KR102371806B1 - 자동교정이 가능한 표면상태 검출장치 및 이를 이용한 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템 - Google Patents

자동교정이 가능한 표면상태 검출장치 및 이를 이용한 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

표면상태 검출장치가 제공된다. 일 실시예에 있어서, 피사체의 상부에 위치하는 상부바디; 상기 피사체의 하부에 위치하는 하부바디; 및 상기 상부바디가 상부에서 연장되고, 상기 하부바디가 하부에서 연장되는 연결부;를 포함하고, 상기 상부바디 및 상기 하부바디는 각각, 피사체로 라인(line) 레이저를 방출하는 발광부 및 상기 피사체에 의해 반사된 광을 수신하는 수광부를 포함하되, 상기 상부바디에 상부발광부 및 상부수광부가 설치되고, 상기 하부바디에 하부발광부 및 하부수광부가 설치되며, 상기 상부발광부에서 상기 피사체 상면으로 레이저가 조사된 영역에 대응되도록 상기 하부발광부에서 상기 피사체 하면에 레이저를 상기 피사체 하면으로 조사하고, 상기 상부수광부에 의한 측정영역과 상기 하부수광부에 의한 측정영역은 상하로 겹치는 중첩측정영역을 포함하되, 상기 피사체는 상기 중첩측정영역 내에 배치될 수 있다.

Description

자동교정이 가능한 표면상태 검출장치 및 이를 이용한 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템{SURFACE DETECTING DEVICE WITH AUTO CALIBRATION AND MONITORING SYSTEM OF CONVEYOR BELT USING THEREOF}
본 발명은 자동교정이 가능한 표면상태 검출장치 및 이를 이용한 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템에 관한 것으로, 광삼각법을 이용하여 컨베이어 벨트 표면의 손상 여부의 검출, 두께 측정, 엣지(edge) 상태의 확인, 들뜸 등의 변형 확인, 사행 현상의 확인이 가능하되, 검출의 정확성 향상을 위해 자동교정이 가능한 표면상태 검출장치 및 이를 이용한 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템에 관한 것이다.
컨베이어 벨트는 모터 및 감속기 등을 이용하여 구동되며, 드라이브 풀리와 테일 풀리 사이에 벨트를 끼워 회전하면서 운반물을 운반한다.
제철소, 광산 등에 사용되는 산업용 컨베이어 벨트는 철광석, 코우크스, 석탄, 시메트 등을 이송하기 위한 것으로 상당량의 운반물을 장거리로 운송하며, 이러한 운반물과 직접 접촉되는 벨트는 운반물에 의한 마모가 발생되어 두께가 감소된다.
컨베이어 벨트는 이러한 물리적인 마찰로 인한 벨트의 자연적인 두께 감소뿐 아니라, 원료투입부로부터 컨베이어 벨트로 투입되는 운반물에 의한 스크래치 내지 홈이 발생할 수도 있다.
컨베이어 벨트가 마모되어 두께가 얇아지거나, 스크래치 내지 홈이 깊어져 벨트의 절손이 발생되는 경우, 컨베이어 벨트 시스템에 심각한 기계적인 손상이 발생하고, 운반물의 파손, 운반물의 낙하로 인한 주변 환경 오염이 발생할 뿐 아니라, 인근에서 작업하는 작업자의 인명피해까지 발생할 수 있다.
그러나, 조사된 광이 맺히는 상을 카메라로 수신하여 표면상태를 검출하는 종래의 장치에 의할 경우, 표면 마모상태 검출은 가능하더라도 그 외에 컨베이어 벨트 구동 중 빈번히 발생하는 문제들을 확인하기 어려웠다.
따라서, 컨베이어 벨트 작업 중 발생하는 인명사고를 방지하기 위해 컨베이어 벨트 구동 중 빈번히 발생하는 문제들을 해결할 수 있는, 자동교정이 가능한 표면상태 검출장치 및 이를 이용한 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템의 개발이 시급하다.
본 발명은, 광삼각법을 이용하여 컨베이어 벨트 표면의 손상 여부의 검출, 두께 측정, 엣지(edge) 상태의 확인, 들뜸 등의 변형 확인, 사행 현상의 확인이 가능하되, 검출의 정확성 향상을 위해 자동교정이 가능한 표면상태 검출장치 및 이를 이용한 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 피사체의 상부에 위치하는 상부바디; 상기 피사체의 하부에 위치하는 하부바디; 및 상기 상부바디가 상부에서 연장되고, 상기 하부바디가 하부에서 연장되는 연결부;를 포함하고, 상기 상부바디 및 상기 하부바디는 각각, 피사체로 라인(line) 레이저를 방출하는 발광부 및 상기 피사체에 의해 반사된 광을 수신하는 수광부를 포함하되, 상기 상부바디에 상부발광부 및 상부수광부가 설치되고, 상기 하부바디에 하부발광부 및 하부수광부가 설치되며, 상기 상부발광부에서 상기 피사체 상면으로 레이저가 조사된 영역에 대응되도록 상기 하부발광부에서 상기 피사체 하면에 레이저를 상기 피사체 하면으로 조사하고, 상기 상부수광부에 의한 측정영역과 상기 하부수광부에 의한 측정영역은 상하로 겹치는 중첩측정영역을 포함하되, 상기 피사체는 상기 중첩측정영역 내에 배치되는, 표면상태 검출장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광삼각법을 이용하여 컨베이어 벨트 표면의 손상 여부의 검출, 두께 측정, 엣지(edge) 상태의 확인, 들뜸 등의 변형 확인, 사행 현상의 확인이 가능하되, 검출의 정확성 향상을 위해 자동교정이 가능함에 따라, 컨베이어 벨트 표면상태의 악화에 따른 안전사고 발생 위험을 크게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어 장치를 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면상태 검출장치를 나타낸 것으로, 도 2는 구동 중인 컨베이어 벨트 표면상태를 검출하는 상태를, 도 3은 교정을 위해 표면상태 검출장치가 컨베이어 벨트 외곽으로 이동된 상태를, 도 4는 교정수단에 의해 표면상태 검출장치의 발광부 및 수광부를 교정하는 상태를 각각 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면상태 검출장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 및 수광부에 의한 피사체 표면상태를 검출하는 것을 나타낸 것으로, 도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 중첩측정영역에 피사체가 배치된 상태를, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 피사체 표면에 레이저라인이 연속되어 형성되는 상태를 각각 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 교정수단을 나타낸 것이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 교정타겟의 이동에 의한 발광부 및 수광부의 교정방법을 나타낸 것으로, 도 8(a)는 교정타겟이 x축 방향으로 이동하는 것을, 도 8(b)는 교정타겟이 y축 방향으로 이동하는 것을, 도 9는 교정타겟의 이동에 따라 제어부가 인식하는 교정타겟의 절대적 좌표를, 도 10은 교정타겟의 이동에 따라 발광부 및 수광부에 의해 검출된 프로파일 데이터를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수광부에서 상이 맺히는 픽셀을 나타낸 것이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광부에서 상이 맺히는 픽셀로부터 컨베이어 벨트 표면의 높낮이를 측정하는 것을 나타낸 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.
