KR101611823B1 - 외관 검사방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외관 검사방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는제품이 촬영 영역에 정위치하도록 하는 이송단계와 제품이 기울여져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지하기 위해 상기 이송단계에 의해 촬영 영역에 위치한 제품의 기울기를 고려하여 촬영부를 이동시켜 제품과 촬영부 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한 상태에서 촬영부가 작동하도록 하는 이동촬영단계와 상기 이동촬영단계에서 출력한 영상을 분석하여 제품의 외관의 결함을 검출하는 결함검출단계를 포함하는 외관 검사방법에 대한 것이다.

Description

외관 검사방법{Visual inspection method}
본 발명은 외관 검사방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는제품이 촬영 영역에 정위치하도록 하는 이송단계와 제품이 기울여져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지하기 위해 상기 이송단계에 의해 촬영 영역에 위치한 제품의 기울기를 고려하여 촬영부를 이동시켜 제품과 촬영부 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한 상태에서 촬영부가 작동하도록 하는 이동촬영단계와 상기 이동촬영단계에서 출력한 영상을 분석하여 제품의 외관의 결함을 검출하는 결함검출단계를 포함하는 외관 검사방법에 대한 것이다.
경제가 발전하여 소득수준이 높아짐에 따라 상품의 선택시 기능뿐만 아니라 디자인이 중요시되고 있다. 특히, 집안에 설치되는 가전 제품이 그러한데, 판매된 가전 제품의 외관에 흠이 있는 경우 디자인적 가치를 크게 훼손하게 된다. 따라서, 가전 제품의 제조회사는 제품의 출고 전에 외관을 검사하여 얼룩, 찍힘 등의 결함을 검사한다. 과거에는 작업자가 육안으로 제품을 검사하여 결함을 검출하였으나, 위와 같은 검사 방법은 작업자의 능력에 따라 결함 검출의 정확도가 달라지고 많은 노동력과 비용을 필요로 하여, 현재는 주로 하기의 특허문헌처럼 제품을 촬영하여 얻은 영상을 기 설정된 영상과 대비하여 그 차이를 이용하여 결함을 검출하는 자동 외관 검사 장치 및 방법이 널리 사용되고 있다.
(특허문헌)
공개특허공보 제10-2007-0115064호(2007. 12. 05. 공개) "광학식 검사 방법"
하지만, 종래의 자동 외관 검사를 수행하기 위해서는 제품을 촬영 영역으로 이동시켜야 하는데, 촬영 영역에서 상기 제품은 직립한 상태로 위치하지 않고 기울어져 위치하게 되는 경우가 빈번하게 발생한다. 상기 제품이 기울어진 상태로 위치하게 되는 경우, 제품이 똑바로 직립한 상태와 달리 제품과 카메라의 거리가 일 부분에서는 짧아지고 다른 부분에서는 길어지게 되어, 촬영되는 영상이 변하게 된다. 즉, 촬영되는 영상의 변동이 결함에 의해 형성되는 것이 아니라, 제품의 기울기에 의해 달라져 정확한 외관의 결함을 검출할 수 없게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 제품 외관의 결함을 자동으로 정확하게 검출할 수 있는 외관 검사방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 촬영 영역에 위치하는 제품의 기울기에 따라 촬영부를 이동시켜 제품을 촬영하므로, 제품이 기울여져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지할 수 있는 외관 검사방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 화소를 특정하고 특정된 화소를 세분화하여 하위 화소를 설정하고 인접하는 하위 화소의 화소 값의 기울기를 산정하여 제품의 경계부를 판정하므로, 제품의 경계부의 위치를 정확하게 판정할 수 있는 외관 검사방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 제품을 촬영하여 외관의 결함을 검출하는 외관 검사장치를 이용하는 외관 검사방법은 제품이 기울여져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지하기 위해, 컨트롤러가 제품의 기울기를 고려하여 촬영부를 이동시켜 제품과 촬영부 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한 상태에서 촬영부가 작동하도록 하는 이동촬영단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 외관 검사방법에 있어서 상기 이동촬영단계는 상기 컨트롤러가 센서를 상하이동시킴과 동시에 작동하도록 하여 상기 센서가 제품과 센서의 사이의 거리를 측정하여 출력하도록 하는 센싱단계와, 상기 컨트롤러가 상기 센싱단계에서 출력된 결과를 검토하여 제품이 기울어진 정도에 따라 촬영부의 수평이동을 제어하여 상기 촬영부가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 거리산정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 외관 검사방법에 있어서 상기 센싱단계는 컨트롤러의 기울기산정모듈이 센서가 제품의 상측 일지점에서의 제품과 센서의 사이의 거리 및 하측 타지점에서의 제품과 센서의 사이의 거리를 측정하여 출력하도록 제어하는 순차적센싱단계를 포함하며, 상기 거리산정단계는 컨트롤러의 기울기산정모듈이 상기 순차적센싱단계에서 출력된 결과와 상기 센서의 상하 이동거리를 이용하여 상기 제품의 기울기를 계산하고, 계산된 기울기를 이용하여 특정 지점에서 상기 센서와 제품 사이의 거리를 계산하며, 계산된 결과를 제품이 직립했을 때 유지되는 센서와 제품 사이의 거리와 비교하여, 상기 촬영부가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 촬영부가 수평으로 이동시켜야 할 거리를 계산하여 상기 촬영부의 이동을 제어하는 기울기고려산정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 외관 검사방법에 있어서 상기 센싱단계는 컨트롤러의 실시간반영모듈이 상기 센서가 센서와 제품 사이의 거리를 실시간으로 측정하여 출력하도록 제어하는 실시간센싱단계를 포함하며, 상기 거리산정단계는 컨트롤러의 실시간반영모듈이 실시간센싱단계에서 출력된 결과 및 제품이 직립했을 때 유지되는 센서와 제품 사이의 거리를 비교하여, 상기 촬영부가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 촬영부가 수평으로 이동시켜야 할 거리를 계산하여 상기 촬영부의 이동을 제어하는 센싱값고려산정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 외관 검사방법에 있어서 상기 외관 검사장치는 상기 촬영부를 이동시키는 이동부를 포함하며, 상기 이동부는 상기 촬영부를 상하이동시키는 상하이동부와, 상기 촬영부와 상기 제품 사이의 간격이 조절되도록 상기 촬영부를 수평이동시키는 수평이동부를 포함하고, 상기 상하이동부는 상기 촬영부를 지지하며 상하이동하는 상하이동판과, 상하이동판의 이동을 가이드하고 내부에서 상하이동판과 상하이동구동부가 결합하는 지지프레임과, 상기 상하이동판을 상하이동시키는 상하이동구동부를 포함하며, 상기 상하이동판은 후측면에서 돌출되어 상기 지지프레임의 가이드홈에 삽입되는 가이드부와, 상기 가이드부에서 돌출되어 상기 지지프레임 내에 위치하며 구동축을 에워싸며 내면에 상기 구동축의 나사선에 대응되는 나사선이 형성되는 구동축연결부를 포함하고, 상기 지지프레임은 양 측면에 상하방향으로 천공되어 형성되는 가이드홈을 포함하며, 상기 상하이동구동부는 출력축이 회전축의 일단과 결합하는 구동모터와, 상기 구동모터와 구동축에 각각 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 상기 구동축에 전달하며 외측면을 따라 형성된 회전축기어를 포함하는 회전축과, 상기 회전축과 상하이동판에 각각 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 