KR102052887B1 - 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치로서 보다 상세하게는 상측이 개방된 원통 드럼 형상의 베이스 프레임과 상기의 베이스 프레임 상측에 결합하며 외주 면에 12개의 롤러 홀더가 구비되어 모터 또는 실린더에 의하여 회전하는 원판 형상의 인덱스 테이블과 상기의 테이퍼 롤러 홀더 상측에 구비되는 2개의 롤러 투입부와 상기의 테이퍼 롤러 홀더 상측에 구비되는 2개의 단면 비전 카메라와 상기의 베이스 프레임 일 측에 결합하여 승, 하강하는 2개의 아이들과 상기의 아이들 상측에 각각 구비되는 2개의 회전 스핀들과 상기의 아이들 측면에 일정거리 이격하여 각각 구비되는 2개의 궤도 비전 카메라 및 상기의 베이스 프레임 하측에 구비되는 3개의 롤러 배출부로 구성되어 세척 건조가 완료된 롤러가 자동으로 투입되어 롤러의 외면 검사를 신속하게 수행할 수 있으며, 검사 시 불량 판정이 나는 경우 별도의 분리 작업을 수행하지 않고 자동으로 분류되어 롤러의 생산성 향상의 효과가 있다.

Description

테이퍼롤러 인라인 외관검사장치{Vision Inspection Apparatus for Taper Roller}

본 발명은 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치로서 보다 상세하게는 롤러를 자동으로 투입하고 고정하여 비교적 신속한 속도로 롤러의 표면인 단면과 궤도를 카메라로 촬영하여 검사하고 분류 및 배출하는 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 외관 검사장치는 기판에 조립된 회로 부품이나 비교적 곡면에 적은 가공물을 대상으로 하거나 파손이나 결함이 자주 발생하는 국부에 한정하여 적용되는 것이 일반적이다. 이는 검사 대상물이 비교적 복잡한 형상이거나 곡면이 형성되어 있으면 해당 부분의 영상 또는 이미지를 획득하기 위한 포지셔닝이 어려울 뿐 아니라 다방향에 카메라가 설치되거나 특정 형상을 위한 포지셔닝 장치를 설계 및 구성하는데 비효율적이기 때문에 발생한다.

이를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제10-1572064호에서는 본 명세서의 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 프레임 외부에서 가공된 금속가공물을 전달받아 로딩존으로 이송하는 공급부와 모터 동력으로 샤프트에 구비된 캠이 회전하면서, 상기 캠에 접촉된 동력전달 바가 연동되어 집게 이동 부재를 좌,우 및 전,후 로 이동시키고, 상기 집게 이동 부재에 결합된 집게판 구동부가 한쌍의 집게판을 대향되게 이동시켜 금속가공물을 잡고 이동한 다음에 상기 이동한 위치에 금속가공물을 놓고 집게판이 초기위치로 복귀하는 반복 동작으로 금속가공물을 1피치씩 이동시키는 피치 이송부와 상기 공급부의 로딩존에 위치한 금속가공물이 피치 이송부의 동작으로 제1회전판에 이동되고, 상기 금속가공물이 놓여진 제1회전판을 1회전 하면서 제1카메라로 소폭과 내경을 촬영하는 제1검사부와 상기 제1검사부의 제1회전판에 놓여진 금속가공물을 피치 이송부의 동작으로 핑거판에 사이에 이동시켜, 상기 핑거판이 금속가공물을 구속하고 180도 회전시킨 다음에 핑거판이 초기상태로 복귀되며 금속가공물을 해제하는 반전부와 상기 반전부의 핑거판에 위치한 금속가공물이 피치 이송부의 동작으로 제2회전판에 이동되고, 상기 금속가공물이 놓여진 제2 회전판을 1회전 하면서 제2, 제3 카메라로 대폭과 외경을 촬영하는 제2검사부와 상기 제1검사부와 제2검사부에서 촬영된 영상의 패턴 비교 및 좌표값 등의 측정 데이터와 저장 데이터를 디스플레이에 표시, 비교하여 금속가공물의 결함 여부를 판단하고, 상기 저장 데이터의 허용 오차 수치를 조정가능하고, 구동부와 센서의 동작을 단속하는 제어부와 상기 제2검사부의 회전판에 위치한 금속가공물이 피치 이송부의 동작으로 승하강판에 이동되고, 상기 제어부의 판단신호에 따라서 승, 하강판을 이동시키면서 1차 불량배출구와 2차 불량배출구로 선별 배출하는 불량 배출부와 상기 불량 배출부의 승, 하강판에 위치한 금속가공물이 피치 이송부의 동작으로 가공물고정판에 이동되어, 상기 가공물고정판이 회전하면서 금속가공물 표면에 각인작업을 수행하는 각인부와 상기 각인부의 가공물고정판에 놓여진 금속가공물이 피치 이송부의 동작으로 합격존에 이동되어 프레임 외부로 배출하는 합격 배출부로 구성되는 금속가공물 표면 검사용 비전검사장치가 공지되어 있다.

