KR102026684B1 - 장구형 웜의 비전 검사기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장구형 웜의 크기나 형상에 관계없이 설치하여 장구형 웜의 형상 불량을 선별하는 장구형 웜의 비전 검사기에 관한 것으로, 특히 장구형 웜 포지션 지그에 장구형 웜의 양단 회전축의 단턱 사이에 걸린 채 받쳐진 후 회전하는 장구형 웜의 하면에서 빛추는 조명과 상단에서 비전카메라의 촬영과 설정된 세팅값을 비교 판단하여 장구형 웜의 양부를 신속 정확하게 검사하는 장구형 웜의 비전 검사기에 관한 것이다.

Description

장구형 웜의 비전 검사기{VISION INSPECTOR OF HOURGLASS WORM}
본 발명은 장구형 웜의 크기나 형상에 관계없이 설치하여 장구형 웜의 형상 불량을 선별하는 장구형 웜의 비전 검사기에 관한 것으로, 특히 장구형 웜 포지션 지그에 장구형 웜의 양단 회전축의 단턱 사이에 걸린 채 받쳐진 후 회전하는 장구형 웜의 하면에서 비추는 조명과 상단에서 비전카메라의 촬영과 설정된 세팅값을 비교 판단하여 장구형 웜의 양부를 신속 정확하게 검사하는 장구형 웜의 비전 검사기에 관한 것이다.
종래 기어의 검사 장치로서, 예컨대 특허문헌(일본공개특허공보 제1998-206147호)에 개시된 것이 제안되어 있다.
도 7은 종래 실시 형태의 구성 예를 나타내는 구성도이다. 이 실시 형태의 기어 검사 장치는 도 1에 나타난 바와 같이, 검사대상인 기어(a)를 그 축방향과 직교하는 상면 또는 하면 중 어느 한쪽의 면을 촬영하는 CCD와 같은 카메라(촬상 소자)(11)와, 이 카메라(11)와 기어(a) 사이에 배치되어 기어(a)를 균일하게 조명하는 링 조명(12)과, 이 링 조명(12)의 광원인 조명광원(13)과, 카메라(11)에서 촬영한 기어(a)의 화상을 가져와 소정의 화상 처리를 하는 화상 처리 장치(14)와, 카메라(11)에서 촬영한 화상이나 화상 처리 장치(14)에서 화상 처리한 화상을 표시하는 표시 장치(모니터)(15)를 구비하고 있다.
또한, 이 실시 형태에서는 표시 장치(15)에 표시되는 내용을 인쇄하는 프린터(16)를 구비하고 있다.
또한, 이 실시 형태에서는 카메라(11)와 링 조명(12) 사이에, 기어(a)를 확대하기 위한 렌즈(17)가 배치되어 있다. 화상 처리 장치(14)는 카메라(11)에서 촬영한 기어(a)의 화상에 대해서 후술한 같은 소정의 화상 처리를 하고, 이 처리 결과에 기반하여 기어(a)의 양부 판정한다.
즉, 기어(a)의 축방향과 직교하는 한편의 면을 촬영한 화상에서 각 톱니의 선단부를 추출하는 추출 수단과, 이 추출 수단으로 추출된 각 톱니 선단부의 화상 각 화소에 대해 화상 농도를 누적하는 농도 누적 수단과, 이 농도 누적 수단에 의한 화상 농도의 누적치에 기초해 상기 기어의 양부를 판정하는 양부 판정 수단을 구비한다.
상기 추출 수단은 상기 촬상 수단으로 촬영된 원화상을 이진화시키는 이진화 수단과, 이 이진화 수단에 의해 이진화된 2차 화상에 기초해 기어의 중심과 소정의 2매의 치아 각 중심을 각각 구하는 중심 산출 수단과, 이 중심 산출 수단에 의해 구한 각 중심에 기초해 원화상의 기준 위치에 대한 기울기를 구하는 경사 산출 수단과, 이 경사 산출 수단에 의해 구한 기울기에 따른 각도만큼 미리 설정되어 있는 검사 영역을 회전시키는 회전 수단과, 이 회전 수단에 의해 회전된 검사 영역 내에 포함되는 상기 원화상의 각 화소를 취출하는 수단로 구성되어 있다.
그러나, 종래의 기어 검사기는 기어의 크기에 따른 검사 방법이 제시되어 있지 않아 범용성이 없다.