상기 상하이동판에 전달하며 외측면에 나사선이 형성되고 일단에 결합하여 상기 회전축기어와 맞물리는 웜기어를 가지는 구동축을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 외관 검사방법에 있어서 상기 컨트롤러는 상기 이동촬영단계에서 출력한 영상을 분석하여 제품의 외관의 결함을 검출하는 결함검출부를 포함하며, 상기 결함검출부는 상기 이동촬영단계에서 출력한 영상을 분석하여 제품의 경계부의 위치를 산정하는 경계부산정모듈과, 상기 경계부산정모듈에 의해 경계부의 위치가 산정된 후 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 부분의 영상을 분석하여 상기 제품 외관의 결함을 검출하는 결함검출모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 외관 검사방법에 있어서 상기 경계부산정모듈은 상기 촬영부에서 출력된 영상에서 결함 또는 경계부로 인식되는 화소를 특정하고, 특정된 화소를 세분화하여 복수 개의 하위 화소를 설정하고 인접하는 하위 화소의 화소 값의 기울기를 산정하여 기울기가 일정 범위 이상인 경우 제품의 결함이 아니라 제품의 경계부로 판정하며, 상기 결함검출모듈은 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 특정 부분의 영상을 구성하는 화소들의 값의 평균을 구한 후 특정 화소의 값이 평균값보다 일정 범위 이상 작거나 큰 경우 결함이 있다고 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 외관 검사방법에 있어서 상기 외관 검사장치는 상기 제품이 하우징의 내부로 삽입되어 외관이 촬영된 후 배출되도록 제품을 이송시키는 이송부를 포함하며, 상기 이송부는 상면에 위치한 제품을 이송시키는 컨베이어와, 상기 컨베이어를 통해 이동하는 제품이 상기 하우징 내부의 촬영 영역에 정확하게 위치할 수 있도록 하는 위치조절부를 포함하며, 상기 위치조절부는 컨베이어의 롤러를 따라 이동하는 제품의 일 측면을 가로막는 이동조절부와, 상기 이동조절부에 의해 제품의 일 측면이 가로막혀 제품이 정지한 상태에서 상기 제품의 전면 및 후면을 가압하여 상기 제품을 촬영 영역에 정위치시키는 전후조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 외관 검사방법에 있어서 상기 이동조절부는 상기 롤러 사이를 통해 승하강하여 승강시에는 롤러를 따라 이동하는 제품을 가로막고 하강시에는 롤러의 하측에 위치하는 승하강판과, 상기 승하강판을 승하강시키는 승하강구동부를 포함하며, 상기 전후조절부는 상기 롤러 상면에 전후 방향으로 일정 간격을 두고 한 쌍이 위치하여 간격조절구동부의 작동에 의해 한 쌍의 가압판 사이의 간격이 조절됨으로써 일 측면이 승하강판에 접한 상기 제품의 전면 및 후면을 가압하는 가압판과, 상기 가압판을 전후 방향으로 이동시켜 한 쌍의 가압판 사이의 간격을 조절하는 간격조절구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 외관 검사방법에 있어서 상기 가압판은 하측에서 돌출되어 롤러 사이에 위치하는 연결부와, 상기 연결부의 말단에 결합하여 하면의 구동축연결부를 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 하면에서 돌출되어 구동축을 에워싸며 내면에 상기 구동축의 나사선에 대응되는 나사선이 형성되는 구동축연결부를 포함하고, 상기 간격조절구동부는 구동력을 제공하며 출력출에 구동모터기어가 연결되는 구동모터와, 상기 구동모터와 상기 가압판에 각각 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 상기 가압판에 전달하며 외측면에 서로 반대 방향으로 나사선이 형성된 제1나사선과 제2나사선 및 일단에 결합하여 상기 구동모터기어와 맞물리는 구동축기어를 포함하며, 상기 제1나사선에는 한 쌍의 가압판 중 일 가압판의 구동축연결부가 맞물리게 되며, 상기 제2나사선에는 나머지 가압판의 구동축연결부가 맞물리게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 제품 외관의 결함을 자동으로 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 촬영 영역에 위치하는 제품의 기울기에 따라 촬영부를 이동시켜 제품을 촬영하므로, 제품이 기울여져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 화소를 특정하고 특정된 화소를 세분화하여 하위 화소를 설정하고 인접하는 하위 화소의 화소 값의 기울기를 산정하여 제품의 경계부를 판정하므로, 제품의 경계부의 위치를 정확하게 판정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외관 검사방법에 사용되는 외관 검사장치의 정면도.
도 2는 도 1의 외관 검사장치의 측면도.
도 3은 도 1의 외관 검사장치의 평면도.
도 4는 도 1의 외관 검사장치의 부분절단 사시도.
도 5 및 6은 도 1의 이송부의 작동과정을 설명하기 위한 참고도.
도 7은 도 5의 이동조절부의 작동과정을 설명하기 위한 참고도.
도 8은 도 5의 전후조절부의 작동과정을 설명하기 위한 참고도.
도 9는 도 8의 가압판을 설명하기 위한 사시도.
도 10 및 11은 도 4의 상하이동부를 설명하기 위한 참고도.
도 12는 도 11의 A-A선으로 절단한 단면도.
도 13은 도 4의 A부분의 확대도.
도 14는 도 1의 컨트롤러의 세부 구성을 나타내는 블럭도.
도 15는 도 14의 기울기반영이동모듈의 작동원리를 설명하기 위한 참고도.
도 16은 도 1의 외관 검사장치를 이용하여 외관의 결함을 검출하는 과정을 설명하기 위한 참고도.
도 17은 도 1의 외관 검사장치를 이용하여 외관의 결함을 검출하는 과정을 나타내는 순서도.
이하에서는 본 발명에 따른 외관 검사방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외관 검사방법에 사용되는 외관 검사장치의 정면도이며, 도 2는 도 1의 외관 검사장치의 측면도이고, 도 3은 도 1의 외관 검사장치의 평면도이며, 도 4는 도 1의 외관 검사장치의 부분절단 사시도이고, 도 5 및 6은 도 1의 이송부의 작동과정을 설명하기 위한 참고도이며, 도 7은 도 5의 이동조절부의 작동과정을 설명하기 위한 참고도이고, 도 8은 도 5의 전후조절부의 작동과정을 설명하기 위한 참고도이며, 도 9는 도 8의 가압판을 설명하기 위한 사시도이고, 도 10 및 11은 도 4의 상하이동부를 설명하기 위한 참고도이며, 도 12는 도 11의 A-A선으로 절단한 단면도이고, 도 13은 도 4의 A부분의 확대도이며, 도 14는 도 1의 컨트롤러의 세부 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 15는 도 14의 기울기반영이동모듈의 작동원리를 설명하기 위한 참고도이며, 도 16은 도 1의 외관 검사장치를 이용하여 외관의 결함을 검출하는 과정을 설명하기 위한 참고도이고, 도 17은 도 1의 외관 검사장치를 이용하여 외관의 결함을 검출하는 과정을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외관 검사방법을 도 1 내지 17을 참조하여 설명하면, 상기 외관 검사방법은 컨트롤러(5)가 이송부(2)를 제어하여 제품이 촬영 영역에 정위치하도록 하는 이송단계(S1)와, 제품이 기울여져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지하기 위해 상기 컨트롤러(5)가 상기 이송단계(S1)에 의해 촬영 영역에 위치한 제품의 기울기를 고려하여 촬영부(3)를 이동시켜 제품과 촬영부(3) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한 상태에서 촬영부(3)가 작동하도록 하는 이동촬영단계(S2)와, 상기 컨트롤러(5)가 상기 이동촬영단계(S2)에서 출력한 영상을 분석하여 제품의 외관의 결함을 검출하는 결함검출단계(S3)와, 상기 이송촬영단계(S2) 후에 컨트롤러(5)가 상기 이송부를 제어하여 촬영이 끝난 제품이 하우징(1)에서 배출되도록 하는 배출단계(S4)를 포함한다.
