KR102296418B1 - 비젼 검사장치 - Google Patents

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정인필
박종익
우명성
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Abstract

부품의 품질을 검사하기 위한 비젼 검사장치가 개시된다. 비젼 검사장치는 검사대상이 놓여지는 회전가능한 투명테이블, 상기 검사대상을 촬영하는 적어도 하나의 부품검사부, 검사대상이 놓여지는 상기 투명테이블에 부착된 이물질을 청소하는 클리닝부 및 상기 부품검사부에서 촬영한 이미지를 기초로 상기 검사대상의 불량여부를 판단하는 프로세서를 포함한다.

Description

비젼 검사장치{Vision Inspection Apparatus}
본 발명은 예를 들면 와셔와 같은 부품의 양면 품질을 관리하는 비젼 검사장치에 관한 것이다.
통상적인 비젼 검사 장치는 컨베이어 벨트 상에 이동하는 물체의 상부를 카메라로 사용하여 이미지를 촬영하고, 정상품 이미지와 비교하여 물체의 품질을 검사한다. 또한, 통상적인 양면 비젼 검사 장치는 롤러 상에 이동하는 물체를 2 대의 카메라를 사용하여 상부 및 하부 이미지를 촬영하고, 정상품 상하 이미지와 각각 비교하여 물체의 상하부를 검사한다.
등록특허공보 제10-1585916호에는 회전하는 투명원판 위에 부품들을 공급하고, 투명원판의 위와 아래에서 부품을 촬영하여 부품의 양면 품질을 검사하는 기술을 개시하고 있다. 이때, 투명원판의 표면에 먼지와 같은 이물질이 묻거나 제조시에 부품에 묻은 오일 등에 의해 얼룩이 발생될 수 있다. 결과적으로, 부품 품질 검사를 위해 촬영한 이미지에는 먼지나 얼룩에 의해 정상품을 불량품으로 오인 판단하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 부품 품질을 빠르고 정확하게 판별하고 분류하기 위한 비젼 검사장치에 관한 것이다.
상술한 과제를 달성하기 위한 비젼 검사장치가 제공된다. 비젼 검사장치는 검사대상이 놓여지는 회전가능한 투명테이블, 상기 검사대상을 촬영하는 적어도 하나의 부품검사부, 검사대상이 놓여지는 상기 투명테이블에 부착된 이물질을 청소하는 클리닝부 및 상기 부품검사부에서 촬영한 이미지를 기초로 상기 검사대상의 불량여부를 판단하는 프로세서를 포함한다.
상기 클리닝부는, 상기 투명테이블의 상면에 접촉하여 이물질을 청소하는 회전가능한 상면롤러 및 상기 투명테이블의 하면에 접촉하여 이물질을 청소하는 회전가능한 하면롤러를 포함할 수 있다.
상기 클리닝부는 상기 상면롤러에 인접하게 나란히 배치되어 회전하면서 상기 상면롤러에 부착된 이물질을 흡착하는 상부흡착롤러 및 상기 하면롤러에 인접하게 나란히 배치되어 회전하면서 상기 하면롤러에 부착된 이물질을 흡착하는 하부흡착롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 클리닝부는 상기 상면롤러의 전단 또는 후단에 상기 투명테이블의 상면을 향해 에어를 분사하는 에어노즐을 더 포함할 수 있다.
상기 비젼 검사장치는 상기 검사대상 중 정상으로 판정된 정상부품을 수거하는 정상품 수거부 및 상기 불량으로 판정된 불량부품을 수거하는 불량품 수거부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 비젼 검사장치는 투명테이블의 먼지나 얼룩을 자동으로 신속하게 제거함으로써 부품의 품질을 빠르고 정확하게 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비젼 검사장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비젼 검사장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 부품검사부를 나타내는 도면이다.
도 4는 불량품 수거부를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 클리닝부를 나타내는 도면이다.
도 6은 상면롤러와 하면롤러를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 클리닝부를 나타내는 도면이다.