복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 이하에서 지칭하는 컨베이어 벨트는, 컨베이어 시스템(또는 장치)와 컨베이어 용 벨트의 의미를 모두 갖고, 마모와 관련하여는 컨베이어 용 벨트를 의미한다.
한편, 본 발명은 검출모듈의 측정 대상을 컨베이어 벨트를 예로 들어 설명하였으나, 레이저 상이 맺힐 수 있는 피사체라면 그 측정 대상이 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 피사체에는 냉연, 전기강판, 스텐레스 제품 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, 판재(열연, 후판, 냉연, 전기강판 등), 환형 제품(선재, 봉강재, 철근), 형강 제품(H-beam, I-beam, C channel, 레일) 등이 상기 피사체에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 피사체의 상부에 위치하는 상부바디; 상기 피사체의 하부에 위치하는 하부바디; 및 상기 상부바디가 상부에서 연장되고, 상기 하부바디가 하부에서 연장되는 연결부;를 포함하고, 상기 상부바디 및 상기 하부바디는 각각, 피사체로 라인(line) 레이저를 방출하는 발광부 및 상기 피사체에 의해 반사된 광을 수신하는 수광부를 포함하되, 상기 상부바디에 상부발광부 및 상부수광부가 설치되고, 상기 하부바디에 하부발광부 및 하부수광부가 설치되며, 상기 상부발광부에서 상기 피사체 상면으로 레이저가 조사된 영역에 대응되도록 상기 하부발광부에서 상기 피사체 하면에 레이저를 상기 피사체 하면으로 조사하고, 상기 상부수광부에 의한 측정영역과 상기 하부수광부에 의한 측정영역은 상하로 겹치는 중첩측정영역을 포함하되, 상기 피사체는 상기 중첩측정영역 내에 배치되는, 표면상태 검출장치를 제공한다.
일 예로, 상기 상부발광부 및 상기 하부발광부에서 조사된 레이저에 의해 레이저라인이 상기 피사체 표면에 형성되되, 상기 레이저라인은 상기 피사체 표면을 따라 연속되어 형성되고, 상기 레이저라인은 상기 중첩측정영역 내에 포함될 수 있다.
이때, 상기 레이저라인이 상기 중첩측정영역 내로 포함되도록, 상기 발광부에서 조사된 레이저에 의한 레이저라인이 상기 피사체 표면에서 형성되는 영역 및 상기 수광부에 의한 측정영역을 교정하는 교정수단을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 교정수단은, 상면 및 하면에 사다리꼴 패턴을 갖는 교정타겟을 포함할 수 있다.
이때, 상기 발광부, 상기 수광부, 및 상기 교정수단의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 미리 저장된 상기 사다리꼴 패턴의 엣지(edge)를 기준으로 하는 절대적 좌표와 상기 교정수단이 소정 방향으로 이동하면서 수집된 상기 사다리꼴 패턴의 엣지의 프로파일 데이터(profile data)를 비교하여, 상기 레이저라인이 상기 피사체 표면에서 형성되는 영역 및 상기 수광부에 의한 측정영역을 교정할 수 있다.
또한 본 발명은, 전술한 표면상태 검출장치 및 상기 상부바디와 상기 하부바디 사이에 배치되는 컨베이어 벨트를 포함하는 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템에 있어서, 상기 표면상태 검출장치는, 상기 수광부에서 수신된 복수의 픽셀값을 추출하여 상기 컨베이어 벨트의 표면상태를 검출하는 제어부를 더 포함하고, 상기 표면상태 검출은, 상기 컨베이어 벨트의 표면 손상 여부, 두께, 엣지 손상 여부, 표면 변형 여부, 및 사행 현상 발생 여부 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템을 제공한다.
일 예로, 상기 표면상태 검출장치는, 상기 하부바디의 하부에 마련되는 이동수단을 더 포함하고, 상기 교정수단에 의해 상기 레이저라인이 상기 피사체 표면에서 형성되는 영역 및 상기 수광부에 의한 측정영역의 교정작업이 수행되기 전, 상기 상부바디와 상기 하부바디 사이에서 상기 컨베이어 벨트가 제거되도록 상기 이동수단에 의해 상기 표면상태 검출장치가 소정 방향으로 이동할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 상기 컨베이어 벨트 표면의 높낮이 정보로부터 상기 컨베이어 벨트의 잔여 두께 정보를 검출할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 미리 설정된 잔여 두께보다 얇은 두께를 갖는 면이 상기 컨베이어 벨트에서 검출되는 경우 알림을 발생시킬 수 있다.
이때, 상기 알림은 상기 컨베이어 벨트의 구동을 중지하는 것을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 발명자들은, 컨베이어 벨트의 조사된 광이 맺히는 상을 카메라로 수신하여 표면상태를 검출하는 종래의 장치에 의할 경우, 표면 마모상태 검출은 가능하더라도 그 외에 컨베이어 벨트 구동 중 빈번히 발생하는 문제들을 확인하기 어렵다는 점을 알게 되었다.
