KR102357695B1 - 외관 검사 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외관 검사 시스템에 관한 것이다. 비전기기는 대상물의 이송 경로에 배치되는 것으로, 대상물을 조명하는 적어도 하나의 조명기와, 조명기에 의해 조명된 대상물을 라인 스캔해서 이미지를 획득하는 이미지 센서를 구비한다. 비전기기용 컨트롤러는 대상물이 라인 스캔되는 동일 라인마다 조명기를 복수 단계의 밝기로 점등시키기 위한 조명 신호를 출력하고, 조명 신호마다 동기화되어 이미지 센서를 구동시키기 위한 센서 신호를 출력한다.

Description

외관 검사 시스템{Appearance inspecting system}
본 발명은 전기자동차용 배터리 등과 같은 대상물의 외관을 검사하는 시스템에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차 배터리는 무선 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차 배터리는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차의 에너지원으로서도 주목을 받고 있다.
이차 배터리는 리튬이온 배터리, 리튬이온 폴리머 배터리, 리튬 폴리머 배터리 등과 같이 전극과 전해액의 구성에 따라 분류되며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적고 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 배터리의 사용량이 늘어나고 있다.
또한, 이차 배터리는 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 배터리 및 각형 배터리와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 배터리 등과 같이, 배터리 외장재의 형상에 따라 분류되기도 한다.
이러한 이차 배터리는 내부 불량뿐만 아니라 외관 불량이 있으면 성능에 치명적인 영향을 미치게 된다. 또한, 전극조립체가 외관 불량을 가진 상태로 이차 배터리로 제조되면, 이차 배터리의 성능 저하 등과 같은 2차 불량을 초래할 수 있다. 따라서, 완제품 형태의 이차 배터리뿐 아니라 전극조립체에 대한 외관 불량을 정확하게 검사하기 위한 방안이 요구된다.
등록특허공보 제10-1775213호(150a6.10.31. 공개)
본 발명의 과제는 대상물의 외관 불량을 정확하게 검사할 수 있는 외관 검사 시스템을 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 외관 검사 시스템은 적어도 하나의 비전기기 및 비전기기용 컨트롤러를 포함한다. 비전기기는 대상물의 이송 경로에 배치되는 것으로, 대상물을 조명하는 적어도 하나의 조명기와, 조명기에 의해 조명된 대상물을 라인 스캔해서 이미지를 획득하는 이미지 센서를 구비한다. 비전기기용 컨트롤러는 대상물이 스캔되는 동일 라인마다 조명기를 복수 단계의 밝기로 점등시키기 위한 조명 신호를 출력하고, 조명 신호마다 동기화되어 이미지 센서를 구동시키기 위한 센서 신호를 출력한다.
여기서, 외관 검사 시스템은 비전기기들로부터 획득된 이미지를 비전 컴퓨터로 전송하기 위한 이미지 전송장치를 포함할 수 있다. 이미지 전송장치는, 비전기기들의 각 이미지 센서로부터 라인 스캔되어 출력되는 라인 데이터를 입력 받아 라인 데이터에 비전기기 식별용 아이디를 부여하는 적어도 하나의 센서 허브, 및 센서 허브로부터 순차적으로 출력되는 라인 데이터를 입력 받아 라인 데이터의 아이디를 찾아서 비전 컴퓨터의 할당된 메모리 영역에 아이디별로 라인 데이터를 모아서 저장하는 프레임 그래버를 포함할 수 있다.
비전 컴퓨터는 이미지 전송장치로부터 이미지 데이터를 제공받아 조명 밝기별로 분리해서 밝기별 이미지로 생성한 후 생성된 밝기별 이미지를 기반으로 대상물의 외관 결함을 판별할 수 있다.
본 발명에 따르면, 대상물을 조명 밝기 조건을 다르게 조명해서 밝기별 이미지를 획득하여 대상물의 외관 결함을 정확하게 판별할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 전극조립체의 라미네이션 공정 전에 발생된 배터리 전극의 불량이나 완제품 형태의 이차 배터리의 불량 등을 검사하는데 활용될 수 있으므로, 제조 수율을 높이고, 자원낭비나 환경오염 등의 문제를 미연에 방지하는데 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외관 검사 시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 라인 스캔별 조명 신호와 센서 신호를 나타낸 타이밍 도면이다.