도 8은 표면세척부를 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비젼 검사장치(1)를 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비젼 검사장치(1)를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 비젼 검사장치(1)는 박스형 베이스(2) 상에 설치될 수 있다. 비젼 검사장치(1)는 베이스(2)로부터 회전 가능하게 설치된 투명테이블(11), 부품들을 투명테이블(11) 상에 차례대로 공급할 수 있는 부품공급부(12), 투명테이블(11) 상에 놓인 부품의 품질을 검사할 수 있는 부품검사부(13), 부품검사부(13)에서 검사되어 정상품으로 판정된 부품을 수거하는 정상품 수거부(14), 부품검사부(13)에서 검사되어 불량품으로 판정된 부품을 수거하는 불량품 수거부(15), 투명테이블(11)에서 부품이 놓이는 표면을 청소하는 클리닝부(16), 및 비젼 검사장치(1)의 각 구성요소들을 제어하는 프로세서(17)를 포함할 수 있다.
투명테이블(11)은 하측에 일정한 공간이 형성되도록 베이스(2)로부터 일정한 높이로 설치될 수 있다. 투명테이블(11)의 상면에는 부품공급부(12)로부터 공급되는 부품들이 놓일 수 있다. 투명테이블(11)은 프로세서(17)의 제어에 의해 작동하는 테이블 구동모터를 포함할 수 있다.
부품공급부(12)는 검사 대상인 부품을 투입하는 호퍼(121), 호퍼(121)의 배출구(1211)를 통해 유입된 부품들을 나란히 정렬하는 부품정렬부(122) 및 부품들을 차례대로 투명테이블(11) 상에 공급하는 부품이송부(123) 를 포함할 수 있다.
호퍼(121)는 깔대기 형상으로 무작위로 들어 온 부품들을 일정 수량만큼 배출구(1211)를 통해 부품정렬부(122)로 배출할 수 있다.
부품정렬부(122)는 원통형 상으로 회전하는 바닥을 포함할 수 있다. 부품정렬부(122)는 원주형의 홈(1221)이 형성되어 부품들이 놓일 수 있다. 부품정렬부(122)는 원주형 홈(1221)으로부터 중심을 향해 높아지는 경사진 경사면을 가진다. 부품정렬부(122)는 진동을 통해 부품들을 원주형의 홈(1221)으로 떨어트려 정렬되게 할 수 있다. 부품정렬부(122)는 프로세서(17)에 의해 제어되는 정렬부 모터 및 바이브레이터를 포함할 수 있다.
부품정렬부(122)는 중심에서 원주형의 홈(1221)을 향해 방사상으로 연장하는 높이제한턱(1222)을 포함할 수 있다. 높이제한턱(1222)은 홈(1221)에서 부품들이 중첩되는 것을 제한하여 하나의 부품만이 홈(1221)에 놓이도록 할 수 있다.
부품이송부(123)는 부품정렬부(122)의 홈에(1221)에 놓인 부품들이 빠져 나와 투명테이블(11)로 이송하게 할 수 있다.
도 3은 부품검사부(13)를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 부품검사부(13)는 투명테이블(11) 상면에 놓인 부품을 촬영하는 제1카메라(132)와 투명테이블(11) 하부에서 투명테이블(11)을 통해 부품의 하부를 촬영하는 제2카메라(134)를 포함할 수 있다.
제1카메라(132)는 투명테이블(11)의 외곽에 세워진 제1스탠드(131)에 장착되어 투명테이블(11)의 상면 내측으로 연장하여 설치될 수 있다.
제2카메라(134)는 투명테이블(11)의 외곽에 세워진 제2스탠드(133)에 장착되어 투명테이블(11)의 하면 내측으로 연장하여 설치될 수 있다.
제1 및 제2카메라(132,134)는 프로세서(17)에 의해 제어될 수 있다. 이때, 제1카메라(132)에 의해 촬영되는 부품 상부 이미지는 제2카메라(132)에 의해 직접 촬영되기 때문에 투명테이블(11)의 오염여부는 영향을 줄 수 없다. 그러나, 제2카메라(134)에 의해 촬영되는 부품 하부 이미지는 투명테이블(11)을 투과하여 촬영되기 때문에, 투명테이블(11)의 오염여부는 부품의 품질 불량을 판정하는데에 매우 중대한 영향을 준다.
