KR102480762B1 - 튜브 부품의 배향 방법 - Google Patents

Abstract

부품의 각도 위치를 측정하는 단계와, 이어서 측정 신호를 특히 고려하여 상기 부품의 각도 보정이 결정되는 중에 상기 부품을 배향시키는 단계를 포함하는 헤드 또는 스토퍼 등의 튜브 부품을 배향시키는 방법에 있어서, 상기 각도 보정은 모델링된 간섭 신호를 고려해서도 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. 본 발명은 상기의 방법을 사용하는 장치 또한 포함한다.

Description

튜브 부품의 배향 방법{METHOD FOR ORIENTING TUBE COMPONENTS}

대응 출원

본 출원은 에이사팩 홀딩 에스에이(Aisapack Holding SA) 명의로 2014년 10월 7일에 출원한 유럽 선출원특허 제 EP14187985.8호의 우선권을 주장하며, 이 선출원특허의 내용을 참고하여 그 전체를 본 출원에서 인용한다.

본 발명은 플렉시블 튜브 분야에 관한 것으로, 특히, 튜브 헤드나 스토퍼가 튜브 본체를 향해서 배향되는 액체 또는 점성 제품용 포장 튜브에 적용되는 것이다.

화장품, 식품 또는 구강 관리용 튜브의 경우, 포장 본체를 형성하는 유연한 부분에 대해서 튜브 헤드의 부품을 배향시키는 것이 종종 필요하다. 용어 튜브 헤드는, 예를 들어 어깨의 목에 스냅 피팅으로 고정되는 스냅 온 스토퍼(snap-on stopper)를 의미한다. 이들 스토퍼의 경우, 그의 개구가 튜브 본체의 인쇄에 대해서 배향되는 것이 종종 바람직하다. 다른 스냅 온 스토퍼는 튜브의 목에 나사 결합된다. 이 경우, 스토퍼가 궁극적으로 원하는 위치에 위치되도록 하려면, 튜브 본체에 대한 어깨의 배향이 필요하다. 보다 일반적으로, 튜브 헤드가 회전 대칭을 보이지 않는 경우, 튜브 본체에 대해서 튜브 헤드를 배향시키는 배향 동작이 필요하다.

튜브 본체에 대한 튜브 헤드의 배향은 당업자에 의해 오랫동안 공지되어 있으며, 생산 기계 상에서 자동으로 실행된다. 도 1에 도시된 현재 사용되는 원리는 노치(3)를 국부적으로 포함하는 부품(2)을 회전시키는 데 있다. 레이저 셀(11)에 의해 방출된 빔(5)은, 노치(3)가 빔의 전방을 통과할 때(도 1b) 이외에는, 회전하는 부품(2)에 의해서 차단된다(도 1a). 이렇게 정렬된 순간에, 셀(11)에 의해 방출된 레이저 빔(5)은 거울(12)에 의해 반사되고 되돌아와 셀(11)(도 1b)에 의해 검출된다. 이러한 유형의 셀에 의해 방출되는 신호가 도시되어 있다(도 1c). 얻어진 신호(8)는 부품(2)의 각도 위치(6)의 함수로서 표시된다. 신호는 회전 중에 레이저 빔(5)과 노치(3)의 정렬에 대응하는 펄스(9)의 형태를 취한다. 전술한 노치(3)를 검출하기 위한 장치와 결합된 부품(2)을 회전시키는 서보 모터의 사용으로, 기준 위치(7)에 대해 부품을 배향시키는 것이 가능케 된다.

비록 매우 광범위하게 사용되지만, 전술한 시스템은 다수의 단점을 포함한다. 첫 번째 단점은 노치의 기하학적 구조와 관련이 있으며, 그의 형상이나 그의 크기로 인해 종종 이를 검출하는 것이 어렵다. 일부 경우에, 셀(11)의 위치결정은 매우 정밀한 설정을 필요로 하므로, 길고 비용이 많이 드는 설정 시간을 초래한다. 이러한 검출 시스템의 또 다른 단점은 회전 중에 부품(2)을 유지하는 클램프에 의한 부품(2)의 변형과 관련이 있다. 마지막으로, 많은 부품은 그들의 기하학적 구조가 적합하지 않거나(노치(3) 없음), 레이저 빔에 대한 불투명도의 부족으로 인해, 상기 장치에 의해 배향될 수 없다.