또한, 검사 대상이 평기어라서 장구형 웜을 검사하기엔 불충분한 검사기이다.
일본공개특허공보 제1998-206147호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 장구형 웜의 크기에 상관없이 장구형 웜의 형상 불량을 선별하는 범용성 장비인 장구형 웜기어의 비전 검사기를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 장구형 웜의 비전 검사기는, 바닥에 놓이는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 상면에 설치되는 메인 커버; 상기 메인 커버에 설치되는 장구형 웜 포지션 지그; 상기 메인 커버에 설치되는 비전 카메라 유닛; 상기 메인 커버에 설치되는 오퍼레이션 패널; 상기 메인 커버에 설치되는 모니터;을 포함하는 장구형 웜의 비전 검사기로서, 상기 장구형 웜 포지션 지그는, 상기 메인 프레임의 상면에 설치되는 좌우측 브라켓; 상기 좌측 브라켓에 회전 가능하게 설치되며, 장구형 웜의 좌측 회전축의 전후 밑면을 받치는 한 쌍의 구동 롤; 상기 우측 브라켓에 회전 가능하게 설치되며, 장구형 웜의 우측 회전축의 전후 밑면을 받치는 한 쌍의 아이들 롤; 상기 좌측 브라켓에 회전 가능하게 설치되며, 상기 장구형 웜의 좌측 회전축의 윗면에 접촉시키는 가이드 롤; 상기 한 쌍의 구동 롤에 회전 동력을 전달하는 회전동력전달부; 상기 좌측 브라켓에 설치되며, 상기 가이드 롤을 상하 방향으로 이송시키는 가이드 롤 상하 이송부; 상기 우측 브라켓에 설치되며, 상기 한 쌍의 아이들 롤을 상하 방향으로 이송시키는 아이들 롤 상하 이송부; 상기 우측 브라켓을 좌우 방향으로 이송시키는 아이들 롤 좌우 이송부;를 포함하되, 상기 한 쌍의 구동 롤과 한 쌍의 아이들 롤은 상기 좌우 회전축의 단턱 사이에 걸린 채 받치며, 상기 비전 카메라 유닛은, 상기 메인 프레임의 상면에 설치되는 문형 브라켓; 상기 좌측 브라켓에 지지된 채 상기 장구형 웜의 하방에 배치되어 위로 조명을 조사하는 조명부; 상기 장구형 웜의 상방에 배치되는 비전 카메라; 상기 비전 카메라를 상하로 이송시키는 카메라 상하 이송부; 상기 카메라 상하 이송부가 상기 문형 브라켓의 크로스 빔을 따라 좌우 이송시키는 카메라 좌우 이송부;를 포함하고, 상기 회전동력전달부는 모터와, 상기 모터에 설치되는 구동풀리와, 상기 한 쌍의 구동 롤에 설치되는 한 쌍의 피동풀리와, 상기 구동풀리와 상기 한 쌍의 피동풀리를 연결하는 타이밍 벨트를 포함하고, 상기 가이드 롤 상하 이송부와 상기 카메라 상하 이송부는 구동실린더이며, 상기 카메라 좌우 이송부는 모터와, 상기 모터의 회전축에 연결되는 수나사봉과, 상기 카메라 상하 이송부에 설치된 채 상기 수나사봉과 체결되는 이송 너트를 포함하며, 상기 오퍼레이션 패널은 상기 장구형 웜 포지션 지그 및 비전 카메라 유닛의 동작을 구동 제어하며, 상기 모니터는 상기 비전 카메라에서 촬영된 영상과 세팅된 설정값을 모니터링한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
장구형 웜의 크기에 상관없이 검사 위치에 설치하는 장구형 웜 포지션 지그와 비전 카메라 유닛을 구비함으로써, 조명을 비춘 상태에서 장구형 웜을 회전시키면 비전 카메라가 촬영한 영상과 설정된 선별 기준 데이터와 비교하여 모델별 품질 관리가 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장구형 웜의 비전 검사기를 개략적으로 도시한 정면도.
도 2 및 도 3은 도 1 중 장구형 웜 포지션 지그를 도시한 좌측면도 및 평면도.
도 4는 도 1의 비전 카메라 유닛의 좌측면도.
도 5 및 도 6은 도 1 중 장구형 웜 포지션 지그에 장구형 웜을 설치하는 정면도.
