KR102215019B1 - 카메라 및 보조 컨베이어를 이용한 객체 정밀 검사 시스템 - Google Patents

카메라 및 보조 컨베이어를 이용한 객체 정밀 검사 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 및 보조 컨베이어를 이용한 객체 정밀 검사 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 입구에 순차로 유입되는 N개의 객체를 이송하고 출구에 도달한 객체를 그대로 전진시키거나 측방을 향하여 낙하 이동시키기 위한 개폐판을 포함한 메인 컨베이어, 상기 메인 컨베이어의 일측에 설치되며, 상기 객체의 상면을 검사하는 카메라를 장착하여 지지하고 상기 카메라의 위치를 조절하는 카메라 지그, 상기 개폐판에 의해 낙하된 N개의 객체를 순차로 유입받아 상기 메인 컨베이어의 입구로 다시 하나씩 궤환 이송하는 보조 컨베이어, 및 상기 메인 컨베이어, 보조 컨베이어 및 카메라 지그를 제어하고, 상기 입구에 유입된 N개의 객체에 대해 객체의 상면 일부인 제1 영역을 1차 검사하도록 상기 카메라의 위치를 제1 위치로 1차 조정하고, 상기 1차 검사 이후 상기 보조 컨베이어를 통해 궤환 이송된 N개의 객체에 대해 제2 영역을 2차 검사하도록 상기 카메라의 위치를 제2 위치로 2차 조정하는 제어부를 포함하는 객체 정밀 검사 시스템을 제공한다.
이에 따르면, 위치 조정이 가능한 한 대의 카메라와 추가적인 보조 컨베이어를 활용하여 객체의 상면을 적어도 2회 분할 검사함으로써, 한 대의 카메라 만으로 객체의 불량 검사를 정밀하고 효율적으로 수행할 수 있고 카메라의 추가 도입 비용을 절감할 수 있다.

Description

카메라 및 보조 컨베이어를 이용한 객체 정밀 검사 시스템{Object precision inspection system using camera and auxiliary conveyor}
본 발명은 카메라 및 보조 컨베이어를 이용한 객체 정밀 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컨베이어를 통하여 제품이 이송될 때 카메라의 위치를 조정하여 제품의 불량 검사를 보다 정밀하고 효율적으로 수행할 수 있는 객체 정밀 검사 시스템에 관한 것이다.
대상물을 이송하는 과정에서 대상물을 검사하여 불량 여부를 검사하는 시스템이 다양하게 개시되어 있으며, 주로 카메라를 이용하여 대상물의 외관, 표면 등의 불량 여부를 검사한다.
종래에는 검사 대상물과 관련한 다양한 위치의 정밀한 영상을 획득하기 위하여 복수 개의 카메라의 설치가 필요하였다. 하지만 카메라의 대수가 늘어나면 카메라의 구축 비용이 증가되는 문제점이 있다.
따라서 단일의 카메라를 이용하여 대상물의 정밀 분석이 가능한 새로운 시스템이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-0514896호(2005.09.14 공고)에 개시되어 있다.
본 발명은, 위치 조정이 가능한 한 대의 카메라와 추가적인 보조 컨베이어를 이용하여 메인 컨베이어를 통해 이송되는 객체의 불량 검사를 보다 정밀하고 효율적으로 수행할 수 있는 카메라 및 보조 컨베이어를 이용한 객체 정밀 검사 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 입구에 순차로 유입되는 N개의 객체를 이송하고 출구에 도달한 객체를 그대로 전진시키거나 측방을 향하여 낙하 이동시키기 위한 개폐판을 포함한 메인 컨베이어, 상기 메인 컨베이어의 일측에 설치되며, 상기 객체의 상면을 검사하는 카메라를 장착하여 지지하고 상기 카메라의 위치를 조절하는 카메라 지그, 상기 개폐판에 의해 낙하된 N개의 객체를 순차로 유입받아 상기 메인 컨베이어의 입구로 다시 하나씩 궤환 이송하는 보조 컨베이어, 및 상기 메인 컨베이어, 보조 컨베이어 및 카메라 지그를 제어하고, 상기 입구에 유입된 N개의 객체에 대해 객체의 상면 일부인 제1 영역을 1차 검사하도록 상기 카메라의 위치를 제1 위치로 1차 조정하고, 상기 1차 검사 이후 상기 보조 컨베이어를 통해 궤환 이송된 N개의 객체에 대해 제2 영역을 2차 검사하도록 상기 카메라의 위치를 제2 위치로 2차 조정하는 제어부를 포함하는 객체 정밀 검사 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제1 영역 및 제2 영역은, 상기 객체의 상면 영역을 좌우로 2 분할한 영역을 각각 나타낼 수 있다.
