KR101962710B1 - 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법 - Google Patents

튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법에 관한 것이고, 구체적으로 이차전지용 세라믹 튜브와 같은 튜브 형상을 가진 제품에 발생되는 결함의 탐지가 가능한 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법에 관한 것이다. 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법은 검사 대상이 적재되어 이송 대기 상태가 되는 투입 모듈(11); 투입 모듈(11)에 적재된 검사 대상을 이송시키는 이송 모듈(12); 이송 모듈(12)에 의하여 이송된 검사 대상을 엑스레이 튜브 유닛(15)과 디텍터 모듈(16)에 의하여 검사가 이루어지도록 하는 검사 모듈(14); 및 검사 모듈(14)에서 검사가 완료된 검사 대상의 배출을 위한 배출 모듈(17)을 포함하고, 상기 이송 모듈(12)은 미리 결정된 간격으로 분리되어 동시에 이동하는 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)을 포함한다.

Description

튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법{An Apparatus for Investigating a Tube Shape Type of a Article and the Method for Investigating the Article by the Same}
본 발명은 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법에 관한 것이고, 구체적으로 이차전지용 세라믹 튜브와 같은 튜브 형상을 가진 제품에 발생되는 결함의 탐지가 가능한 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법에 관한 것이다.
엑스레이 검사는 다양한 산업 분야에 적용되고 있고 각각의 적용 분야에서 제품 유형에 따른 다양한 형태의 검사 장치가 공지되어 있다. 예를 들어 인쇄회로기판의 결함 검사, 전자기기의 결함 검사, 식품 용기의 결함 검사 또는 음식물의 이물질 검출을 위하여 엑스레이 검사 장치가 적용될 수 있다.
엑스레이 검사와 관련된 선행기술로 특허등록번호 제10-0978054호 ‘배터리 엑스레이 검사장치’가 있고, 상기 선행기술은 배터리 검사를 위한 엑스레이 장치에 대하여 개시하고, 특허등록번호 제10-0956797호 ‘판상패드용 엑스레이 검사 장치’는 패드 구조를 가진 제품의 검사를 위한 엑스레이 장치에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 제10-1133048호 ‘배터리 검사 장치’는 이송 지그에 정렬된 배터리 검사를 위한 엑스레이 검사 장치에 대하여 개시한다.
엑스레이 검사 장치는 검사 대상에 따라 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 검사 대상의 구조 특성의 따라 공지의 엑스레이 검사 장치 또는 이들의 설계 변경에 의하여 검사가 어렵거나 검사 효율성이 낮아질 수 있다. 이와 같은 경우 검사 대상의 특성에 적합한 새로운 검사 장치가 개발될 필요가 있다.
본 발명은 튜브 구조를 가지는 부품 또는 소자의 검사가 가능하도록 하는 새로운 엑스레이 검사 장치를 제공하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허등록번호 제10-0978054호((주)자비스, 2010년08월25일 공고) 배터리 엑스레이 검사 장치 선행기술 2: 특허등록번호 제10-0956797호((주)자비스, 2010년05월07일 공고) 판상패드용 엑스레이 검사 장치 선행기술 3: 특허등록번호 제10-1133048호(주식회사 이노메트리, 2012년04월04일 공고) 배터리 검사 장치
본 발명의 목적은 튜브 구조의 부품 또는 소자에 발생되는 균열의 검사가 가능한 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법은 검사 대상이 적재되어 이송 대기 상태가 되는 투입 모듈; 투입 모듈에 적재된 검사 대상을 이송시키는 이송 모듈; 이송 모듈에 의하여 이송된 검사 대상을 엑스레이 튜브 유닛과 디텍터 모듈에 의하여 검사가 이루어지도록 하는 검사 모듈; 및 검사 모듈에서 검사가 완료된 검사 대상의 배출을 위한 배출 모듈을 포함하고, 상기 이송 모듈은 미리 결정된 간격으로 분리되어 동시에 이동하는 한 쌍의 그립 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 한 쌍의 그립 유닛은 회전 가능한 구조가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 한 쌍의 그립 유닛은 선형 가이드를 따라 이동 가능하고, 투입 모듈 또는 배출 모듈에 형성된 게이트 유닛의 외부로부터 내부로 또는 역으로 검사 대상을 이동시킨다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 서로 마주보도록 배치되면서 상하 또는 수평 방향의 이동이 가능한 한 쌍의 핸드 유닛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 한 쌍의 그립 유닛의 이동 방향과 동일한 방향으로 연장되는 유도 가이드 및 유도 가이드의 이동을 위한 평행 베이스 기판을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 투입 모듈에 배치되는 바코드 리더 및 부품 탐지 유닛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 검사 대상에 대한 엑스레이 이미지가 획득되는 단계; 상기 검사 대상에 대한 이미지에서 균열로 결정되기 위한 균열 이미지의 제한 값이 설정되는 단계; 상기 검사 대상에서 발생 가능한 균열 패턴이 설정되는 단계; 상기 균열 패턴에 따라 상기 이미지에서 패턴 이미지가 탐지되는 단계; 상기 균열의 크기가 결정되어 미리 설정된 범위에 해당되는지 여부가 결정되는 단계; 상기 패턴 이미지를 포함하는 영역의 명암이 조절되는 단계; 및 상기 명암의 조절에 따라 상기 패턴 이미지가 균열에 해당하는지 여부가 결정되는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 검사 대상은 이차전지용 세라믹 튜브가 되고, 상기 세라믹 튜브는 양끝이 파지된 상태에서 이미지가 생성된다.