상기 외관 검사방법을 구체적으로 설명하기에 앞서 상기 외관 검사방법에 사용되는 외관 검사장치를 먼저 살펴보면, 상기 외관 검사장치는 외형을 형성하는 하우징(1)과, 상기 제품이 상기 하우징(1)의 내부로 삽입되어 외관이 촬영된 후 배출되도록 제품을 이송시키는 이송부(2)와, 상기 하우징(1) 내부에 위치하여 상기 이송부(2)에 의해 이송된 제품을 촬영하는 촬영부(3)와, 상기 촬영부(3)를 이동시키는 이동부(4)와, 촬영되는 제품이 기울어져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지하기 위해 상기 이동부(4)를 제어하여 촬영 영역에 위치한 제품의 기울기에 따라 상기 촬영부(3)를 이동시키고 상기 촬영부(3)에서 출력된 영상을 분석하여 제품의 외관의 결함을 검출하는 컨트롤러(5) 등을 포함한다. 상기 외관 검사장치는 다양한 제품의 외관의 결함을 검출할 수 있으나, 바람직하게는 에어컨, 세탁기 등의 가전제품의 검사에 사용되게 된다.
상기 하우징(1)은 상기 외관 검사장치의 외형을 형성하는 구성으로, 후술할 촬영부(3), 이동부(4) 등을 수용한다. 상기 하우징(1)은 일정 형상을 가지나 바람직하게는 전체적으로 직육면체의 형태를 가지며, 일 측에는 상기 제품이 인입될 수 있는 인입구(11)가 형성되고, 타 측에는 외관 촬영이 끝난 제품이 배출될 수 있는 배출구(12)가 형성되며, 상기 하우징(1)의 일 측면(전측면)에는 도어(13)가 형성되어 도어(13)의 개방을 통해 하우징(1)의 내부에 위치한 제품을 수동으로 검사하는 것이 가능하게 한다.
상기 이송부(2)는 상기 제품이 상기 하우징(1)의 내부로 삽입되어 외관이 촬영된 후 배출되도록 제품을 이송시키는 구성으로 컨트롤러(5)에 의해 제어되며, 수용부(21), 컨베이어(22), 위치조절부(23) 등을 포함한다.
상기 수용부(21)는 상기 이송부(2)의 외형을 형성하고 컨베이어(22)와 위치조절부(23)를 수용하는 구성으로, 상기 수용부(21)의 상면에는 컨베이어(22)의 롤러(221)가 위치하게 된다.
상기 컨베이어(22)는 상면에 위치한 제품을 이송시키는 구성으로, 상기 수용부(21)의 상면에 위치하는 롤러(221)와, 상기 수용부(21)의 내부에 위치하며 상기 롤러(221)를 회전시키는 구동력을 제공하는 롤러구동부(미도시) 등을 포함한다.
상기 위치조절부(23)는 상기 컨베이어(22)를 통해 이동하는 제품이 상기 하우징(1) 내부의 촬영 영역에 정확하게 위치할 수 있도록 하는 구성으로, 이동조절부(24), 전후조절부(27) 등을 포함한다.
상기 이동조절부(24)는 상기 롤러(221)를 따라 이동하는 제품의 일 측면을 가로막아 제품의 이동을 정지시키는 구성으로, 승하강판(25)과, 승하강구동부(26) 등을 포함한다.
상기 승하강판(25)은 상기 롤러(221) 사이를 통해 승하강하여 승강시에는 롤러(221)를 따라 이동하는 제품을 가로막고 하강시에는 롤러(221)의 하측에 위치하는 구성으로, 일측면 하측에서 돌출되어 후술할 구동축(262)을 에워싸며 내면에 상기 구동축(262)의 나사선(262a)에 대응되는 나사선(미도시)이 형성되는 구동축연결부(251)를 포함한다.
상기 승하강구동부(26)는 상기 수용부(21) 내에 위치하여 상기 승하강판(25)을 승하강시키는 구성으로, 상기 승하강판(25)을 승하강시킬 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있으나, 일 예로 구동모터(261)와 구동축(262)을 이용하여 승하강판(25)을 승하강시킬 수 있다.
상기 구동모터(261)는 상기 승하강구동부(26)를 작동시키는 구동력을 제공하는 구성으로, 일반적인 모터 등이 활용될 수 있다. 상기 구동모터(261)의 출력축에는 구동모터기어(261a)가 연결된다.
상기 구동축(262)은 상기 구동모터(261)와 승하강판(25)에 각각 연결되어 상기 구동모터(261)의 구동력을 상기 승하강판(25)에 전달하는 구성으로, 외측면에 나사선(262a)이 형성되고, 상기 구동축(262)의 일단에 결합하여 상기 구동모터기어(261a)와 맞물리는 구동축기어(262b)를 포함한다. 상기 구동모터기어(261a)와 구동축기어(262b)는 일반적인 기어가 사용될 수 있으며, 상기 수용부(21) 내부에는 승하강판(25)과 승하강구동부(26)를 지지하는 구성이 존재하나 이는 본 발명의 요지와는 무관하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기와 같은 구성을 가지는 이동조절부(24)의 작동과정을 살펴보면, 구동모터(261)가 작동하여 구동모터(261)의 출력축이 일 방향으로 회전하면 구동모터기어(261a) 및 구동축기어(262b)가 차례로 회전하여 구동축(262)이 회전하고, 상기 구동축(262)이 회전함에 따라 상기 구동축(262)의 나사선(262a)에 맞물리는 구동축연결부(251)는 상기 나사선(262a)을 따라 상승하여 상기 승하강판(25)이 상승함으로써, 롤러(221)를 따라 이동하는 제품은 일 측면이 상기 승하강판(25)에 접하여 이동이 정지되게 된다. 한편, 위와 같은 상태에서 구동모터(261)를 작동시켜 구동모터(261)의 출력축을 타 방향(일 방향과 반대되는 방향)으로 회전시키면, 상기 승하강판(25)은 하강하여 롤러(221) 하측에 위치하게 된다.
상기 전후조절부(27)는 상기 이동조절부(24)에 의해 제품의 일 측면이 가로막혀 제품이 정지한 상태에서 상기 제품의 전면 및 후면을 가압하여 상기 제품을 촬영 영역에 정위치시키는 구성으로, 가압판(28), 간격조절구동부(29) 등을 포함한다.