또한, 상기 개폐판은, 수평 상태일 때 객체를 그대로 전진 이동시키고, 기울임 있게 회동한 상태이면 기울어진 면을 통해 객체를 슬라이딩 하강시켜 측방의 보조 컨베이어로 전달할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 1차 검사 시에는 1차 검사된 N개의 객체가 상기 측방의 보조 컨베이어로 전달되도록 상기 개폐판을 기울임 상태로 유지하고, 상기 1차 검사된 N개의 객체 모두 상기 보조 컨베이어로 전달된 이후 상기 메인 컨베이어의 입구로 다시 궤환 이송되기 시작하면 상기 개폐판을 상기 기울임 상태에서 상기 수평 상태로 전환시킬 수 있다.
또한, 상기 객체 정밀 검시 시스템은, 상기 메인 컨베이어의 입구로 객체를 하나씩 공급하며, 상기 제어부에 의해 객체 공급 동작이 제어되는 공급부를 더 포함하고,
상기 공급부는, N개의 객체 단위마다 검사를 수행하도록, 초기의 N개의 객체를 순차 투입한 이후에 상기 1차 및 2차 검사를 진행하는 동안 추가적인 객체 투입을 차단하고, 초기의 N개의 객체에 대한 1차 및 2차 검사가 모두 완료된 후에는 상기 메인 컨베이어의 입구로 다음 순서의 새로운 N개의 객체를 순차로 투입할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 카메라의 영상을 이용하여 객체의 통과 갯수를 카운트하며, 상기 객체의 갯수가 N개 카운트 될 때마다 상기 카메라의 위치를 제1 위치에서 제2 위치 또는 제2 위치에서 제1 위치로 번갈아 전환시킨 다음 상기 카운트 갯수를 다시 0으로 리셋시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 1차 검사가 완료된 객체의 갯수가 N개에 도달하면, 상기 제1 위치의 카메라를 상기 제2 위치로 이동시켜 상기 2차 검사를 준비하고, 상기 2차 검사가 완료된 객체의 갯수가 N개에 도달하면, 상기 제2 위치의 카메라를 다시 상기 제1 위치로 복귀시켜, 상기 메인 컨베이어로 투입 대기 중인 다음 순서의 N개 객체에 대한 1차 검사를 준비할 수 있다.
또한, 상기 객체 정밀 검사 시스템은, 상기 메인 컨베이어의 입구와 상기 보조 컨베이어의 출구 사이에 배치되고 상기 보조 컨베이어의 출구에서 배출되는 객체들을 하강시켜 차례로 적층 대기시키는 스택 대기부, 및 상기 스택 대기부에 설정 개수의 객체가 적층되면 최외층의 객체부터 하나씩 밀어 상기 메인 컨베이어의 입구 측으로 순차로 이송하는 롤러 이송부를 더 포함할 수 있다.
또한, 롤러 이송부는, 롤러가 결합된 상판, 상기 스택 대기부에 적층된 객체에 상기 롤러가 밀착되도록 상기 상판을 상승 또는 하강 이동시키는 롤러 지그, 및 상기 객체를 하나씩 밀어 이송하도록 상기 롤러를 일방향으로 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 객체의 상면 영역을 좌우 방향을 따라 M 분할한 제1 내지 제M 영역에 각각 대응하여 1차 내지 M차 검사를 순차로 진행하도록, 상기 카메라의 위치를 제1 위치에서 제M 위치까지 M회 조정하고 상기 N개의 객체를 M회 궤환 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 위치 조정이 가능한 한 대의 카메라와 추가적인 보조 컨베이어를 활용하여 객체의 상면을 적어도 2회 분할 검사함으로써, 한 대의 카메라 만으로 객체의 불량 검사를 정밀하고 효율적으로 수행할 수 있고 카메라의 추가 도입 비용을 절감할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 카메라의 추가 도입 없이, 지그 설비 및 보조 컨베이어와 같은 간단한 추가 설비만으로도 제품의 생산 효율성을 높일 수 있으며, 저가의 카메라를 사용하여 카메라의 위치를 조절하는 것만으로 제품 표면의 확대 분석 기능을 제공하고 이를 통해 제품의 정밀 분석이 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 객체 정밀 검사 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 개폐판의 동작 예시를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 카메라 지그를 통한 카메라 위치 조정을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 보조 컨베이어 말단에 스택 대기부가 설치된 모습의 도면이다.