특허 출원 WO2011116902는 전술한 어려움을 완화하기 위해 도 2에 나타낸 배향 방법을 제안한다. 이 출원에서는, 도 2a에 나타낸 바와 같이 셀(11)을 배치하고, 부품(2)의 회전 중에 셀에 의해 수신된 리턴 신호를 분석하는 것이 제안되어 있다. 기준 신호(16)는 기준 각도 위치(7)(도 2b)에서 배향되는 부품(2)의 위치에 대해 규정된다. 슐츠(Schulthess)가 제안한 배향 방법은 배향될 스토퍼(도 2c)에 대응하는 신호(8)를 획득하고, 위상차(10)를 결정하기 위해 이 신호(8)를 기준 신호(16)와 비교하는 것으로 이루어진다. 보다 구체적으로, 슐츠는 위상차의 함수로서 신호(8)와 신호(16) 간의 상관 관계를 계산하는 것을 제안한다. 최상의 상관 관계에 대응하는 위상차(10)에 대한 정렬이 발견된다.

특허 WO2011116902에 제안된 배향 방법은 이후에 마주치는 일정한 수의 문제를 해결하는 것을 가능케 한다. 그러나, 이 방법은 다수의 단점을 보인다. 주요 결점이 도 3에 도시되어 있다. 도 3a는 회전 공구의 클램프(16)에 의해 유지되는 경우 부품(2)의 변형예를 나타낸다. 도 3a의 도면 a, b 및 c는 클램프(16)에 대한 부품(2)의 3 개의 각도 위치(angular position)에 관해, 클램프(16)에 의해 변형된 부품(2)을 나타낸다. 도 3b는 도 3a의 도면 a, b 및 c에서 신호(8a, 8b 및 8c)를 각각 나타낸다. 신호(8a, 8b 및 8c)는 셀(11)의 전방에서 부품(2)의 회전 중에 얻어진다. 이들 신호에 있어서, 특성 피크(9a, 9b 및 9c)는, 예를 들어 노치(3)에 대응한다. 도 3b는 슐츠가 제안한 방법에 따라 신호(8a, 8b 및 8c) 중에서 얻어진 최상의 상관 관계를 나타낸다. 도 3b에서 각각 8a, 8b 및 8c로 나타낸 신호의 특성 피크(9a, 9b 및 9c)는 중첩되지 않음을 알 수 있다. 상기 결과는 이러한 정확한 경우에, 특허 WO2011116902에 제안된 방법을 사용할 수 없음을 보여준다. 이러한 정확한 경우에, 특성 피크(9a, 9b 및 9c)의 정렬은 신호(8a, 8b 및 8c) 간의 최소 또는 최대 상관 관계를 유발하지 않게 된다. 일반적으로, 슐츠가 제안한 방법은 부품(9)의 특성 신호가 전적으로 독립적인 위상을 갖는 간섭 신호(13)와 섞이는 경우에 적용할 수 없다. 슐츠가 제안한 방법은 특히 회전 중에 고정 클램프에 의해 변형된 부품을 배향시키는 것을 가능케 하지 않는다. 또한, 이 방법은 도구가 중요한 간섭 신호를 생성할 때도 적용되지 않으며, 이는 일반적으로 산업용 장치가 자동으로 작동하는 경우다. 간섭 신호는 회전 공구(기능적 플레이, 정렬 결함, 부품의 변형)와 관련된 부분, 회전 공구에서 부품의 위치결정 불규칙성과 관련된 기타 부분 및 환경(기계 진동)과 관련된 기타 부분으로 구성된다.

후술하는 본 발명에서 제안한 방법은 전술한 결점들을 완화시키는 것을 가능케 한다.

정의

본 명세서에서, 용어 "부품"은 도면에서 번호 2에 해당하고, 튜브 본체에 대해 배향될 튜브 헤드의 요소를 말한다. 부품은, 예를 들어 스토퍼다.

용어 "노치"는 번호 3에 해당하고, 부품의 요소 또는 몇개의 요소를 나타내는 데 사용되며, 부품(2)에 탐지 가능한 기준을 형성함으로써, 배향을 규정하는 것을 가능케 한다. 이들 요소는 부품의 기하학적 구조, 그의 표면 상태, 그의 조성, 그의 색상과 관련될 수 있다.

용어 "셀"은 번호 11에 해당하고, 일반적으로 신호의 방출 및 수신을 가능케 하는 레이저 셀을 나타낸다. 보다 일반적으로, 용어 셀은 신호를 방출하고 그의 회전 중에 부품과 상호 작용하는 신호의 적어도 일부를 수신하는 장치를 나타낸다.