상기 가압판(28)은 상기 롤러(221) 상면에 전후 방향으로 일정 간격을 두고 한 쌍이 위치하여, 상기 간격조절구동부(29)의 작동에 의해 한 쌍의 가압판(28) 사이의 간격이 조절됨으로써 일 측면이 승하강판(25)에 접한 상기 제품의 전면 및 후면을 가압한다. 상기 가압판(28)은 하측에서 돌출되어 롤러(221) 사이에 위치하는 연결부(281)와, 상기 연결부(281)의 말단에 결합하여 하면의 구동축연결부(283)를 지지하는 지지부(282)와, 상기 지지부(282)의 하면에서 돌출되어 구동축(292)을 에워싸며 내면에 상기 구동축(292)의 나사선에 대응되는 나사선(283a)이 형성되는 구동축연결부(283)를 포함한다.
상기 간격조절구동부(29)는 상기 수용부(21) 내에 위치하여 상기 가압판(28)을 전후 방향으로 이동시켜 한 쌍의 가압판(28) 사이의 간격을 조절하는 구성으로, 일 예로 구동모터(291), 구동축(292)을 포함한다. 상기 구동모터(291)는 상기 간격조절구동부(29)를 작동시키는 구동력을 제공하는 구성으로, 일반적인 모터 등이 활용될 수 있다. 상기 구동모터(291)의 출력축에는 구동모터기어(291a)가 연결된다.
상기 구동축(292)은 상기 구동모터(291)와 상기 가압판(28)에 각각 연결되어 상기 구동모터(291)의 구동력을 상기 가압판(28)에 전달하는 구성으로, 외측면에 서로 반대 방향으로 나사선이 형성된 제1나사선(292a)과, 제2나사선(292b)을 포함한다. 상기 제1나사선(292a)에는 한 쌍의 가압판(28) 중 일 가압판(28')의 구동축연결부(283)가 맞물리게 되며, 상기 제2나사선(292b)에는 나머지 가압판(28")의 구동축연결부(283)가 맞물리게 된다. 상기 구동축(292)은 일단에 결합하여 상기 구동모터기어(291a)와 맞물리는 구동축기어(292c)를 포함한다. 상기 수용부(21) 내부에는 가압판(28)과 간격조절구동부(29)를 지지하는 구성이 존재하나 이는 본 발명의 요지와는 무관하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기와 같은 구성을 가지는 전후조절부(27)의 작동과정을 살펴보면, 구동모터(291)가 작동하여 구동모터(291)의 출력축이 일 방향으로 회전하면 구동모터기어(291a) 및 구동축기어(292c)가 차례로 회전하여 구동축(292)이 회전하고, 상기 구동축(292)이 회전함에 따라 상기 구동축(292)의 제1나사선(292a)에서 맞물리는 연결돌출부(283)는 후측으로 이동하고 제2나사선(292b)에 맞물리는 연결돌출부(283)는 전측으로 이동하여 상기 가압판(28) 사이의 간격이 줄어듦으로, 제품의 전후 측면이 상기 가압판(28)에 의해 가압되어 상기 제품은 촬영 영역에 정위치하게 된다. 위와 같은 상태에서 구동모터(291)를 작동시켜 구동모터(291)의 출력축을 타 방향으로 회전시키면 상기 한 쌍의 가압판(28)은 간격이 넓어져 상기 제품은 가압판(28)에 의해 가압되지 않게 된다.
상기 촬영부(3)는 상기 하우징(1) 내부에 위치하며 상기 이동부(4)에 의해 상하 이동하여 상기 이송부(2)에 의해 촬영 영역에 위치한 제품의 외면을 촬영하여 촬영된 영상을 출력하는 구성으로 컨트롤러(5)에 의해 제어되며, 제품을 향해 빛을 발산하는 조명(31)과, 상기 조명(31)에서 발산된 빛이 상기 제품에 의해 반사되어 생기는 영상을 촬영하는 카메라(32)를 포함한다. 상기 카메라는 다양한 종류의 카메라가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 라인 스캔 카메라가 사용된다. 상기 촬영부(3)가 상하 이동하면서 제품의 외관을 촬영하는 과정에서 제품의 기울기에 따라 촬영부(3)의 이동이 조절되는데, 이에 대해서는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
상기 이동부(4)는 상기 촬영부(3)를 이동시키는 구성으로 상기 컨트롤러(5)에 의해 제어되며, 상하이동부(41), 수평이동부(42) 등을 포함한다.
상기 상하이동부(41)는 상기 촬영부(3)를 상하이동시키는 구성으로, 상하이동판(42), 지지프레임(43), 상하이동구동부(44) 등을 포함한다.
상기 상하이동판(42)은 상기 촬영부(3)를 지지하며(촬영부(3)가 안치된 수평이동부(45)를 지지) 상하이동하는 구성으로, 후측면에서 돌출되어 상기 지지프레임(43)의 가이드홈(431)에 삽입되는 가이드부(421)와, 상기 가이드부(421)에서 돌출되어 상기 지지프레임(43) 내에 위치하며 후술할 구동축(443)을 에워싸며 내면에 상기 구동축(443)의 나사선(443a)에 대응되는 나사선(422a)이 형성되는 구동축연결부(422)를 포함한다.
상기 지지프레임(43)은 상하이동판(42)을 지지하고 이동을 가이드하는 구성으로, 내부에서 상하이동판(42)과 상하이동구동부(44)가 결합하게 된다. 상기 지지프레임(43)은 양 측면에 상하방향으로 천공되어 형성되는 가이드홈(431)을 포함한다.
상기 상하이동구동부(44)는 상기 상하이동판(42)을 상하이동시키는 구성으로, 일 예로 구동모터(441), 회전축(442), 구동축(443)을 이용하여 상기 상하이동판(42)을 상하이동시킬 수 있다.
상기 구동모터(441)는 상기 상하이동구동부(44)를 작동시키는 구동력을 제공하는 구성으로, 일반적인 모터 등이 활용될 수 있다. 상기 구동모터(441)의 출력축은 회전축(442)의 일단에 삽입되게 된다.
상기 회전축(442)은 상기 구동모터(441)와 구동축(443)에 각각 연결되어 상기 구동모터(441)의 구동력을 상기 구동축(443)에 전달하는 구성으로, 외측면을 따라 형성된 회전축기어(442a)를 포함한다.
상기 구동축(443)은 상기 회전축(442)와 상하이동판(42)에 각각 연결되어 상기 구동모터(441)의 구동력을 상기 상하이동판(42)에 전달하는 구성으로, 외측면에 나사선(443a)이 형성되고, 상기 구동축(443)의 일단에 결합하여 상기 회전축기어(442a)와 맞물리는 웜기어(443b)를 포함한다. 상기 지지프레임(43) 내부에는 상하이동구동부(44)를 지지하는 구성이 존재하나 이는 본 발명의 요지와는 무관하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기와 같은 구성을 가지는 상하이동부(44)의 작동과정을 살펴보면, 구동모터(441)가 작동하여 구동모터(441)의 출력축이 일 방향으로 회전하면 회전축(442), 회전축기어(442a) 및 웜기어(443a)가 차례로 회전하여 구동축(443)이 회전하고, 상기 구동축(443)이 회전함에 따라 상기 구동축(443)의 나사선(443a)에 맞물리는 구동축연결부(422)는 상기 나사선(443a)을 따라 상승하여 상기 상하이동판(42)이 상승함으로써, 상기 상하이동판(42)에 지지된 촬영부(3)가 상측으로 이동한다. 위와 같은 상태에서 구동모터(441)를 작동시켜 구동모터(441)의 출력축을 타 방향(일 방향과 반대되는 방향)으로 회전시키면, 상기 상하이동판(42)은 하강하여 상기 촬영부(3)는 하측으로 이동한다.