도 5는 도 4의 스택 대기부에 롤러 이송부가 설치된 모습의 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 객체 정밀 검사 시스템의 동작 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 객체 정밀 검사 시스템의 동작 순서를 설명하기 위한 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 객체 정밀 검사 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 개폐판의 동작 예시를 설명하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 객체 정밀 검사 시스템(100)은 메인 컨베이어(110), 카메라 지그(120), 보조 컨베이어(130), 제어부(140)를 포함한다.
메인 컨베이어(110)는 입구에 순차로 유입되는 N개의 객체(10)를 이송하며, 출구 부분에 개폐판(111)을 포함한다. 개폐판(111)은 출구 부분에 개폐 가능하게 설치되는데, 폐쇄시에는 출구에 도달한 객체(대상물)를 그대로 전진 이동시켜 다음 공정으로 전달하고 개방시에는 객체를 측방을 향해 낙하 이동시켜 보조 컨베이어(130)로 전달한다.
여기서 객체는 불량 여부, 이물질 여부 등을 검사하기 위한 대상물이나 제품(예: 김, 식품) 등에 해당할 수 있다. 또한, 각각의 컨베이어(110,130)는 벨트식, 롤러식 등과 같이 제품을 이송할 수 있는 기 공지된 다양한 컨베이어 수단으로 구현될 수 있다.
개폐판(111)은 메인 컨베이어(110)의 출구 부분에 회동축에 의해 결합되어 개폐 동작할 수 있다. 도 2의 경우 개폐판(111)은 일측을 기준으로 타측이 기울임 있게 회동 가능하면서 개폐되는 구조를 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않으며 개폐 방식에는 다양한 변형예가 존재할 수 있다.
도 2에서 개폐판(111)은 수평 상태(닫힘 상태)일 때 객체(10)를 그대로 전진 이동시켜 다음 공정(예: 제품 분류, 포장, 배송 등)으로 전달하고, 기울임 있게 회동한 상태(열림 상태)이면 기울어진 면을 통해 객체(10)를 슬라이딩 하강시켜 측방의 보조 컨베이어(130)로 전달할 수 있다. 여기서 물론 개폐판(111)은 객체의 전진 이송을 위한 벨트 등이 형성될 수 있는데 폐쇄 상태 시에만 동작하고 기울임 회동 시에는 정지 상태로 존재할 수 있다.
카메라 지그(120)는 도 1과 같이, 메인 컨베이어(110)의 일측에 설치되며, 객체의 상면을 검사하는 카메라를 암부(121) 끝에 장착하여 지지하고, 제어부(140)의 제어에 따라 카메라의 위치를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 카메라 지그(120)는 암부(121)의 길이와 높이(암길이: x축, 높이: y축)를 조절하는 방법으로 카메라의 위치를 조절할 수 있다. 또한, 카메라는 객체(10) 상면의 일부 영역을 분할하여 촬영할 수 있는데, 이와 같이 여러 영역을 분할 촬영할 경우 정밀 촬영 효과를 얻을 수 있다.
도 3은 도 1의 카메라 지그를 통한 카메라 위치 조정을 설명하는 도면이다.
도 3의 좌측 그림과 같이, 암길이는 x, 높이는 y일 때, 카메라의 검사 영역(촬상 영역)이 사각형 영역(폭:α)이라 가정하면, 확대 및 정밀 검사를 위해서는 높이를 y/2 만큼 줄여서 카메라를 제품에 더욱 근접시켜 촬영해야 한다. 이 경우 화각(Field of View)이 줄어들면서 검사 영역의 폭(α)도 α/2로 줄어들 것이다.
검사 영역의 폭이 줄어든다면 카메라를 여러 대 설치하여야 하지만, 본 발명의 실시예는 한 대의 카메라 만을 사용하여 폭 방향에 대해 여러 영역을 분할 촬영할 수 있다.
예를 들어, 도 3의 우측 상단 그림과 같이, 암높이를 y/2로 줄이고 암길이를 x/2로 조정하여 제1 영역을 촬영한 후, 다시 우측 하단 그림과 같이 암길이를 2x로 조정하여 제2 영역을 촬영하는 방식을 통해 컨베이어 폭 방향에 대해 여러 영역을 분할하여 검사할 수 있다. 여기서, 이러한 도 3에서 각 분할 영역의 촬영을 위해 적용한 암 길이와 높이의 조정 비는 하나의 예시로서 단지 설명의 편의를 위한 것이며 실제 사용되는 조정 비율과는 다소 상이할 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 실시예는 N개(예: 10개)의 객체(제품)를 대상으로 객체의 절반 영역(제1 영역)을 먼저 검사(1차 검사)하고, 다시 카메라의 위치를 이동시켜 N개 제품의 나머지 절반 영역(제2 영역)을 재검사(2차 검사)한다. 이를 위해, 카메라에서 절반 영역의 검사(1차 검사)가 완료된 객체를 보조 컨베이어(130)로 보내어 나머지 절반 영역의 검사(2차 검사)를 위해 다시 카메라 앞으로 궤환시킨다.