도 3은 이미지 전송장치의 일 예에 대한 구성도이다.
도 4는 도 3에 있어서, 이미지 전송장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 외관 검사 시스템에 대한 사시도이다.
도 6은 도 5에 있어서, 대상물 가이드를 구비한 비전기기에 대한 측면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 비전기기에 대한 분해 사시도이다.
도 8은 도 6에 있어서, 대상물 가이드를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 9는 위치 조정기구를 나타낸 사시도이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외관 검사 시스템에 대한 구성도이다. 도 2는 라인 스캔별 조명 신호와 센서 신호를 나타낸 타이밍 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외관 검사 시스템은 적어도 하나의 비전기기(100), 및 비전기기용 컨트롤러(200)를 포함한다.
비전기기(100)는 대상물의 이송 경로에 배치된다. 비전기기(100)는 이송 기구에 의해 일 방향으로 이송되는 대상물을 라인 스캔해서 대상물의 표면에 대한 이미지를 획득한다. 여기서, 대상물은 이차 배터리의 배터리 전극 또는 완제품 형태의 이차 배터리 등과 같은 외관 검사를 필요로 하는 다양한 것일 수 있다.
예컨대, 배터리 전극은 전극 탭들이 극판 몸체의 한쪽 에지를 따라 각각 배열되어 돌출된 극판을 갖고 극판 몸체의 양쪽 표면에 활성물이 코팅된 상태로 전극 탭들의 배열 방향을 따라 이송 기구에 의해 이송될 수 있다.
배터리 전극은 양극판의 표면에 양극 활물질이 코팅된 양전극이거나, 음극판의 표면에 음극 활물질이 코팅된 음전극일 수 있다. 검사될 배터리 전극은 극판용 포일이 가공되어 셀 단위의 극판들이 이어진 형태로 만들어진 후 극판 몸체들의 각 양쪽 표면에 셀 단위로 활성물이 코팅된 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 배터리 전극이 외관 검사 시스템으로 이송되어 검사된 후, 최종적으로 셀 단위로 절단되어 사용될 수 있다.
예컨대, 배터리 전극의 검사 항목은 전극 탭의 손상 유무, 전극 탭(11a)의 구겨짐 유무, 극판 몸체가 드러나는 활성물 미코팅, 셀 단위로 상면 활성물 경계와 하면 활성물 경계 간의 위치 차이, 셀들 사이의 연결 테이프 유무 등에 해당할 수 있다.
비전기기(100)는 대상물을 조명하는 적어도 하나의 조명기(110)와, 조명기(110)에 의해 조명된 대상물을 라인 스캔해서 이미지를 획득하는 이미지 센서(120)를 구비한다.
조명기(110)는 LED가 어레이 형태로 기판에 실장된 LED 모듈을 포함할 수 있다. LED 모듈은 백색광 등 다양한 색상을 발광하도록 구성될 수 있다. 조명기(110)는 대상물로 설정 입사각으로 빛을 조사하도록 배치될 수 있다. 조명기(110)는 복수 개로 구비되어 대상물을 서로 다른 각도로 조명할 수 있다.
대상물의 외관 결함은 조명 각도에 따라 검출 정확도가 달라질 수 있다. 조명기(110)들은 서로 다른 각도로 대상물을 조명하여 조명 각도별로 이미지를 획득할 수 있게 함으로써, 조명 각도별 이미지를 기반으로 대상물의 결함을 정확히 검출할 수 있게 한다. 조명기(110)들은 단독 또는 조합으로 조명 밝기가 조정되도록 제어되어, 대상물을 설정 밝기로 조명할 수 있다.