그러나, 이 역시 금속가공물의 영상 또는 이미지를 획득하기 위하여 집게, 집게 이송부 등과 같이 금속가공물의 포지셔닝을 위한 다양한 구성이 필요하며, 금속가공물에 형상에 따라 각 구성의 포지셔닝 설계 변경이 필수적인 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1572064호(2015.11.25)

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본원발명에서는 다양한 기계 및 장치에 사용되는 베어링, 힌지 등에 사용되는 롤러의 표면을 신속하게 검사하고 분류할 수 있는 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

목적을 달성하기 위한 구성으로는 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치에 있어서, 상측이 개방된 원통 드럼 형상의 베이스 프레임과 상기의 베이스 프레임 상측에 결합하며 외주 면에 12개의 롤러 홀더가 구비되어 모터 또는 실린더에 의하여 회전하는 원판 형상의 인덱스 테이블과 상기의 테이퍼 롤러 홀더 상측에 구비되는 2개의 롤러 투입부와 상기의 테이퍼 롤러 홀더 상측에 구비되는 2개의 단면 비전 카메라와 상기의 베이스 프레임 일 측에 결합하여 승, 하강하는 2개의 아이들과 상기의 아이들 상측에 각각 구비되는 2개의 회전 스핀들과 상기의 아이들 측면에 일정거리 이격하여 각각 구비되는 2개의 궤도 비전 카메라 및 상기의 베이스 프레임 하측에 구비되는 3개의 롤러 배출부로 이루어지는 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치이다.

본 발명의 다른 특징으로는 상기의 아이들은 실린더 또는 모터에 의하여 승, 하강하는 아이들 승강 브라켓과 상기의 아이들 승강 브라켓 상측에 회전 가능하도록 결합하는 아이들 회전 브라켓으로 구성되되, 상기의 아이들 회전 브라켓의 회전축은 상기의 회전 스핀들의 회전축과 수직하여 동일 선상에 위치한다.

본 발명의 또 다른 특징으로는 상기의 롤러 투입부와 단면 비전 카메라, 아이들, 롤러 배출부는 인덱스 테이블의 중심을 기준으로 롤러 홀더의 상측 또는 하측에 방사형으로 배치되되 순차적으로 구비되며, 상기의 롤러 투입부 상측에는 각각 호스가 결합하고, 상기의 롤러 배출부는 배출홀 스프링에 의하여 개폐되는 배출홀로 구성되되, 상기의 배출홀 하측에는 각각 호스가 결합한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치는 세척 건조가 완료된 롤러가 자동으로 투입되어 롤러의 외면 검사를 신속하게 수행할 수 있으며, 검사 시 불량 판정이 나는 경우 별도의 분리 작업을 수행하지 않고 자동으로 분류되어 롤러의 생산성 향상의 효과가 있다.