도 1에 도시된 것과 같이, 보조 컨베이어(130)는 개폐판(111)에 의해 낙하된 N개의 객체를 순차로 유입받아, 화살표 방향과 같이 메인 컨베이어(110)의 입구로 다시 하나씩 궤환 이송한다.
도 1의 경우, 보조 컨베이어(130)가 메인 컨베이어(110)의 측면에 U자 형상으로 설치된 모습을 예시하는데, 본 발명이 반드시 이에 한정되지 않으며, 제품의 궤환 이송이 가능하도록 보조 컨베이어(130)의 양측 단부가 메인 컨베이어(110)의 양측 단부와 만나는 형태라면 무관하다.
제어부(140)는 메인 컨베이어(110)에 유입된 N개의 객체를 2개의 영역으로 나누어 순차로 정밀 검사하도록, 메인 컨베이어(110), 보조 컨베이어(130), 카메라 지그(120)를 제어한다. 제어부(140)는 제어 PC, 단말기 등의 형태로 구현될 수 있으며, 검사 상태, 제어 상태, 불량 여부 결과 등을 디스플레이를 통해 출력하여 제공할 수 있다.
제어부(140)는 메인 컨베이어(110)의 입구에 유입된 N개의 객체에 대해 객체의 상면 일부인 제1 영역(A)을 1차 검사하도록 카메라의 위치를 제1 위치로 1차 조정하고, 1차 검사 이후 보조 컨베이어(130)를 통해 궤환 이송된 N개의 객체에 대해 제2 영역(B)을 2차 검사하도록 카메라의 위치를 제2 위치로 2차 조정한다. 카메라의 위치 조정은 앞서 설명한 것과 같이 카메라 지그(120)를 구성하는 암부의 길이나 높이 조정을 통해 이루어질 수 있다.
또한, 제어부(140)는 제1 영역(A)에 대한 1차 검사 시에는 1차 검사된 N개의 객체가 측방의 보조 컨베이어(130)로 전달되도록 개폐판(111)을 기울임 상태로 유지한다. 제어부(140)는 1차 검사된 N개의 객체 모두 보조 컨베이어(130)로 전달된 이후 메인 컨베이어(110)의 입구로 다시 궤환 이송되기 시작하면, 개폐판(111)을 기울임 상태에서 수평 상태로 전환시킨다. 이를 통해 2차 검사된 N개의 객체가 메인 컨베이어(110)의 출구에서 그대로 직진 이송되도록 한다.
여기서, 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)은 객체의 상면 영역을 좌우로 2 분할한 영역을 각각 나타낸다. 이때 좌우란 컨베이어 폭 방향에 해당함을 알 수 있다.
도 1의 경우 카메라가 제1 위치로 조정되어 객체(10)의 제1 영역(A)을 1차 검사하는 모습을 나타낸다. 물론, 카메라 지그(120)의 암부(121) 길이를 늘릴 경우 카메라가 왼쪽의 제2 위치로 조정되면서 제2 영역(B)을 2차 검사할 수 있다(도 7(b) 참조).
본 발명의 실시예에서 카메라의 위치를 조정하는 실시예는 다양할 수 있다.
하나의 예로서, 제어부(140)는 1차 검사가 완료된 객체의 갯수가 N개에 도달하면, 제1 위치의 카메라를 제2 위치로 이동시켜 2차 검사를 준비한다. 또한, 2차 검사가 완료된 객체의 갯수가 N개에 도달하면, 제2 위치의 카메라를 다시 제1 위치로 복귀시켜, 메인 컨베이어(110)로 투입 대기 중인 다음 순서의 N개 객체에 대한 1차 검사를 준비한다.
여기서 물론, 제어부(140)는 카메라의 영상으로부터 객체의 통과(또는 검사) 갯수를 카운트하여 카운트 갯수가 N개 도달할 때마다 카메라의 위치를 변경시킬 수 있다.