번호 5에 해당하는 용어 "빔"은 셀에 의해 방출되는 신호를 말한다.

번호 13에 해당하는 용어 "간섭 신호"는 부품의 배향과 관련된 어떤 정보를 포함하지 않는 셀에 의해 수신된 신호의 일부를 나타낸다.

번호 14에 해당하는 용어 "부품 신호 모델"은 부품에 고유한 정보를 포함하고 그의 배향에 유용한 모델의 부분을 나타낸다.

번호 15에 해당하는 용어 "간섭 신호 모델"은 부품의 배향에 소용이 없는 정보를 포함하는 모델의 부분을 나타낸다. 간섭 신호 모델은, 예를 들어 회전 공구에서 부품의 변형, 회전 공구에서 부품의 위치 불규칙성, 공구의 기능적 플레이, 진동 등과 관련된 정보를 포함한다.

본 발명은 특허청구범위에 규정된 바와 같이 부품을 배향시키는 방법 및 상기 방법을 구현하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 특히 배향될 부품의 회전, 부품과 간섭하는 신호의 방출 및 수신에 근거한 배향 방법을 제안한다. "측정 신호"라 부르는 리턴 신호에 내포된 정보는 회전 공구에서 부품의 위치를 규정하는 데 사용된다. 다음에, 유도된 각도 보정을 적용하여 원하는 위치에 부품을 배향시킨다.

일 실시예에 따르면, 본 발명은 "모델링 위상"이라 부르는 제 1위상에서 측정한 신호 모델을 생성하는 것으로 이루어지는 제 1위상을 포함한다. 유리하게는, 측정 신호 모델은 "부품 신호 모델"이라 부르는 부품을 나타내는 제 1신호와, 측정 장치의 적어도 하나의 제 2신호 특성과, "간섭 신호 모델"이라 부르는 그의 환경의 조합으로 구성된다.

본 발명에 따르면, 부품 신호 모델과 간섭 신호 모델의 조합은, 예를 들어, 적산 또는 가산적이거나, 보다 복잡한 형태일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 가산 조합으로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 모델링 위상은 각각의 새로운 부품에 대해 필요하며, 랜덤하게 배향된 적어도 5 개의 부품, 바람직하게는 적어도 10 개의 부품에 대한 측정 신호의 획득을 요한다. 이들 측정 신호에 내포된 정보는 신호 모델을 규정하는 데 사용된다.

모델링 위상이 완료되면, 측정 신호는 신호 모델로 체계적으로 대체되며, 결과적으로 부품 신호 모델과 간섭 신호 모델로 나뉜다. 부품 신호 모델의 위상은 부품의 각도 위치를 나타낸다.

상기 방법은 원하는 각도 배향에 대응하는 부품의 기준 위치를 규정하는 것으로 이루어지는 "교정 위상"이라 부르는 제 2위상을 포함한다. 이 위상은 랜덤하게 배향된 부품에 필요한 위상차를 규정하는 오퍼레이터의 개입이 필요하다. 위상차는 부품 신호 모델의 위상과 비교되고, 기준 위치가 규정된다.

상기 방법은 소위 제 3자동 배향 또는 생산 위상을 포함한다. 생산 위상 중에, 부품은 자동으로 배향된다. 배향 방법은 측정 신호를 신호 모델로 대체하는 제 1단계를 포함한다. 이 동작은 적어도 부품 신호 모델의 위상을 변화시키고, 측정 신호와 신호 모델 간에 최적의 균형을 제공하는 "부품 위상"이라 부르는 위상을 식별하는 것으로 이루어진다. 측정 신호와 신호 모델 간의 제곱한 편차의 합을 최소화함으로써 최상의 균형이 얻어진다. 다음에, 상기 방법은 미리 규정된 기준 위상과 부품 위상 간의 위상차 값에 의해 부품의 각도 위치를 수정하는 것으로 이루어지는 제 2단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 부품 위상에 대한 검색은 부품 신호 모델의 위상 및 간섭 신호 모델의 위상을 공동으로 변화시키고 신호 모델과 측정 신호 간의 최적의 균형을 찾는 것에 의해 실행할 수 있다. 바람직한 방법은 부품 신호 모델의 위상만 변화시키는 것으로 이루어진다.

본 발명의 첫 번째 이점은 간섭 노이즈가 상당한 진폭을 갖는 산업 환경에서 사용을 가능케 하는 그의 견고성에 있다. 간섭 신호의 진폭이 부품에 특유한 신호의 진폭보다 훨씬 더 높은 경우에도, 특히 부품의 배향을 허용한다.