본 발명에 따른 엑스레이 검사 장치는 튜브 구조를 가지는 부품 또는 소자의 검사가 가능하고, 특별히 50 내지 100 ㎜의 폭, 200 내지 400 ㎜의 길이 및 2.5 내지 5.0 ㎜의 두께를 가지는 이차전지용 세라믹 튜브의 균열 검사가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 검사 장치는 두 개의 검사 대상이 서로 다른 공정을 위한 영역으로 동시에 이동되도록 하는 것에 의하여 검사 효율이 향상되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 검사 장치는 필요에 따라 검사 대상이 파지된 상태에서 검사가 이루어지는 것에 의하여 검사 효율이 향상되도록 한다. 본 발명에 따른 검사 장치는 다양한 원통 부품의 표면 또는 내부 균열의 검사가 가능하도록 하면서 임의의 범위의 균열의 탐지가 가능하도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 균열 결정 방법은 특정 패턴이 균열에 해당하는지 여부의 결정이 가능하도록 하고 이에 의하여 검사 대상의 불량 여부의 결정이 가능하도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 엑스레이 검사 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 엑스레이 검사 장치에 적용되는 로딩 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 엑스레이 검사 장치에 적용되는 이송 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 검사 장치에 적용되는 검사 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 균열의 검사 방법 및 그에 따른 균열의 결정 방법의 실시 예를 각각 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 검사 방법에 따른 얻어진 검사 이미지의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 엑스레이 검사 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 엑스레이 검사 장치는 검사 대상이 적재되어 이송 대기 상태가 되는 투입 모듈(11); 투입 모듈(11)에 적재된 검사 대상을 이송시키는 이송 모듈(12); 이송 모듈(12)에 의하여 이송된 검사 대상을 엑스레이 튜브 유닛(15)과 디텍터 모듈(16)에 의하여 검사가 이루어지도록 하는 검사 모듈(14); 및 검사 모듈(14)에서 검사가 완료된 검사 대상의 배출을 위한 배출 모듈(17)을 포함하고, 상기 이송 모듈(12)은 미리 결정된 간격으로 분리되어 동시에 이동하는 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)을 포함한다.
엑스레이 검사 장치는 검사 대상에 엑스레이를 조사하는 엑스레이 튜브 유닛(15)과 디텍터 모듈(16)이 배치된 밀폐 구조의 검사실, 검사실의 외부에 설치되는 투입을 위한 장치 및 각각의 장치의 작동을 위한 장치로 이루어질 수 있다. 검사실은 외부로 엑스레이가 누설되지 않도록 하는 차폐 구조로 만들어질 수 있고, 이송 모듈(12)에 의하여 검사 대상이 검사실 외부로부터 내부로 또는 내부로부터 외부로 이송될 수 있다. 도 1a 또는 도 1b에 제시된 것처럼, 본 발명에 따른 엑스레이 장치는 박스 형상으로 만들어지면서 하부 프레임(F) 및 하부 프레임(F)의 위쪽에 배치되는 검사 하우징(H)으로 이루어질 수 있지만 이에 제한되지 않고 다양한 형상 또는 구조로 만들어질 수 있다. 검사 하우징(H)은 밀폐 또는 차폐 구조로 만들어질 수 있고, 검사 하우징(H)의 한쪽 면에 투입 모듈(11)이 배치될 수 있다.
투입 모듈(11)은 검사 대상을 검사 하우징(H)의 내부에 배치된 검사 영역으로 이송시키는 기능을 가질 수 있고, 검사 대상을 검사 하우징(H)의 내부로 이송시키면서 검사 하우징(H)을 외부에 대하여 차폐시키는 게이트 유닛(111) 및 검사 대상이 로딩이 되는 로딩 유닛(112)으로 이루어질 수 있다. 게이트 유닛(111)은 검사 하우징(H)의 한쪽 벽면에 설치될 수 있고, 개폐 가능한 도어를 포함할 수 있다. 도어의 개폐가 탐지 유닛에 의하여 탐지될 수 있고, 탐지 유닛에서 전송되는 정보에 기초하여 도어의 개폐가 자동으로 제어될 수 있다. 로딩 유닛(112)은 게이트 유닛(111)의 앞쪽에 배치될 수 있고, 검사 대상이 예를 들어 트레이와 같은 적재 유닛에 적재되어 검사를 위한 대기 상태로 유지되도록 한다. 검사 대상이 로딩 유닛(112)에 위치하면, 게이트 유닛(111)에 설치된 도어가 열리고, 이송 모듈(12)에 의하여 검사 대상이 검사 하우징(H)의 내부로 이송될 수 있다.