구체적으로, 제어부(140)는 카메라의 영상을 이용하여 객체의 통과 갯수를 카운트하며, 객체의 갯수가 N개 카운트 될 때마다 카메라의 위치를 제1 위치에서 제2 위치 또는 제2 위치에서 제1 위치로 번갈아 전환시킬 수 있으며, 위치 전환 시에 카운트 갯수를 다시 0으로 리셋시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 메인 컨베이어(110)의 전단에는 메인 컨베이어(110)의 입구로 객체를 하나씩 공급하는 객체 공급부(미도시)가 구비될 수 있다. 공급부(미도시)는 제품을 순차로 이송하는 컨베이어 형태를 가질 수 있는데 그 밖의 공지된 다른 수단으로 구현될 수도 있다.
여기서, 제어부(140)는 공급부(미도시)의 객체 공급 동작을 제어함으로써 객체 정밀 검사 시스템(100)이 N개의 객체 단위마다 검사를 수행하도록 한다.
제어부(140)의 제어에 따라, 공급부(미도시)는 초기의 N개의 객체를 순차 투입한 이후에 1차 및 2차 검사를 진행하는 동안에는 메인 컨베이어(110)로의 추가적인 객체 투입을 차단한다. 예를 들어 공급부(미도시)가 컨베이어 형태로 구현된 경우 컨베이어의 가동을 멈춤 상태로 유지하여, 메인 컨베이어(110)로의 제품 전달을 중단한다.
또한, 공급부(미도시)는 초기의 N개의 객체에 대한 1차 및 2차 검사가 모두 완료된 후에는 메인 컨베이어(110)의 입구로 다음 순서의 새로운 N개의 객체를 순차로 투입하여 1차 및 2차 검사가 가능하게 하며, 상술한 동작을 반복한다.
본 발명의 실시예는 객체의 개수가 많아질 경우 버퍼 역할을 할 수 있는 스택(stack) 영역을 포함한다. 스택 영역에는 스택 대기부(150) 및 롤러 이송부(160)가 포함된다.
도 4는 도 1의 보조 컨베이어 말단에 스택 대기부가 설치된 모습의 도면이고, 도 5는 도 4의 스택 대기부에 롤러 이송부가 설치된 모습의 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 스택 대기부(150)는 메인 컨베이어(110)의 입구와 보조 컨베이어(130)의 출구 사이에 배치되고, 보조 컨베이어(130)의 출구에서 배출되는 객체들을 하강시켜 차례로 적층 대기시킨다.
스택 대기부(150)는 보조 컨베이어(130)의 표면보다 낮은 높이로 설치되어 객체들이 자연스럽게 하강 적층된다. 여기서 물론 스택 대기부(150)는 보조 컨베이어(130)의 한 요소에 포함될 수 있다.
롤러 이송부(160)는 스택 대기부(150)에 설정 개수의 객체가 적층되면 최외층의 객체부터 하나씩 밀어 메인 컨베이어(110)의 입구 측으로 순차로 이송하며, 제어부(140)에 의해 동작 타이밍 등이 제어될 수 있다. 여기서 설정 개수는 2개 이상 N개 이하의 개수에 해당할 수 있다.
롤러 이송부(160)는 상판(162), 롤러 지그(163) 및 구동부(미도시)를 포함한다. 상판(162)에는 복수의 롤러(161)가 회동 가능하도록 결합된다. 롤러 지그(163)는 스택 대기부(150)에 적층된 객체에 롤러(161)가 밀착되도록 상판(162)을 상승 또는 하강 이동시킨다.
구동부(미도시)는 객체(10)를 하나씩 밀어 이송하도록 롤러(161)를 일방향으로 회전시키며, 구동 모터 등을 포함할 수 있다. 이러한 롤러 지그(163)의 상하강 이동 시점, 이동 높이, 그리고 구동부(미도시)의 동작 시점은 제어부(140)에 의해 제어될 수 있다.
이러한 도 5의 경우 스택 구조 특성상 가장 최근에 쌓인 10번째 객체가 밀려나가게 되지만, 롤러(161)의 위치를 스택 공간의 바닥면 하단에 설치할 경우 들어온 순서대로 나가도록 할 수 있다. 또한 스택 구조로 인한 2차 검사 시의 순서 변경은 제어부(140)에서 인지하고 잇는 것으로 가정한다.
또한, 도 5에서 스택 대기부(140)와 메인 컨베이어(110)의 입구 사이에는 기울임 있게 형성된 이송 컨베이어(131)가 추가로 설치될 수 있으며 이는 보조 컨베이어(130)의 요소에 포함될 수 있다. 물론 스택 대기부(140)의 면을 기울임 있게 설치하고 롤러 이송부(150) 역시 그에 대응되도록 기울임 있게 배치할 경우 이송 컨베이어(131)를 생략할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 객체 정밀 검사 시스템의 동작 예시를 나타낸 도면이다.