이미지 센서(120)는 조명기(110)에 의해 조명된 대상물(10)로부터 반사되는 빛을 수신해서 이미지를 획득한다. 이미지 센서(120)는 대상물(10)로부터 설정 반사각으로 빛을 수신하도록 배치될 수 있다. 이미지 센서(120)는 밀착형 이미지 센서(contact image sensor) 등으로 이루어질 수 있다. 이미지 센서(120)는 모노 또는 컬러 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다.
비전기기용 컨트롤러(200)는 대상물이 스캔되는 동일 라인마다 조명기(110)를 복수 단계의 밝기(예컨대, 밝기1, 밝기2, 밝기3, ...)로 점등시키기 위한 조명 신호를 출력하고, 조명 신호마다 동기화되어 이미지 센서(120)를 구동시키기 위한 센서 신호를 출력한다.
대상물이 이미지 센서(120)의 센싱 라인을 이동하는 시간 동안, 비전기기용 컨트롤러(200)는 조명 밝기 단계로 시분할해서 조명 신호를 출력함과 동시에 센서 신호를 출력한다. 따라서, 대상물이 스캔되는 동일 라인마다 조명 밝기별로 이미지가 획득될 수 있다.
외관 검사 시스템은 비전기기(100)들로부터 획득된 이미지를 비전 컴퓨터(400)로 전송하기 위한 이미지 전송장치(300)를 포함할 수 있다. 이미지 전송장치(300)의 구체적인 예에 대해서는 후술하기로 한다.
비전 컴퓨터(400)는 이미지 전송장치(300)로부터 이미지 데이터를 제공받아 조명 밝기별로 분리해서 밝기별 이미지로 생성한 후 생성된 밝기별 이미지를 기반으로 대상물의 외관 결함을 판별할 수 있다.
즉, 비전 컴퓨터(400)는 대상물이 스캔되는 동일 라인마다 밝기별로 획득되는 이미지를 밝기별로 분리한 후 대상물의 영역 단위로 모아서, 대상물의 영역마다 서로 다른 밝기의 2D 이미지로 재구성한다.
대상물의 외관 결함은 조명 밝기 조건에 따라 잘 나타나거나 나타나지 않을 수 있다. 비전 컴퓨터(400)는 밝기별 이미지 중 대상물의 외관 결함을 잘 나타내는 최적의 이미지를 찾아 기준 이미지와 비교함으로써, 대상물의 외관 결함을 정확히 검출해낼 수 있다.
비전 컴퓨터(400)는 메모리(410)에 비전기기별 저장된 이미지 데이터를 기반으로 대상물의 검사 항목별 기준 데이터와 비교해서 대상물의 불량 여부를 판별할 수 있다. 비전 컴퓨터(400)는 판별 결과를 리젝트 컴퓨터(미도시)로 전달해서 작업자가 조치하도록 할 수 있다.
일 예로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이미지 전송장치(300)는 적어도 하나의 센서 허브(310), 및 프레임 그래버(320)를 포함할 수 있다.
센서 허브(310)는 비전기기(100)들의 각 이미지 센서(120)로부터 라인 스캔되어 출력되는 라인 데이터를 입력 받아 라인 데이터에 비전기기 식별용 아이디를 부여한다. 즉, 비전기기(100)들은 라인 스캔 방식의 이미지 센서(120)를 각각 구비한다. 이미지 센서(120)는 밀착형 이미지 센서로 이루어질 수 있다.
이미지 센서(120)들은 각각 대상물을 라인 스캔해서 라인 데이터를 센서 허브(310)로 출력한다. 이미지 센서(120)들은 카메라 링크(Camera Link®) 등과 같은 카메라 인터페이스(301)에 의해 센서 허브(310)의 입력 포트들에 개별적으로 연결될 수 있다.
센서 허브(310)는 입력 포트별로 입력 받은 라인 데이터에 입력 포트마다 할당된 아이디를 엔코딩 신호에 따라 부여해서 변환할 수 있다. 센서 허브(310)는 아이디를 부여한 라인 데이터를 프레임 그래버(320)로 순차적으로 출력할 수 있다. 즉, 센서 허브(310)는 시퀀스 제어 신호에 따라 선입선출(FIFO; First in First out) 방식으로 라인 데이터를 출력할 수 있다.