본 발명의 두 번째 이점은 높은 생산률로 부품을 배향시키는 것이 가능한 데 있다. 예를 들어, 본 발명은 회전 공구에 의해 변형된 부품을 배향시키는 것을 가능케 한다. 부품의 변형은 회전 공구에서의 그의 위치 함수일 수 있다. 결과적으로 부품 변형 신호는 부품을 배향시키는 데 사용할 수 없으며, 간섭 신호가 된다. 본 발명은 스토퍼의 배향 및 그의 변형과 관련된 간섭 정보와 연관되는 정보를 분리하는 것을 가능케 한다. 마찬가지로, 본 발명은 회전 공구에서 부품의 위치결정의 변화와 관련된 간섭정보, 또는 회전 공구의 결함(둥글지 않음, 진동, 정렬 결함)과 관련된 간섭 정보를 분리할 수 있게 한다.

이 방법은 간섭 노이즈의 레벨이 측정 시스템에 고유하고 그의 환경이 배향될 부품의 신호 특성보다 높은 진폭인 경우라도, 부품의 각도 위치를 규정할 수 있게 한다.

본 발명은 독립항, 및 그의 보다 특정한 실시예를 규정하는 종속항에 내포된 특징에 의해 규정된다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c를 포함하는 도 1은 튜브 본체에 대해 부품을 배향시키기 위해 업계에서 일반적으로 사용되는 종래 기술의 배향장치 및 방법을 나타낸다.
도 1a는 배향장치에서의 부품의 랜덤한 위치를 나타낸다.
도 1b는 배향 공정 중에 부품의 노치(3)를 검출하는 것을 나타낸다.
도 1c는 부품의 회전으로 발생한 신호를 나타낸다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 포함하는 도 2는 특허 출원 WO2011116902에 기재된 제 2배향 방법을 나타낸다.
도 2a는 사용된 배향장치를 나타낸다.
도 2b는 부품의 공지된 각도 위치에 대응하는 기준 신호를 나타낸다.
도 2c는 부품의 랜덤한 위치에 대해 측정한 신호를 나타낸다.
도 3a 및 3b를 포함하는 도 3은 특허 출원 WO2011116902에 제안된 방법의 결점을 나타낸다.
도 3a는 회전 공구의 클램프(16) 내에서 부품(2)의 변형을 도시한다. 도면 a, b 및 c는 클램프(16) 내에서 부품(2)의 여러 각도 위치를 나타낸다.
도 3b는 도 3a의 도면 a, b 및 c에 각각 대응하는 신호(8a, 8b 및 8c) 간에 얻어진 최상의 상관 관계를 나타낸다. 두 신호 간의 최상의 상관 관계는 부품의 동일한 배향에 대응하지 않는다.
도 4는 본 발명에서 사용한 배향장치를 나타낸다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c를 포함하는 도 5는 신호 모델의 생성 위상을 나타낸다.
도 5a는 모델링 위상 중에 부품(a, b, c, d, e 및 f)의 랜덤한 배향에 대응하는 신호(8a, 8b, 8c, 8d, 8e 및 8f)의 획득을 나타낸다.
도 5b는 모델링 위상으로부터 구한 부품 신호 모델을 나타낸다.
도 5c는 모델링 위상으로부터 구한 간섭 신호 모델을 나타낸다.
도 6은 부품 신호 모델과 기준 위치 간의 위상차를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 배향 방법을 도시한다.

도 4에 도시된 본 발명의 일반적인 원리는 배향될 부품(2)의 회전, 부품과 간섭하는 신호(5)의 방출 및 수신에 근거한 배향장치 및 방법에 있다. "측정 신호"라 부르는 리턴 신호에 내포된 정보는 회전 공구에서 부품의 위치를 규정하는 데 사용된다. 다음에, 유도된 각도 보정을 적용하여 원하는 위치에 부품을 배향시킨다.

