KR101413014B1 - 제품 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 사이즈 내지 형상을 가진 제품에 대응하여 서로 다른 사이즈 내지 형상의 반사갓을 교체가능하게 장착함으로써 매우 저렴한 검사비용으로 다양한 종류의 제품을 호환성 있게 검사할 수 있는 제품 검사장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 제품 검사장치는, 수직방향으로 길게 연장된 수직측벽을 가진 원통형 구조로 구성되고, 내부에 중공부가 형성된 하우징; 상기 하우징의 수직측벽에서 수직방향으로 이격되게 설치된 복수의 광원; 상기 하우징의 상단 가장자리에 분리가능하게 장착되는 장착부 및 이 장착부의 중심부에서 상기 하우징의 하부 중심을 향해 돌출되는 반사부를 가진 하나 이상의 반사갓; 및 상기 반사갓의 상부에 배치되어 제품의 이미지를 촬영하는 카메라;를 포함하고, 상기 반사갓은 서로 다른 사이즈 내지 형상을 가진 복수의 반사갓으로 구성되어 검사하고자 하는 제품의 사이즈 내지 형상에 대응하여 상기 하우징의 상단에 선택적으로 교체되어 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

제품 검사장치{PRODUCT INSPECTION APPARATUS}

본 발명은 제품 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 사이즈 내지 형상을 가진 제품에 대응하여 서로 다른 사이즈 내지 형상의 반사갓을 교체가능하게 장착함으로써 매우 저렴한 검사비용으로 다양한 종류의 제품을 호환성 있게 검사할 수 있는 제품 검사장치에 관한 것이다.

전자부품, 기계요소 부품, 기타 미세한 사이즈의 정밀부품 등과 같은 일정한 형상을 가진 제품은 그 제조공정이 이루어진 후에 그 완성도를 평가하기 위한 검사공정이 필수적으로 요구되고 있다.

이와 같이, 다양한 형상 내지 사이즈를 가진 제품의 외관을 정밀하게 검사하기 위해서는 검사장치가 이용되고 있으며, 이러한 검사장치는 제품의 형상 내지 사이즈에 따라 다양한 구조가 적용되고 있다.

한편, 제조가 완료된 모든 제품에 대한 검사를 직접 육안으로 검사하기에는 검사 정밀도가 저하되고, 또한 많은 검사인력과 오랜 검사시간이 요구되는 단점이 있었다. 이에 최근의 검사장치는 검사과정을 자동화하여 모든 제품에 대한 검사를 매우 신속하고 정밀하게 검사하도록 구성된다.

검사장치는 카메라를 통해 획득한 제품의 영상을 영상분석 소프트웨어를 통해 미리 입력된 표준영상과 비교 내지 분석하여 제품의 결함 등을 판단함으로써 객관적인 전수검사와 품질관리의 자동화를 이루고 있다.

한편, 이러한 검사장치는 제품에 빛을 조사하는 광원부, 제품에서 반사되는 영상을 획득하는 광학계(촬영계), 광학계에서 획득된 영상을 분석하는 영상분석계 등으로 이루어진다. 이에, 광원부에서 빛이 제품에 조사된 후에 제품에서 반사되는 영상을 광학계에 의해 획득하고, 영상분석계는 이렇게 획득된 영상을 미리 입력된 표준영상과 비교하여 그 불량여부를 판별한다.

하지만, 종래의 검사장치는 광원부에 의해 제품의 표면에 빛을 조사한 후에반사되는 영상을 광학계에 의해 획득할 때, 제품의 표면이 코팅된 경우에는 반사광 이 심하게 발생하여 정확한 영상취득이 어려운 단점이 있었다.

또한, 종래의 검사장치는 제품의 두께가 상대적으로 크게 형성된 경우에는 제품의 주변에 그림자가 발생함에 따라 정확한 영상취득이 어려운 단점이 있었다.