센서 허브(310)는 데이터 출력 속도가 데이터 입력 속도보다 빠르기 때문에, 복수의 이미지 센서(120)들로부터 입력 받은 라인 데이터를 모아서 하나의 채널로 비전 컴퓨터(400)로 전송할 수 있게 한다. 엔코더 신호와 시퀀스 제어 신호는 센서 허브 전용 컨트롤러 또는 비전 컴퓨터용 컨트롤러 등에 의해 센서 허브(310)로 출력될 수 있다.
센서 허브(310)는 최대 6개의 이미지 센서(120)들로부터 라인 데이터를 입력 받아 라인 데이터에 아이디를 부여해서 프레임 그래버(320)로 출력할 수 있다. 복수의 대상물들을 함께 검사하는 경우, 센서 허브(310)는 복수 개로 구비되어 비전기기(100)들을 배정받을 수 있다.
프레임 그래버(320)는 센서 허브(310)로부터 순차적으로 출력되는 라인 데이터를 입력 받아 라인 데이터의 아이디를 찾아서 비전 컴퓨터(400)의 할당된 메모리 영역에 아이디별로 라인 데이터를 모아서 저장한다. 따라서, 프레임 그래버(320)는 비전기기(100)별로 프레임 단위의 이미지 데이터를 메모리(410)에 저장할 수 있다. 프레임 그래버(320)는 비전 컴퓨터(400)의 메모리(410) 영역을 비전기기(100)별로 할당하고, 아이디가 부여된 라인 데이터를 아이디별로 분류해서 해당 메모리(410) 영역에 저장할 수 있다.
프레임 그래버(320)는 전용 컨트롤러 또는 비전 컴퓨터의 컨트롤러 등에 의해 제어될 수 있다. 프레임 그래버(320)는 2채널(듀얼 베이스; Dual base) 기반으로 2개의 센서 허브(310)들로부터 라인 데이터를 입력 받아 비전 컴퓨터(400)의 메모리(410)에 저장할 수 있다. 이러한 이미지 전송장치(300)에 의하면, 복수의 비전기기(100)들에 획득된 이미지 데이터를 신속하고 효과적으로 비전 컴퓨터(400)로 전송할 수 있으므로, 검사 효율을 높일 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 외관 검사 시스템에 대한 사시도이다. 도 6은 도 5에 있어서, 대상물 가이드를 구비한 비전기기에 대한 측면도이다. 도 7은 도 6에 도시된 비전기기에 대한 분해 사시도이다. 도 8은 도 6에 있어서, 대상물 가이드를 발췌하여 도시한 사시도이다. 도 9는 위치 조정기구를 나타낸 사시도이다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 외관 검사 시스템에서, 비전기기(100)들은 대상물(10)의 이송 경로에 배치되어 대상물(10)의 상,하측을 조명기(110)로 조명해서 이미지 센서(120)로 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 대상물(10)이 배터리 전극인 경우, 적어도 하나의 비전기기(100)는 전극 탭들과 극판 몸체의 한쪽 에지를 조명해서 이미지를 획득한다. 비전기기(100)들은 배터리 전극의 양쪽 에지에 대응되게 좌우로 배치될 수 있다.
비전기기(100)들은 4개로 구비될 수 있다. 2개의 비전기기(100)들은 배터리 전극의 양쪽 에지 상측에 대응되게 좌우로 배치되고, 나머지 2개의 비전기기(100)들은 배터리 전극의 양쪽 에지 하측에 대응되게 좌우로 배치될 수 있다.
대상물(10)은 전극 탭들과 같이 가이드 필요부재를 갖는 경우, 비전기기(100)는 대상물 가이드를 구비하여 가이드 필요부재를 안내할 수 있다. 예컨대, 대상물 가이드(150)는 전극 탭들을 통과시키면서 안내한다. 전극 탭은 구겨진 상태로 해당 비전기기(100)를 지나갈 수 있는데, 대상물 가이드(150)는 구겨진 전극 탭을 통과시키면서 전극 탭의 구겨짐 상태를 펴짐 상태로 만들 수 있게 한다.