부품검사부(13)는 제1카메라(132) 반대측 투명테이블(11) 하부에 배치된 제1배경판(미도시) 및 제2카메라(134) 반대측 투명테이블(11)에 놓인 부품의 상부에 배치된 제2배경판(미도시)을 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2배경판은 백색, 또는 부품의 컬러에 따라 대비되는 색을 가질 수 있다. 제1 및 제2배경판은 제1 및 제2카메라(132,134)에 의해 촬영 시에 부품을 충분히 포함할 수 있을 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 부품의 상부 이미지는 투명테이블(11)의 하부를 배경으로 하여 제1카메라(132)에 의해 촬영되며, 부품의 하부 이미지는 부품의 상부를 배경으로 하여 제2카메라(134)에 의해 촬영될 수 있다. 이때, 촬영된 부품의 이미지는 복잡한 배경들에 의해 부품 이미지의 엣지부분이 식별성이 떨어질 수 있다. 제1 및 제2배경판은 부품 이미지의 엣지부분 식별성을 높여 부품 품질을 정확하게 판정할 수 있게 한다.
다시 도 1 및 2를 참조하면, 정상품 수거부(14)는 부품검사부(13)에서 판정한 부품의 등급에 따라 분류하여 수거할 수 있다. 부품의 등급은 예를 들면 상급품, 중급품, 하급품, 및 불량품으로 분류될 수 있다. 정상품 수거부(14)는 순서대로 투명테이블(11) 외주연에 인접하여 나란하게 배치된 상급품 수거함(144), 중급품 수거함(145), 및 하급품 수거함(146)을 포함할 수 있다. 정상품 수거부(14)는 투명테이블(11)의 중앙에서 각각 상급품 수거함(144), 중급품 수거함(145), 및 하급품 수거함(146)을 향해 마련된 제1에어분사노즐(141), 제2에어분사노즐(142) 및 제3에어분사노즐(143)을 포함할 수 있다. 제1에어분사노즐(141), 제2에어분사노즐(142) 및 제3에어분사노즐(143)은 회전하는 투명테이블(11)에 놓인 부품들에 인접하게 마련될 수 있다. 프로세서(17)는 판정된 부품의 등급에 따라 제1에어분사노즐(141), 제2에어분사노즐(142) 및 제3에어분사노즐(143)을 가동시켜 투명테이블(11) 상의 부품을 상급품 수거함(144), 중급품 수거함(145), 및 하급품 수거함(146)으로 불어 넣을 수 있다.
도 4는 불량품 수거부(15)를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 불량품 수거부(15)는 투명테이블(11) 외주연에 인접하여 나란하게 배치된 불량품 수거함(152) 및 투명테이블(11)의 중심에서 불량품 수거함(152)을 향해 연장하는 이동저지턱(151)을 포함할 수 있다. 투명테이블(11)을 따라 계속적으로 이동하는 불량품은 이동저지턱(151)에 걸린 후 투명테이블(11)의 외주연으로 밀려나 불량품 수거함(152)으로 낙하할 수 있다.
도 5는 도 1의 클리닝부(16)를 나타내는 도면이고, 도 6은 상면롤러(161)와 하면롤러(162)를 나타내는 도면이다.
도 5 및 6을 참조하면, 클리닝부(16)는 투명테이블(11)의 상면에 접촉하여 이물질을 청소하는 회전가능한 상면롤러(161) 및 투명테이블(11)의 하면에 접촉하여 이물질을 청소하는 회전가능한 하면롤러(162)를 포함할 수 있다.