우선 제어부(140)는 N개 제품에 대해서 2개의 영역으로 나누어 확대/정밀 검사를 수행하는 것을 결정한다. 여기서 N=10으로 설정된 것을 예시한다.
도 6(a)의 경우, 메인 컨베이어(110)의 입구르 통해 제품 4개가 차례로 진입하고 카메라는 제1 위치로 조정된 상태에서 각 제품의 오른쪽 영역(A)을 검사(1차 검사)하는 모습을 나타낸다. 이때 메인 컨베이어(110)의 출구에 구비된 개폐판(111)이 개방되어 있으므로, 검사를 마친 제품1은 다음 공정으로 직진 이동하지 못하고, 측방의 보조 컨베이어(130)로 이동된다.
도 6(b)는 1차 검사가 완료된 제품이 보조 컨베이어(130)를 통해 이송되는 모습을 나타낸다. 이송된 제품은 바로 메인 컨베이어(110)로 진입할 수 있으나, 개수가 많아질 경우, 버퍼 역할을 하는 스택 대기부(150)에 쌓이게 된다. 도 7(a),(b)는 스택 대기부(150)에 제품이 쌓여가는 모습을 나타낸다.
또한, 도 6(b) 및 도 7(a),(b)에서와 같이, 10번째 제품이 진입한 이후부터 메인 컨베이어(110)로 신규 제품이 추가로 유입되지 않으며, 이러한 상태는 보조 컨베이어(130) 상에 제품이 남아 있을 때까지 유지될 수 있다.
또한 도 7(b)과 같이, 카메라가 10개의 제품에 대한 1차 검사를 모두 마치면, 제어부(140)는 각 제품에 대한 나머지 영역(왼쪽 영역)의 검사(2차 검사)를 위해, 카메라 지그(120)를 제어하여 카메라를 제2 위치로 이동시켜 준비한다. 여기서 물론, 제어부(140)는 제품의 개수를 카운트한 결과를 기초로 카메라의 위치 이동을 명령할 수 있다.
또한, 도 7(b)에서 보조 컨베이어(130)의 스택 대기부(150)에 적체된 제품은 롤러 이송부(160)를 통해 차례로 메인 컨베이어(110)의 입구로 이동된다. 여기서, 제어부(140)는 1차 검사된 10개의 제품이 메인 컨베이어(110)의 입구로 다시 궤환 이송되기 시작하면 개폐판(111)도 폐쇄 상태(수평 상태)로 미리 복귀시켜 준비할 수 있다.
그리고, 메인 컨베이어(110)로 이동된 1차 제품은 도 8(a)와 같이 왼쪽 영역(B)에 대해 2차 검사가 차례로 수행되며, 2차 검사가 완료된 제품은 그대로 직진하여 다음 공정으로 이송된다. 즉, 개폐판(111)이 폐쇄 상태로 이미 전환되어 있어 보조 컨베이어(130)의 이송은 차단된다.
도 8(b)는 기존 N개의 제품의 1,2차 검사가 모두 완료된 후, 카메라가 원위치(제1 위치)로 다시 복귀한 상태에서, 다음 순서의 새로운 제품들이 메인 컨베이어(110)로 진입하는 모습을 나타낸다. 제어부(140)는 새로운 제품들에 대해서는 다시 영역을 할당하고 상기 검사 과정을 반복한다.
여기서 본 발명은 2개의 영역으로 나뉨을 예시하고 있으나, 3개 이상도 가능하다. 즉, 카메라의 암길이(x), 높이(y)를 조절할 경우 영역의 추가 분할 및 확대/정밀 분석이 가능하기 때문이다. 이때, 확대에 따른 카메라 렌즈의 초점조절, 조리개 조절 등은 자동 지원됨을 가정한다. 다만, 3개 이상의 영역 검사를 수행할 경우, 보조 컨베이어를 거치는 과정도 그에 대응하여 늘어나게 된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예는 객체의 영역을 좌우 2개의 영역으로 분할하여 2회 검사하는 것을 예시하고 있지만, 객체의 상면 영역을 2개 이상의 M개 영역으로 분할하여 M회 검사를 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(140)는 객체의 상면 영역을 좌우 방향을 따라 M 분할한 제1 내지 제M 영역에 각각 대응하여 1차 내지 M차 검사를 순차로 진행하도록, 카메라의 위치를 제1 위치에서 제M 위치까지 M회 조정하고 N개의 객체를 M회 궤환 이동시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 객체 정밀 검사 시스템의 동작 순서를 설명하기 위한 도면이다.