도 4에 도시된 배향장치는 축(4)을 중심으로 회전할 때 부품(2)과 간섭하는 신호(5)를 방출 및 수신하는 적어도 하나의 셀(11)과, 부품(2)을 회전시키는 수단과, 셀(11)로부터 정보를 처리하는 수단을 포함한다. 셀(11)은 2개의 독립 엔티티로, 즉 신호(5)를 방출하는 제 1엔티티, 및 부품과 간섭되는 신호를 수신하는 제 2엔티티로 구성될 수 있다

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 부품을 배향시키는 장치는 신호(5)(바람직하게는 광 신호)를 방출하고 수신하는 적어도 하나의 셀(11)과, 정보 처리 수단(12), 예를 들어 컴퓨터 유형의 시스템 또는 기타 등가 시스템을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 셀(11)은 정보 처리 수단(12)에 연결되는 에너지 유형의 광 센서다. 이 바람직한 실시예에 따르면, 상기 수단(12)은 주로 독립 프로세서(12')를 포함한다. 이 프로세서(12')는 특히 셀(11) 및 부품 회전 툴의 축 상에 위치된 코더(4')에 의해 전송된 정보를 처리하게 된다. 상기 코더(4')는 회전 공구의 각도 위치를 상기 프로세서(12)에 통지한다. 기준에 대한 부품의 위상차가 계산되면, 프로세서(12')는 정확한 위치에 상기 부품을 배향시키기 위해 부품 회전 모터의 제어와 상호 작용한다. 바람직한 실시예에 따르면, 프로세서(12')는 또한 오퍼레이터가 생산 중에 부품(2)의 초기 설정을 실행하고 배향을 추적할 수 있게 하는 디스플레이 스크린(20)에도 연결된다.

전술한 장치는 부품(2)을 높은 생산률로 배향시키는 것을 가능케 하므로 특히 유리하다. 기계의 프로세서와 독립된 배향 프로세서(12')의 사용으로, 기계의 구동과 관련되고 기계의 프로세서에 의해 처리되는 정보와 병렬로 부품(2)의 배향에 관계되는 정보를 처리하는 것을 가능케 한다.

제안한 장치의 또 다른 이점은 그의 모듈성과 관련이 있다. 본 발명에 기재된 장치는, 그의 동작 또는 그의 제어 모드가 크게 다른 기계에서도 큰 어려움없이 구현할 수 있다. 또한, 상기 장치는 정보 처리 레벨 또는 하드웨어 레벨에서 업그레이드가 가능하므로, 모듈 식이기도 하다. 이러한 업그레이드는 기계의 나머지와 독립적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 핵심은 특히 그의 주요 단계가 도 7에 기재되어 있는 배향 방법에 있다. 이 방법은 적어도 3개의 위상, 즉 소위 제 1신호 모델링 위상, 소위 제 2교정 위상, 소위 제 3자동 배향 위상을 포함한다.

모델링 위상은 랜덤하게 배향된 부품과 관련되는 다수의 신호를 획득하고, 다음에 적절한 디지털 처리를 실행하여 신호 모델을 규정할 수 있게 하는 것으로 이루어진다. 본 발명에 따른 신호 모델은 적어도 부품 신호 모델 및 간섭 신호 모델로 구성된다. 본 발명에 따르면, 부품 신호 모델은 부품에 특유하고 그의 배향을 규정하는데 유용한 정보를 포함하는 한편, 간섭 신호 모델은 측정 장치 및 그의 환경의 특성 정보를 포함하며 결과적으로 부품의 배향에는 소용이 없다. 모델에 있어서, 궁극적으로 상기 부품을 배향시키기 위해 찾아야 하는 이러한 각도 위치가 정확하므로, 부품 신호 모델의 위상 또는 각도 위치는 가변적이다.

모델링 위상은 오퍼레이터의 개입없이 기계에 의해 자동으로 수행된다. 규정된 모델이 충분히 탄탄하려면, 간섭 신호 모델은 생산 중에 발생할 수 있는 교란을 고려할 필요가 있다. 이러한 이유로, 모델링 위상에 대한 신호 수집은 생산 환경에서, 다시 말해, 생산에 사용된 것과 동일한 기계 설정으로 실행된다. 충분히 랜덤한 장치에서의 부품의 배향 분포를 얻기 위해서는, 생산 중에 발생할 수 있는 모든 방해 요소를 고려하여 최소 수의 부품을 사용해야 한다. 경험에 따르면, 모델의 강인성은 회전 장치에서 랜덤하게 배향된 5 개의 부품에 대응하는 적어도 5 개의 신호를 연속으로 획득해야 함을 알게 되었다. 우선적으로, 모델을 규정하는 데 적어도 10 개의 신호가 사용된다. 부품의 품질이 열악하고 상당한 치수 변화를 보이는 경우, 또는 기계가 마모되거나 잘못 조정된 경우, 보다 많은 수의 신호를 필요로 할 수 있다. 일반적으로, 이러한 배향 동작을 요하는 포장 기계는 단계별로 분당 60 파츠(parts) 이상의 속도로 작동한다. 따라서 10 개의 신호를 획득하는 시간은 6 초 미만이며, 이는 기계 설정 시간에 어떤 중요한 영향을 미치지 않으면서 보다 많은 수의 신호를 사용할 수 있음을 나타낸다.