상기 수평이동부(45)는 상기 촬영부(3)와 상기 제품의 외면 사이의 간격이 조절되도록 상기 촬영부(3)를 수평이동시키는 구성으로, 수평이동프레임(46), 지지프레임(47), 수평이동구동부(48) 등을 포함한다.
상기 수평이동프레임(46)은 상기 촬영부(3)를 지지하며 수평이동하는 구성으로, 하측면에서 돌출되어 상기 지지프레임(47)의 가이드홈(471)에 삽입되는 가이드부(461)와, 상기 가이드부(461)에서 돌출되어 상기 지지프레임(47) 내에 위치하며 후술할 구동축(482)을 에워싸며 내면에 상기 구동축(482)의 나사선(482a)에 대응되는 나사선이 형성되는 구동축연결부(462)를 포함한다.
상기 지지프레임(47)은 수평이동프레임(46)을 지지하고 이동을 가이드하는 구성으로, 내부에서 수평이동프레임(46)과 수평이동구동부(48)가 결합하게 된다. 또한, 상기 지지프레임(47)의 일측에는 후술할 센서(531)가 위치하게 된다. 상기 지지프레임(47)은 양 측면에 수평방향으로 천공되어 형성되는 가이드홈(471)을 포함한다.
상기 수평이동구동부(48)는 상기 수평이동프레임(46)을 수평이동시키는 구성으로, 일 예로 구동모터(481), 구동축(482)을 이용하여 상기 수평이동프레임(46)을 수평이동시킬 수 있다.
상기 구동모터(481)는 상기 수평이동구동부(48)를 작동시키는 구동력을 제공하는 구성으로, 일반적인 모터 등이 활용될 수 있다. 상기 구동모터(481)의 출력축에는 구동모터기어(미도시)가 결합하게 된다.
상기 구동축(482)은 상기 구동모터(481)와 수평이동프레임(46)에 각각 연결되어 상기 구동모터(482)의 구동력을 상기 수평이동프레임(46)에 전달하는 구성으로, 외측면에 나사선(482a)이 형성되고, 상기 구동축(482)의 일단에는 상기 구동모터기어와 맞물리는 구동축기어(미도시)가 결합하게 된다.
상기 지지프레임(47) 내부에는 수평이동구동부(48)를 지지하는 구성이 존재하나 이는 본 발명의 요지와는 무관하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기와 같은 구성을 가지는 수평이동부(45)의 작동과정을 살펴보면, 구동모터(481)가 작동하여 구동모터(481)의 출력축이 일 방향으로 회전하면 구동모터기어 및 구동축기어가 차례로 회전하여 구동축(482)이 회전하고, 상기 구동축(482)이 회전함에 따라 상기 구동축(482)의 나사선(482a)에 맞물리는 구동축연결부(462)는 상기 나사선(482a)을 따라 제품 쪽으로 이동하여 상기 수평이동프레임(46)이 제품 쪽으로 이동함으로써, 상기 수평이동프레임(46)에 지지된 촬영부(3)가 제품 쪽으로 수평 이동한다. 위와 같은 상태에서 구동모터(481)를 작동시켜 구동모터(481)의 출력축을 타 방향(일 방향과 반대되는 방향)으로 회전시키면, 상기 수평이동프레임(46)은 제품 반대 쪽으로 이동하여 상기 촬영부(3)는 제품과 멀어지도록 수평이동한다.
상기 컨트롤러(5)는 촬영되는 제품이 기울어져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지하기 위해 상기 이동부(4)를 제어하여 촬영 영역에 위치한 제품의 기울기에 따라 상기 촬영부(3)를 이동시키고 상기 촬영부(3)에서 출력된 영상을 분석하여 제품의 외관의 결함을 검출하는 구성으로, 송수신부(51), 이송조작부(52), 이동촬영부(53), 결함검출부(54), 제어부(55) 등을 포함한다.
상기 송수신부(51)는 외관 검사장치의 작동에 대한 정보를 이송부(2), 촬영부(3), 이동부(4)에 전달하고, 센서(531) 및 촬영부(3)에서 출력된 정보를 수신한다.
상기 이송조작부(52)는 상기 이송부(2)를 제어하여 제품이 촬영 영역에 정위치하도록 하는 구성으로, 이송모듈(521), 이송정지모듈(522), 전후가압모듈(523), 배출모듈(524) 등을 포함한다.
상기 이송모듈(521)은 이송부(2) 상의 제품의 이동을 제어하는 구성으로, 상기 컨베이어(22)의 롤러구동부의 작동을 제어한다.
상기 이송정지모듈(522)은 상기 이송모듈(2)의 제어하에 제품이 이동하는 중에 상기 이동조절부(24)를 제어하여 승하강판(25)이 상승하도록 하여, 상기 승하강판(25)이 제품의 일 측면에 접하도록 한다.
상기 전후가압모듈(523)은 상기 이송정지모듈(522)이 작동하여 제품의 일 측면이 승하강판(25)에 접한 상태에서 상기 전후조절부(27)를 작동시켜 상기 가압판(28)이 상기 제품의 전면 및 후면을 가압하도록 한다. 상기 이송정지모듈(522)의 제어하에 상기 제품의 일 측면은 상기 승하강판(25)에 접하고, 상기 전후가압모듈(523)의 제어하에 상기 제품의 전면 및 후면은 상기 가압판(28)에 가압되어, 상기 제품은 촬영 영역에 정위치하게 된다.
상기 배출모듈(524)는 상기 이송정지모듈(522) 및 전후가압모듈(523)의 제어에 의해 제품이 정위치된 상태에서 상기 촬영부(3)에 의해 외관 촬영이 완료된 경우, 상기 전후조절부(27) 및 이동조절부(24)를 제어하여 가압판(28) 사이의 간격을 벌리고 승하강판(25)이 하강되도록 하여 외관이 촬영된 제품이 상기 하우징(1)에서 배출되도록 한다.
상기 이동촬영부(53)는 제품이 기울여져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지하기 위해 상기 이송조작부(52)의 제어에 의해 촬영 영역에 위치한 제품의 기울기를 고려하여 촬영부(3)를 이동시켜 제품과 촬영부(3) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한 상태에서 촬영 영상을 얻도록 제어하는 구성으로, 센서(531), 상하이동모듈(532), 기울기반영이동모듈(533), 촬영모듈(534) 등을 포함한다.
상기 센서(531)는 상기 이동부(4)의 일측에 위치하여 상기 촬영부(3)와 함께 상하이동하여 센서(531)와 제품 사이의 거리를 센싱하는 구성으로, 거리를 측정하는 다양한 센서가 사용될 수 있으나, 일 예로 레이저를 대상물체에 발산하고 대상물체에서 반사된 레이저가 다시 센서에 도달한 시간을 고려하여 거리를 계산하는 레이저 센서가 사용될 수 있다.
상기 상하이동모듈(532)는 상기 이송조작부(52)의 제어에 의해 제품이 촬영 영역에 정위치한 경우, 상기 상하이동부(41)를 제어하여 상기 촬영부(3)와 센서(531)가 상하이동되도록 한다.