먼저 제어부(140)는 카메라 및 컨베이어를 구동하면서 검사 영역의 부분 확대가 필요한지 확인한다(S901,902). 부분 확대의 필요 여부는 카메라의 화각, 해상도, 검사 대상 제품의 폭, 컨베이어 크기 등을 고려할 수 있다. 이하에서는 검사 영역의 부분 확대를 통한 제품의 정밀 검사가 필요한 경우를 가정하여 설명한다.
제어부(140)는 카메라의 위치를 제1 위치로 조정하여 제품의 오른쪽 영역(제1 영역)에 대한 확대 영상을 얻는다(S903). 앞서 상술한 것과 같이 카메라 지그(120)의 암 높이를 줄여서 카메라를 제품에 근접하도록 조정하면 영상을 확대한 효과를 얻을 수 있고 암 길이를 조정하면 제품의 일부 영역인 오른쪽 영역에 대한 정밀한 영상을 얻을 수 있다.
다음, 제어부(140)는 제품의 개수(N)을 10개로 설정하고(S904), 그에 대응하여 컨베이어(110,130), 카메라 지그(120), 개폐판(111), 공급부(미도시), 롤러 이송부(160) 각각의 동작을 제어한다.
그리고, 메인 컨베이어(110)의 출구에 마련된 개폐판(111)을 개방시켜 메인 컨베이어(110)의 출구와 보조 컨베이어(130)의 입구 간 경로를 연결하여 준비한 다음, 메인 컨베이어(110)의 입구로 제품을 순차로 투입하고 이동시킨다(S906).
그리고, 메인 컨베이어(110)에 이송 중인 제품의 제1 영역(오른쪽 영역)을 카메라를 통해 1차 검사하고 1차 검사된 제품을 보조 컨베이어(130)로 순차로 전달한다. 이때, 제어부(140)는 메인 컨베이어(110)에 10개의 제품이 모두 진입한 이후에는 신규 제품의 진입을 차단한다(S907).
10개 제품의 1차 검사가 모두 완료된 이후에는 카메라를 제2 위치로 이동시켜 준비한다(S908,S909). 물론, 10개 제품이 모두 보조 컨베이어(130)로 이동한 이후에는 개폐판(111)을 다시 폐쇄 상태로 복귀시켜 준비한다.
이후, 보조 컨베이어(130) 말단의 스택 공간에 차례로 쌓이는 제품을 하나씩 메인 컨베이어(110)의 입구로 궤환시키고(S910), 카메라를 통해 각 제품의 제2 영역(왼쪽 영역)을 2차 검사한다(S911). 이때 개폐판(111)이 폐쇄되어 있으므로 2차 검사가 완료된 제품은 메인 컨베이어(110)의 출구를 통해 그대로 직진하여 다음 공정으로 이송된다(S912). 10개 제품 모두 2차 검사까지 완료된 이후에는 카메라를 다시 원위치인 제1 위치로 복귀시킨다(S913,914).
이상과 같은 본 발명에 따르면, 위치 조정이 가능한 한 대의 카메라와 추가적인 보조 컨베이어를 활용하여 객체의 상면을 적어도 2회 분할 검사함으로써, 한 대의 카메라 만으로 객체의 불량 검사를 정밀하고 효율적으로 수행할 수 있고 카메라의 추가 도입 비용을 절감할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 카메라의 추가 도입 없이, 지그 설비 및 보조 컨베이어와 같은 간단한 추가 설비만으로도 제품의 생산 효율성을 높일 수 있으며, 저가의 카메라를 사용하여 카메라의 위치를 조절하는 것만으로 제품 표면의 확대 분석 기능을 제공하고 이를 통해 제품의 정밀 분석이 가능한 이점이 있다.