특히, 원기둥 형상이 아닌 테이퍼 롤러 등에도 적용 가능하여 비전 검사 장치의 활용도를 현저하게 향상시킬 수 있다.

도 1은 기존의 금속가공물 표면 검사용 비전 검사장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치의 상면도.
도 4는 본 발명에 따른 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치의 아이들 상세도.

도 2와 3은 각각 본 발명에 따른 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치의 정면도와 상면도로서 이를 참고하여 본원발명의 상세 구성을 설명하면 하기와 같다.

테이퍼롤러 인라인 외관검사장치에 있어서, 상측이 개방된 원통 드럼 형상의 베이스 프레임(10);과 상기의 베이스 프레임(10) 상측에 결합하며 외주 면에 12개의 롤러 홀더(21)가 구비되어 모터 또는 실린더에 의하여 회전하는 원판 형상의 인덱스 테이블(20);과 상기의 테이퍼 롤러 홀더(21) 상측에 구비되는 2개의 롤러 투입부(30);와 상기의 테이퍼 롤러 홀더(21) 상측에 구비되는 2개의 단면 비전 카메라(40);와 상기의 베이스 프레임(10) 일 측에 결합하여 승, 하강하는 2개의 아이들(50);과 상기의 아이들(50) 상측에 각각 구비되는 2개의 회전 스핀들(60);과 상기의 아이들(50) 측면에 일정거리 이격하여 각각 구비되는 2개의 궤도 비전 카메라(70); 및 상기의 베이스 프레임(10) 하측에 구비되는 3개의 롤러 배출부(80);로 구성되는 것을 특징으로 하는 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치이다.

도 4는 본 발명에 따른 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치의 아이들 상세도로서 이를 참고하면 상기의 아이들(50)은 실린더 또는 모터에 의하여 승, 하강하는 아이들 승강 브라켓(51)과 상기의 아이들 승강 브라켓(51) 상측에 회전 가능하도록 결합하는 아이들 회전 브라켓(52)으로 구성되되, 상기의 아이들 회전 브라켓(52)의 회전축은 상기의 회전 스핀들(60)의 회전축과 수직하여 동일 선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기의 롤러 투입부(30)와 단면 비전 카메라(40), 아이들(50), 롤러 배출부(80)는 인덱스 테이블(20)의 중심을 기준으로 롤러 홀더(21)의 상측 또는 하측에 방사형으로 배치되되 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 롤러 투입부(30) 상측에는 각각 호스가 결합되며, 상기의 롤러 배출부(80)는 배출홀 스프링(81)에 의하여 개폐되는 배출홀(82)로 구성되되, 상기의 배출홀(82) 하측에는 각각 호스가 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치의 작동 실시 예를 설명하면 하기와 같다.

롤러 투입부(30)에 결합된 호스를 통하여 세척 및 건조가 완료된 롤러(R)가 투입되어 롤러 홀더(21)에 안착된다. 이때, 롤러 투입부(30)는 2개가 구비되고 각각의 롤러 투입부(30)에 호스가 연결되어 2개의 롤러(R)가 투입되어 이웃하는 2개의 롤러 홀더(21)에 각각 삽입된다. 그리고, 롤러 홀더(21)는 테이퍼 롤러 등과 같이 완벽한 원기둥 형상이 아닌 기타 형태의 롤러에 따라 형상 변경이 가능하다.

이후, 인덱스 테이블(20)은 회전하여 롤러(R)가 단면 비전 카메라(40) 하측에 위치하여 영상 및 이미지가 획득된다. 이때, 단면 비전 카메라(40)를 인덱스 테이블(20)에 하측에도 구비하여 양측 단면을 촬영할 수 있다.

