KR102283065B1 - 모듈 고속화 비전 검사 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 수용부가 원주 방향을 따라 배치되는 턴테이블, 상기 턴테이블 하측 중심부에 결합되어, 상기 턴테이블을 소정 각도 회전시키는 회전부, 상기 복수의 수용부 중 임의의 한 수용부 상측에서 승하강하고, 진공압을 형성하는 진공부를 포함하여 모듈을 흡착하는 피커 및 상기 턴테이블 하부에 배치되어, 모듈의 하면을 촬상하는 카메라를 포함하여 이루어지되, 상기 수용부는 모듈의 하면을 지지하는 수직 지지부 및 모듈의 옆면을 지지하는 수평 지지부를 포함하고, 상기 수직 지지부는 상기 모듈의 하면과 접하여 낙하를 방지하는 받침부 및 상기 턴테이블을 두께 방향으로 연통하는 개구부를 포함하며, 상기 카메라의 렌즈는 상기 피커 및 개구부의 일직선상 하측에서 상방을 향하여 배치되어, 상기 피커가 모듈을 흡착하여 상방으로 이동할 시에 상기 카메라가 모듈의 하면을 촬상하는 것을 특징으로 하는 모듈 고속화 비전 검사 시스템이다.

Description

모듈 고속화 비전 검사 시스템{Module high-speed vision inspection system}

본 발명은 검사 대상물인 모듈의 비전 검사를 수행하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 검사 시스템으로 검사 대상물인 모듈을 운반하지 않은 상태에서 비전 검사 수행이 가능한 고속화 비전 검사 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전자제품을 구성하는 복수의 모듈은 출하 전에 작동 검사가 필수적으로 수행된다. 휴대폰에 장착되는 카메라 모듈, 다원화된 전자제품에 장착되는 LED 모듈과 같은 다양한 구조의 모듈은 제조 공정 또는 조립 공정의 중반 또는 후반에 복수로 검사가 이루어져, 최종 유통되는 제품에 대한 신뢰성을 확보하는 것이 원칙이다.

최종적으로 생산되는 모듈의 특성에 따라 검사 방법은 다양하게 이루어질 수 있으나, 이물질의 유입 여부 또는 복수의 구성이 조립된 정렬 상태를 광학 이미지로 촬상하는 비전 검사는 모듈의 종류와 상관 없이 통상적으로 이루어지는 검사 방식이다. 즉, 진행되는 순서에 따라 제조 또는 조립 공정을 1차 공정 및 2차 공정으로 가정한다면, 비전 검사를 수행하는 시스템은 1차 공정 및 2차 공정 사이에 배치되어 신뢰성을 확보한다.

국내등록특허공보 제10-1772673호는 피검사물인 샘플 제품에 대하여 이물, 스크래치 및 패턴 오류와 같은 정보를 획득하는 비전 검사 시스템에 대하여 기재하였다. 상기 문헌의 시스템은 복수의 제조 또는 조립 공정의 사이 또는 후미에 배치되어, 시스템 내에 배치되는 복수의 카메라가 피검사물의 광학 이미지를 획득하는 구조로 이루어진다. 획득된 광학 이미지를 기반으로 양품과 불량품을 판정함에 따라, 최종적으로 생산되는 피검사물의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그러나 상기한 구조로 이루어지는 시스템은 복수의 제조 또는 조립 공정사이에 배치됨에 따라, 제조 또는 조립 도중에 피검사물이 검사 시스템으로 투입되어야 한다. 즉, 비전 검사를 수행하는 시스템으로 피검사물을 투입하고, 비전 검사에 의해 양품으로 판정된 피검사물을 다음 제조 공정으로 이송시킴에 따라, 전반적인 공정 효율이 하락할 수 있다는 문제점을 야기한다.