이송 모듈(12)은 미리 결정된 간격으로 분리되어 동시에 이동하는 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b) 및 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)의 이동을 위한 선형 가이드(121)를 포함한다. 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)은 미리 정해진 간격으로 분리되어 선형 가이드(121)에 위치할 수 있고, 미리 정해진 간격은 조절 가능하다. 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)은 독립적으로 이동될 수 있지만 바람직하게 미리 정해진 간격을 유지하면서 동시에 이동될 수 있다. 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)에 의하여 두 개의 검사 대상이 동시에 파지가 되고, 동시에 이동이 되어 정해진 위치에 놓일 수 있다. 예를 들어 투입 모듈(11)에 위치하는 검사 대상과 검사 위치에 위치하는 검사 대상이 동시에 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)에 의하여 파지될 수 있다. 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)은 정해진 간격을 유지하면서 배출 모듈(17)의 위치 및 검사 모듈(14)의 위치로 이동될 수 있다. 그리고 검사가 완료된 검사 대상과 검사가 되어야 하는 검사 대상이 각각 정해진 영역에 위치되고, 이후 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)은 다시 처음 위치로 이동될 수 있다. 이와 같이 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)은 미리 결정된 간격으로 분리되어 배치될 수 있고, 투입 모듈(11), 검사 모듈(14) 및 배출 모듈(17)의 위치는 미리 정해진 간격으로 배치될 수 있다. 그리고 이러한 배치 및 이동 구조에 의하여 검사 효율이 향상될 수 있다.
이송 모듈(12)에 의하여 검사 위치로 이동된 검사 대상은 정렬 모듈(13)에 의하여 검사 위치에 정렬될 수 있다. 정렬 모듈(13)은 평면을 따라 검사 대상을 검사 영역에 위치시키는 정렬 실린더(131)를 포함할 수 있고, 제시된 실시 예에서 선형 가이드(121)의 연장 방향에 수직이 되는 방향에 해당하는 Y축 방향으로 검사 대상을 정렬시키는 정렬 유닛이 제시되어 있다. 필요에 따라 X축 방향을 따라 검사 대상을 정렬시키는 정렬 유닛이 함께 배치될 수 있다. 다만 검사 대상은 검사 모듈(14)에 의하여 정렬이 되므로 정렬 모듈은 단지 검사 대상이 그립 유닛(122a, 122b)에 의하여 파지가 가능한 위치에 위치되도록 하는 기능을 가질 수 있다. 정렬 모듈(13)에 의하여 검사 대상이 정해진 위치에 배치되면 검사 모듈(14)에 의하여 검사 대상이 검사 위치로 이동될 수 있다.
검사 모듈(14)은 선형 가이드(121)와 동일한 방향으로 연장되는 유도 가이드(141) 및 유도 가이드(141)를 따라 이동 가능한 검사 핸들 모듈(142)로 이루어질 수 있다. 검사 핸들 모듈(142)에 의하여 정렬 모듈(13)에 위치하는 검사 대상이 파지될 수 있다. 이후 검사 핸들 모듈(142)은 유도 가이드(141)를 따라 이동되어 검사 대상을 검사 영역에 위치시킬 수 있다. 검사 영역에 검사 대상이 위치하면 엑스레이 튜브 유닛(15)으로부터 엑스레이가 검사 대상으로 조사될 수 있고, 검사 대상을 투과한 엑스레이가 디텍터 모듈(16)에 의하여 탐지될 수 있다. 그리고 디텍터 모듈(16)에 의하여 탐지된 엑스레이는 이미지 처리가 되어 검사 하우징(H)의 외부에 설치된 디스플레이 유닛(DS)에 표시될 수 있다. 그리고 불량 여부가 판단되어 결과가 표시되고 저장이 될 수 있다. 이후 검사가 완료된 검사 대상이 정렬 모듈(13)에 위치될 수 있고, 이송 모듈(12)에 의하여 배출 모듈(17)의 위치로 이동될 수 있다.