예를 들어, 종래의 장치가 컨베이어 벨트에 연결되는 경우, 컨베이어 벨트에서 지속적으로 발생되는 진동이 발광부나 수광부에 전달되어 정확한 측정이 가능하지 않다는 문제가 있었고, 일시적으로 정확한 측정을 하더라도 지속적인 진동으로 발광부나 수광부가 고정된 부분에 피로한계 이상의 외력이 가해져 광 조사 각도와 카메라 상이 맺히는 위치가 변하게 됨에 따라 발광부와 수광부의 보정이 지나치게 자주 필요하여 표면 마모상태 검출장치의 실효성이 극히 낮아지는 문제가 있었다.
예를 들어, 컨베이어 벨트에 이송물의 낙하 등으로 충격이 지속적으로 가해지는 경우 컨베이어 벨트를 구성하는 각 층, 예를 들어, 상커버층과 하커버층 또는 하커버층과 심체층 등의 접착력이 열악해짐에 따라 컨베이어 벨트의 형태가 변형되는 문제가 발생할 수 있는데, 구동중인 컨베이어 벨트에서 테일 풀리와의 접합부분에 고 긴장(high-tension) 상태가 유지되기 때문에, 종래의 장치에 의할 경우 하커버의 마모정도나 들뜸 상태를 확인할 수 없거나, 정확한 측정이 불가능하였다.
예를 들어, 컨베이어 벨트는 표면이 마모됨에 따라 찢어지게 되어 안전사고가 발생하는 문제가 있을 뿐만 아니라, 컨베이어 벨트의 엣지(edge), 즉, 컨베이어 벨트가 진행하는 방향 인 길이방향에 수직인 두께방향의 양 단부의 측부에 균열이 발생하는 경우 컨베이어 벨트가 상하로 분리되고 이에 따라 컨베이어 벨트가 가이드롤러 등에 끼게 되어 화재가 발생하거나 컨베이어 벨트 전체의 구동이 중단되는 문제가 발생할 수 있는데, 종래의 장치에 의할 경우 컨베이어 벨트의 엣지 상태를 확인할 수 없거나, 정확한 측정이 불가능하였다.
예를 들어, 컨베이어 벨트는 구동 중에 이송물 등에 의한 충격이 가해지는 경우 캐리어롤러에서 이탈, 즉, 사행 현상이 발생하여 컨베이어 벨트 전체의 구동이 중단되거나 인근 작업자의 인명피해까지 발생할 수 있는데, 종래의 장치에 의할 경우 컨베이어 벨트의 사행을 확인할 수 없었다.
이에 따라, 본 발명의 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 자동교정이 가능한 표면상태 검출장치의 구조 설계와 알고리즘의 변경을 통한 다양한 시행착오를 통해 본 발명을 발명하기에 이르렀다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어 장치를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 컨베이어 장치는, 컨베이어 벨트(1), 컨베이어 벨트(1) 상으로 원료를 투입하는 원료투입부(2), 컨베이어 벨트(1)를 지지하는 캐리어롤러(3), 캐리어롤러(3)를 지지하는 캐리어롤러 지지부(4), 컨베이어 벨트(1)의 말단에 배치되어 컨베이어 벨트(1)의 방향을 전환시키는 테일풀리(tail pulley)부(5)를 포함한다.
컨베이어 벨트(1)는 테일풀리부(5)를 기준으로 상부 컨베이어 벨트(1a) 및 하부 컨베이어 벨트(1b)로 구분될 수 있다. 이하에서 설명하는 컨베이어 벨트는, 벨트를 지칭할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면상태 검출장치를 나타낸 것으로, 도 2는 구동 중인 컨베이어 벨트 표면상태를 검출하는 상태를, 도 3은 교정을 위해 표면상태 검출장치가 컨베이어 벨트 외곽으로 이동된 상태를, 도 4는 교정수단에 의해 표면상태 검출장치의 발광부 및 수광부를 교정하는 상태를 각각 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 표면상태 검출장치(100)는 구동 중인 컨베이어 벨트의 표면상태를 실시간으로 검출할 수 있고, 예를 들어, 후술하는 상부바디(110) 및 하부바디(120) 사이로 하부 컨베이어 벨트(1b)가 이동하도록 배치되고, 후술하는 상부발광부(211), 상부수광부(221), 하부발광부(212), 및 하부수광부(222)에 의해 컨베이어 벨트의 상면, 하면 및 측면의 표면상태를 모두 검출할 수 있다.
이에 따라, 컨베이어 벨트 하커버의 마모 정도와 들뜸 상태, 컨베이어 벨트의 엣지 상태, 사행 현상 발생여부를 모두 확인할 수 있다.
도 3을 참조하면, 표면상태 검출장치(100)는 이동수단(300)에 의해 구동 중인 컨베이어 벨트의 측면, 즉, 폭방향으로 이동하여 상부바디(110) 및 하부바디(120) 사이에서 컨베이어 벨트가 제거되도록 할 수 있다.
이동수단(300)은, 바퀴(wheel), 레일(rail) 등을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 표면상태 검출장치(100)의 상부바디(110) 및 하부바디(120) 사이로 교정수단(230)이 이동하면서 발광부(210) 및 수광부(220)를 교정할 수 있다.
예를 들어, 컨베이어 벨트의 표면상태를 실시간으로 검출하는 경우에는 교정수단(230)이 연결부(130) 내에 설치되고, 도어(131)에 의해 외부로 노출되지 않도록 함으로써 컨베이어 벨트의 구동 시 발생하는 이물질에 의해 오염 또는 손상 발생을 방지할 수 있다.
예를 들어, 표면상태 검출장치(100)의 발광부(210) 및 수광부(220)를 교정하는 경우에는 연결부(130)의 도어(131)가 열리고 교정수단(230)이 상부바디(110) 및 하부바디(120) 사이를 이동함에 따라 교정 작업을 수행할 수 있다.
예를 들어, 후술하는 제어부(10)에 의해 표면상태 검출장치(100)의 발광부(210) 및/또는 수광부(220)의 오류가 감지되는 경우, 자동으로 전술한 교정 작업을 수행할 수 있다.
예를 들어, 후술하는 제어부(10)에 의해 표면상태 검출장치(100)의 발광부(210) 및/또는 수광부(220)의 교체가 필요한 경우, 작업자에 의해 또는 주변 기기장치에 의해 발광부(210) 및/또는 수광부(220)를 교체한 후, 자동으로 전술한 교정 작업을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면상태 검출장치의 단면도를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 및 수광부에 의한 피사체 표면상태를 검출하는 것을 나타낸 것으로, 도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 중첩측정영역에 피사체가 배치된 상태를, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 피사체 표면에 레이저라인이 연속되어 형성되는 상태를 각각 나타낸 것이다.
