KR102517131B1 - 유막 형성 제품 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 유막 형성 제품 검사 방법을 제공하고자 하는 것으로, 본 발명의 구성은 양품 여부의 검사 기준이 되는 비교 모델(2)을 생성하고 픽스쳐 등록을 하는 비교 모델 생성 단계; 검사 제품 대상이 상기 비교 모델(2)의 양품에 맞는지의 여부를 검사하여 양품 또는 불량 제품 여부를 판단하는 검사 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는 절삭유 등으로 오염된 제품(자동차용 캠 등의 제품)을 검사하려고 하면 별도의 초음파 세척장비와 건조기 등이 필요하지만, 본 발명에 의한 유막 형성 제품 검사 방법은 영상처리로 유막부분을 무시하고 검사하여, 장비 코스트 절약과 생산효율을 높일 수 있다.

Description

유막 형성 제품 검사 방법{Oil slick residue goods checkup method}
본 발명은 유막 형성 제품 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절삭유 등으로 오염된 제품을 검사를 하려고 할 때에 영상처리로 유막부분을 무시하고 검사할 수 있는 새로운 유막 형성 제품 검사 방법에 관한 것이다.
자동차나 각종 기계 장치에 들어가는 캠은 샤프트홀이 형성되어, 상기 샤프트홀이 회전 샤프트에 결합되어, 상기 회전 샤프트의 회전에 의해 캠 기능을 하게 된다.
한편, 캠의 가공은 공작 기계에 의해 수행하는데, 캠의 가공시 열에 의한 열화를 방지하는 등의 이유로 캠 가공 모재에 오일을 공급하여 공작 기계로 절삭 가공과 연마 가공 등을 수행하게 된다.
그런데, 공작 기계에 의한 캠 가공시에 정밀한 캠의 가공이 제대로 이루어지지 못하는 경우가 많아서 캠 가공시 불량이 발생하는 경우가 많으며, 이로 인하여 캠이 불량 없이 제대로 가공되었는지의 여부를 검사할 필요가 있다. 특히, 캠과 같이 오일의 공급을 하면서 가공되는 제품의 경우에는 유막이 형성되어, 유막으로 인한 검사 과정의 방해없이 유막 형성 제품(상기 캠 등)의 검사를 제대로 할 필요가 있게 된다.
도 1에서와 같이, 유막이 형성이되면 빛이 산란이 되어 이미지가 물방울 형태로 나와서 검사를 방해하게 된다.
모따기 유무를 측정하고자 하는데 모따기 부분이 물방울 형태로 산란이 된 부분에 의해 가려지거나 흐려지게 된다.
이에 따라, 검사 결과를 얻어내기 힘들다.
물방울 형태의 부분의 제거를 위해서는 모폴로지 연산을 이용하여, 제거 하게 되는데 작은 크기의 경우는 쉽게 제거가 가능하나 유분에 의해서 생긴 큰 형태의 산란광은 원본 이미지가 필터를 통과하면서 훼손된다.
유분의 경우 가공시 절삭유가 그대로 묻어 나와서 형성되기 때문에 일정하지 않다.
절삭유의 상태(수용성 절삭유의 배합비율, 또는 지용성 절삭유 등)에 따라 유분량이 천자 만별이기 때문에 산란광이 생기는 것 또한 랜덤할 수 있다.
기존에는 고가의 세척설비를 두어, 초음파 세척, 고압 공기 분사장치, 건조로, 방청용 오일 도포 등을 거쳐서 제품이 검사장비로 보내지기 때문에 해당하는 설비의 투자와 인력투입 등으로 인해, 검사 외적인 부분의 코스트가 상승하고 검사 공정이 매우 복잡해지는 문제가 있다.
또한, 검사 공정이 매우 복잡해지는 만큼 생산 효율이 저하되고 사람에 의존하는 부분이 늘어나서 코스트가 많이 소요될 수밖에 없다.