배출 모듈(17)은 투입 모듈(11)과 동일 또는 유사한 구조로 만들어질 수 있고, 하나의 그립 유닛(122b)이 배출 모듈(17)의 앞쪽에 위치하면 검사 하우징(H)에 배치된 도어가 개방될 수 있다. 도어가 개방되면 하나의 그립 유닛(122b)에 파지된 검사 대상이 배출 모듈(17)에 위치될 수 있다. 이후 배출 모듈(17)에 위치하는 검사가 완료된 검사 대상은 정해진 위치로 이송될 수 있다.
하부 프레임(F)은 수용 공간을 형성할 수 있고, 수용 공간에 검사 장치의 작동을 위한 다양한 장치가 배치될 수 있다. 검사 대상의 이송 또는 검사를 위한 장치는 베이스 기판(B)에 배치될 수 있다. 베이스 기판(B)은 평행 상태의 조절이 가능하거나, 충격 흡수가 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 하부 프레임(F)의 위쪽에 밀폐 구조를 가지는 검사 하우징(H)이 배치될 수 있다. 검사 하우징(H)의 마주보는 위치에 투입 모듈(11)과 배출 모듈(17)이 배치될 수 있고, 위에서 설명된 것처럼 투입 모듈(11)과 배출 모듈(17)은 동일 또는 유사한 구조로 만들어질 수 있다.
검사 하우징(H)의 외부에 디스플레이 유닛(DS)이 배치될 수 있고, 입력 유닛(IN)이 배치되어 작동을 위한 명령을 입력하거나, 검사 결과가 표시되도록 할 수 있다. 또한 검사 하우징(H)의 외부에 검사 하우징(H) 내부의 환경을 조절하기 위한 환경 설정 유닛(SC)이 배치될 수 있고, 환경 설정 유닛(SC)에 의하여 검사 하우징(H) 내부의 온도, 습도 또는 다른 조건이 조절될 수 있다.
검사를 위한 다양한 장치 또는 소프트웨어가 검사 하우징(H) 또는 하부 프레임(F) 내부의 수용 공간에 설치될 수 있고, 검사 장치 전체의 작동을 위한 제어 유닛이 또한 검사 장치에 배치될 수 있다. 또한 검사 장치는 통신 유닛에 의하여 외부 장치와 연결될 수 있다.
다양한 부가 장치가 검사 장치에 설치될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 엑스레이 검사 장치에 적용되는 로딩 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 로딩 유닛(112)은 하부 균형 기판(21); 하부 균형 기판(21)의 위쪽에 배치되어 검사 대상이 대기 상태에 있도록 하는 트레이 기판(24); 트레이 기판(24)을 받치는 균형 부재(22); 균형 부재(22)에 설치되는 위치 조절 유닛(231); 위치 조절 유닛(231)에 결합되는 바코드 리더(23); 및 트레이 기판(24)에 배치되어 부품을 탐지하는 부품 탐지 유닛(26)을 포함할 수 있다. 트레이 유닛(24)에 부품 로드 영역이 형성될 수 있고, 부품 로드 영역에 부품 위치 조절 유닛(25)이 배치될 수 있다. 부품 위치 조절 유닛(25)은 부품 로드 영역을 따라 이동 가능하도록 배치될 수 있고 그에 의하여 검사 대상이 정해진 위치에 위치될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 엑스레이 검사 장치에 적용되는 이송 모듈(12)의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 이송 모듈(12)을 이송 레일 홈(RH)이 형성된 선형 가이드(121); 선형 가이드(121)가 이송 레일 홈(RH)을 따라 이동 가능하도록 배치되는 이동 브래킷(32); 이동 브래킷(32)에 서로 분리되어 배치되는 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b); 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)의 방향을 전환시키는 방향 전환 유닛(33); 및 선형 가이드(121)의 수직 방향의 위치를 조절하는 높이 조절 유닛(36)을 포함할 수 있다.
선형 가이드(121)는 한 쌍의 수직 부재(31a, 31b)에 결합되어 작동 실린더와 같은 높이 조절 유닛(36)에 의하여 수직 높이의 조절이 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 이동 브래킷(32)은 일정한 길이를 가진 판 형상으로 만들어질 수 있고, 슬라이딩 방식으로 이송 레일 홈(RH)을 결합되어 선형 가이드(121)를 따라 이동 가능한 구조가 될 수 있고, 이동 브래킷(32)에 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)이 분리되어 결합될 수 있다. 이동 브래킷(32)은 이동 부재(37)를 이동시키는 모터와 같은 구동 유닛의 작동에 의하여 선형 가이드(121)를 따라 선형 이동이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 다양한 방법으로 이동 가능한 구조로 만들어질 수 있다.
각각의 그립 유닛(122a, 122b)은 방향 전환 유닛(33)에 의하여 회전 가능한 구조가 될 수 있다. 각각의 그립 유닛(122a, 122b)은 선형 가이드(121)의 방향으로 연장되면서 한쪽 끝이 방향 전환 유닛(33)에 고정된 방향 설정 부재(34a), 방향 설정 부재(34a)의 다른 끝에 결합된 체결 블록(35a); 체결 블록(35a)에 결합된 조절 블록(36a) 및 조절 블록(36a)에 서로 분리되어 마주보도록 배치되는 한 쌍의 그립(371, 372)으로 이루어질 수 있다.