결과적으로 본 발명은 카메라의 위치를 조절할 수 있는 지그 설비와 추가적인 보조 컨베이어 기기의 활용만으로 복수의 카메라를 대체하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 객체 정밀 검사 시스템 110: 메인 컨베이어
111: 개폐판 120: 카메라 지그
130: 보조 컨베이어 140: 제어부
150: 스택 대기부 160: 롤러 이송부
161: 롤러 162: 상판
163: 롤러 지그

Claims (10)

  1. 입구에 순차로 유입되는 N개의 객체를 이송하고, 수평 상태일 때는 출구에 도달한 객체를 그대로 전진시키고 기울임 있게 회동한 상태이면 기울어진 면을 통해 객체를 측방을 향하여 슬라이딩 낙하 이동시키기 위한 개폐판을 포함한 메인 컨베이어;
    상기 메인 컨베이어의 일측에 설치되며, 상기 객체의 상면을 검사하는 카메라를 장착하여 지지하고 상기 카메라의 위치를 조절하는 카메라 지그;
    상기 개폐판에 의해 슬라이딩 낙하된 N개의 객체를 순차로 유입받아 상기 메인 컨베이어의 입구로 다시 하나씩 궤환 이송하는 보조 컨베이어;
    상기 메인 컨베이어, 보조 컨베이어 및 카메라 지그를 제어하고, 상기 입구에 유입된 N개의 객체에 대해 객체의 상면 일부인 제1 영역을 1차 검사하도록 상기 카메라의 위치를 제1 위치로 1차 조정하고, 상기 1차 검사 이후 상기 보조 컨베이어를 통해 궤환 이송된 N개의 객체에 대해 제2 영역을 2차 검사하도록 상기 카메라의 위치를 제2 위치로 2차 조정하는 제어부;
    상기 메인 컨베이어의 입구와 상기 보조 컨베이어의 출구 사이에 배치되고 상기 보조 컨베이어의 출구에서 배출되는 객체들을 하강시켜 차례로 적층 대기시키는 스택 대기부; 및
    상기 스택 대기부에 설정 개수의 객체가 적층되면 최외층의 객체부터 하나씩 밀어 상기 메인 컨베이어의 입구 측으로 순차로 이송하도록, 롤러가 결합된 상판과, 상기 스택 대기부에 적층된 객체에 상기 롤러가 밀착되도록 상기 상판을 상승 또는 하강 이동시키는 롤러 지그, 및 상기 객체를 하나씩 밀어 이송하도록 상기 롤러를 일방향으로 회전시키는 구동부를 포함한 롤러 이송부를 포함하는 객체 정밀 검사 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 영역 및 제2 영역은,
    상기 객체의 상면 영역을 좌우로 2 분할한 영역을 각각 나타내는 객체 정밀 검사 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 1차 검사 시에는 1차 검사된 N개의 객체가 상기 측방의 보조 컨베이어로 전달되도록 상기 개폐판을 기울임 상태로 유지하고,
    상기 1차 검사된 N개의 객체 모두 상기 보조 컨베이어로 전달된 이후 상기 메인 컨베이어의 입구로 다시 궤환 이송되기 시작하면 상기 개폐판을 상기 기울임 상태에서 상기 수평 상태로 전환시키는 객체 정밀 검사 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 메인 컨베이어의 입구로 객체를 하나씩 공급하며, 상기 제어부에 의해 객체 공급 동작이 제어되는 공급부를 더 포함하고,
    상기 공급부는,
    N개의 객체 단위마다 검사를 수행하도록, 초기의 N개의 객체를 순차 투입한 이후에 상기 1차 및 2차 검사를 진행하는 동안 추가적인 객체 투입을 차단하고, 초기의 N개의 객체에 대한 1차 및 2차 검사가 모두 완료된 후에는 상기 메인 컨베이어의 입구로 다음 순서의 새로운 N개의 객체를 순차로 투입하는 객체 정밀 검사 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라의 영상을 이용하여 객체의 통과 갯수를 카운트하며, 상기 객체의 갯수가 N개 카운트 될 때마다 상기 카메라의 위치를 제1 위치에서 제2 위치 또는 제2 위치에서 제1 위치로 번갈아 전환시킨 다음 상기 카운트 갯수를 다시 0으로 리셋시키는 객체 정밀 검사 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 1차 검사가 완료된 객체의 갯수가 N개에 도달하면, 상기 제1 위치의 카메라를 상기 제2 위치로 이동시켜 상기 2차 검사를 준비하고,
    상기 2차 검사가 완료된 객체의 갯수가 N개에 도달하면, 상기 제2 위치의 카메라를 다시 상기 제1 위치로 복귀시켜, 상기 메인 컨베이어로 투입 대기 중인 다음 순서의 N개 객체에 대한 1차 검사를 준비하는 객체 정밀 검사 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 객체의 상면 영역을 좌우 방향을 따라 M 분할한 제1 내지 제M 영역에 각각 대응하여 1차 내지 M차 검사를 순차로 진행하도록, 상기 카메라의 위치를 제1 위치에서 제M 위치까지 M회 조정하고 상기 N개의 객체를 M회 궤환 이동시키는 객체 정밀 검사 시스템.
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