특히, 종래의 검사장치는 서로 다른 사이즈 및 형상을 가진 다양한 제품에 대한 검사를 하기 위해서는 제품의 사이즈 및 형상에 대응하는 별도의 전용 검사장치를 마련하여야 함에 따라 그 검사비용이 과도하게 소비될 뿐만 아니라 다양한 제품의 검사를 위한 호환성이 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 다양한 사이즈 내지 형상을 가진 제품에 대응하여 서로 다른 사이즈 내지 형상의 반사갓을 교체가능하게 장착함으로써 매우 저렴한 검사비용으로 다양한 종류의 제품을 호환성 있게 검사할 수 있는 제품 검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 제품의 표면 상태에 상관없이 반사광의 영향을 최소화함과 아울러 제품의 주변에 그림자 발생을 방지함으로써 제품의 이미지를 매우 정확하고 신속하게 획득할 수 있는 제품 검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 제품 검사장치는,

수직방향으로 길게 연장된 수직측벽을 가진 원통형 구조로 구성되고, 내부에 중공부가 형성된 하우징;

상기 하우징의 수직측벽에서 수직방향으로 이격되게 설치된 복수의 광원;

상기 하우징의 상단 가장자리에 분리가능하게 장착되는 장착부 및 이 장착부의 중심부에서 상기 하우징의 하부 중심을 향해 돌출되는 반사부를 가진 하나 이상의 반사갓; 및

상기 반사갓의 상부에 배치되어 제품의 이미지를 촬영하는 카메라;를 포함하고,

상기 반사갓은 서로 다른 사이즈 내지 형상을 가진 복수의 반사갓으로 구성되어 검사하고자 하는 제품의 사이즈 내지 형상에 대응하여 상기 하우징의 상단에 선택적으로 교체되어 장착되는 것을 특징으로 한다.

각 광원은 점광원 구조로 구성되어 상기 하우징의 수직측벽에서 원주방향으로 이격되게 설치될 수 있다.

각 광원은 상기 하우징의 수직측벽에서 원주방향으로 연장된 환형의 선광원 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 반사부의 중심부에는 개구가 형성되고, 이 개구를 통과한 제품의 표면으로부터 반사되는 이미지가 카메라에 의해 획득된다.

복수의 광원은 상기 반사갓에 인접하여 배치된 간접조사용 광원들과 반사갓의 하부에 배치된 직접조사용 광원들로 이루어지고, 상기 간접조사용 광원들로부터 조사되는 빛은 상기 반사갓의 반사부에 의해 반사되어 제품에 간접적으로 조사되며, 상기 직접조사용 광원로부터 조사되는 빛은 제품에 직접 조사되는 것을 특징으로 한다.

상기 반사부는 상기 간접조사용 광원에서 조사되는 빛을 제품으로 반사하고, 제품으로부터 반사되는 이미지는 투과하는 하프미러로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 다양한 사이즈 내지 형상을 가진 제품에 대응하여 서로 다른 사이즈 내지 형상의 반사갓을 교체가능하게 장착함으로써 매우 저렴한 검사비용으로 다양한 종류의 제품을 호환성 있게 검사할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 제품의 표면 상태에 상관없이 반사광의 영향을 최소화함과 아울러 제품의 주변에 그림자 발생을 방지함으로써 제품의 이미지를 매우 정확하고 신속하게 획득할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제품 검사장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 제품 검사장치에 다양한 사이즈 내지 형상을 가진 반사갓이 교체되어 사용되는 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 제품 검사장치에서 하우징과 반사갓이 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제품 검사장치를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 제품 검사장치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 제품 검사장치는 지지부(1) 위에 배치된 제품(5)의 상측에 위치한 하우징(10), 하우징(10)의 수직측벽에 설치된 복수의 광원(21, 22, 23, 24, 25, 26), 하우징(10)의 상단에 교체가능하게 장착되는 반사갓(30), 반사갓(30)의 상측에 배치된 카메라(40)를 포함한다.

지지부(1)는 제품(5)이 고정된 상태로 지지되는 고정형 구조로 이루어질 수도 있고, 복수의 제품(5)을 이송시키면서 신속하게 검사하도록 반송컨베이어 또는 턴테이블 등과 같은 이송형 구조로 구성될 수도 있다.

하우징(10)은 수직방향으로 길게 연장된 수직측벽(11)을 가진 원통형 구조로 구성되고, 하우징(10)의 내부에는 중공부(12)가 형성된다.