비전기기(100)에 이미지 센서(120)로서 밀착형 이미지 센서가 구비되는 경우, 밀착형 이미지 센서의 심도는 1mm 정도이므로, 배터리 전극의 높낮이 변화에 포커스가 틀어질 수 있다. 이 경우, 대상물 가이드(150)는 전극 탭들을 통과시키면서 배터리 전극의 높낮이를 일정하게 유지시킴으로써, 밀착형 이미지 센서의 심도를 맞출 수 있게 한다.
대상물 가이드(150)는 극판 몸체의 한쪽 에지가 지나가는 부위에 검사용 홀이 형성된다. 대상물 가이드(150)의 재질을 최대한 어둡게 구성하여도, 대상물 가이드(150)의 표면에 반사되는 빛에 의해 배터리 전극 자체의 밝기보다 어둡지 않게 되므로, 비전기기(100)에 의해 획득된 이미지 처리시 배터리 전극과 대상물 가이드(150)가 구분되지 않을 수 있다.
검사용 홀(150a)은 빛이 반사되지 않게 하므로, 지나가는 극판 몸체의 한쪽 에지 부분과 밝기 차이를 크게 한다. 즉, 검사용 홀(150a)은 지나가는 극판 몸체의 한쪽 에지 부분이 허공에 있는 것처럼 효과를 낼 수 있게 한다. 따라서, 검사용 홀(150a)은 이미지 처리시 대상물 가이드(150)의 검사용 홀(150a) 주변과 극판 몸체의 한쪽 에지 부분이 구분될 수 있게 한다. 그 결과, 극판 몸체의 한쪽 에지 부분의 불량 유무, 예컨대 활성물 미코팅 등이 용이하게 검출될 수 있다.
검사용 홀(150a)은 배터리 전극의 이송 방향을 따라 일정 폭을 갖고 길게 연장된 장홀 형태로 이루어질 수 있다. 물론, 검사용 홀(150a)은 전술한 기능을 수행하는 범주에서 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
대상물 가이드(150)는 가이드 본체(151)와, 가이드 편(152)을 포함할 수 있다. 대상물 가이드(150)가 배터리 전극 상측의 비전기기(100)에 장착되는 기준으로, 가이드 본체(151)는 상부로 전극 탭이 지나가도록 배치된다. 가이드 본체(151)는 중앙 상면에 검사용 홀(150a)을 가질 수 있다. 검사용 홀(150a)은 가이드 본체(151)의 중앙 상면을 상하로 관통하여 형성된다.
가이드 본체(151)는 진입하는 전극 탭과 가까운 근위단 상부에 가이드 면(151a)을 가질 수 있다. 가이드 면(151a)은 가이드 본체(151)의 근위단 상부로부터 전극 탭의 진입 방향과 반대 방향을 따라 하향으로 볼록하게 곡면진 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 전극 탭은 가이드 본체(151)의 가이드 면(151a)에 의해 원활하게 진입할 수 있다. 가이드 본체(151)는 가이드 브래킷(153)을 매개로 비전기기(100)에 고정될 수 있다. 가이드 본체(151)는 블랙 재질로 이루어질 수 있다.
전극 탭이 검사용 홀(150a)의 상측을 지나는 기준으로, 가이드 본체(151)는 하측에 검사용 홀(150a)을 막는 커버(154)를 장착할 수 있다. 커버(154)는 비전기기(100)에 의한 이미지 획득시 검사용 홀(150a)의 하측을 통한 배경 이미지를 제거할 수 있게 한다. 커버(154)는 블랙 재질로 이루어져 검사용 홀(150a)의 하측을 막음으로써, 배경 제거 효과를 더욱 높일 수 있다.
가이드 편(152)은 하부로 전극 탭이 지나가도록 배치된다. 가이드 편(152)은 가이드 본체(151)의 근위단으로부터 상방으로 이격된 상태로 가이드 브래킷(153)을 매개로 비전기기(100)에 고정될 수 있다.