국내등록특허공보 제10-1772673호 "멀티 광학 모듈 비전 검사 시스템"(2017. 08. 23.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 피커와 같은 이송부에 의해 별도의 검사 시스템으로 피검사물을 운반하지 않는 상태로 비전 검사를 수행할 수 있는 고속화 비전 검사 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 복수의 수용부가 원주 방향을 따라 배치되는 턴테이블, 상기 턴테이블 하측 중심부에 결합되어, 상기 턴테이블을 소정 각도 회전시키는 회전부, 상기 복수의 수용부 중 임의의 한 수용부 상측에서 승하강하고, 진공압을 형성하는 진공부를 포함하여 모듈을 흡착하는 피커 및 상기 턴테이블 하부에 배치되어, 모듈의 하면을 촬상하는 카메라를 포함하여 이루어지되, 상기 수용부는 모듈의 하면을 파지하는 수직 지지부 및 모듈의 옆면을 파지하는 수평 지지부를 포함하고, 상기 수직 지지부는 상기 모듈의 하면과 접하여 낙하를 방지하는 받침부 및 상기 턴테이블을 두께 방향으로 연통하는 개구부를 포함하며, 상기 카메라의 렌즈는 상기 피커 및 개구부의 일직선상 하측에서 상방을 향하여 배치되어, 상기 피커가 모듈을 흡착하여 상방으로 이동할 시에 상기 카메라가 모듈의 하면을 촬상하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수용부는 상기 턴테이블의 상면으로부터 소정 깊이 함몰되는 일체형으로 형성되어, 상기 수직 지지부의 위상이 상기 턴테이블 상면의 위상보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 개구부는 상기 수직 지지부의 중앙에 형성되어, 상기 카메라가 모듈 하면의 전면 이미지 획득이 가능한 상기 피커의 상승 높이를 최소화하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수직 지지부 하단에는 투명한 재질로 형성되는 글라스가 체결되어, 상기 받침부의 면적을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 피커의 상측에는 모듈 측으로 빛을 조사하는 조명부를 더 포함하여, 상기 카메라가 모듈의 하면에 대한 촬상 이미지를 획득하는 것을 특징으로 한다.

본 발명으로 인하여, 피커와 같은 이송부가 별도의 검사 시스템으로 피검사물을 운반하지 않음에 따라 전반적이 모듈 제조 공정의 효율을 증대시킬 수 있다.

또한 피검사물이 수용되는 수용부 하면을 투명한 재질로 형성하여, 피검사물 및 카메라 사이의 거리가 비교적 가까워짐에 따라, 높은 신뢰성을 확보한 광학 이미지를 획득할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모듈 고속화 비전 검사 시스템을 도시한 예시도다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 턴테이블을 도시한 예시도다.
도 3은 본 발명에 따른 수용부, 피커 및 카메라의 위치를 도시한 정면도다.
도 4는 본 발명에 따른 피커 및 조명부를 도시한 예시도다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 턴테이블을 도시한 예시도다.
도 6은 본 발명을 이용하여 모듈을 검사하는 순서를 도시한 예시도다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것을 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 모듈 고속화 비전 검사 시스템을 도시한 예시도다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 비전 검사의 대상물인 복수의 모듈을 수용하는 턴테이블(100), 상기 턴테이블(100)을 반복적으로 소정 각도 회전시키는 회전부(200), 상기 턴테이블(100)에 수용되는 모듈을 다음 공정을 수행하는 모듈 또는 시스템으로 운반하는 피커(300) 및 상기 피커(300)가 운반하는 모듈에 대한 촬상 이미지를 획득하는 카메라(400)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 회전부(200)는 상기 턴테이블(100)의 하측 중앙부와 축결합하는 구조로 이루어질 수 있으며, 상호 결합된 동축을 회전시킴에 따라 종속적으로 상기 턴테이블(100)의 회전이 이루어지는 방식이다. 상기 회전부(200)는 상기 턴테이블(100)을 반복적으로 소정 각도 만큼 회전시키며, 1주기당 상기 턴테이블(100)을 회전시키는 각도는 하기에 후술하는 수용부의 수에 의해 가변될 수 있다.

상기 턴테이블(100)은 비전 검사 대상물인 복수의 모듈을 수용한 상태에서 상기 회전부(200)에 의해 소정 각도 만큼 반복적으로 회전이 이루어지는 구성이다. 상기한 바와 같이, 상기 턴테이블(100)은 상기 회전부(200)에 의해 복수의 모듈을 상기 피커(300) 측으로 운반하는 구조임을 감안하여, 도 1에 도시된 것처럼 상기 회전부(200)가 회전시키는 동축을 기준으로 모든 지점에서 거리가 일정한 원형으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 때, 모듈을 수용하는 복수의 수용부는 원형 형상의 상기 턴테이블(100)의 모서리부에서 원주 방향을 따라 소정 깊이 함몰되는 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 피커(300)는 진공압을 형성하는 진공부를 포함하여, 모듈의 상면을 진공흡착한 상태에서 상승하거나 모듈의 상면을 진공흡착하기 위하여 하강할 수 있다.

