 촬영되는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 강구 이송부(30)는,
    상기 강구 검사장치의 베이스 프레임(10) 위에 회전가능하게 설치되고, 강구를 하나씩 수용할 수 있는 복수개의 수용 홀(311)이 둘레를 따라 형성된, 이송 원판(310); 및
    상기 이송 원판(310)의 중심축과 연결되어 상기 이송 원판(310)을 회전시킬 수 있는 이송용 구동모터(320);를 포함하고,
    상기 복수개의 수용 홀(311)의 각각은 상하가 관통된 관통구 형상이며 그 직경은 강구의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이송 원판(310)의 상기 수용 홀(311)에 수용된 강구는, 상기 강구 공급부(20)에서 상기 강구 검사부(40)로 이송되는 동안 상기 베이스 프레임(10)에 의해 지지되고 상기 강구 검사부(40)에 이송되었을 때는 상기 회전 원판(440)에 의해 지지되며,
    상기 강구 공급부(20), 상기 강구 검사부(40), 및 상기 강구 분류부(50)는 상기 이송 원판(310)의 둘레를 따라 상기 이송 원판(310)의 회전 방향으로 차례로 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 강구 공급부(20)는 소정 개수 단위로 하나 이상의 강구를 동시에 상기 이송 원판(310)의 수용 홀(311)에 수용하고, 수용된 강구는 상기 이송 원판(310)의 회전에 의해 상기 강구 검사부(40) 및 상기 강구 분류부(50)에 차례로 이송되는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 원판(440)은 상기 제1 구동모터(420)의 구동축(423)과 상기 회전 원판(440)의 중심축(441)을 연결하는 벨트(460)에 의해 상기 제1 구동모터(420)에 연결되고,
    상기 강구 검사부(40)는,
    상기 제2 구동모터(430)에 의해 회전하는 크랭크축(434); 및
    상기 크랭크축(434)과 상기 제1 구동모터(420)의 구동축(423)을 연결하는 커넥팅 로드(424);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 강구 검사부(40)는, 상기 제1 구동모터(420), 제1 구동모터의 구동축(423), 및 상기 회전 원판(440)을 지지하며 슬라이딩가능한 지지 프레임을 더 포함하고,
    상기 제2 구동모터(430)가 구동함에 따라, 상기 크랭크축(434)이 회전하고 이 크랭크축(434)에 연결된 커넥팅 로드(424)가 상기 제1 구동모터(420)의 구동축(423)을 움직임으로써, 상기 제1 구동모터(420), 상기 제1 구동모터의 구동축(423), 및 상기 회전 원판(440)이 일체로 슬라이딩하며 직선 왕복운동을 하는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 강구 검사장치는 상기 강구 검사부(40)의 검사 결과에 따라 강구의 결함 여부를 판단하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 강구 분류부(50)는 상기 제어부의 판단 결과에 따라 강구를 불량 강구와 정상 강구로 분류하는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 강구 분류부(50)는,
    왕복운동을 하는 피스톤 로드(521)를 갖는 실린더(520); 및
    상기 실린더의 피스톤 로드와 연결되어 있고, 상기 이송 원판(310)의 수용 홀(311)에 수용된 강구를 아래에서 지지하는 개폐용 받침판(511);을 포함하고,
    상기 베이스 프레임(10)이 상기 개폐용 받침판(511)과 중첩되는 영역에 제1 관통구를 포함함으로써, 상기 수용 홀(311)에 수용된 강구가 상기 개폐용 받침판(511)에 의해서만 지지되는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부의 판단 결과 강구가 정상인 경우, 상기 실린더(520)가 동작하여 상기 개폐용 받침판(511)을 상기 이송 원판(310)의 방사상 외측 방향으로 이동시킴으로써, 상기 개폐용 받침판(511)에 의해 지지되던 강구가 아래로 낙하하는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임(10)은, 상기 제1 관통구로부터 상기 이송 원판(310)의 회전 방향으로 소정 각도 이격된 위치에 제2 관통구를 더 포함하고,
    상기 제어부의 판단 결과 강구가 불량인 경우, 상기 이송 원판(310)에 회전하여 상기 불량 강구가 제2 관통구의 위치에 왔을 때 제2 관통구를 통해 아래로 낙하하는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 강구 검사장치는 상기 강구 분류부(50)에서 분류된 강구를 상기 검사장치 외부로 배출하는 강구 배출부(60)를 더 포함하고,
    상기 강구 배출부(60)는,
    상기 제1 관통구에서 떨어지는 강구를 수집하는 제1 수집통;
    상기 제2 관통구에서 떨어지는 강구를 수집하는 제2 수집통; 및
    상기 제1 및 제2 수집통에 수집된 강구를 강구 검사장치 외부로 배출하는 배출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강구 검사장치.
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