가이드 편(152)은 하부에 가이드 면(152a)을 가질 수 있다. 가이드 면(152a)은 가이드 편(152)의 하부에 전극 탭의 진입 방향과 반대 방향을 따라 상향으로 볼록하게 곡면진 형태로 이루어질 수 있다. 가이드 편(152)의 가이드 면(152a)은 가이드 본체(151)의 가이드 면(151a)보다 길게 연장된 형태로 이루어져 전극 탭을 원활히 진입시킬 수 있다.
가이드 면들(151a, 152a)의 간격은 전극 탭의 진입 방향과 반대 방향을 따라 넓어지므로, 전극 탭을 원활히 진입시킬 수 있게 한다. 가이드 면들(151a, 152a)의 최소 간격은 구겨진 전극 탭을 통과시키면서 전극 탭의 구겨짐 상태를 펴짐 상태로 만들 수 있게 설정될 수 있다. 가이드 편(152)은 블랙 재질로 이루어질 수 있다.
조명기(110)는 지지 블록(101)에 지지될 수 있다. 이미지 센서(120)는 대상물(10)로부터 반사되는 빛을 렌즈를 거쳐 전달받을 수 있다. 이미지 센서(120)는 조명기(110)와 함께 지지 블록(101)에 지지될 수 있다. 비전기기(100)는 초점 조정기구(130)를 포함할 수 있다.
초점 조정기구(130)는 이미지 센서(120)의 초점을 조정한다. 초점 조정기구(130)는 베이스 블록(131)과, 승강 블록(132)과, 승강 가이드(133), 및 초정 조정볼트(134)들을 포함할 수 있다. 승강 블록(132)은 지지 블록(101)에 고정된다. 승강 블록(132)은 승강 이동에 따라 지지 블록(101)을 승강시켜 이미지 센서(120)의 초점을 조정함과 아울러, 조명기(110)의 위치를 조정할 수 있다. 승강 블록(132)은 지지 블록(101)과 일체를 이루게 제조될 수도 있다.
승강 가이드(133)는 베이스 블록(131)에 대한 승강 블록(132)의 승강을 안내한다. 승강 가이드(133)는 한 쌍의 승강 가이드봉(133a)들과, 한 쌍의 승강 가이드홀(133b)들, 및 승강 가이드블록(133c)을 포함할 수 있다.
승강 가이드봉(133a)들은 베이스 블록(131)에 양쪽으로 이격되어 수평으로 배치된 상태로 한쪽 단이 베이스 블록(131)에 고정된다. 승강 가이드홀(133b)들은 승강 가이드봉(133a)들을 각각 끼우도록 승강 블록(132)을 수평으로 관통하여 형성된다. 승강 가이드홀(133b)들은 각각 일정 폭으로 상하로 길게 연장된 장홀 형태로 이루어진다.
승강 가이드홀(133b)들의 상,하단은 승강 블록(132)의 승강에 따라 승강 가이드봉(133a)들을 걸림 처리한다. 따라서, 승강 블록(132)의 승강 범위가 승강 가이드홀(133b)들의 길이에 따라 제한되므로, 이미지 센서(120)는 승강 블록(132)의 승강 범위 내에서 초점 조정될 수 있다.
승강 가이드블록(133c)은 승강 가이드홀(133b)들로부터 인출된 승강 가이드봉(133a)들의 다른 쪽 단들에 고정되어 승강 가이드홀(133b)들을 가로막는다. 승강 가이드블록(133c)은 승강 가이드홀(133b)들의 주변에 접촉될 수 있다. 따라서, 승강 가이드블록(133c)은 승강 블록(132)을 수평 방향으로 이탈 방지한 상태로 승강 안내할 수 있다.
승강 블록(132)은 상,하측 부위에 절개홈(132a)을 가질 수 있다. 베이스 블록(131)은 절개홈(132a)들에 각각 끼워지는 돌출부(131a)들을 가질 수 있다. 승강 지지편(133d)들이 절개홈(132a)들을 각각 가로막은 상태로 돌출부(131a)들의 돌출 단에 고정될 수 있다. 승강 지지편(133d)들은 절개홈(132a)들의 주변에 접촉될 수 있다. 따라서, 승강 블록(132)은 승강 지지편(133d)들의 안내를 받아 베이스 블록(131)에 대해 더욱 안정되게 승강 이동할 수 있다.