상면롤러(161) 및 하면롤러(162)는 각각 외주면에 먼지를 정전기에 의해 흡착하는 재질, 예를 들면 일렉트릿(electret)으로 감싸여질 수 있다. 물론, 상면롤러(161) 및 하면롤러(162)는 각각 외주면에 먼지를 점착하는 점착테이프로 감길 수 도 있다. 상면롤러(161) 및 하면롤러(162)는 회전을 위한 별도의 구동수단을 포함할 수도 있고 배제할 수도 있다.
클리닝부(16)는 상면롤러(161)에 인접하게 나란히 배치되어 회전하면서 상면롤러(161)의 외주면에 부착된 이물질을 흡착하는 상부흡착롤러(163) 및 하면롤러(162)에 인접하게 나란히 배치되어 회전하면서 하면롤러(162)의 외주면에 부착된 이물질을 흡착하는 하부흡착롤러(164)를 포함할 수 있다. 상부흡착롤러(163)와 하부흡착롤러(164)는 점착성을 가진 점착테이프를 포함할 수 있다. 이때, 점착테이프는 교체 가능한 것이 바람직하다.
상부흡착롤러(163)와 하부흡착롤러(164)는 상면롤러(161) 및 하면롤러(162)에 먼지가 누적되어 먼지의 정전 흡착 능력이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 상부흡착롤러(163)와 하부흡착롤러(164)는 상면롤러(161) 및 하면롤러(162)보다 큰 직경으로 이루어져 보다 많은 양의 먼지를 이전시킬 수 있다.
프로세서(17)는 비젼검사장치(1)의 각 구성요소들을 제어할 수 있다. 플세서(17)는 부품공급부(12)의 부품정렬부(122)를 제어하여 부품들이 차례대로 투명테이블(11) 상으로 이동할 수 있게 한다.
프로세서(17)는 투명테이블(11)을 회전시켜 부품공급부(120로부터 공급된 부품이 부품검사부(13) 측으로 이동되도록 할 수 있다.
프로세서(17)는 부품검사부(13)의 제1 및 제2카메라(132,134)를 동작시켜 부품의 상부와 하부 이미지를 얻을 수 있다.
프로세서(17)는 정상품의 기준이미지와 부품의 상부와 하부 이미지를 비교하여 부품의 등급을 판정할 수 있다.
프로세서(17)는 판정된 부품의 등급에 따라 제1에어분사노즐(141), 제2에어분사노즐(142) 및 제3에어분사노즐(143) 중 하나를 동작시켜 정상품으로 판정된 부품을 등급에 따라 수거할 수 있다.
프로세서(17)는 클리닝부(16)의 상면롤러(161), 하면롤러(162) 및 제4에어노즐(도 7의 168)을 동작시켜 투명테이블(11)의 표면을 이물을 제거할 수 있다. 즉, 프로세서(17)는 상면롤러(161)와 하면롤러(162)를 회전시키는 구동수단(모터)을 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 클리닝부(16)를 나타내는 도면이고, 도 8은 표면세척부(167)를 나타내는 도면이다.
도 7 및 8을 참조하면, 클리닝부(16)는 상면롤러(161)와 하면롤러(162) 후단에 설치된 표면검사부(166), 표면세척부(167) 및 제4에어노즐(168)을 더 포함할 수 있다.
표면검사부(166)는 투명테이블(11)의 상면 및/또는 하면을 촬영하는 카메라로 구현될 수 있다. 표면검사부(166)는 전단의 상면롤러(161)와 하면롤러(162)에 의해 먼지가 제거된 투명테이블(11)의 표면 상태를 촬영할 수 있다. 표면검사부(166)는 주로 상면롤러(161)와 하면롤러(162)에 의해 제거되지 않는 얼룩 등을 검사할 수 있다.
표면세척부(167)는 투명테이블(11)의 중심을 향해 연장하고 표면에 접촉하는 세척롤러(1671), 세척롤러(1671)를 고속으로 회전시키는 세척모터(1672) 및 세척제를 분사하는 세척제분사노즐(1673)를 포함할 수 있다.
세척롤러(1671)는 외면이 융과 같은 재질로 감싸여질 수 있다.
세척롤러(1671)는 설치스탠드(1675)에 장착될 수 있다.