상기 카메라(400)는 모듈을 진공흡착하는 상기 피커(300)의 하측에 배치되어, 상기 피커(300)에 의해 진공흡착되어 상기 수용부를 이탈한 모듈에 대한 촬상 이미지를 획득할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상기 턴테이블(100)을 도시한 예시도다. 도 2와 같이, 상기 턴테이블(100)은 원판 형상으로 이루어질 수 있으며, 모서리부에서 원주 방향을 따라 복수의 수용부(10)가 형성될 수 있다. 이 때, 상기 수직 지지부(11)의 위상이 상기 턴테이블(100) 상면의 위상보다 낮은 위치에 형성되는 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 복수의 수용부(10)는 원판 형상의 상기 턴테이블(100)의 상면으로부터 소정 깊이 함몰된 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 이는 일정한 높이의 두께를 갖는 상기 모듈이 상기 턴테이블(100)의 회전에 의한 의도치 않은 이탈 현상을 방지하기 위함이다.

따라서, 상기 수용부(10)는 모듈의 하면을 지지하는 수직 지지부(11) 및 모듈의 옆면을 지지하는 수평 지지부(12)를 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 상기 수직 지지부(11)는 상기 턴테이블(100)의 상면으로부터 소정 깊이 함몰된 수용부의 저면으로 이루어지고, 상기 수평 지지부(12)는 함몰된 구조의 상기 수용부(10)를 구성하는 복수의 옆면으로 이루어진다.

이 때, 상기 수용부(10)는 비전 검사 대상물인 모듈의 형상 및 크기와 대응되는 구조로 이루어져, 모듈이 상기 수용부(10)로부터 의도치 않게 이탈되는 현상을 효율적으로 방지할 수 있다.

또한 상기 수직 지지부(11)는 상기 수용부(10)에 수용되는 모듈의 하면과 실질적으로 접하여 지지하는 받침부(111) 및 상기 턴테이블(100)의 두께 방향으로 연통되는 개구부(112)를 포함하여 이루어진다.

상기 개구부(112)는 상기 턴테이블(100)의 하측에서 모듈의 하면을 용이하게 검사하기 위한 구성이며, 상기한 구조로 이루어짐에 따라서 비전 검사를 효율적으로 실행할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 상기 수용부(10), 피커(300) 및 카메라(400)의 위치를 도시한 정면도다. 도 3에 도시된 바와 같이, 자체적으로 하강하여 모듈(1)을 진공흡착한 상기 피커(300)는 원위치로 상승함에 따라 다음 공정으로 모듈을 이송할 준비를 마친다. 이 때, 상기 피커(300)가 진공흡착한 모듈이 기존에 수용되었던 상기 임의의 한 수용부는 높이 방향으로 동일 축선상에 배치되는 것을 특징으로 한다. 상기 카메라(400) 역시 상기 피커(300)와 높이 방향으로 동일 축선상에 배치되며, 높이 방향을 기준으로 상측에서 하측을 따라 순차적으로 상기 피커(300), 임의의 한 수용부 및 카메라(400)가 배치된다.

이 때, 상기 카메라(400)의 렌즈는 상기 피커(300) 하측에 배치되는 상기 임의의 한 수용부의 하측을 촬영하는 방향을 향하여 배치된다. 즉, 상기 수용부를 형성하는 상기 수직 지지부의 개구부를 통하여 모듈의 이미지를 획득할 수 있다.

따라서, 검사 대상물인 모듈을 별도의 비전 검사 시스템으로 운반하는 과정을 수행하지 않고, 상기 피커(300)가 모듈을 다음 제조 공정 또는 유통을 위한 패킹 공정으로 운반함에 따라, 전반적인 공정의 효율성을 증대시킬 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 상기 피커(300) 및 조명부(500)를 도시한 예시도다. 도 4와 같이, 모듈을 진공흡착하는 상기 피커(300)의 상측에는 별도의 조명부(500)가 배치될 수 있다.