모델링 위상에서는 수집된 신호로부터 신호 모델을 검색하는 것이 필요하다. 이들 데이터를 기반으로 적절한 디지털 처리가 실행되어 부품 신호 모델과 간섭 신호 모델을 규정한다. 신호 모델은 부품 신호 모델과 간섭 신호 모델의 조합으로부터 발생한다. 우선적으로, 신호 모델은 부품 신호와 간섭 신호의 부가적인 조합으로부터 발생한다. 배수 조합이나 더욱 복잡한 형태의 조합도 고려할 수 있다. 본 발명에 따르면, 적어도 부품 신호 모델의 위상은 가변적이다. 부품 신호 모델의 위상은 회전 공구에서 부품의 각도 위치를 나타낸다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 간섭 신호 모델의 위상은 일정하며, 이는 간섭이 상기 부품을 회전시키는 공구와 주로 관련이 있음을 나타낸다.

다음에, 부품 배향 방법은 도 7에 나타낸 바와 같이, 교정 위상을 포함한다. 교정 위상의 목표는 원하는 배향 위치를 규정하는 데 있다. 이 위상은 배향장치에서 랜덤하게 위치되는 부품을 배향시키기 위해 가할 각도 회전 값(다시 말해, 위상차 값)을 나타내는 오퍼레이터의 개입을 수반한다. 교정 위상은 다수의 단계를 포함한다. 제 1단계는 회전 공구에서 랜덤하게 위치된 스토퍼에 대한 신호를 얻는 것으로 이루어진다. 다음에 제 2단계에서, 측정 신호와 신호 모델 간의 편차를 최소화하기 위해 부품 신호 모델의 위상이 결정된다. 편차를 최소화할 수 있는 부품 신호 모델의 위상은 회전 공구에서 부품의 각도 위치를 규정한다. 제 3단계에서, 오퍼레이터는 원하는 배향을 얻기 위해 가할 위상차 값을 표시한다. 이 마지막 단계는 상기 부품의 배향된 위치에 대응하는 부품 신호 모델의 기준 각도 위치를 규정하는 것을 가능케 한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 배향 방법의 제 3위상은 자동 배향 위상 또는 생산 위상이다. 이 위상 중에, 기계는 높은 생산률로 부품을 자동으로 배향시킨다. 자동 배향 위상은 적어도 일련의 신호 획득 단계, 부품 신호 모델의 위상을 검색하는 단계, 기준 위치(배향 위치)에 대해 적용할 위상차의 계산 단계, 및 마지막으로 위상차를 가해 부품을 배향시키는 단계를 포함한다.

자동 배향 위상은 주어진 생산률로 매우 짧은 시간 내에 실행해야 한다. 본 발명의 주요 이점은 매우 높은 생산률의 달성 가능성에 있다. 제 2단계에서는 신호 모델을 사용하여 신호의 위상을 규정함으로써, 매우 짧은 계산 시간을 가능케 한다. 이 제 2단계에서는 모델 덕분에 측정 신호를 부품 신호 모델과 간섭 신호 모델의 조합으로 발생한 신호 모델로 대체할 수 있는 점에서, 많은 이점이 있다. 이러한 대체는 부품 신호 모델의 위상을 변화시키고, 신호 모델을 측정 신호와 비교함으로써 얻어진다. 신호 모델과 측정 신호 간의 편차가 최소인 경우에, 부품 신호 모델의 위상이 결정된다. 신호 모델과 측정 신호 간의 편차를 최소화하기 위해 우선적으로 사용하는 방법은 두 신호 간의 제곱한 편차의 합을 최소화하는 것으로 이루어진다. 신호 모델을 부품 신호 모델과 간섭 신호 모델로 나눌 수 있으므로, 모델을 사용하여 이들 동작을 실행하는 것이 주요 이점이다.

본 발명에 따르면, 배향 방법은 또한 신호 모델과 측정 신호 간의 편차 분석에 근거한 배향의 신뢰성을 정량화하는 것도 가능케 한다. 구한 신뢰도 값은 배향이 불확실한 것으로 간주되는 부품을 배출하는 데 사용할 수 있다.