도 7은 종래 기어의 검사기를 나타내는 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명하는데, 종래의 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장구형 웜의 비전 검사기를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1 중 장구형 웜 포지션 지그를 도시한 좌측면도 및 평면도이고, 도 4는 도 1의 비전 카메라 유닛의 좌측면도이고, 도 5 및 도 6은 도 1 중 장구형 웜 포지션 지그에 장구형 웜을 설치하는 정면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 장구형 웜의 비전 검사기(100)는 바닥에 놓이는 메인 프레임(200)과, 메인 프레임(200)의 상면에 설치되는 메인 커버(300)와, 메인 커버(300)에 설치되는 장구형 웜 포지션 지그(400)와, 메인 커버(300)에 설치되는 비전 카메라 유닛(500)과, 메인 커버(300)에 설치되는 오퍼레이션 패널(600)과, 메인 커버(300)에 설치되는 모니터(700)를 포함한다.
메인 프레임(200)은 4각형 테이블 형태이다.
메인 커버(300)는 메인 프레임(200)의 4모서리에 기둥을 세우고, 그 기둥의 상단을 크로스 빔으로 연결한 구조이다.
기둥과 기둥 사이에는 전면을 제외하고 투명한 아크릴판으로 막고, 전면은 도어 형태로 열고 닫을 수 있도록 하며, 크로스 빔에도 덮개가 씌워진다.
따라서, 메인 커버(300)는 하우징의 역할을 한다.
장구형 웜 포지션 지그(400)는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 장구형 웜(1)의 좌우측 회전축(3)(5)의 전후 밑면을 받치는 한 쌍의 구동 롤(410) 및 한 쌍의 아이들 롤(430), 장구형 웜(1)의 좌측 회전축(3)의 윗면에 접촉시키는 가이드 롤(450), 한 쌍의 구동 롤(410)에 회전 동력을 전달하는 회전동력전달부(490), 가이드 롤(450)을 상하 방향으로 이송시키는 가이드 롤 상하 이송부(460), 한 쌍의 아이들 롤(430)을 상하 및 좌우 방향으로 이송시키는 아이들 롤 상하 이송부(470) 및 아이들 롤 좌우 이송부(480)를 포함한다.
한 쌍의 구동 롤(410)은 메인 프레임(200)의 상면에 고정되는 좌측 브라켓(411)에 회전 가능하게 설치되어 있다.
회전동력전달부(490)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 모터(491)와, 모터(491)의 회전축에 설치되는 구동풀리(493)와, 한 쌍의 구동 롤(410)의 회전축에 설치되는 한 쌍의 피동풀리(495)와, 구동풀리(493)와 피동풀리(495)를 연결하는 타이밍 벨트(497)로 구성되어 있다.
모터(491)의 회전축과 한 쌍의 구동 롤(410)의 회전축은 좌측 브라켓(411)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
한 쌍의 아이들 롤(430)의 회전축이 메인 프레임(200)의 상면에 배치되는 우측 브라켓(413)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
한 쌍의 구동 롤(410)과 한 쌍의 아이들 롤(430)은 도 5에 도시한 바와 같이, 좌우 회전축(3)(5)에 형성된 단턱 사이에 걸린 채 받치고 있기 때문에 장구형 웜(1)이 안정적으로 회전시키면서 촬영 가능하다.
가이드 롤(450)은 좌측 브라켓(411)에 회전 가능하게 설치되며, 장구형 웜(1)의 좌측 회전축(3)의 위면에 접촉되어 안정적인 회전 가이드 역할을 한다.
또한, 가이드 롤(450)은 가이드 롤 상하 이송부(460)에 의해 상하 방향으로 이송된다.
가이드 롤 상하 이송부(460)은 좌측 브라켓(411)에 고정되는 구동실린더(460)로 구현되어 있다.
구동실린더(460)는 실린더(461)와 피스톤(463)으로 이루어진다.
실린더(461)는 좌측 브라켓(411)에 고정되고, 피스톤(463)에는 상하이송 블록(465)이 설치된다.
상하이송 블록(465)에는 가이드 롤(450)이 회전 가능하게 설치된다.
한편, 한 쌍의 아이들 롤(430)은 상하 방향으로 이송시키는 아이들 롤 상하 이송부(470)와, 좌우 방향으로 이송시키는 아이들 롤 좌우 이송부(480)를 포함한다.