상기 기울기반영이동모듈(533)은 상기 센서(531)가 출력한 결과를 검토하여 제품이 기울어진 정도에 따라 상기 수평이동부(45)를 제어하여 상기 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 구성으로, 기울기산정모듈(533a) 및/또는 실시간반영모듈(533b) 등을 포함한다.
상기 기울기산정모듈(533a)는 상기 상하이동모듈(532) 및 센서(531)를 작동시켜, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이 제품(100)의 상측 일 지점(P1)에서의 제품(100)과 센서(531)의 사이의 거리(a1) 및 하측 타지점(P2)에서의 제품(100)과 센서(531)의 사이의 거리(a2)를 측정하고, 상기 센서(531)의 상하 이동거리(b)와 제품(100)과 센서(531)의 거리(a1, a2)를 이용하여 상기 제품(100)의 기울기(b/(a2-a1))를 계산하고, 계산된 기울기를 이용하여 특정 지점(예컨대, P3)에서 상기 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(예컨대, a3)를 계산하고, 제품(100)이 직립했을 때 유지되는 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(c)와 비교하여, 상기 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품(100) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 촬영부(3)가 수평으로 이동시켜야 할 거리를 계산하여 상기 수평이동부(45)를 제어한다. 예컨대, 제품(100)이 직립했을 때 유지되는 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(c)가 10cm인데, 특정 지점(예컨대, P3)에서 상기 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(예컨대, a3)가 5cm인 경우 상기 촬영부(3)가 상기 제품(100)의 반대 방향으로 5cm 이동하도록 수평이동부(45)를 제어하고, 특정 지점(예컨대, P3)에서 상기 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(예컨대, a3)가 15cm인 경우 상기 촬영부(3)가 상기 제품(100)의 방향으로 5cm 이동하도록 수평이동부(45)를 제어한다.
상기 실시간반영모듈(533b)은 상기 상하이동모듈(532) 및 센서(531)를 작동시켜, 15의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(a1)를 실시간으로 측정하여 제품(100)이 직립했을 때 유지되는 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(c)와 비교하여, 상기 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품(100) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 촬영부(3)가 수평으로 이동시켜야 할 거리를 계산하여 상기 수평이동부(45)를 제어한다. 상기 실시간반영모듈(533b)에 의한 제어는 상측 또는 하측으로 이동하는 센서가 상기 센서와 제품 사이의 간격을 실시간으로 측정하여 정확성을 높일 수 있으며, 상기 기울기산정모듈(533a)에 의한 제어는 제품의 상측 및 하측의 두 지점에서 센서와 제품 사이의 간격을 측정하므로 제어시간을 단축할 수 있는 특징이 있다.
상기 촬영모듈(534)은 상기 상하이동모듈(532)과 기울기반영이동모듈(532)이 작동하여 상기 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 촬영부(3)와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한 상태에서, 촬영부(3)를 작동시켜 제품이 촬영되도록 한다.
상기 결함검출부(54)는 상기 이동촬영부(53)의 제어에 의해 상기 촬영부(3)가 제품의 외관을 촬영하여 출력한 영상을 분석하여 제품의 외관의 결함을 검출하는 구성으로, 경계부산정모듈(541), 결함검출모듈(542) 등을 포함한다.
상기 경계부산정모듈(541)은 상기 촬영부(3)가 제품의 외관을 촬영하여 출력한 영상을 분석하여 제품의 경계부의 위치를 산정하는 구성으로, 상기 경계부라 함은 제품에서 다른 부분과 구획되는 부분을 의미하며 예컨대 제품의 일면과 타면을 구분하는 테두리뿐만 아니라 제품의 일면에서 일 부분과 타 부분을 구분하는 부분을 의미한다. 상기 경계부산정모듈(541)은 다양한 방법에 의해 제품의 경계부의 위치를 산정할 수 있으나, 바람직하게는 상기 촬영부(3)에서 출력된 영상에서 화소의 값이 일정 범위 이상 차이가 나는 화소를 특정하고(결함 또는 경계부 등이 위치하는 화소는 화소 값이 현저하게 변함), 특정된 화소를 세분화하여 복수 개의 하위 화소를 설정하고 인접하는 하위 화소의 화소 값(휘도값)의 기울기를 산정하여 기울기가 일정 범위 이상인 경우 제품의 결함이 아니라 제품의 경계부로 판정하여 제품의 경계부의 위치를 정확하게 판정할 수 있다.
상기 결함검출모듈(542)은 상기 경계부산정모듈(541)에 의해 경계부의 위치가 산정된 후 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 부분의 영상을 분석하여 상기 제품 외관의 결함을 검출한다. 상기 결함검출모듈(542)에 의한 결함의 검출은 다양한 방법에 의해 제품의 결함을 검출할 수 있으나, 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 특정 부분의 영상을 구성하는 화소들의 값의 평균을 구한 후 특정 화소의 값이 평균값보다 일정 범위 이상 작거나 큰 경우 결함이 있다고 판단하거나, 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 특정 부분의 영상을 구성하는 화소의 값이 기설정된 값보다 일정 범위 이상 작거나 큰 경우 결함이 있다고 판단한다. 상기 제어부(55)는 상기 컨트롤러(5)의 전제적인 작동을 제어한다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 포함하는 외관 검사장치를 이용하여 외관을 검사하는 방법을 구체적으로 살펴보도록 한다.
상기 이송단계(S1)는 이송조작부(52)가 이송부(2)를 제어하여 제품이 촬영 영역에 정위치하도록 하는 단계로, 제품이동단계(S11), 제품위치조절단계(S12) 등을 포함한다.
상기 제품이동단계(S11)는 상기 이송조작부(52)의 이송모듈(521)이 컨베이어(22)를 제어하여 컨베이어(22)에서 제품이 이동하도록 하는 단계이다.
상기 제품위치조절단계(S12)는 상기 제품이동단계(S11)에 의해 제품이 이동하는 중 상기 이송조작부(52)가 위치조절부(23)을 제어하여 컨베이어(22)를 따라 이동하는 제품이 촬영 영역에 정위치하도록 하는 단계로, 이송정지단계(S121), 전후가압단계(S122) 등을 포함한다.
상기 이송정지단계(S121)는 상기 제품이동단계(S11)에 의해 제품이 이동하는 중 상기 이송정지모듈(522)이 상기 이동조절부(24)를 제어하여 승하강판(25)이 상승하도록 하여, 상기 승하강판(25)이 제품의 일 측면에 접하도록 하는 단계이다.
상기 전후가압단계(S122)는 상기 이송정지단계(S121)에 의해 제품의 일 측면이 승하강판(25)에 접한 상태에서 상기 전후가압모듈(523)이 상기 전후조절부(27)를 작동시켜 상기 가압판(28)이 상기 제품의 전면 및 후면을 가압하도록 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이송정지단계(S121)에 의해 제품의 일 측면은 상기 승하강판(25)에 접하고, 상기 전후가압단계(S122)에 의해 상기 제품의 전면 및 후면은 상기 가압판(28)에 가압되어, 상기 제품은 촬영 영역에 정위치하게 된다.