방향 전환 유닛(33)은 이동 브래킷(32)에 고정되면서 내부에 회전축이 배치된 실린더 유닛이 될 수 있고, 회전축의 회전에 의하여 방향 설정 부재(34a)를 임의의 각으로 회전시킬 수 있고, 예를 들어 180도로 회전시킬 수 있다. 방향 설정 부재(34)의 회전에 의하여 한 쌍의 그립(371, 372)의 선형 가이드(121)를 따른 위치가 변경될 수 있다. 이와 같은 한 쌍의 그립(371, 372)의 선형 위치 이동은 검사 하우징의 외부에 위치하는 검사 대상을 검사 하우징의 내부로 이동시키거나 또는 검사 하우징의 내부에 위치하는 검사 대상을 검사 하우징의 외부로 이동시키는 과정에서 요구된다. 예를 들어 하나의 그립 유닛(122b)에 배치된 한 쌍의 그립(371, 372)이 검사 하우징의 도어 안쪽에 위치할 수 있고, 검사 하우징이 도어의 바깥쪽에 위치할 수 있다. 이와 같은 배치 위치에서 도어가 개폐되면 방향 전환 유닛(33)에 의하여 그립(371, 372)이 회전되어 도어의 바깥쪽으로 이동될 수 있다. 그리고 조절 블록(36a)의 작동에 의하여 그립(371, 372)이 수직 또는 수평 방향으로 이동되어 투입 모듈에 위치하는 검사 대상을 파지할 수 있다. 필요에 따라 그립(371, 372)의 상하 이동은 높이 조절 유닛(36)에 의하여 조절될 수 있다. 검사 대상이 그립(371, 372)에 파지되면 다시 방향 전환 유닛(33)에 의하여 그립(371, 372)이 회전되어 검사 하우징의 내부로 이동될 수 있다. 이후 도어가 개폐되고, 이동 브래킷(32)이 선형 가이드(121)를 따라 이동되어 검사 대상이 검사 영역으로 이동될 수 있다. 검사 대상을 검사 하우징의 외부로 배출시키기 위하여 그립 유닛(122a)은 위에서 설명된 방법과 동일 또는 유사한 방법으로 작동될 수 있다.
이동 브래킷(32)에서 배치되는 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)의 상대적인 거리가 조절될 수 있고, 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)은 다양한 방법으로 작동되어 검사 대상을 정해진 위치로 이동시킬 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 검사 장치에 적용되는 검사 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 검사 모듈(14)은 위에서 설명된 선형 가이드와 동일한 방향을 따라 연장되는 유도 가이드(141); 및 유도 가이드(141)를 따라 이동 가능하도록 유도 가이드(141)에 결합되는 검사 핸들 모듈(142)로 이루어질 수 있다. 유도 가이드(141)는 양쪽 끝에 다리가 형성된 평행 베이스 기판(42)에 결합될 수 있고, 평행 베이스 기판(42)은 슬라이딩 방식으로 선형 유도 레일(432)을 따라 이동되는 베이스 이동 유닛(431)에 의하여 정해진 방향으로 이동될 수 있다. 평행 베이스 기판(42)의 다리는 유도 가이드(141)의 연장 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 연장될 수 있고, 다리의 아래쪽에 베이스 이동 유닛(431)이 배치될 수 있다. 베이스 이동 유닛(431)의 이동은 평행 베이스 기판(42)을 이동시키는 위치 유도 유닛(47)에 의하여 이루어질 수 있고, 이에 의하여 유도 가이드(141)의 연장 방향이 X축 방향이 되는 경우 검사 핸들 모듈(142)의 Y축 방향 이동이 조절될 수 있다. 유도 가이드(141)에 유도 레일(GR)이 형성될 수 있고 유도 레일(GR)을 따라 판 형상의 균형 블록(BP)이 이동 가능하도록 결합될 수 있다. 균형 블록(BP)은 모터와 같은 구동 유닛에 의하여 이동될 수 있고, 균형 블록(BP)에 고정 브래킷(433)이 설치되어 수직 위치 설정 유닛(434)을 고정시킬 수 있다. 수직 위치 설정 유닛(434)에 검사 핸들 모듈(142)이 수직 이동이 가능하도록 결합될 수 있고, 예를 들어 모터와 같은 수직 위치 구동 유닛(435)에 의하여 수직 위치 설정 유닛(434)을 따라 상하로 이동되는 수직 이동 브래킷(45)에 검사 핸들 모듈(142)이 결합되어 상하로 이동될 수 있다.