도 7에 묘사된 방법은 간섭 노이즈가 감산되므로 훌륭한 견고성을 제공한다. 이 방법의 이점은 간섭 노이즈에 대한 모델의 사용과, 부품의 모델 특성 및 그의 배향에 있다.

도 5a, 도 5b 및 도 5c를 포함하는 도 5는 모델링 위상을 나타낸다. 도 5a는 회전 공구의 각도 위치(6)의 함수로서 측정 신호(8a 내지 8f)를 획득한 예를 도시한다. 도 5a에 나타낸 바와 같이, 이들 신호에서는, 그의 위상이 변하며 회전 공구에서 부품(a 내지 f)의 각 배향의 특성인 피크(9a 내지 9f)를 식별하는 것이 가능하다. 상기 측정 신호(8a 내지 8f)는 회전 공구와 일치된 위상으로 간섭 노이즈(13a 내지 13f)를 나타내는 것도 알 수 있다. 모든 신호(8a 내지 8f)의 적절한 처리는 도 5b 및 도 5c에 나타낸 신호 모델을 얻는 것을 가능케 한다. 도 5b는 그의 위상이 가변적이며 부품 및 그의 배향만을 나타내는 부품 신호(14)의 모델을 나타낸다. 이 신호에서는, 도 5a에 있는 피크(9a 내지 9c)의 모델인 피크(9)는 쉽게 식별 가능하다. 도 5b는 부품의 배향을 위해서도 사용할 수 있지만, 도 5a의 측정 신호에서 시각적으로 식별할 수 없는 일련의 2 차 피크도 도시한다. 이 예는 본 발명에 따른 방법이 간섭 노이즈로 인해 측정 신호에서 검출할 수 없는 부품의 특성을 식별할 수 있음을 보여준다. 도 5c는 도 5a의 간섭 노이즈(13a 내지 13f)를 나타내는 간섭 신호(15)의 모델을 나타낸다. 도 5c에 나타낸 간섭 신호 모델에서는 랜덤하게 발생하지 않는 노이즈만 유지된다. 도 5의 예에서, 간섭 신호(15)의 모델은 회전 공구와 위상이 일치한다. 도 5의 예에서, 신호 모델은 도 5b에 나타낸 부품 신호 모델과 도 5c에 나타낸 간섭 신호 모델의 합에 대응한다.

도 6은 교정 위상 중에 실행되는 동작을 나타낸다. 이 동작은 부품의 원하는 배향에 대응하는 기준 위치(7)를 결정하는 것으로 이루어진다. 이 교정 위상 중에, 오퍼레이터는 각도 회전, 다시 말해 원하는 배향을 얻기 위해 부품에 가할 위상차(10)를 규정한다. 도 6 에 나타낸 바와 같이, 위상차는 측정 신호로부터가 아닌 부품 신호 모델로부터 계산된다.

본 발명에 기재한 배향 방법은 특히 인쇄된 튜브 본체에 대해 스토퍼를 배향시키는 것에 관련된다. 특히, 본 발명은 튜브의 개방이 인쇄에 따라 이루어지도록 "스냅 온(snap-on)" 유형의 클립식 스토퍼(clipped-on stopper)를 배향시키는 것을 가능케 한다. 본 발명은 특히 회전 공구의 클램프 내에서 변형되는 얇은 스토퍼를 배향시키는 것을 가능케 한다.

본 발명은 가할 위상차(10)가 매우 정확하게 규정되므로, 부품의 배향 정확성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 매우 짧은 시간 내에 부품을 배향시키는 것을 가능케 하고, 이는 높은 생산률을 달성하는 것을 가능케 한다.

본 발명은 부품의 치수 변화(변형, 제거) 또는 생상 변화와 관련된 불량품을 감소시키는 것을 가능케 한다.

본 발명은 부품의 변화(기하학적 구조, 직경, 색상)에 따른 경화 시간을 현저하게 감소시키는 것을 가능케 한다.

본 발명의 실시예는 예시적인 예로서 주어졌으며 제한적인 것으로 간주해서는 안된다. 청구된 보호 범위 내에서, 특히 동등한 수단을 사용하여 변형이 가능하다.

예를 들어, 신호 방출 및 수신 셀(11)은 그의 일부에 대해 고정된 채로 유지되는 부품에 대해 수행할 수 있다.

바람직하게는, 셀은 배향될 물체/부품의 회전축에 직각인 축 상에 위치된다. 판독 평면에 내포된 정보가 부품의 각도 배향(예를 들어, 물체의 상부면)에 관한 정보를 포함하는 경우, 물체의 배향 축에 평행한 평면에 따른 셀의 위치도 사용할 수 있다.