도 5(a) 및 도 6을 참조하면, 표면상태 검출장치(100)는, 피사체(6)의 상부에 위치하는 상부바디(110), 피사체(6)의 하부에 위치하는 하부바디(120) 및 상부바디(110)와 하부바디(120)를 연결하는 연결부(130)를 포함한다.
피사체(6)는, 본 발명에서 컨베이어 벨트를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 피사체(6)는, 판재(열연, 후판, 냉연, 전기강판 등), 환형 제품(선재, 봉강재, 철근), 형강 제품(H-beam, I-beam, C channel, 레일) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 피사체(6)가 평판 형상인 경우, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 피사체(6)의 상부 또는 상하부가 측정 대상일 수 있고, 검출모듈(200)이 피사체(6)를 기준으로 상하로 배치될 수 있다. 일 예로, 피사체(6)는 판재가 적용될 수 있고, 표면 상태뿐만 아니라, 두께, 폭 등 치수 검사가 수행될 수 있다.
예를 들어, 피사체(6)가 환형 제품, 형강 제품인 경우, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 피사체(6)의 3차원 형태가 측정 대상으로 포함될 수 있고, 검출모듈(200a)이 피사체(6)를 기준으로 대각선으로 4 방향에 배치될 수 있다.
상부바디(110), 하부바디(120), 및 연결부(130)에 의해 표면상태 검출장치(100)는 대략 'ㄷ'자 형태로 형성됨으로써, 개구 된 부분, 즉, 연결부(130)에 대향하는 부분을 통해 피사체(6)가 들어오고 나가는 동작이 가능할 수 있다.
예를 들어, 상부바디(110)는 연결부(130)의 상부에서 연장되고, 하부바디(120)는 연결부(130)의 하부에서 연장될 수 있다.
상부바디(110) 및 하부바디(120)는 각각, 피사체(6)로 라인(line) 레이저를 방출하는 발광부(210) 및 피사체(6)에 의해 반사된 광을 수신하는 수광부(220)를 포함하되, 상부바디(110)에 상부발광부(211) 및 상부수광부(221)가 설치되고, 하부바디(120)에 하부발광부(212) 및 하부수광부(222)가 설치될 수 있다.
예를 들어, 상부발광부(211), 상부수광부(221), 하부발광부(212) 및 하부수광부(222)는 각각 복수 개가 포함될 수 있다.
예를 들어, 상부발광부(211)와 상부수광부(221) 각 하나씩 검출모듈(200)의 세트로 구성될 수 있고, 하부발광부(212)와 하부수광부(222)도 각 하나씩 검출모듈(200) 세트로 구성될 수 있으며, 이러한 검출모듈(200)이 복수 개로 배치될 수 있다.
예를 들어, 검출모듈(200)은 x축 방향으로 동일한 직선 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 표면상태 검출장치(100)의 부피를 최소화시킬 수 있고, 레이저라인(7)이 피사체(6)에서 끊기는 부분이 없이 연속적으로 형성되어 레이저라인(7), 즉, 레이저 상이 맺히는 넓이 안에서 상면, 하면, 측면의 표면상태 모두를 정확하게 검출할 수 있다.
발광부(210)는 피사체(6)로 라인 레이저를 방출한다.
발광부(210)는, 레이저광원(미도시)을 포함한다. 상기 레이저광원은 적외선, 자외선, 가시광의 파장을 방출할 수 있고, 예를 들어, 가시광선을 방출할 수 있고, 일 예로, 655nm의 적색 반도체 레이저를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저광원은 점 광원 또는 면 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저광원으로 DLP프로젝터, TFT프로젝터, LCoS프로젝터 등이 포함될 수 있다.
발광부(210)는, 집광렌즈(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 집광렌즈는 상기 레이저광원에서 방출되는 점형의 레이저 빔 또는 면 형태의 레이저 빔을 라인 레이저 빔으로 변환시킨다.
예를 들어, 상기 집광렌즈는 실린더형 렌즈(cylindrical lens)를 더 포함할 수 있다. 상기 실린더형 렌즈는 한 축만 곡면을 갖고 다른 축은 비곡면으로 형성된 렌즈로, 점형의 레이저 빔이 상기 실린더형 렌즈에 입사되면 한쪽 축으로만 포커싱되어 상기 한쪽 축으로 장축 길이를 갖는 면 형태의 레이저 빔으로 변환된다.
예를 들어, 상기 집광렌즈는 상기 레이저광원에서 출력된 빔이 A개의 행과 B개의 열로 구성된 A X B개의 픽셀을 포함한다고 가정할 경우, 상기 집광렌즈를 통해 출력된 레이저는 각 행의 전부 또는 일부가 합쳐질 수 있고, 일 예로, 1 X B개의 픽셀로 출력되어 각 픽셀의 밝기는 해당 열(B)에서 합쳐진 픽셀만큼 밝아지게 된다. 또는, 상기 집광렌즈를 통해 출력된 레이저는 A X 1개의 픽셀로 출력되어, 각 픽셀의 밝기는 해당 행(A)에서 합쳐진 픽셀만큼 밝아지게 된다.
발광부(210)는, 투광창(미도시)을 더 포함할 수 있다. 표면상태 검출장치(100)는 먼지 및 다양한 이물질이 부유할 수 있는 환경에 설치되기 때문에, 상기 레이저광원 및 상기 집광렌즈를 먼지 및 이물질들로부터 보호할 필요가 있다. 따라서, 발광부는 검출모듈(200) 내에서 외부와 차단되고, 상기 투광창을 통해 레이저 광이 방출되도록 구성될 수 있다.
발광부(210)는, 각도제어부(미도시)를 더 포함하여, 레이저가 컨베이어 벨트의 표면에 효과적으로 맺힐 수 있도록 한다. 상기 각도제어부는 수직 방향 또는 수평 방향을 포함하는 두 방향으로의 각도를 조절하기 위해 적어도 두 개의 축을 기준으로 회전할 수 있도록 형성될 수 있다.