복수의 광원(21, 22, 23, 24, 25, 26)은 하우징(10)의 수직측벽(11)에서 수직방향으로 이격되어 설치된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 광원(21, 22, 23, 24, 25, 26)이 점광원 구조로 구성되어 하우징(10)의 수직측벽(11)에서 원주방향으로 이격되게 설치될 수 있다.

이와 달리, 각 광원(21, 22, 23, 24, 25, 26)은 하우징(10)의 수직측벽(11)에서 원주방향으로 연장된 환형의 선광원 구조로 구성될 수도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 반사갓(30)은 하우징(10)의 상단에 분리가능하게 장착되는 장착부(31) 및 이 장착부(31)의 중심부에서 하우징(10)의 하부 중심을 향해 돌출되게 형성된 반사부(32)로 이루어진다.

장착부(31)는 하우징(10)의 상부를 덮을 수 있는 사이즈의 원형 평판구조로 구성되고, 이 장착부(31)의 가장자리에는 하우징(10)의 상단 가장자리에 분리가능하게 걸쳐지는 단턱부(33)가 절곡되어 형성된다. 그리고, 장착부(31)의 단턱부(33) 내경은 상기 하우징(10)의 외경과 거의 동일하거나 약간 크게 형성됨이 바람직하다. 이에, 장착부(31)의 단턱부(33)는 하우징(10)의 상단 가장자리에 분리가능하게 걸쳐지도록 구성된다.

반사부(32)는 하우징(10)의 하부를 향해 돌출하며, 반사부(32)의 반사면(38)은 하우징(10)의 하단 중심부를 향해 경사지게 형성된다. 반사부(32)의 측면방향에 인접한 복수의 광원(21, 22, 23)으로부터 조사되는 빛은 반사면(38)에서 반사되어 제품(5)을 간접적으로 조명한다.

그리고, 반사부(32)의 중심부에는 개구(35)가 형성되고, 이 개구(35)를 통과한 제품(5)의 표면으로부터 반사되는 이미지가 카메라(40)에 의해 촬영된다.

특히, 본 발명은 도 2에 예시된 바와 같이 서로 다른 사이즈 내지 형상을 가진 복수의 반사갓(30a, 30b, 30c, 30d)들이 검사하고자 하는 제품(5)의 사이즈 내지 형상에 대응하여 선택적으로 장착될 수 있다.

도 1, 도 2(a), 도 2(b), 도 2(c)와 같이 반사갓(30a, 30b, 30c)의 반사부(32a, 32b, 32c)은 그 반사면(38)이 곡면진 구조로 구성되어 인접한 광원(21, 22, 23)들로부터 조사되는 빛을 제품(5)의 표면으로 반사하도록 구성된다. 특히, 반사면(38)의 곡면은 도 2(a), 도 2(b), 도 2(c)와 같이 서로 다른 사이즈의 곡률을 가지며, 이에 제품(5)의 사이즈 내지 형상에 대응하여 서로 다른 사이즈를 가진 반사갓(30a, 30b, 30c)을 선택적으로 장착하여 사용할 수 있다.

도 2(d)와 같이 반사갓(30d)의 반사부(32d)는 원뿔대 또는 각뿔대 구조로 구성될 수도 있고, 이에 반사부(32d)의 중심부 즉, 꼭지점 부분에 개구(35d)가 형성된다.

한편, 복수의 광원(21, 22, 23, 24, 25, 26)은 반사갓(30)에 인접하여 배치된 간접조사용 광원(21, 22, 23)들과 반사갓(30)의 하부에 배치된 직접조사용 광원(24, 25, 26)들로 이루어질 수 있다. 이에 의해, 간접조사용 광원(21, 22, 23)들로부터 조사되는 빛은 반사갓(30)의 반사부(32)에 의해 반사되어 제품(5)에 간접적으로 조사되고, 직접조사용 광원(24, 25, 26)로부터 조사되는 빛은 제품(5)에 직접 조사된다.

카메라(40)는 반사갓(30)의 상부에 위치하여 제품(5)의 이미지를 촬영하도록 구성되고, 카메라(40)에는 영상분석부(50)가 접속되어 카메라(40)에 의해 촬영된 이미지를 미리 입력된 표준이미지를 비교하여 불량여부를 판단한다.