상기 조명부(500)는 상기 피커(300) 주변으로 빛을 조사하는 복수의 LED(510)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 카메라(400)는 상기 복수의 LED(510)에서 조사하는 빛에 의해 상기 피커(300)가 진공흡착하는 모듈의 하면에 대한 이미지를 획득할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 턴테이블(100)을 도시한 예시도다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예를 구성하는 상기 턴테이블(100)은 상기 복수의 수용부 하단에 투명 지지체(600)가 체결되는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 투명 지지체(600)는 상기 턴테이블(100)의 하측에서 상기 수용부에 수용되는 모듈에 대한 광학적인 이미지를 획득할 수 있으며, 이와 동시에 상기 수직 지지부를 구성하여 모듈의 하면을 실질적으로 지지하는 상기 받침부의 면적을 최소화할 수 있다.

도 3에 도시된 상기 수용부(10)의 경우, 상기 개구부(112)를 통하여 모듈 하면에 대한 이미지를 획득할 수 있으나 상기 받침부(111)가 모듈 하면 중 일부 면적을 은폐시킴에 따라, 모듈을 진공흡착하는 상기 피커(300)의 상승 높이 값이 증가함과 동시에 상기 카메라(400)의 고배율 확대가 필수적이다. 도 5에 도시된 본 실시예는 상기 지지체(600)가 모듈 하면을 지지 가능함에 따라, 모듈 하면을 은폐시키는 상기 받침부의 면적을 최소화하여, 상기한 불편함을 해소할 수 있다.

이 때, 상기 지지체(600)는 상기 수용부에 수용되는 모듈에 대한 광학적인 이미지를 제공함과 동시에 높은 강도를 갖는 사파이어 글라스 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 모듈을 지지 가능한 내구성 및 상기 개구부를 통하여 모듈의 이미지를 제공할 수 있는 투명한 재질이라면 별도로 한정하지 않는다.

지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

따라서 본 발명은 제시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시예가 있을 수 있다.

1 : 모듈
10 : 수용부
11 : 수직 지지부
111 : 받침부 112 : 개구부
12 : 수평 지지부
100 : 턴테이블 200 : 회전부
300 : 피커 400 : 카메라
500 : 조명부 510 : LED
600 : 지지체

Claims (5)

1. 복수의 수용부(10)가 원주 방향을 따라 배치되는 턴테이블(100);
   상기 턴테이블(100) 하측 중심부에 결합되어, 상기 턴테이블(100)을 소정 각도 회전시키는 회전부(200);
   상기 복수의 수용부(10) 중 임의의 한 수용부 상측에서 승하강하고, 진공압을 형성하는 진공부를 포함하여 모듈을 흡착하는 피커(300); 및
   상기 턴테이블(100) 하부에 배치되어, 모듈의 하면을 촬상하는 카메라(400);
   를 포함하여 이루어지되,
   상기 수용부(10)는
   모듈의 하면을 지지하는 수직 지지부(11) 및 모듈의 옆면을 지지하는 수평 지지부(12)를 포함하고,
   상기 수직 지지부(11)는
   상기 모듈의 하면과 접하여 낙하를 방지하는 받침부(111) 및 상기 받침부(111)의 중앙에 형성되어 상기 턴테이블(100)을 두께 방향으로 연통하는 개구부(112)를 포함하며,
   상기 카메라(400)의 렌즈는
   상기 피커(300) 및 개구부(112)의 일직선상 하측에서 상방을 향하여 배치되어, 상기 피커(300)가 모듈을 흡착하여 상방으로 이동할 시에 상기 카메라(400)가 모듈의 하면을 촬상하고,
   상기 수직 지지부(11) 하단에는
   투명한 재질로 형성되는 글라스(600)가 체결되어, 상기 받침부(111)의 면적을 최소화하며,
   반원 형상으로 형성되어 상기 피커(300) 외주연의 적어도 일부를 감싸는 조명본체 및 상기 조명본체에 설치되는 복수의 LED(510)를 포함하는 조명부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈 고속화 비전 검사 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 수용부(10)는
   상기 턴테이블(100)의 상면으로부터 소정 깊이 함몰되는 일체형으로 형성되어,
   상기 수직 지지부(11)의 위상이 상기 턴테이블(100) 상면의 위상보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 모듈 고속화 비전 검사 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 개구부(112)는
   상기 수직 지지부(11)의 중앙에 형성되어,
   상기 카메라(400)가 모듈 하면의 전면 이미지 획득이 가능한 상기 피커(300)의 상승 높이를 최소화하는 것을 특징으로 하는 모듈 고속화 비전 검사 시스템.
   
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