수광부(220)는 컨베이어 벨트(1)에 의해 반사된 광을 수신한다.
수광부(220)는, 상기 반사된 광을 집광하는 수광렌즈(미도시) 및 상기 반사된 광의 세기를 검출하는 수광센서(미도시)를 포함한다. 상기 수광센서는 예를 들어, CCD(charged coupled device) 센서, CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서 등이 포함될 수 있고, 초점 거리 조절을 위한 렌즈부(미도시)를 포함할 수 있다.
수광부(220)는, 각도제어부(미도시)를 더 포함하여, 컨베이어 벨트 표면에서 반사된 라인 레이저가 효과적으로 검출될 수 있도록 한다. 상기 각도제어부는 수직 방향 또는 수평 방향을 포함하는 두 방향으로의 각도를 조절하기 위해 적어도 두 개의 축을 기준으로 회전할 수 있도록 형성될 수 있다.
수광부(220)는, 수광창(미도시)을 더 포함할 수 있다. 컨베이어 벨트에 적용되는 표면상태 검출장치(1000)는 먼지 및 다양한 이물질이 부유할 수 있는 환경에 설치되기 때문에, 상기 수광센서 및 상기 수광렌즈를 먼지 및 이물질들로부터 보호할 필요가 있다. 따라서, 수광부(220)는 검출모듈(200) 내에서 외부와 차단되고, 상기 수광창을 통해 레이저 광이 방출되도록 구성될 수 있다.
제어부(10)는, 수광부(220)에서 수신된 복수의 픽셀값을 추출하여, 컨베이어 벨트 표면의 높낮이를 측정할 수 있다.
도 6(a)를 참조하면, 상부발광부(211)에서 피사체(6) 상면으로 레이저가 조사된 영역에 대응되도록 하부발광부(212)에서 피사체(6) 하면에 레이저를 피사체(6) 하면으로 조사하고, 상부수광부(221)에 의한 상부측정영역(8a)과 하부수광부(222)에 의한 하부측정영역(8b)은 상하로 겹치는 중첩측정영역(8c)을 포함할 수 있다.
피사체(6)는 중첩측정영역(8c) 내에 배치될 수 있다. 이에 따라, 피사체(6)가 상하, 좌우로 흔들리는 경우에도 중첩측정영역(8c) 내에 위치하기 때문에 피사체(6)의 표면상태 정보를 단절됨이 없이 연속적으로 확인할 수 있다. 이에 따라, 피사체(6)가 컨베이어 벨트인 경우, 사행여부와 엣지 부분의 손상 여부도 확인할 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 상부발광부(211) 및 하부발광부(212)에서 조사된 레이저에 의해 레이저라인(7)이 피사체(6) 표면에 형성되되, 레이저라인(7)은 피사체(6) 표면을 따라 연속되어 형성되고, 레이저라인(7)은 중첩측정영역(8c) 내에 포함될 수 있다. 이에 따라, 피사체(6)가 상하로 흔들리는 경우에도 피사체(6) 및 이에 조사되어 형성되는 레이저라인(7)도 중첩측정영역(8c) 내에 위치하기 때문에 피사체(6)의 표면상태 정보를 단절됨이 없이 연속적으로 확인할 수 있다.
이때, 교정수단(230)은 레이저라인(7)이 중첩측정영역(8c) 내로 포함되도록, 발광부(210)에서 조사된 레이저에 의한 레이저라인(7)이 피사체(6) 표면에서 형성되는 영역 및 수광부(220)에 의한 측정영역을 교정할 수 있다. 이에 따라, 피사체(6)가 상하, 좌우로 흔들리는 경우에도 레이저라인(7)이 중첩측정영역(8c) 내에 위치하기 때문에 피사체(6)의 표면상태 정보를 단절됨이 없이 연속적으로 확인할 수 있다. 이에 따라, 피사체(6)가 컨베이어 벨트인 경우, 사행여부와 엣지 부분의 손상 여부도 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 교정 작업은 자동으로 수행될 수 있다.
한편, 도 6(a) 및 도 6(b)는 피사체(6)가 평판 형태인 것을 예로 들어 설명하였으나, 피사체(6)의 대각선 형태가 측정 대상인 경우, 예를 들어, 환형 제품, 형강 제품인 경우에는 피사체(6)의 3차원 형태를 모두 측정하기 위해, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이 검출모듈(200a)이 대각선으로 4 방향에 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 교정수단을 나타낸 것이고, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 교정타겟의 이동에 의한 발광부 및 수광부의 교정방법을 나타낸 것으로, 도 8(a)는 교정타겟이 x축 방향으로 이동하는 것을, 도 8(b)는 교정타겟이 y축 방향으로 이동하는 것을, 도 9는 교정타겟의 이동에 따라 제어부가 인식하는 교정타겟의 절대적 좌표를, 도 10은 교정타겟의 이동에 따라 발광부 및 수광부에 의해 검출된 프로파일 데이터를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 교정수단(230)은, 상면 및 하면에 사다리꼴 패턴을 갖는 교정타겟(231)을 포함할 수 있다.
상기 교정 작업 중, 발광부(210)에서 조사된 라인 레이저는 교정타겟(231)에 상이 형성되고, 수광부(220)는 교정타겟(231)의 사다리꼴 패턴의 엣지(edge)의 위치 정보를 이용하여 발광부(210) 및/또는 수광부(220)를 제어할 수 있다.
본 발명의 발명자들은, 종래 사용되는 삼각 패턴의 경우, 엣지(edge) 위치, 즉, 꼭지점을 검출하여 물리적 좌표로 사용하는데, 꼭지점 부분에서 레이저의 난반사 현상이 빈번하게 발생하고, 교정타겟의 중심에서 좌우측으로 진행될수록 수광부, 즉, 측정 카메라 각도에 의해 측정 가능한 데이터 수가 급격하게 적어지는 문제를 해결하고자 하였다.
또한, 본 발명의 발명자들은, 종래 사용되는 대각선 패턴의 경우, 상기 측정 카메라가 교정타겟을 바라보는 각도에 따라 엣지의 위치 기준이 달라지게 되어 측정의 정확도가 크게 감소하는 문제를 해결하고자 하였다.