검사 핸들 모듈(142)은 수직 이동 브래킷(45)으로 양쪽으로 연장되는 한 쌍의 길이 조절 부재(451, 452)가 결합될 수 있고, 각각의 길이 조절 부재(451, 452)의 끝 부분에 한 쌍의 핸드 유닛(44a, 44b)이 배치될 수 있다. 핸드 유닛(44a, 44b)은 마주보는 간격이 조절되도록 배치될 수 있다. 핸드 유닛(44a, 44b)은 검사 대상의 양쪽 끝을 고정할 수 있는 구조로 만들어질 수 있고, 검사 대상은 핸드 유닛(44a, 44b)에 고정된 상태에서 엑스레이 튜브 및 디텍터 모듈에 의하여 검사가 이루어질 수 있다. 대안으로 검사 대상은 검사 영역에 배치된 검사 트레이에 위치되어 검사가 이루어지고, 이후 검사 모듈(14)에 의하여 정렬 모듈로 이동될 수 있다.
핸드 유닛(44a, 44b)에 고정된 상태에서 또는 검사 트레이에 위치된 상태에서 검사 대상의 검사가 완료되면 검사 대상은 정렬 모듈에 위치될 수 있다. 이후 검사 대상은 이송 모듈에 의하여 배출 모듈로 이송될 수 있다.
검사 모듈(14)은 다양한 작동 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 균열의 검사 방법 및 그에 따른 균열의 결정 방법의 실시 예를 각각 도시한 것이다.
도 5a를 참조하면, 균열의 검사 방법은 이송 구조의 거리가 결정되는 단계(S51); 이송 구조의 하나에 해당하는 검사 대상의 이송을 위한 그립을 배치하는 단계(S52); 검사가 되어야 하는 검사 대상이 탐지되고 상기 그립에 의하여 이송되는 단계(S53); 이송된 검사 대상이 정렬되어 검사 모듈에 의하여 검사 위치로 이동되어 엑스레이 이미지가 획득되는 단계(S54); 획득된 이미지로부터 균열 이미지가 탐지되는 단계(S55); 탐지된 균열 이미지가 미리 결정된 균열 기준 범위에 해당되는지 여부가 판단되는 단계(S56); 판단 결과에 따라 균열에 해당되는지 여부가 표시되는 단계(S57); 및 상기 균열 탐지 결과에 따른 바코드가 부착되는 단계(S58)를 포함한다.
균열의 탐지를 위한 검사 방법의 적용을 위하여 검사 대상의 이송을 위한 이송 구조에서 이송 유닛의 이송 거리가 결정될 수 있다(S51). 예를 들어 검사가 되어야 하는 검사 대상의 대기 위치와 정렬 영역 사이의 거리는 정렬 영역과 검사 대상이 배출되는 배출 영역 사이의 거리가 동일하게 설정될 수 있다. 그리고 검사 대상의 검사를 위한 검사 모듈은 정렬 위치에서 검사 대상의 이송 방향에 대하여 수직으로 이동되도록 배치될 수 있다. 이와 같은 이송 구조의 이송 거리의 결정에 따라 검사 대상의 이송을 위한 한 쌍의 그립이 배치될 수 있다(S52). 한 쌍의 그립은 결정된 이송 거리에 따라 배치될 수 있고, 검사 대상이 탐지되면 한 쌍의 그립에 의하여 두 개의 검사 대상이 동시에 이송될 수 있다(S53). 이송된 검사 대상의 하나가 정렬 위치에서 정렬되고, 검사 모듈에 의하여 엑스레이 이미지가 획득될 수 있다(S54). 이후 획득된 이미지로부터 균열 이미지가 탐지될 수 있다(S55). 균열 이미지의 탐지를 위하여 균열 이미지 패턴이 설정될 수 있다. 검사 대상에 따라 균열 이미지 패턴이 결정될 수 있고, 결정된 패턴에 따라 획득된 이미지로부터 균열이 탐지될 수 있다. 그리고 탐지된 균열 이미지가 미리 결정된 기준 균열 이미지에 해당되는지 여부가 판단될 수 있다(S56). 예를 들어 균열 이미지 패턴에 따라 탐지된 균열 이미지가 정해진 범위를 벗어나는 명암을 가지거나, 균열 이미지가 너무 작은 길이를 가지면(NO) 균열 이미지로 분류되지 않는다. 이에 비하여 미리 결정된 범위의 크기를 가지거나 일정 수준 이상의 크기를 가지면(YES), 균열 이미지에 해당되는 것으로 판단되어 검사 대상에 균열 표시가 될 수 있다(S57). 그리고 이와 같은 방법으로 제품 또는 부품에 대한 정상 여부가 결정될 수 있고, 정상 여부에 따른 바코드와 같은 표시 라벨이 부착될 수 있다(S58).