상기 이동촬영단계(S2)는 제품이 기울여져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지하기 위해 상기 이동촬영부가(53)가 상기 이송단계(S1)에 의해 촬영 영역에 위치한 제품의 기울기를 고려하여 촬영부(3)를 이동시켜 제품과 촬영부(3) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한 상태에서 촬영부(3)가 작동하도록 하는 단계로, 상기 컨트롤러(S5)가 상기 센서(531)를 상하이동시킴과 동시에 작동하도록 하여 상기 센서(531)가 제품(100)과 센서(531)의 사이의 거리를 측정하여 출력하도록 하는 센싱단계(S21)와, 상기 컨트롤러(5)가 상기 센싱단계(S22)에서 출력된 결과를 검토하여 제품이 기울어진 정도에 촬영부(3)의 수평이동을 제어하여 상기 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 거리산정단계(S22)와, 상기 거리산정단계(S22)에 의해 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품(100) 사이의 간격이 일정하게 유지되는 상태에서 상기 컨틀롤러(5)가 촬영부(3)를 작동시켜 제품의 외관이 촬영되도록 하는 촬영단계(S23)를 포함한다.
상기 센싱단계(S21)는 상기 이송단계(S1)에 의해 제품이 촬영 영역에 정위치한 상태에서 상기 기울기반영이동모듈(533)이 상하이동모듈(532) 및 센서(531)를 작동시켜 상기 센서(531)가 제품(100)과 센서(531)의 사이의 거리를 측정하여 출력하도록 하는 단계이다. 상기 센싱단계(S22)는 상기 기울기산정모듈(533a)이 상기 상하이동모듈(532) 및 센서(531)를 작동시켜, 센서(531)가 제품(100)의 상측 일지점(P1)에서의 제품(100)과 센서(531)의 사이의 거리(a1) 및 하측 타지점(P2)에서의 제품(100)과 센서(531)의 사이의 거리(a2)를 측정하여 출력하도록 하는 순차적센싱단계(S211), 또는 상기 실시간반영모듈(533b)이 상기 상하이동모듈(532) 및 센서(531)를 작동시켜 상기 센서(531)가 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리를 실시간으로 측정하여 출력하도록 하는 실시간센싱단계(S212) 등을 포함한다.
상기 거리산정단계(S22)는 상기 기울기반영이동모듈(533)이 상기 센싱단계(S21)에서 출력된 결과를 검토하여 제품이 기울어진 정도에 따라 상기 수평이동부(45)를 제어하여 상기 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 단계로, 기울기고려산정단계(S221) 또는 센싱값고려산정단계(S222) 등을 포함한다.
상기 기울기고려산정단계(S221)는 상기 기울기산정모듈(533a)이 상기 순차적센싱단계(S211)에서 출력된 결과와 상기 센서(531)의 상하 이동거리(b)를 이용하여 상기 제품(100)의 기울기(b/(a2-a1))를 계산하고, 계산된 기울기를 이용하여 특정 지점(예컨대, P3)에서 상기 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(예컨대, a3)를 계산하고, 제품(100)이 직립했을 때 유지되는 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(c)와 비교하여, 상기 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품(100) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 촬영부(3)가 수평으로 이동시켜야 할 거리를 계산하여 상기 수평이동부(45)를 제어하는 단계이다.
상기 센싱값고려산정단계(S222)는 상기 실시간반영모듈(533b)이 실시간센싱단계(S212)에서 출력된 결과 및 제품(100)이 직립했을 때 유지되는 센서(531)와 제품(100) 사이의 거리(c)와 비교하여, 상기 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품(100) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 촬영부(3)가 수평으로 이동시켜야 할 거리를 계산하여 상기 수평이동부(45)를 제어하는 단계이다.
상기 촬영단계(S23)는 상기 거리산정단계(S22)에 의해 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품(100) 사이의 간격이 일정하게 유지되는 상태에서 상기 촬영모듈(534)가 촬영부(3)를 작동시켜 제품의 외관이 촬영되도록 하는 단계이다. 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이 제품이 정위치하는 경우 촬영부(3)가 승하강하여도 촬영부(3)와 제품(100) 사이의 간격(a)의 간격이 일정하게 유지되나, 제품이 기울어진 경우 제품(100)과 촬영부(3) 사이의 간격이 상하 이동함에 따라 변하므로 본원발명은 상기 이동촬영단계(S2)에서 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이 제품의 기울기를 고려하여 촬영부(3) 수평이동시킴으로써 상기 촬영부(3)가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부(3)와 제품(100) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한다.
상기 결함검출단계(S3)는 상기 결함검출부(54)는 상기 이동촬영단계(S2)에서 출력한 영상을 분석하여 제품의 외관의 결함을 검출하는 단계로, 경계부산정단계(S31), 결함판정단계(S32) 등을 포함한다.
상기 경계부산정단계(S31)는 상기 경계부산정모듈(541)이 상기 이동촬영단계(S2)에서 출력한 영상을 분석하여 제품의 경계부의 위치를 산정하는 단계로, 다양한 방법에 의해 제품의 경계부의 위치를 산정할 수 있으나, 바람직하게는 상기 이동촬영단계(S2)에서 출력된 영상에서 화소의 값이 일정 범위 이상 차이가 나는 화소를 특정하고(결함 또는 경계부 등이 위치하는 화소는 화소 값이 현저하게 변함), 특정된 화소를 세분화하여 복수 개의 하위 화소를 설정하고 인접하는 하위 화소의 화소 값(휘도값)의 기울기를 산정하여 기울기가 일정 범위 이상인 경우 제품의 결함이 아니라 제품의 경계부로 판정하여 제품의 경계부의 위치를 정확하게 판정할 수 있다.
상기 결함판정단계(S32)는 상기 결함검출모듈(542)이 상기 경계부산정단계(S31)에서 경계부의 위치가 산정된 후 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 부분의 영상을 분석하여 상기 제품 외관의 결함을 검출하는 단계로, 결함의 판정은 다양한 방법에 의해 제품의 결함을 검출할 수 있으나, 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 특정 부분의 영상을 구성하는 화소들의 값의 평균을 구한 후 특정 화소의 값이 평균값보다 일정 범위 이상 작거나 큰 경우 결함이 있다고 판단하거나, 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 특정 부분의 영상을 구성하는 화소의 값이 기설정된 값보다 일정 범위 이상 작거나 큰 경우 결함이 있다고 판단한다.