한국등록특허 제10-0944975호(2010년02월23일 등록) 한국등록특허 제10-1744415호(2017년05월31일 등록)
본 발명의 목적은 절삭유 등으로 오염된 제품을 검사를 하려고 할 때에 영상처리로 유막부분을 무시하고 검사할 수 있는 새로운 유막 형성 제품 검사 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 양품 여부의 검사 기준이 되는 비교 모델을 생성하고 픽스쳐 등록을 하는 비교 모델 생성 단계; 검사 제품 대상이 상기 비교 모델과 비교하여 제품의 양품에 맞는지의 여부를 검사하여 양품 또는 불량 제품 여부를 판단하는 검사 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유막 형성 제품 검사 방법이 제공된다.
상기 비교 모델 생성 단계는, 상기 비교 모델의 원형 중심을 찾는 원형 중심 검출 단계; 상기 비교 모델의 원형 중심을 기준으로 위쪽과 아래쪽 부분을 찾는 상단 영역과 하단 영역 검출 단계; 상기 원형 중심 검출 단계와 상기 상단 영역과 하단 영역 검출 단계에서 찾아진 상기 비교 모델의 엣지면을 기준으로 오프셋 마스크를 생성하는 마스크 영역 형성 단계; 상기 비교 모델의 마스크 영역과 양품 제품 이미지를 연산하여 상기 비교 모델에서 검사할 부분인 검사 섹터를 얻어내는 검사 섹터 취득 단계; 상기 검사 섹터를 광원의 빛을 비추어서 카메라에 의해 촬영할 때 상기 광원의 빛이 산란되는 부분을 취득하여 그레이 밸류를 초과하는 라벨링면을 취득하는 라벨링면 검출 단계; 상기 라벨링면 검출 단계에서 검출된 라벨링면을 라벨링하여 처리하는 라벨링 단계; 상기 비교 모델에서 산란되지 않은 비산란 섹터의 평균 그레이 밸류를 구하는 그레이 밸류 취득 단계; 상기 비교 모델의 원형 중심을 기준으로 상기 카메라 또는 상기 비교 모델을 회전시켜서 프로파일을 구하는 프로파일 취득 단계; 상기 프로파일을 1차 미분하여 피크 포인트를 찾는 피크 포인트 검출 단계; 상기 피크 포인트를 양품 선별 기준점으로 하는 픽스쳐를 등록하는 픽스쳐 등록 단계;를 포함하며, 상기 비교 모델 생성 단계에서 취득된 상기 비교 모델의 상기 픽스쳐를 바탕으로 상기 검사 단계에서 상기 검사 대상 제품의 검사를 수행하여 상기 검사 대상 제품의 양품 여부를 판별하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 검사 단계는, 상기 검사 대상 제품의 중앙 원형의 중심점을 찾는 원형 중심 검출 단계; 상기 검사 대상 제품의 원형 중심을 기준으로 상단 영역과 하단 영역의 각도를 측정하여 상기 비교 모델의 상기 픽스쳐 좌표와 일치시키는 좌표 일치 수행 단계; 상기 검사 대상 제품의 검사 섹터 이미지를 추출하는 검사 섹터 추출 단계; 상기 비교 모델의 검사 섹터 이미지와 상기 검사 대상 제품의 검사 섹터 이미지를 매칭시켜서 검사 스코어를 비교하는 검사 매칭 단계; 상기 검사 스코어를 이용하여 상기 검사 대상 제품의 원형 중심을 기준으로 프로파일을 분석하여 피크 포인트를 찾는 피크 포인트 추출 단계; 상기 검사 대상 제품의 피크 포인트와 상기 비교 모델의 픽스쳐의 매칭 스코어를 비교하여 검사 결과를 도출하는 검사 대상 제품 양품 판단 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 비교 모델의 상기 양품 판별 기준 픽스쳐를 취득한 상태에서 베이직 모델의 베이직 양품 기준 픽스쳐와 비교하여, 상기 비교 모델의 상기 양품 판별 기준 픽스쳐가 정상적으로 취득되었는지의 여부를 검증하는 검증 단계;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 그레이 밸류 취득 단계는 비교 모델의 컬러가 들어가지 않은 부분을 카메라로 필요한 횟수만큼 촬영하여 상기 비교 모델의 컬러가 들어가지 않는 부분의 그레이 밸류들을 합산하고 나누어서 평균 그레이 밸류를 구하며, 상기 평균 그레이 밸류를 양품 비교 모델의 표준 그레이 밸류로 정하는 것을 특징으로 한다.