이에 본 발명의 발명자들은, 다양한 패턴을 적용한 결과, 사다리꼴 패턴의 엣지를 사용함으로써 레이저의 난반사 현상을 제거하고, 측정 카메라 각도에 의해 측정 가능한 데이터 수가 급격하게 적어지는 문제를 제거하고, 측정의 정확도를 크게 향상시킬 수 있음을 알게 되었다.
예를 들어, 제어부(10)는, 미리 저장된 사다리꼴 패턴의 엣지(edge)를 기준으로 하는 절대적 좌표와 교정수단(230)이 소정 방향으로 이동하면서 수집된 사다리꼴 패턴의 엣지의 프로파일 데이터(profile data)를 비교하여, 레이저라인(7)이 피사체(6) 표면에서 형성되는 영역 및 수광부(220)에 의한 측정영역을 교정할 수 있다. 즉, 피사체(6)가 유동 시에도 수광부(220)에 의해 형성되는 중첩측정영역(8c) 내에 위치하고, 레이저라인(7)이 피사체(6)의 표면을 따라 연속되어 형성되도록 교정함으로써, 피사체(6)의 표면상태 정보를 단절됨이 없이 연속적으로 확인할 수 있다.
예를 들어, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 교정타겟(231)은 교정이 필요한 검출모듈(200)이 배치된 위치로 x축 방향을 따라 이동할 수 있다.
예를 들어, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 교정타겟(231)은 교정이 필요한 검출모듈(200)이 배치된 위치에서 y축 방향, 즉, 상하방향으로 이동함으로써 절대적 좌표와 프로파일 데이터 정보를 비교할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이, 교정타겟(231)이 y축 방향으로 이동하는 경우, 제어부(10)는 미리 저장된 사다리꼴 패턴의 엣지를 기준으로 절대적 좌표, 즉, 실제 위치에 대한 정보를 검출한다. 이와 동시에, 도 10에 나타낸 바와 같이, 교정타겟(231)이 y축 방향으로 이동하는 경우, 제어부(10)는 사다리꼴 패턴의 엣지에 상이 형성된 레이저라인(7)을 수광부(220)를 이용하여 측정함으로써 수광부(220)에서 인식하는 프로파일 데이터(231b), 즉, 논리적 좌표를 검출한다. 이후, 제어부(10)는 논리적 좌표를 물리적 좌표로 변환함으로써, 실제의 절대적 좌표와 수광부(220)에서 인식하는 좌표의 차이가 발생하는 것으로 검출되는 경우, 발광부(210) 및/또는 수광부(220)를 제어하여 상기 차이를 제거함으로써 교정 작업을 수행할 수 있다.
즉, 종래에는 작업자가 감에 의존하여 교정작업을 수행해야 했거나 평평한 판 형태의 교정타겟을 작업자가 이동시키면서 카메라의 초점을 맞추는 작업을 수행할 수 있었던 것에 불과하여, 검출모듈(200)의 사용 기간이 진행될수록 피사체(6) 표면 측정의 정확성이 현저하게 열악해진다는 문제가 있었으나, 본 발명은 동일한 면적에 많은 좌표 정보를 추출할 수 있는 사다리꼴 패턴의 엣지(edge)의 위치 정보를 이용하고, 논리적 좌표를 절대적 좌표와 비교하여 자동으로 교정작업을 수행함으로써, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있었다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수광부에서 상이 맺히는 픽셀을 나타낸 것이다.
전술한 상기 제어부는 발광부(210)에서 방출된 레이저가 컨베이어 벨트에 반사된 후 수광부(220)로 들어오는 광의 세기를 측정하여, 광삼각법(optical trigonometry)에 의해 컨베이어 벨트 표면까지의 거리 및 변위를 계측하고, 이를 통해 컨베이어 벨트 표면의 높낮이를 측정할 수 있다.
예를 들어, 발광부(210)에서 방출되는 라인 레이저는, 컨베이어 벨트의 손상, 일 예로, 균열, 홈 등 보다 작은 선폭을 갖게 되는데, 수광부(220)에서는 컨베이어 벨트에서 반사되는 이와 같은 광의 정보를 각 위치에 따른 픽셀 좌표, 즉, 복수의 픽셀값을 추출한다.
예를 들어, 상기 제어부는, 컨베이어 벨트의 양단부에서 반사되는 레이저 광의 영상으로부터 제1 픽셀값을 추출한 후, 상기 양단부 사이의 컨베이어 벨트에서 반사되는 레이저 광의 영상으로부터 명도차 알고리즘을 이용하여 제2 픽셀값 내지 제n 픽셀값을 추출하고, 이렇게 추출된 제1 픽셀값과 제2 픽셀값 내지 제n 픽셀값의 거리차를 광삼각법에 의해 산출하여, 컨베이어 벨트의 마모 정도, 사행 여부, 엣지 이상, 표면 변형, 및 파임 등 손상 여부를 실시간으로 확인할 수 있다.
일 예로, 상기 제어부는, 제1 픽셀값과의 거리차가 다른 픽셀값들 보다 급격하게 커지는 제n 픽셀값이 검출되는 경우, 상기 제n 픽셀값이 검출된 컨베이어 벨트 부분은 손상된 부분인 것으로 검출하고, 사용자에게 알림을 전송하거나 컨베이어 벨트의 구동을 정지시킬 수 있다.
예를 들어, 컨베이어 벨트에서 반사되어 수광부(220)로 수신되는 라인 레이저의 영상은 복수 개의 픽셀을 포함하는데, 상기 영상에 맺힌 픽셀간 명도차의 최대치를 구하여 제로-크로싱(zero-crossing)되는 지점의 중심점을 해당 픽셀값으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 11을 참조하면, 상기 제어부는, 상기 제로-크로싱 되는 지점의 중심점을 서브-픽셀(sub-pixel)단위까지 계산할 수 있다. 즉, 상기 제로-크로싱 되는 지점의 중심점을 픽셀 내 어느 위치인지까지를 검출하여, 해당 픽셀 내에서 픽셀값을 1/4 pixel, 1/8 pixel, 1/16 pixel, 1/64 pixel까지로 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 컨베이어 벨트 표면의 높낮이 정보로부터 컨베이어 벨트의 잔여 두께 정보를 검출할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부에는 컨베이어 벨트의 초기 두께(A) 정보가 저장되고, 제n 픽셀에서 양단부(제1 픽셀)로부터의 높이차(L)가 검출되면, 제n 픽셀에서의 두께(A-L)가 계산된다. 이때, 컨베이어 벨트(1)의 미리 설정된 한계 두께(B)보다 제n 픽셀에서의 두께(A-L)가 얇거나 같은 경우(A-L ≤ B), 상기 제어부는 알림을 발생할 수 있다. 이때, 상기 알림은 컨베이어 벨트(1) 구동의 중지를 포함할 수 있다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광부에서 상이 맺히는 픽셀로부터 컨베이어 벨트 표면의 높낮이를 측정하는 것을 나타낸 것이다.