상기 배출단계(S4)는 상기 이송촬영단계(S2) 후에 배출모듈(524)이 상기 위치조절부(23)을 제어하여 가압판(28) 사이의 간격을 벌리고 승하강판(25)이 하강되도록 하여 제품이 상기 하우징(1)에서 배출되도록 한다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 하우징 2: 이송부 3: 촬영부 4: 이동부
5: 컨트롤러 11: 인입구 12: 배출구 13: 도어
21: 수용부 22: 컨베이어 23: 위치조절부 31: 조명
32: 카메라 41: 상하이동부 42: 수평이동부 51: 송수신부
52: 이송조작부 53: 이동촬영부 54: 결함검출부 55: 제어부

Claims (10)

  1. 제품을 촬영하여 외관의 결함을 검출하는 외관 검사장치를 이용하는 외관 검사방법에 있어서,
    상기 외관 검사방법은 제품이 기울여져 발생하는 촬영 영상의 변화를 방지하기 위해, 컨트롤러가 제품의 기울기를 고려하여 촬영부를 이동시켜 제품과 촬영부 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한 상태에서 촬영부가 작동하도록 하는 이동촬영단계를 포함하며,
    상기 이동촬영단계는 상기 컨트롤러가 센서를 상하이동시킴과 동시에 작동하도록 하여 상기 센서가 제품과의 거리를 측정하여 출력하도록 하는 센싱단계와, 상기 컨트롤러가 상기 센싱단계에서 출력된 결과를 검토하여 제품이 기울어진 정도에 따라 촬영부의 수평이동을 제어하여 상기 촬영부가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 거리산정단계를 포함하고,
    상기 외관 검사장치는 상기 촬영부를 이동시키는 이동부를 포함하며,
    상기 이동부는 상기 촬영부를 상하이동시키는 상하이동부와, 상기 촬영부와 제품 사이의 간격이 조절되도록 상기 촬영부를 수평이동시키는 수평이동부를 포함하고,
    상기 상하이동부는 상기 촬영부를 지지하며 상하이동하는 상하이동판과, 상하이동판의 이동을 가이드하고 내부에서 상하이동판과 상하이동구동부가 결합하는 지지프레임과, 상기 상하이동판을 상하이동시키는 상하이동구동부를 포함하며,
    상기 상하이동판은 후측면에서 돌출되어 상기 지지프레임의 가이드홈에 삽입되는 가이드부와, 상기 가이드부에서 돌출되어 상기 지지프레임 내에 위치하며 구동축을 에워싸며 내면에 상기 구동축의 나사선에 대응되는 나사선이 형성되는 구동축연결부를 포함하고,
    상기 지지프레임은 양 측면에 상하방향으로 천공되어 형성되는 가이드홈을 포함하며,
    상기 상하이동구동부는 출력축이 회전축의 일단과 결합하는 구동모터와, 상기 구동모터와 구동축에 각각 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 상기 구동축에 전달하며 외측면을 따라 형성된 회전축기어를 포함하는 회전축과, 상기 회전축과 상하이동판에 각각 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 상기 상하이동판에 전달하며 외측면에 나사선이 형성되고 일단에 상기 회전축기어와 맞물리는 웜기어가 형성된 구동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센싱단계는 컨트롤러의 기울기산정모듈의 제어에 의해 센서가 제품의 상측 일지점에서의 제품과 센서의 사이의 거리 및 하측 타지점에서의 제품과 센서의 사이의 거리를 측정하여 출력하도록 하는 순차적센싱단계를 포함하며,
    상기 거리산정단계는 컨트롤러의 기울기산정모듈이 상기 순차적센싱단계에서 출력된 결과와 상기 센서의 상하 이동거리를 이용하여 상기 제품의 기울기를 계산하고, 계산된 기울기를 이용하여 특정 지점에서 상기 센서와 제품 사이의 거리를 계산하며, 계산된 결과를 제품이 직립했을 때 유지되는 센서와 제품 사이의 거리와 비교하여, 상기 촬영부가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 촬영부가 수평으로 이동시켜야 할 거리를 계산하여 상기 촬영부의 이동을 제어하는 기울기고려산정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센싱단계는 컨트롤러의 실시간반영모듈의 제어에 의해 상기 센서가 센서와 제품 사이의 거리를 실시간으로 측정하여 출력하도록 제어하는 실시간센싱단계를 포함하며,
    상기 거리산정단계는 컨트롤러의 실시간반영모듈이 실시간센싱단계에서 출력된 결과 및 제품이 직립했을 때 유지되는 센서와 제품 사이의 거리를 비교하여, 상기 촬영부가 하측 또는 상측으로 이동하는 동안 상기 촬영부와 제품 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 촬영부가 수평으로 이동시켜야 할 거리를 계산하여 상기 촬영부의 이동을 제어하는 센싱값고려산정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외관 검사방법은 상기 컨트롤러가 상기 이동촬영단계에서 출력한 영상을 분석하여 제품의 외관의 결함을 검출하는 결함검출단계를 추가로 포함하며,
    상기 결함검출단계는 컨트롤러의 경계부산정모듈이 상기 이동촬영단계에서 출력한 영상을 분석하여 제품의 경계부의 위치를 산정하는 경계부산정단계와, 상기 경계부산정단계에 의해 경계부의 위치가 산정된 후 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 부분의 영상을 분석하여 상기 제품 외관의 결함을 검출하는 결함판정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경계부산정단계는 상기 경계부산정모듈이 상기 이동촬영단계에서 출력된 영상에서 화소의 값이 일정 범위 이상 차이가 나는 화소를 특정하고, 특정된 화소를 세분화하여 복수 개의 하위 화소를 설정하고 인접하는 하위 화소의 화소 값의 기울기를 산정하여 기울기가 일정 범위 이상인 경우 제품의 결함이 아니라 제품의 경계부로 판정하며,
    상기 결함판정단계는 결함검출모듈이 특정 경계부에 의해 구획되는 제품의 특정 부분의 영상을 구성하는 화소들의 값의 평균을 구한 후 특정 화소의 값이 평균값보다 일정 범위 이상 작거나 큰 경우 결함이 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 외관 검사방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 외관 검사장치는 상기 제품이 하우징의 내부로 삽입되어 외관이 촬영된 후 배출되도록 제품을 이송시키는 이송부를 포함하며,
    상기 이송부는 상면에 위치한 제품을 이송시키는 컨베이어와, 상기 컨베이어를 통해 이동하는 제품이 상기 하우징 내부의 촬영 영역에 정확하게 위치할 수 있도록 하는 위치조절부를 포함하며,
    상기 위치조절부는 컨베이어의 롤러를 따라 이동하는 제품의 일 측면을 가로막는 이동조절부와, 상기 이동조절부에 의해 제품의 일 측면이 가로막혀 제품이 정지한 상태에서 상기 제품의 전면 및 후면을 가압하여 상기 제품을 촬영 영역에 정위치시키는 전후조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이동조절부는 상기 롤러 사이를 통해 승하강하여 승강시에는 롤러를 따라 이동하는 제품을 가로막고 하강시에는 롤러의 하측에 위치하는 승하강판과, 상기 승하강판을 승하강시키는 승하강구동부를 포함하며,
    상기 전후조절부는 상기 롤러 상면에 전후 방향으로 일정 간격을 두고 한 쌍이 위치하여 간격조절구동부의 작동에 의해 한 쌍의 가압판 사이의 간격이 조절됨으로써 일 측면이 승하강판에 접한 상기 제품의 전면 및 후면을 가압하는 가압판과, 상기 가압판을 전후 방향으로 이동시켜 한 쌍의 가압판 사이의 간격을 조절하는 간격조절구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가압판은 하측에서 돌출되어 롤러 사이에 위치하는 연결부와, 상기 연결부의 말단에 결합하여 하면의 구동축연결부를 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 하면에서 돌출되어 구동축을 에워싸며 내면에 상기 구동축의 나사선에 대응되는 나사선이 형성되는 구동축연결부를 포함하고,
    상기 간격조절구동부는 구동력을 제공하며 출력출에 구동모터기어가 연결되는 구동모터와, 상기 구동모터와 상기 가압판에 각각 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 상기 가압판에 전달하며 외측면에 서로 반대 방향으로 나사선이 형성된 제1나사선과 제2나사선 및 일단에 결합하여 상기 구동모터기어와 맞물리는 구동축기어를 포함하며,
    상기 제1나사선에는 한 쌍의 가압판 중 일 가압판의 구동축연결부가 맞물리게 되며, 상기 제2나사선에는 나머지 가압판의 구동축연결부가 맞물리게 되는 것을 특징으로 하는 외관 검사방법.
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