KR101487500B1 - 비전유닛이 구비된 고속권취장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 고속권취장치는 대상물의 불량을 감지하는 카메라가 가이드를 따라 이동되게 설치되고, 상기 가이드가 대상물의 이동축을 곡률반경으로 하는 호 형상으로 형성되기 때문에 대상물의 크기 및 종류가 바뀌는 경우에도 상기 카메라의 위치 변경하여 다양한 대상물에 대응하여 불량을 감지할 수 있는 효과 가 있다.

Description

비전유닛이 구비된 고속권취장치{High speed Winding apparatus having vision unit}

본 발명은 고속권취장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고속으로 이동되는 대상물의 불량을 용이하게 판별할 수 있는 비전유닛이 구비된 고속권취장치에 관한 것이다.

고속프레스를 기반으로 하는 생산 현장에서 설비의 가동률 향상, 생산 리드타임 감소, 재고율 감소, 데이터도입시간 감소, 서류작업시간 감소, 불량률 감소, 예측정확도 개선 등은 제조업체에서 생산성 향상과 기업경쟁력 강화를 위한 필수사항이다. 이에 고속프레스의 주요 생산 설비유형을 두 분야로 나누어 살펴보면 다음과 같다.

첫째 권취용 고속 프레스

고속프레스, 머시닝센타, CNC 밀링, 가스절단기, 프라즈마 절단기, 레이져 절단기 등의 경우 NC Program을 이용하여 절삭 또는 절단 가공을 하는 방식으로써 생산 설비상태를 Machine Ready, Cycle, Feed, Spindle, Touch Up/Down, Feed Hold, Alarm, Program Stop, Program 종료 등으로 표시되며, 비가동 요인으로는 작업 중 설비 정지 상태 즉 Feed Hold, Program Stop은 작업자의 의도에 따라 좌우되고 소재결품, 설비고장, 작업준비 등의 비가동 요인들이 있다.

둘째 성형용 고속 프레스

사출성형기, 압출기, 다이캐스팅 성형기 등은 원자재의 배합과 성형조건에 있어 용탕온도, 노즐온도, 금형온도(가동축, 고정축), 히터온도(상부, 하부), 탕면온도(상부, 중부, 하부)가 양품 생산을 위한 조건으로 아주 중요하며, 제품 생산에 있어 사출압력, 사출시간, 지연시간, 냉각시간, 노즐 후진 지연시간, 이젝터(전진, 후진시간)에 따라 품질과 생산성이 결정된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 ERP(전사적 자원관리시스템)를 적용한다. 하지만 대부분 데이터처리를 작업완료 후 작업자가 작성한 작업일보를 기준으로 수기 입력하는 방식이어서 데이터의 부정확함과 뒤늦은 현황 파악으로 과잉생산이나 미 생산, 다량의 불량 발생에 대한 대응이 어렵다. 또한 작업지시부터 실적보고 사이의 중간과정에 대한 추적/감시/제어가 불가능하다.

한국 등록특허 10-0361748

본 발명은 고속으로 이동되는 대상물의 불량을 용이하게 판별할 수 있는 비전유닛이 구비된 고속권취장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 고속으로 이동되는 대상물을 촬영하여 불량품을 식별하는 고속권취장치에 있어서, 대상물이 고속으로 권취되는 롤(10); 상기 롤(10)을 통해 고속으로 권취되는 대상물을 촬영하는 비전유닛(50); 상기 롤(10)의 위치를 이동시켜 상기 비전유닛(50)의 촬영 거리를 조절하는 이동유닛(20); 상기 비전유닛(50)이 설치되는 작업대(30)를 포함하고, 상기 비전유닛(50)은 상기 대상물을 촬영하는 카메라(52); 상기 카메라(52)가 고정되는 카메라홀더(54); 상기 카메라홀더(54)가 결합되어 이동되고 상기 대상물의 이동경로를 중심으로 소정의 곡률반경을 형성하는 가이드(60); 상기 대상물 및 상기 카메라(52) 사이에 배치되고 상기 대상물의 크기에 따라 상기 카메라(52)에 제공되는 이미지를 선택적으로 확대시키는 렌즈모듈(40); 상기 카메라(52)를 통해 촬영된 이미지를 분석하여 불량품을 검출하는 제어부를 포함한다.

상기 가이드(60)는 상기 대상물의 이동축을 곡률반경으로 하는 호 형상으로 형성되고, 내측에 카메라홀더(54)에 의해 관통되는 가이드홈(62)이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 고속권취장치는 대상물의 불량을 감지하는 카메라가 가이드를 따라 이동되게 설치되고, 상기 가이드가 대상물의 이동축을 곡률반경으로 하는 호 형상으로 형성되기 때문에 대상물의 크기 및 종류가 바뀌는 경우에도 상기 카메라의 위치 변경하여 다양한 대상물에 대응하여 불량을 감지할 수 있는 효과 가 있다.

도 1은 본 발명의 1 실시예에 따른 고속권취장치가 도시된 정면도
도 2는 도 1에 도시된 비전유닛의 정면도
도 3은 도 2의 작동예시도
도 4는 도 2에 도시된 렌즈모듈의 사시도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 1 실시예에 따른 고속권취장치가 도시된 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 비전유닛의 정면도이고, 도 3은 도 2의 작동예시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 렌즈모듈의 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 고속권취장치는 대상물(미도시)이 고속으로 권취되는 롤(10)과, 상기 롤(10)을 통해 고속으로 권취되는 대상물을 촬영하는 비전유닛(50)과, 상기 롤(10)의 위치를 이동시켜 상기 비전유닛(50)의 촬영 거리를 조절하는 이동유닛(20)과, 상기 비전유닛(50)이 설치되는 작업대(30)를 포함한다.