우측 브라켓(413)은 크게 상하 이송용 우측 브라켓(414)과 좌우 이송용 우측 브라켓(415)으로 나뉘어진다.
좌우 이송용 우측 브라켓(415)은 수직 브라켓(415a)과 수평 브라켓(415b)으로 구성된다.
상하 이송용 우측 브라켓(414)은 수직 브라켓(415a)과 미도시한 가이드 레일과 레일 홈으로 결합되어 있다.
상하 이송용 우측 브라켓(414)은 좌우 이송용 우측 브라켓(415)의 수직 브라켓(415a)을 따라 이송된다.
아이들 롤 상하 이송부(470)는 상하 이송용 우측 브라켓(414)에 설치되는 이송 암나사(471)와, 이송 암나사(471)에 체결되는 수나사봉(473)와, 수나사봉(473)의 상단에 설치되는 핸들(475)를 포함한다.
수나사봉(473)은 상측과 하측에 회전 가능하게만 수직 브라켓(415a)에 설치된 베어링(474)에 지지되어 있다.
이때, 임의로 하강되는 것을 막기 위해, 록 레버(477)가 설치되는 게 바람직하다.
따라서, 수나사봉(473)은 회전만하고, 이 회전에 의해 이송 암나사(471)가 상하로 이동하면서 아이들 롤(430)을 상하로 이송시킨다.
아이들 롤 좌우 이송부(480)는 수평 브라켓(415b)과, 이 수평 브라켓(415b)을 좌우로 슬라이딩 가능하게 지지하는 수평 가이드 레일(415c)로 구성되어 있다.
수평 브라켓(415b)의 하면에는 수평 가이드 레일(415c)과 결합되는 레일홈(미도시)이 형성되어 있다.
수평 브라켓(415b)에도 정확한 위치로 슬라이딩한 후 움직이지 못하게 록 레버(481)가 설치되어 있다.
비전 카메라 유닛(500)은, 메인 프레임(200)의 상면에 설치되는 문형 브라켓(510)과, 좌측 브라켓(411)에 지지된 채 장구형 웜(1)의 하방에 배치되어 위로 조명을 조사하는 조명부(530)와, 장구형 웜(1)의 상방에 배치되는 비전 카메라(550)와, 비전 카메라(550)를 상하로 이송시키는 카메라 상하 이송부(570)과, 카메라 상하 이송부(570)가 문형 브라켓(510)의 크로스 빔(513)을 따라 좌우 이송시키는 카메라 좌우 이송부(590)를 포함한다.
문형 브라켓(510)은 장구형 웜 포지션 지그(400)의 후방측에 배치되어 있다.
문현 브라켓(510)은 좌우에 설치되는 포스트(511)와, 좌우 포스트(511)를 연결하는 크로스 빔(513)으로 구성되어 있다.
조명부(530)에서 장구형 웜(1)의 하방에서 위로 비추면, 비전 카메라(550)은 흰 바탕에 검은 장구형 웜(1)의 영상을 촬영하여, 세팅된 데이터와 비교해서 형상의 양부를 검사한다.
카메라 상하 이송부(570)는 도 4에 도시한 바와 같이 구동실린더(570)로 구현되어 있다.
구동실린더(570)는 실린더(571)와 피스톤(573)으로 구성된다.
피스톤(573)에는 카메라(550)가 고정된 브라켓(575)이 설치되어 있다.
실린더(571)는 브라켓(577)을 통해 카메라 좌우 이송부(590)의 가이드 레일(590a)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다.
카메라 좌우 이송부(590)는 모터(591)와, 모터(591)의 회전축에 연결되는 수나사봉(미도시)과, 수나사봉(미도시)과 체결되는 이송 너트(미도시)를 포함한다.
수나사봉(미도시)은 가이드 레일(590a) 상에 수평방향으로 설치된다.
이송 너트(미도시)는 가이드 레일(590a)과 슬라이딩 가능하게 지지되는 가이드 레일홈부(590b)에 설치된다.
가이드 레일홈부(590b)는 브라켓(577)을 지지하고 있다.
오퍼레이션 패널(600)은 메인 커버(300)에 설치된 채 장구형 웜 포지션 지그(400) 및 비전 카메라 유닛(500)의 동작을 구동 제어한다.