보다 일반적으로, 셀 축의 위치결정은 배향 축에 대해 상이한 배향에 따라 설정할 수 있다.

부품 상에서 검출될 수 있는 임의의 기준을 본 발명의 문맥 내에서 사용하여, 본 발명의 원리에 따라 상기 부품의 위치를 결정하고 상기 부품을 배향시킬 수 있다.

본 설명이 튜브 부품에 대한 적용을 언급하는 경우, 이는 제한적이지 않으며, 랜덤하게 배열된 부분을 신속하게 배향시키고자 하는 바램이 있음을 예상할 수 있다.

본 발명의 원리에 따라 처리될 필요가 있는 경우, 측정 및 배향에 사용되는 신호는 변환되는 광 신호 또는 기타 신호(전기, 자기 등)일 수 있다.

Claims (20)

1. 부품의 기준 위치를 결정함으로써 상기 부품의 각도 위치를 측정하는 단계와, 이어서 측정 신호를 고려하여 상기 부품의 각도 보정이 결정되는 중에 상기 부품을 배향시키는 단계를 포함하는 튜브 부품을 배향시키는 방법에 있어서, 상기 각도 보정은 모델링된 간섭 신호를 고려해서도 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   "모델링 위상"이라고 하는 예비 단계를 포함하며, 이 예비 단계 동안 측정된 신호는 모델링된 측정 신호를 형성하도록 모델링되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 모델링된 측정 신호는 상기 각도 보정을 위한 측정 신호로 대체되는 방법.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 모델링된 측정 신호(modelled measured signal)는 상기 모델링된 간섭 신호(modelled interfering signal) 및 모델링된 부품 신호(modelled component signal)를 포함하는 방법.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 모델링된 측정 신호는 측정 신호의 샘플링을 획득함으로써 결정되는 방법.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 모델링된 측정 신호는 몇몇 부품(components)들에서 측정한 신호를 획득함으로써 결정되는 방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 신호의 획득은 5 개 이상의 부품에 대해 실행되는 방법.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 부품의 상기 기준 위치로서 상기 부품의 원하는 각도 방향을 규정하는 것으로 이루어지는 교정 단계를 포함하는 방법.
9. 제 4항에 있어서,
   적어도 모델링된 부품 신호의 위상을 변화시키고, 상기 측정 신호와 모델링된 측정 신호 사이의 제곱된 편차의 합을 최소화하는 "부품 위상"이라고 하는 위상을 식별하는 단계로 구성된 자동 방향 설정 단계를 포함하며, 이어서 부품 위상과 이전에 정의된 기준 위치 사이의 위상차 값에 의해 부품의 각도 위치를 수정하는 것으로 구성된 제2 단계를 포함하는 방법.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 부품 위상을 식별하는 단계는 상기 모델링된 부품 신호의 위상 및 상기 모델링된 간섭 신호의 위상을 공동으로 변화시키는 것과, 상기 측정 신호와 상기 모델링된 측정 신호 간의 편차 제곱의 합을 최소화하는 방법.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 부품 위상을 식별하는 단계는 상기 모델링된 부품 신호의 위상만을 변화시키는 것으로 이루어지는 방법.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 간섭 신호는 상기 부품의 기하학적 구조를 고려하여 이론적으로 결정되는 방법.
13. 제 1항에 있어서,
    상기 측정은 광학적인 방법.
14. 제 1항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 튜브 부품을 배향시키는 장치로서, 신호(5)를 방출 및 수신하는 하나 이상의 셀(11) 및 정보 처리 수단(12)을 포함하는 배향장치.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 처리 수단은 배향 마이크로프로세서(12')를 포함하는 배향장치.
16. 제 15항에 있어서,
    상기 배향 마이크로프로세서(12')는 상기 셀(11) 및 상기 부품(2)을 회전시키는 공구의 축 상에 위치된 코더(4')에 의해 전송되는 정보를 처리하고, 각도 위치를 나타내는 배향장치.
17. 제 14항에 있어서,
    디스플레이 스크린(20)을 더 포함하는 배향장치.
18. 제 14항에 있어서,
    모델링된 간섭 신호를 생성하는 처리 유닛을 포함하는 배향장치.
19. 제 14항에 있어서,
    상기 장치는 모듈화된 것을 특징으로 하는 배향장치.
20. 점성 제품용 포장 튜브를 포함하는 가요성 튜브를 제조하는 것으로, 제 14항에 따른 배향장치를 포함하는 기계.

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