초점 조정볼트(134)들은 승강 블록(132)의 체결홈(132b)들에 각각 끼워져 베이스 블록(131)에 나사 결합되거나 해제된다. 초점 조정볼트(134)들은 베이스 블록(131)으로부터 나사 해제된 상태에서 승강 블록(132)의 승강 이동을 허용함에 따라 이미지 센서(120)의 초점 조정이 이루어질 수 있게 한다. 초점 조정볼트(134)들은 이미지 센서(120)가 초점 조정된 상태에서 베이스 블록(131)에 나사 결합됨으로써, 승강 블록(132)을 베이스 블록(131)에 잠금 처리할 수 있게 한다.
승강 블록(132)의 체결홈(132b)은 승강 블록(132)의 상단으로부터 하측으로 길게 절개된 장홈 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 초점 조정볼트(134)들은 승강 블록(132)의 상하 위치에 무관하게 체결홈(132b)들에 끼워진 상태로 베이스 블록(131)에 나사 결합될 수 있다.
추가 양상으로, 위치 조정기구(140)는 대상물(10)의 좌우 폭에 따라 비전기기(100)들의 위치를 조정할 수 있다. 예컨대, 검사될 배터리 전극은 종류별 규격에 따라 좌우 폭이 변경될 수 있는데, 위치 조정기구(140)는 배터리 전극의 좌우 폭 변경에 따라 비전기기(100)들의 위치를 배터리 전극의 양쪽 에지들에 편리하게 맞출 수 있게 한다.
위치 조정기구(140)는 가이드 프레임(141)과, 위치 조정볼트(142)들을 포함할 수 있다. 가이드 프레임(141)은 배터리 전극의 좌우 폭 방향으로 길게 연장되어 베이스 블록(131)의 수평 이동을 안내함으로써, 배터리 전극의 좌우 폭 방향으로 비전기기(100)의 수평 이동을 안내할 수 있다.
가이드 프레임(141)은 상면이 일정 높이로 평탄하게 이루어질 수 있다. 베이스 블록(131)은 가이드 프레임(141)의 상면에 면접촉되어 안착되는 지지턱(131b)을 가질 수 있다. 베이스 블록(131)은 지지턱(131b)이 가이드 프레임(141)의 상면에 안착된 상태로 가이드 프레임(141)의 안내를 받아 배터리 전극의 좌우 폭 방향으로 수평 이동할 수 있다. 한편, 초점 조정기구(130)가 생략되는 경우, 지지 블록(101)이 베이스 블록(131)의 지지턱(131b)을 갖고 가이드 프레임(141)의 상면에 안착될 수도 있다.
위치 조정볼트(142)들은 가이드 프레임(141)의 체결홀(141a)들에 각각 끼워져 베이스 블록(131)에 나사 결합되거나 해제된다. 위치 조정볼트(142)들은 베이스 블록(131)으로부터 나사 해제된 상태에서 베이스 블록(131)의 수평 이동을 허용함에 따라 비전기기(100)의 위치 조정이 이루어질 수 있게 한다. 위치 조정볼트(142)들은 비전기기(100)가 위치 조정된 상태에서 베이스 블록(131)에 나사 결합됨으로써, 베이스 블록(131)을 가이드 프레임(141)에 잠금 처리할 수 있게 한다.
가이드 프레임(141)의 체결홀(141a)들은 가이드 프레임(141)을 수평으로 관통하여 형성된다. 체결홀(141a)들은 각각 일정 폭으로 수평으로 길게 연장된 장홀 형태로 이루어진다. 따라서, 위치 조정볼트(142)들은 베이스 블록(131)의 수평 위치에 무관하게 체결홀(141a)들에 끼워진 상태로 베이스 블록(131)에 나사 결합될 수 있다. 가이드 프레임(141)은 바닥 등에 안착된 베이스 프레임(미도시)에 연결 프레임(143)을 매개로 장착됨으로써, 비전기기(100)들을 안정되게 지지할 수 있다.