상기 비전유닛(50)은 고속 이동되는 상기 대상물들 중에서 불량품을 검출하기 위한 것으로서, 상기 대상물을 촬영하는 카메라(52)와, 상기 카메라(52)가 고정되는 카메라홀더(54)와, 상기 카메라홀더(54)가 결합되어 이동되고 상기 대상물의 이동경로를 중심으로 소정의 곡률반경을 형성하는 가이드(60)와, 상기 대상물 및 상기 카메라(52) 사이에 배치되고 상기 대상물의 크기에 따라 상기 카메라(52)에 제공되는 이미지를 선택적으로 확대시키는 렌즈모듈(40)과, 상기 카메라(52)를 통해 촬영된 이미지를 분석하여 불량품을 검출하는 제어부(미도시)를 포함한다.

상기 카메라(52)는 상기 카메라홀더(54)에 고정되고, 고속으로 이동되는 상기 대상물을 촬영한다.

상기 카메라홀더(54)는 상기 가이드(60)를 따라 이동되고, 상기 가이드(60)의 임의 위치에 고정될 수 있다. 상기 대상물의 종류가 변경되는 경우 검출해야하는 불량품의 이미지가 변경되는 바, 상기 카메라홀더(54)는 상기 가이드(60)를 따라 이동되어 불량품을 검출할 수 있는 최적의 위치로 이동된다.

상기 가이드(60)는 본 실시예에서 호형상으로 형성되고, 상기 대상물의 이동축이 곡률중심이 되게 형성된다.

그래서 상기 카메라홀더(54)의 이동 시 상기 카메라(52)는 상기 대상물을 향하도록 배치될 수 있다.

상기 가이드(60)는 내측에 상기 카메라홀더(54)가 이동되는 가이드홈(62)이 형성되고, 상기 카메라홀더(54)를 상기 가이드홈(62)을 관통하여 고정된다.

그리고 상기 가이드(60)의 일측(61)은 상기 대상물 상측에 위치되고 타측(63)은 상기 작업대(30)에 고정되며, 상기 일측(61)을 지지하기 위해 상기 작업대(30)와 상기 일측(61)을 연결시키는 지지바(65)가 설치된다.

본 실시예에서 상기 카메라홀더(54)는 수동으로 상기 가이드(60)를 따라 이동되어 고정되지만, 본 실시예와 달리 별도의 액추에이터를 통해 상기 가이드홈(62)을 따라 상기 카메라홀더(54)가 자동으로 이동되도록 구성하여도 무방하다.

상기 렌즈모듈(40)은 상기 대상물 및 상기 카메라(52) 사이에 배치되고, 상기 대상물의 크기가 상기 카메라(52)의 식별가능 크기보다 작은 경우 상기 대상물을 확대시켜 상기 카메라(52)에 식별 가능한 피사체를 제공한다.

이를 위해 상기 렌즈모듈(40)은 상기 작업대(30)에 고정되고 피사체홀(41)이 형성된 홀프레임(42)과, 상기 홀프레임(42)과 평행하게 설치되어 이동되고 고배율의 볼록렌즈(43)가 배치된 렌즈프레임(44)을 포함한다.

상기 볼록렌즈(43)는 서로 다른 배율로 복수개가 배치되고, 상기 렌즈프레임(44)의 이동에 의해 상기 볼록렌즈(43)가 상기 피사체홀(41)에 위치된다.

상기 피사체홀(41)은 상기 카메라(52) 및 대상물 사이에 위치되고, 상기 볼록렌즈(43)가 상기 피사체홀(41)에 위치될 때 상기 카메라(52)의 이미지센서는 대상물의 확대된 이미지를 획득할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 롤 20 : 이동유닛
30 : 작업대 40 : 렌즈모듈
50 : 비전유닛 52 : 카메라
54 : 카메라홀더 60 : 가이드
62 : 가이드홈 65 : 지지바

Claims (2)

1. 고속으로 이동되는 대상물을 촬영하여 불량품을 식별하는 고속권취장치에 있어서,
   대상물이 고속으로 권취되는 롤(10); 상기 롤(10)을 통해 고속으로 권취되는 대상물을 촬영하는 비전유닛(50); 상기 롤(10)의 위치를 이동시켜 상기 비전유닛(50)의 촬영 거리를 조절하는 이동유닛(20); 상기 비전유닛(50)이 설치되는 작업대(30)를 포함하고,
   상기 비전유닛(50)은
   상기 대상물을 촬영하는 카메라(52);
   상기 카메라(52)가 고정되는 카메라홀더(54);
   상기 카메라홀더(54)가 결합되어 이동되고 상기 대상물의 이동경로를 중심으로 소정의 곡률반경을 형성하는 가이드(60);
   상기 대상물 및 상기 카메라(52) 사이에 배치되고 상기 대상물의 크기에 따라 상기 카메라(52)에 제공되는 이미지를 선택적으로 확대시키는 렌즈모듈(40); 상기 카메라(52)를 통해 촬영된 이미지를 분석하여 불량품을 검출하는 제어부를 포함하는 고속권취장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드(60)는
   상기 대상물의 이동축을 곡률반경으로 하는 호 형상으로 형성되고, 내측에 카메라홀더(54)에 의해 관통되는 가이드홈(62)이 형성된 고속권취장치.
   

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