균열 탐지를 위한 검사 방법은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고, 균열 이미지는 다양한 구조를 가지는 디텍터 모듈에 의하여 획득될 수 있다. 균열 탐지를 위한 검사 방법에 따라 획득된 이미지로부터 균열이 결정될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 엑스레이 이미지의 균열 결정 방법은 검사 대상에 대한 엑스레이 이미지가 획득되는 단계(P51); 상기 검사 대상에서 발생 가능한 균열 패턴이 설정되는 단계(P53); 상기 균열 패턴에 따라 상기 이미지에서 패턴 이미지가 탐지되는 단계(P54); 상기 균열의 크기가 결정되어 미리 설정된 범위에 해당되는지 여부가 결정되는 단계(P55); 상기 패턴 이미지를 포함하는 영역의 명암이 조절되는 단계(P56); 및 상기 명암의 조절에 따라 상기 패턴 이미지가 균열에 해당하는지 여부가 결정되는 단계(P57)를 포함한다.
위에서 설명된 방법에 따라 또는 다른 적절한 검사 방법에 따라 검사 대상에 대한 엑스레이 이미지가 획득될 수 있다(P51). 얻어진 엑스레이 이미지로부터 균열 이미지를 탐지하기 위하여 이물질 형태 또는 얼룩에 대한 제한 값이 설정될 수 있다(P52). 검사 대상에서 균열은 다양한 원인으로 인하여 만들어질 수 있고, 제한 값은 길이에 대한 제한 값이 될 수 있다. 예를 들어 면적 형상이 되는 얼룩 또는 이물질 형태가 일정 길이가 되지 않는다면 균열로 분류되지 않을 수 있다. 또한 검사 대상에 따라 발생되는 균열을 일정한 패턴으로 형성될 수 있고, 이에 기초하여 균열 이미지 패턴이 설정될 수 있다(P53). 균열 이미지 패턴이 결정되면 이에 따라 획득된 엑스레이 이미지로부터 균열 이미지가 탐지될 수 있고, 탐지된 균열 이미지에 대하여 패턴 이미지가 분류될 수 있다(P54). 분류된 이미지는 균열 이미지가 명백하거나 균열 이미지에 해당되는지 여부가 명확하지 않을 수 있다. 이를 위하여 균열 이미지 결정이 이루어질 수 있다(P55). 만약 균열 이미지에 해당되는 것이 명확하다면(YES), 이러한 이미지는 제품 또는 부품의 정상 여부 결정을 위한 판단 기초가 될 수 있다(P58). 이에 비하여 균열에 해당되는지 여부가 명확하지 않다면(NO), 균열에 해당되는지 여부를 위하여 획득된 엑스레이 이미지에 대한 조절이 이루어질 수 있다(P56). 예를 들어 균열에 해당되는지 여부를 판단하기 위하여 균열을 포함하는 부분의 명암이 동시에 낮추어지거나 높여질 수 있다. 균열에 해당되는 부분은 균열에 해당되지 않는 부분에 비하여 다른 명암을 가질 수 있고, 명암 비율을 확대하거나 또는 축소하는 경우 변하는 수준이 달라질 수 있다. 그러므로 이와 같은 명암 비율의 조절에 의하여 균열 이미지가 균열에 해당되는지 여부가 판단될 수 있다(P57). 이와 같이 균열 이미지가 균열에 해당되는지 여부는 균열 부분과 균열 주위 부분이 명암 변화의 패턴에 의하여 결정될 수 있다. 이와 같은 방법으로 균열이 분류되면(P57), 그에 기초하여 제품 또는 부품의 정상 여부가 결정될 수 있다(P58).
균열 결정은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 6은 본 발명에 따른 검사 방법에 의하여 이차전지용 세라믹 튜브의 엑스레이 이미지를 도시한 것으로 도 6의 (가)는 균열을 포함하지 않는 정상적인 세라믹 튜브의 정상 이미지를 도시한 것이고, 도 6의 (나)는 균열 이미지(P1, P2, P3)를 포함하는 균열 포함 이미지를 도시한 것이다.
정상 이미지 부분(TI)과 균열 이미지(P1, P2, P3)는 서로 다른 명암을 가질 수 있고, 균열 이미지(P1, P2, P3)는 다양한 형태로 나타날 수 있다. 균열 이미지(P1, P2, P3)는 형태에 따라 균열에 해당되는지 여부가 명확하지 않을 수 있고, 이와 같은 경우 위에서 설명된 방법에 따라 균열에 해당되는지 여부가 확인될 수 있다.