모니터(700)는 비전 카메라(550)에서 촬영된 영상과 세팅된 설정값을 모니터링하여 장구형 웜의 형상 양부를 검사한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 됨을 부언한다.
1 : 장구형 웜 100 : 장구형 웜의 비전 검사기
200 : 메인 프레임 300 : 메인 커버
400 : 장구형 웜 포지션 지그 410 : 한 쌍의 구동 롤
430 : 한 쌍의 아이들 롤 450 : 가이드 롤
460 : 가이드 롤 상하 이송부 470 : 아이들 롤 상하 이송부
480 : 아이들 롤 좌우 이송부 490 : 회전동력전달부
491 : 모터 493 : 구동풀리
495 : 피동풀리 497 : 타이밍 벨트
500 : 비전 카메라 유닛 530 : 조명부
550 : 비전 카메라 570 : 카메라 상하 이송부
590 : 카메라 좌우 이송부 600 : 오퍼레이션 패널
700 : 모니터

Claims (1)

  1. 바닥에 놓이는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 상면에 설치되는 메인 커버; 상기 메인 커버에 설치되는 장구형 웜 포지션 지그; 상기 메인 커버에 설치되는 비전 카메라 유닛; 상기 메인 커버에 설치되는 오퍼레이션 패널; 상기 메인 커버에 설치되는 모니터;를 포함하는 장구형 웜의 비전 검사기로서,
    상기 장구형 웜 포지션 지그는, 상기 메인 프레임의 상면에 설치되는 좌우측 브라켓; 상기 좌측 브라켓에 회전 가능하게 설치되며, 장구형 웜의 좌측 회전축의 전후 밑면을 받치는 한 쌍의 구동 롤; 상기 우측 브라켓에 회전 가능하게 지지되며, 장구형 웜의 우측 회전축의 전후 밑면을 받치는 한 쌍의 아이들 롤; 상기 좌측 브라켓에 회전 가능하게 설치되며, 상기 장구형 웜의 좌측 회전축의 위면에 접촉시키는 가이드 롤; 상기 한 쌍의 구동 롤에 회전 동력을 전달하는 회전동력전달부; 상기 좌측 브라켓에 설치되며, 상기 가이드 롤을 상하 방향으로 이송시키는 가이드 롤 상하 이송부; 상기 우측 브라켓에 설치되며, 상기 한 쌍의 아이들 롤을 상하 방향으로 이송시키는 아이들 롤 상하 이송부; 상기 우측 브라켓을 좌우 방향으로 이송시키는 아이들 롤 좌우 이송부;를 포함하되,
    상기 한 쌍의 구동 롤과 한 쌍의 아이들 롤은 상기 좌우 회전축에 형성된 단턱 사이에 걸린 채 받치며,
    상기 비전 카메라 유닛은, 상기 메인 프레임의 상면에 설치되는 문형 브라켓; 상기 좌측 브라켓에 지지된 채 상기 장구형 웜의 하방에 배치되어 위로 조명을 조사하는 조명부; 상기 장구형 웜의 상방에 배치되는 비전 카메라; 상기 비전 카메라를 상하로 이송시키는 카메라 상하 이송부; 상기 카메라 상하 이송부가 상기 문형 브라켓의 크로스 빔을 따라 좌우 이송시키는 카메라 좌우 이송부;를 포함하고,
    상기 회전동력전달부는 모터와, 상기 모터에 설치되는 구동풀리와, 상기 한 쌍의 구동 롤에 설치되는 한 쌍의 피동풀리와, 상기 구동풀리와 상기 한 쌍의 피동풀리를 연결하는 타이밍 벨트를 포함하고,
    상기 가이드 롤 상하 이송부와 상기 카메라 상하 이송부는 구동실린더이며,
    상기 카메라 좌우 이송부는 모터와, 상기 모터의 회전축에 연결되는 수나사봉과, 상기 카메라 상하 이송부에 설치된 채 상기 수나사봉과 체결되는 이송 너트를 포함하며,
    상기 오퍼레이션 패널은 상기 장구형 웜 포지션 지그 및 비전 카메라 유닛의 동작을 구동 제어하며,
    상기 모니터는 상기 비전 카메라에서 촬영된 영상과 세팅된 설정값을 모니터링하는 장구형 웜의 비전 검사기.
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