전술한 외관 검사 시스템은 전극조립체의 라미네이션 공정 전에 발생된 배터리 전극의 불량이나 완제품 형태의 이차 배터리의 불량을 정확하게 검사할 수 있으므로, 제조 수율을 높이고, 자원낭비나 환경오염 등의 문제를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100..비전기기 110..조명기
120..이미지 센서 130..초점 조정기구
140..위치 조정기구 150..대상물 가이드
150a..검사용 홀 151..가이드 본체
152..가이드 편 153..가이드 브래킷
154..커버 200..비전기기용 컨트롤러
300..이미지 전송장치 310..센서 허브
320..프레임 그래버 400..비전 컴퓨터
410..메모리

Claims (4)

  1. 대상물의 이송 경로에 배치되는 것으로, 대상물을 조명하는 적어도 하나의 조명기와, 상기 조명기에 의해 조명된 대상물을 라인 스캔해서 이미지를 획득하는 이미지 센서를 구비하는 적어도 하나의 비전기기; 및
    대상물이 스캔되는 동일 라인마다 상기 조명기를 복수 단계의 밝기로 점등시키기 위한 조명 신호를 출력하고, 상기 조명 신호마다 동기화되어 상기 이미지 센서를 구동시키기 위한 센서 신호를 출력하는 비전기기용 컨트롤러;를 포함하며,
    상기 비전기기는 대상물에 대해 상기 이미지 센서의 초점을 조정함과 아울러 상기 조명기의 위치를 조정하는 초점 조정기구를 포함하며,
    상기 초점 조정기구는,
    베이스 블록;
    상기 이미지 센서와 조명기를 함께 지지한 지지 블록에 고정되어 승강 이동하고, 상단으로부터 하측으로 길게 절개된 장홈 형태로 이루어진 체결홈을 가지며, 상,하측 부위에 절개홈들을 갖고 상기 베이스 블록의 돌출부들을 끼우는 승강 블록;
    상기 베이스 블록에 양쪽으로 이격되어 수평으로 배치된 상태로 한쪽 단이 상기 베이스 블록에 고정되는 승강 가이드봉들;
    상기 승강 가이드봉들을 각각 끼우도록 상기 승강 블록을 수평으로 관통하여 형성되되, 각각 일정 폭으로 상하로 길게 연장된 장홀 형태로 이루어진 승강 가이드홀들;
    상기 승강 가이드홀들로부터 인출된 상기 승강 가이드봉들의 다른 쪽 단들에 고정되어 상기 승강 가이드홀들을 가로막아 상기 승강 가이드홀들의 주변에 접촉되는 승강 가이드블록;
    상기 절개홈들을 각각 가로막은 상태로 상기 돌출부들의 돌출 단에 고정되어 상기 절개홈들의 주변에 접촉되는 승강 지지편들; 및
    상기 승강 블록의 체결홈들에 각각 끼워져 상기 베이스 블록에 나사 결합되거나 해제되는 초점 조정볼트들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비전기기들로부터 획득된 이미지를 비전 컴퓨터로 전송하기 위한 이미지 전송장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이미지 전송장치는,
    상기 비전기기들의 각 이미지 센서로부터 라인 스캔되어 출력되는 라인 데이터를 입력 받아 라인 데이터에 비전기기 식별용 아이디를 부여하는 적어도 하나의 센서 허브, 및
    상기 센서 허브로부터 순차적으로 출력되는 라인 데이터를 입력 받아 라인 데이터의 아이디를 찾아서 비전 컴퓨터의 할당된 메모리 영역에 아이디별로 라인 데이터를 모아서 저장하는 프레임 그래버를 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 비전 컴퓨터는 상기 이미지 전송장치로부터 이미지 데이터를 제공받아 조명 밝기별로 분리해서 밝기별 이미지로 생성한 후 생성된 밝기별 이미지를 기반으로 대상물의 외관 결함을 판별하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 시스템.
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