예를 들어, 상기 제어부는 상기 컨베이어 벨트 표면의 높낮이 정보로부터 알림을 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 도 12에 나타낸 바와 같이, 수광부(220)는 N개의 행(y축 방향)과 M개의 열(x축 방향)로 구성된 픽셀을 인식할 수 있고, 상기 제로-크로싱 되는 지점의 중심점을 픽셀 내 어느 위치인지까지를 검출하여, 해당 픽셀 내에서 픽셀값을 1/64 pixel까지 결정할 수 있다.
이때, 상기 경고단계와 상기 구동중단단계는 컨베이어 벨트 표면의 양 말단을 기준으로 마모된 정도에 따라 구분될 수 있다.
예를 들어, 제로-크로싱되는 지점의 중심점을 픽셀값으로 정의할 때, 좌측 말단으로부터 a개의 열(Standard left: Sl)과 우측 말단으로부터 b개의 열(Standard right: Sr)의 픽셀값의 평균값(Sa)과, 상기 평균값(Sa)으로부터 y축 방향으로 가장 먼 거리 즉, 가장 멀리 떨어진 행에서 결정된 픽셀값(Pf)의 차이가 결정될 수 있다.
이때, 상기 평균값(Sa)으로부터 y축 방향으로 가장 먼 거리 즉, 가장 멀리 떨어진 행에서 결정된 픽셀값(Pf)은 컨베이어 벨트 표면의 양 말단 보다 높이가 낮은 부분만 선택될 수 있다. 즉, 상기 픽셀값(Pf)은 상기 평균값(Sa)으로부터 y축 방향으로 아래에 위치한 값이 선택될 수 있다.
예를 들어, 총 M개의 열 중에서, 상기 평균값(Sa)과 y축 방향으로 c개 이상의 행(즉, c개 픽셀)이 차이가 나는 픽셀값들이 차지하는 열의 개수가 차지하는 비율(%)이, 미리 설정된 값(d) 이상을 만족하는 경우, 상기 알림을 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 평균값(Sa)과 상기 평균값(Sa)으로부터 y축 방향으로 가장 멀리 떨어진 행에서 결정된 픽셀값(Pf)의 행 개수의 차이가 e개 이상인 픽셀값이 검출되는 경우, 상기 알림을 발생시킬 수 있다.
이때, a, b, c, d, 및 e는 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
일 예로, 상기 평균값(Sa)과 y축 방향으로 2개 행(즉, 픽셀) 이상의 차이가 나는 픽셀이 전체 열 개수의 10% 이상 개수의 열을 만족하는 경우, 상기 알림을 발생시킬 수 있다.
일 예로, 상기 평균값(Sa)과 상기 평균값(Sa)으로부터 y축 방향으로 가장 멀리 떨어진 행에서 결정된 픽셀값(Pf)의 행 개수의 차이가 7개 이상인 경우, 상기 알림을 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 알림은 경고단계와 구동중단단계로 구분될 수 있다.
일 예로, 상기 평균값(Sa)과 y축 방향으로 f개 행 내지 g개 행, 구체 예로, 2개 행 내지 4개 행의 차이가 나는 픽셀이 전체 열 개수의 h% 이상 i% 미만, 구체 예로, 10% 이상 40% 미만 개수의 열을 만족하는 경우, 상기 경고단계 알림을 발생시킬 수 있다.
일 예로, 상기 평균값(Sa)과 y축 방향으로 f개 행 내지 g개 행, 구체 예로, 2개 행 내지 4개 행의 차이가 나는 픽셀이 전체 열 개수의 i% 이상, 구체 예로, 40% 이상 개수의 열을 만족하는 경우, 상기 구동중단단계 알림을 발생시킬 수 있다.
일 예로, 상기 평균값(Sa)과 y축 방향으로 j개 행 내지 k개 행, 구체 예로, 5개 행 내지 6개 행의 차이가 나는 픽셀이 전체 열 개수의 h% 이상, 구체 예로, 10% 이상 개수의 열을 만족하는 경우, 상기 구동중단단계 알림을 발생시킬 수 있다.
일 예로, 상기 평균값(Sa)과 y축 방향으로 ㅣ개 행, 구체 예로, 7개 행 이상의 차이가 나는 픽셀이 검출되는 경우, 상기 구동중단단계 알림을 발생시킬 수 있다.
이를, 도 12 내지 도 15를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 12의 경우 상기 제어부는 알림을 발생시키지 않는다. 도 13의 경우 상기 평균값(Sa)과 y축 방향으로 f개 행 내지 g개 행의 차이가 나는 픽셀이 전체 열 개수의 i% 이상에 해당하므로, 상기 제어부는 구동중단단계 알림을 발생시킨다. 도 14의 경우 상기 평균값(Sa)과 y축 방향으로 f개 행 내지 g개 행의 차이가 나는 픽셀이 전체 열 개수의 h% 이상 i% 미만에 해당하므로, 상기 제어부는 경고단계 알림을 발생시킨다. 도 15의 경우 상기 평균값(Sa)과 y축 방향으로 j개 행 내지 k개 행의 차이가 나는 픽셀이 전체 열 개수의 h% 이상에 해당하므로, 상기 제어부는 제어부는 구동중단단계 알림을 발생시킨다.
한편, 상기 제어부는 상기 구동중단단계 알림 발생 시, 컨베이어 벨트 시스템 구동을 중단시킬 수 있다.