하우징(10)의 내부에는 광원(21, 22, 23, 24, 25, 26)에 인접하여 환형의 광필터(45)가 설치되고, 광필터(45)는 반사갓(30)의 반사부(32)의 외경방향에 배치된다. 광필터(45)는 백색광 또는 여러가지 파장의 빛이 섞인 것 중에서 특정한 파장을 갖는 성분을 꺼내거나 제거하는 광학소자로서 파장에 관계없이 일정한 투과율로 투과시키는 중성 회색필터, 특정한 파장영역에서 광강도를 조절하는 보정필터 등으로 이루어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제품 검사장치를 도시한 도면으로, 반사갓(30)의 반사부(32)가 하프미러(half mirror)로 구성된 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 반사갓(30)의 반사부(32)가 하프미러로 구성됨에 따라 간접조사용 광원(21, 22, 23)으로부터 조사되는 빛은 반사갓(30)의 반사부(32)에서 반사되어 제품(5)에 간접적으로 조사되고, 간접조사용 광원(21, 22, 23) 및 직접조사용 광원(24, 25, 26)에 의해 조명된 제품(5)에서 반사되는 이미지는 하프미러 재질의 반사부(32)를 투과하여 카메라(40)에 전달되어 카메라(40)는 제품(5)에 대한 정확한 이미지를 효과적으로 획득할 수 있다.

특히, 반사부(32)가 하프미러로 구성됨에 따라 반사부(32)에는 개구가 형성될 필요가 없을 수도 있으므로 제품(5)의 사이즈 내지 형상에 대응하여 개구를 설계할 필요가 없는 장점이 있다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 직접조사용 광원(24, 25, 26)들은 조사효율을 높이도록 제품(5)을 향해 소정각도로 하향 경사진 구조로 설치될 수도 있다.

이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

1: 지지부 5: 제품 10: 하우징
11: 수직측벽 21, 22, 23, 24, 25, 26: 광원
30: 반사갓 31: 장착부 32: 반사부
33: 단턱부 40: 카메라 45: 광필터

Claims (6)

1. 수직방향으로 길게 연장된 수직측벽을 가진 원통형 구조로 구성되고, 내부에 중공부가 형성된 하우징;
   상기 하우징의 수직측벽에서 수직방향으로 이격되게 설치된 복수의 광원;
   상기 하우징의 상단 가장자리에 분리가능하게 장착되는 장착부 및 이 장착부의 중심부에서 상기 하우징의 하부 중심을 향해 돌출되는 반사부를 가진 하나 이상의 반사갓; 및
   상기 반사갓의 상부에 배치되어 제품의 이미지를 촬영하는 카메라;를 포함하고,
   상기 반사부의 중심부에는 개구가 형성되고, 제품의 표면으로부터 반사되는 이미지가 상기 개구를 통과하여 카메라에 의해 촬영되며,
   상기 반사갓은 서로 다른 사이즈 내지 형상을 가진 복수의 반사갓으로 구성되어 검사하고자 하는 제품의 사이즈 내지 형상에 대응하여 상기 하우징의 상단에 선택적으로 교체되어 장착되고,
   상기 반사부의 장착부는 하우징의 상부를 덮을 수 있는 사이즈의 원형 평판구조로 구성되며, 상기 장착부의 가장자리에는 상기 하우징의 상단 가장자리에 분리가능하게 걸쳐지는 단턱부가 절곡되어 형성되고,
   복수의 광원은 상기 반사갓에 인접하여 배치된 간접조사용 광원들과 반사갓의 하부에 배치된 직접조사용 광원들로 이루어지며, 상기 간접조사용 광원들로부터 조사되는 빛은 상기 반사갓의 반사부에 의해 반사되어 제품에 간접적으로 조사되고, 상기 직접조사용 광원로부터 조사되는 빛은 제품에 직접 조사되며,
   상기 반사부는 상기 간접조사용 광원에서 조사되는 빛을 제품으로 반사하고, 제품으로부터 반사되는 이미지를 투과하는 하프미러로 구성되는 것을 특징으로 하는 제품 검사장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   각 광원은 점광원 구조로 구성되어 상기 하우징의 수직측벽에서 원주방향으로 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 제품 검사장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   각 광원은 상기 하우징의 수직측벽에서 원주방향으로 연장된 환형의 선광원 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 제품 검사장치.
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