세척모터(1672)는 프로세서(17)에 의해 제어되어 세척롤러(1671)를 고속으로 회전시킬 수 있다.
세척제분사노즐(1673)은 세척제를 세척롤러(1671)의 전단에서 투명테이블(11)의 표면에 분사할 수 있다. 세척제분사노즐(1673)은 프로세서(17)에 의해 제어될 수 있다.
클리닝부(16)는 표면검사부(166)의 후단에서 부품이 놓이는 투명테이블(11)의 상면에 압축 공기를 분사하여 먼지를 제거하는 제4에어노즐(168)을 포함할 수 있다. 제4에어노즐(165)은 상면롤러(161)와 하면롤러(162)의 전단에 설치될 수 있다.
프로세서(17)는 표면검사부(166)에서 투명테이블(11)의 표면에 얼룩 등의 이물질이 감지되면 제4에어노즐(168)을 제어하여 먼지들을 제거하고, 세척제분사노즐(1673)을 제어하여 세척제를 분사하고, 세척모터(1672)에 의한 세척롤러(1671)를 고속으로 회전시켜 투명테이블(11)의 표면을 세척할 수 있다.
프로세서(17)는 투명테이블(11)의 표면에 이물질이 감지된 경우에만 표면세척부(167)를 동작시킬 수 있다.
프로세서(17)는 표면세척부(167)를 동작시키는 중에는 투명테이블(11)의 회전 및 부품검사부(13)의 촬영을 중지할 수 있다. 이는 세척롤러(1671)의 고속회전에 따른 투명테이블(11)의 진동으로 촬영되는 부품이미지의 흔들림을 방지하기 위한 것이다.
앞서 설명한 명세서에서, 본 발명 및 그 장점들이 특정 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 아래의 청구항에서 설명하는 바와 같은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변경이 가능함은 이 기술 분야에서 보통의 기술을 가진 자에게 명백할 것이다. 이에 따라, 명세서와 도면은 한정 보다는 본 발명의 예시로서 간주되어야 한다. 모든 이러한 가능한 수정들은 본 발명의 범위 내에서 이루어져야 한다.
1: 비젼 검사장치
2: 베이스
11: 투명테이블
12: 부품공급부
121: 호퍼
122: 부품정렬부
123: 부품이송부
13: 부품검사부
132: 제1카메라
134: 제2카메라
14: 정상품 수거부
141: 제1에어분사노즐
142: 제2에어분사노즐
143: 제3에어분사노즐
15: 불량품 수거부
16: 클리닝부
161: 상면롤러
162: 하면롤러
163: 상면흡착롤러
164: 하면흡착롤러
166: 표면검사부
167: 표면세척부

Claims (4)

  1. 비젼 검사장치에 있어서,
    검사대상이 놓여지는 회전가능한 투명테이블;
    상기 검사대상을 촬영하는 적어도 하나의 부품검사부;
    검사대상이 놓여지는 상기 투명테이블에 부착된 이물질을 청소하는 클리닝부; 및
    상기 부품검사부에서 촬영한 이미지를 기초로 상기 검사대상의 불량여부를 판단하는 프로세서를 포함하며,
    상기 클리닝부는,
    상기 투명테이블의 상면에 접촉하여 이물질을 청소하는 회전가능한 상면롤러;
    상기 투명테이블의 하면에 접촉하여 이물질을 청소하는 회전가능한 하면롤러;
    상기 상면롤러에 인접하게 나란히 배치되어 회전하면서 상기 상면롤러에 부착된 이물질을 흡착하는 상부흡착롤러; 및
    상기 하면롤러에 인접하게 나란히 배치되어 회전하면서 상기 하면롤러에 부착된 이물질을 흡착하는 하부흡착롤러를 포함하는 비젼 검사장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 검사대상 중 정상으로 판정된 정상부품을 수거하는 정상품 수거부; 및
    상기 불량으로 판정된 불량부품을 수거하는 불량품 수거부를 더 포함하는 비젼 검사장치.
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