상기와 같이 단면 촬영이 완료되면 인덱스 테이블(20)은 다시 회전하여 롤러(R)가 아이들 회전 브라켓(52)의 상측에 위치하게 되고 아이들 상승 브라켓(51)에 의하여 롤러(R)의 상측은 회전 스핀들(60)과 하측은 아이들 회전 브라켓(52)에 접촉되어 회전하며 측면에 위치한 궤도 비전 카메라(70)에 의하여 롤러(R)의 측면 이미지가 촬영된다. 이때, 롤러(R)의 측면 전체를 촬영하기 위하여 회전 스핀들(60)에 의하여 롤러는 360°이상 회전하며, 일반적으로 약 500°회전이 이루어진다.

상기와 같이 단면 비전 카메라(40)와 궤도 비전 카메라(70)에 의하여 촬영된 영상 및 이미지는 별도로 구비되는 디스플레이에서 확인하며 검사가 이루어진다.

이후, 인덱스 테이블(20)이 다시 회전하여 롤러(R)가 롤러 배출부(80) 상측에 위치하고 배출홀 스프링(81)에 의하여 개폐되는 배출홀(82)을 통하여 롤러 배출부(80) 하측에 결합된 호스를 통하여 배출된다.

비전 검사 시 불량 롤러(R)로 판단되는 경우 롤러 투입부(30)에 가장 근접하여 구성되는 롤러 배출부(80)로 배출되어 양품과 분리되게 된다.

본 발명은 특정의 실시 예 및 적용 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

R. 롤러 10. 베이스 프레임
20. 인덱스 테이블 21. 롤러 홀더
30. 롤러 투입부 40. 단면 비전 카메라
50. 아이들 51. 아이들 승강 브라켓
52. 아이들 회전 브라켓 60. 회전 스핀들
70. 궤도 비전 카메라 80. 롤러 배출부
81. 배출홀 스프링 82. 배출홀

Claims (5)

1. 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치에 있어서,
   상측이 개방된 원통 드럼 형상의 베이스 프레임(10);과
   상기의 베이스 프레임(10) 상측에 결합하며 외주 면에 12개의 테이퍼 롤러 홀더(21)가 구비되어 모터 또는 실린더에 의하여 회전하는 원판 형상의 인덱스 테이블(20);과
   상기의 테이퍼 롤러 홀더(21) 상측에 구비되는 2개의 롤러 투입부(30);와
   상기의 테이퍼 롤러 홀더(21) 상측에 구비되는 2개의 단면 비전 카메라(40);와
   상기의 베이스 프레임(10) 일 측에 결합하여 승, 하강하는 2개의 아이들(50);과
   상기의 아이들(50) 상측에 각각 구비되는 2개의 회전 스핀들(60);과
   상기의 아이들(50) 측면에 일정거리 이격하여 각각 구비되는 2개의 궤도 비전 카메라(70); 및
   상기의 베이스 프레임(10) 하측에 구비되는 3개의 롤러 배출부(80);로 이루어지고,
   상기 롤러 투입부(30)와 단면 비전 카메라(40), 아이들(50), 롤러 배출부(80)는 인덱스 테이블(20)의 중심을 기준으로 테이퍼 롤러 홀더(21)의 상측 또는 하측에 방사형으로 배치되되 순차적으로 구비되며,
   상기 아이들(50)은 실린더 또는 모터에 의하여 승, 하강하는 아이들 승강 브라켓(51)과 상기 아이들 승강 브라켓(51) 상측에 회전 가능하도록 결합하는 아이들 회전 브라켓(52)으로 구성되되,
   상기 아이들 회전 브라켓(52)의 회전축은 상기의 회전 스핀들(60)의 회전축과 수직하여 동일 선상에 위치하고,
   상기 롤러 배출부(80)는 배출홀 스프링(81)에 의하여 개폐되는 배출홀(82)로 구성되되, 상기의 배출홀(82) 하측에는 각각 호스가 결합하는 것을 특징으로 하는 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기의 롤러 투입부(30) 상측에는 각각 호스가 결합되는 것을 특징으로 하는 테이퍼롤러 인라인 외관검사장치.
5. 삭제

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