검사 대상에 따라 다양한 엑스레이 이미지 및 그에 따른 균열 이미지가 생성될 수 있고 본 발명은 다양한 검사 대상에 대하여 위에서 설명된 방법 또는 그와 동등한 방법에 따라 균열을 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 엑스레이 검사 장치는 튜브 구조를 가지는 부품 또는 소자의 검사가 가능하고, 특별히 50 내지 100 ㎜의 폭, 200 내지 400 ㎜의 길이 및 2.5 내지 5.0 ㎜의 두께를 가지는 이차전지용 세라믹 튜브의 균열 검사가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 검사 장치는 두 개의 검사 대상이 서로 다른 공정을 위한 영역으로 동시에 이동되도록 하는 것에 의하여 검사 효율이 향상되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 검사 장치는 필요에 따라 검사 대상이 파지된 상태에서 검사가 이루어지는 것에 의하여 검사 효율이 향상되도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 검사 장치는 다양한 원통 부품의 표면 또는 내부 균열의 검사가 가능하도록 하면서 임의의 범위의 균열의 탐지가 가능하도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 투입 모듈 12: 이송 모듈
13: 정렬 모듈 14: 검사 모듈
15: 엑스레이 튜브 유닛 16: 디텍터 모듈
17: 배출 모듈 21: 하부 균형 기판
22: 균형 부재 23: 바코드 리더
24: 트레이 기판 25: 부품 위치 조절 유닛
26: 부품 탐지 유닛 31a, 31b: 수직 부재
32: 이동 브래킷 33: 방향 전환 유닛
34a: 방향 설정 부재 35a: 체결 블록
36: 높이 조절 유닛 36a: 조절 블록
37: 이동 부재 42: 평행 베이스 기판
44a, 44b: 핸드 유닛 45: 수직 이동 브래킷
47: 위치 유도 유닛 111: 게이트 유닛
112: 로딩 유닛 121: 선형 가이드
122a, 122b: 그립 유닛 131: 정렬 실린더
141: 유도 가이드 142: 검사 핸들 모듈
231: 위치 조절 유닛 371, 372: 그립
431: 베이스 이동 유닛 432: 선형 유도 레일
433: 고정 브래킷 434: 수직 위치 설정 유닛
435: 수직 위치 구동 유닛 451, 452: 길이 조절 부재
B: 베이스 기판 BP: 균형 블록
DS: 디스플레이 유닛 F: 하부 프레임
GR: 유도 레일 H: 검사 하우징
IN: 입력 유닛 P1, P2, P3: 균열 이미지
RH: 이송 레일 홈 SC: 환경 설정 유닛
TI: 정상 이미지 부분

Claims (8)

  1. 검사 대상이 적재되어 이송 대기 상태가 되는 투입 모듈(11);
    투입 모듈(11)에 적재된 검사 대상을 이송시키는 이송 모듈(12);
    이송 모듈(12)에 의하여 이송된 검사 대상을 엑스레이 튜브 유닛(15)과 디텍터 모듈(16)에 의하여 검사가 이루어지도록 하는 검사 모듈(14); 및
    검사 모듈(14)에서 검사가 완료된 검사 대상의 배출을 위한 배출 모듈(17)을 포함하고,
    상기 이송 모듈(12)은 미리 결정된 간격으로 분리되어 동시에 이동하는 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)을 포함하고,
    상기 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)은 회전 가능한 구조가 되며, 선형 가이드(121)를 따라 이동 가능하고, 투입 모듈(11) 또는 배출 모듈(17)에 형성된 게이트 유닛(111)의 외부로부터 내부로 또는 역으로 검사 대상을 이동시키며,
    상기 이송 모듈(12)은 이송 레일 홈(RH)이 형성된 선형 가이드(121); 이송 레일 홈(RH)을 따라 이동 가능하도록 배치되고 상기 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)이 서로 분리되어 결합되는 일정한 길이를 가진 판 형상의 이동 브래킷(32); 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)의 방향을 전환시키는 방향 전환 유닛(33); 및 선형 가이드(121)의 수직 방향의 위치를 조절하는 높이 조절 유닛(36)을 더 포함하고,
    선형 가이드(121)를 따라 동시에 이동 가능한 상기 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)은 투입 모듈(11)에 위치하는 검사 대상과 검사 위치에 위치하는 검사 대상을 동시에 파지하고 정해진 간격을 유지하면서 배출 모듈(17)의 위치 및 검사 모듈(14)의 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 검사 모듈(14)은 서로 마주보도록 배치되면서 상하 또는 수평 방향의 이동이 가능한 한 쌍의 핸드 유닛(44a, 44b)을 포함하는 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 검사 모듈(14)은 한 쌍의 그립 유닛(122a, 122b)의 이동 방향과 동일한 방향으로 연장되는 유도 가이드(141) 및 유도 가이드(141)의 이동을 위한 평행 베이스 기판(42)을 포함하는 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 투입 모듈(11)에 배치되는 바코드 리더(23) 및 부품 탐지 유닛(26)을 포함하는 튜브 구조 부품의 검사를 위한 엑스레이 검사 장치.
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