이와 같이, 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템은 수광부(220)에 수광된 레이저라인의 픽셀값이 위치하는 영역을 행과 열 단위로 정의하여, 각 단계별로 알림을 발생시킴으로써, 마모정도의 정확한 측정이 가능하고, 컨베이어 벨트 표면의 손상 여부의 검출, 두께 측정, 엣지(edge) 상태의 확인, 들뜸 등의 변형 확인, 사행 현상의 확인이 가능함에 따라, 컨베이어 벨트 표면상태의 악화에 따른 안전사고 발생 위험을 크게 감소시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템을 나타낸 모식도이다.
도 16을 참조하면, 컨베이어벨트의 모니터링 시스템은 표면상태 검출부(20) 및 제어부(10)를 포함한다.
표면상태 검출부(20)는 전술한 표면상태 검출장치(100)가 적용되고, 제어부(10)는 전술한 제어부가 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제어부(10)는 표면상태 검출부(20)에서 검출된 컨베이어 벨트의 양단부를 기준으로 측정된 컨베이어 벨트의 높낮이 정보로부터, 컨베이어 벨트의 마모 정도 및 손상 여부를 실시간으로 확인할 수 있고, 상기 컨베이어 벨트에서 마모 및 손상된 영역의 두께가 미리 설정된 잔여 두께보다 얇은 두께를 갖는 경우, 알림을 발생할 수 있다. 이때, 상기 알림은 컨베이어 벨트의 구동을 중지시키는 것을 포함할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
1: 컨베이어 벨트
1a: 상부 컨베이어 벨트
1b: 하부 컨베이어 벨트
2: 원료투입부
3: 캐리어롤러
4: 캐리어롤러 지지부
5: 테일풀리부
6: 피사체
7: 레이저라인
7a: 상부레이저
7b: 하부레이저
8a: 상부측정영역
8b: 하부측정영역
8c: 중첩측정영역
10: 제어부
20: 표면상태 검출부
100, 100a: 표면상태 검출장치
110: 상부바디
120: 하부바디
130: 연결부
131: 도어
200, 200a: 검출모듈
210: 발광부
211: 상부발광부
212: 하부발광부
220: 수광부
221: 상부수광부
222: 하부수광부
230, 230a: 교정수단
231: 교정타겟
231a: 절대적 좌표
231b: 프로파일 데이터 / 300: 이동수단

Claims (10)

  1. 피사체의 상부에 위치하는 상부바디;
    상기 피사체의 하부에 위치하는 하부바디; 및
    상기 상부바디가 상부에서 연장되고, 상기 하부바디가 하부에서 연장되는 연결부;
    를 포함하고,
    상기 상부바디 및 상기 하부바디는 각각, 피사체로 라인(line) 레이저를 방출하는 발광부 및 상기 피사체에 의해 반사된 광을 수신하는 수광부를 포함하되,
    상기 상부바디에 상부발광부 및 상부수광부가 설치되고, 상기 하부바디에 하부발광부 및 하부수광부가 설치되며,
    상기 상부발광부에서 상기 피사체 상면으로 레이저가 조사된 영역에 대응되도록 상기 하부발광부에서 상기 피사체 하면에 레이저를 상기 피사체 하면으로 조사하고,
    상기 상부수광부에 의한 측정영역과 상기 하부수광부에 의한 측정영역은 상하로 겹치는 중첩측정영역을 포함하되, 상기 피사체는 상기 중첩측정영역 내에 배치되고,
    상기 상부발광부 및 상기 하부발광부에서 조사된 레이저에 의해 레이저라인이 상기 피사체 표면에 형성되되, 상기 레이저라인은 상기 피사체 표면을 따라 연속되어 형성되고,
    상기 레이저라인은 상기 중첩측정영역 내에 포함되며,
    상기 레이저라인이 상기 중첩측정영역 내로 포함되도록, 상기 발광부에서 조사된 레이저에 의한 레이저라인이 상기 피사체 표면에서 형성되는 영역 및 상기 수광부에 의한 측정영역을 교정하는 교정수단을 더 포함하되, 상기 교정수단은, 상면 및 하면에 사다리꼴 패턴을 갖는 교정타겟을 포함하는, 표면상태 검출장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광부, 상기 수광부, 및 상기 교정수단의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 미리 저장된 상기 사다리꼴 패턴의 엣지(edge)를 기준으로 하는 절대적 좌표와 상기 교정수단이 소정 방향으로 이동하면서 수집된 상기 사다리꼴 패턴의 엣지의 프로파일 데이터(profile data)를 비교하여, 상기 레이저라인이 상기 피사체 표면에서 형성되는 영역 및 상기 수광부에 의한 측정영역을 교정하는, 표면상태 검출장치.
  6. 청구항 1 및 청구항 5 중 어느 하나의 항에 따른 표면상태 검출장치 및 상기 상부바디와 상기 하부바디 사이에 배치되는 컨베이어 벨트를 포함하는 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 표면상태 검출장치는, 상기 수광부에서 수신된 복수의 픽셀값을 추출하여 상기 컨베이어 벨트의 표면상태를 검출하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 표면상태 검출은, 상기 컨베이어 벨트의 표면 손상 여부, 두께, 엣지 손상 여부, 표면 변형 여부, 및 사행 현상 발생 여부 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 표면상태 검출장치는, 상기 하부바디의 하부에 마련되는 이동수단을 더 포함하고,
    상기 교정수단에 의해 상기 레이저라인이 상기 피사체 표면에서 형성되는 영역 및 상기 수광부에 의한 측정영역의 교정작업이 수행되기 전, 상기 상부바디와 상기 하부바디 사이에서 상기 컨베이어 벨트가 제거되도록 상기 이동수단에 의해 상기 표면상태 검출장치가 소정 방향으로 이동하는, 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 컨베이어 벨트 표면의 높낮이 정보로부터 상기 컨베이어 벨트의 잔여 두께 정보를 검출하는, 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는, 미리 설정된 잔여 두께보다 얇은 두께를 갖는 면이 상기 컨베이어 벨트에서 검출되는 경우 알림을 발생시키는, 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 알림은 상기 컨베이어 벨트의 구동을 중지하는 것을 포함하는, 컨베이어 벨트의 모니터링 시스템.
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