상기 그레이 밸류 취득 단계에서는 양품 비교 모델 표준 그레이 밸류가 정해져 있는 상태에서 카메라로 비교 모델으로 삼기 위한 제품을 정해진 횟수만큼 촬영하고, 카메라에 의해 취득된 그레이 밸류를 총합하여 촬영한 횟수로 나누어서 평균값 그레이 밸류를 취득하고, 평균값 그레이 밸류가 양품 비교 모델 표준 그레이 밸류에 부합하면 양품 비교 모델으로 정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 검사 대상 제품 양품 판단 단계는 검사 대상 제품의 피크 포인트와 비교 모델의 픽스쳐의 매칭 스코어를 비교하여 검사 결과를 도출하는 단계이며, 검사 대상 제품의 피크 포인트와 비교 모델의 픽스쳐의 매칭 스코어가 오차 범위 내에서 일치하면 검사 대상 제품을 양품으로 판별할 수 있고, 검사 대상 제품의 피크 포인트와 비교 모델의 픽스쳐의 매칭 스코어가 오차 범위 내에서 일치하지 않으면 검사 대상 제품을 불량으로 판별할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 라벨링 단계는 상기 라벨링면 검출 단계에서 검출된 라벨링면을 검게 칠해서 라벨링함으로써 카메라와 광원을 이용하여 비교 모델(2)의 검사 섹터를 촬영할 때에 광원의 빛이 산란되는 부분을 삭제하여 광원에 의한 간섭에 의해 그레이 밸류를 취득할 때에 방해 요소를 제거하는 단계인 것을 특징으로 한다.
절삭유 등으로 오염된 제품(자동차용 캠 등의 제품)을 검사하려고 하면 별도의 초음파 세척장비와 건조기 등이 필요하지만, 본 발명에 의한 유막 형성 제품 검사 방법은 영상처리로 유막부분을 무시하고 검사하여, 장비 코스트 절약과 생산효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
해당 영상처리 기술을 이용하면 코스트 절감과 함께 가공기 라인과 검사라인을 인라인화 하여, 생산효율이 높아지고 사람에게 의존했던 부분들이 줄어들어 코스트 또한 절약되는 효과가 있다.
도 1과 도 2는 기존의 유막 형성 제품 검사 방법을 보여주는 사진
도 3은 본 발명의 비교 모델 생성 단계에서 원형 중심 검출 단계와 상단 영역과 하단 영역 검출 단계를 시행하는 과정을 보여주는 사진
도 4는 본 발명의 비교 모델 생성 단계의 마스크 영역 형성 단계를 보여주는 사진
도 5는 본 발명의 비교 모델 생성 단계의 라벨링 단계를 보여주는 사진
도 6은 본 발명의 비교 모델 생성 단계의 그레이 밸류 취득 단계를 보여주는 사진
도 7은 본 발명의 비교 모델 생성 단계에서 프로파일 취득 단계를 보여주는 사진
도 8은 본 발명의 비교 모델 생성 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면
도 9는 본 발명의 비교 모델 생성 단계에서 생성된 픽스쳐 모델의 일부를 보여주는 사진
도 10은 본 발명의 검사 단계에서 검사 대상 제품의 원형 중심 검출 단계를 보여주는 사진
도 11은 본 발명의 검사 단계에서 유막이 없는 양품 제품의 검사될 부분의 일부를 보여주는 사진
도 12는 도 11의 양품 제품의 검사 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면
도 13은 도 11의 양품 제품의 검사 단계에서 검사된 제품의 양품 판별 상태를 보여주는 그래프
도 14는 본 발명의 검사 단계에서 유막이 없는 불량 제품의 검사될 부분의 일부를 보여주는 사진
도 15는 도 14의 불량 제품의 검사 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면
도 16은 도 15의 불량 제품의 검사 단계에서 검사된 제품의 불량 판별 상태를 보여주는 그래프
도 17은 본 발명의 검사 단계에서 유막이 있는 양품 제품의 검사될 부분의 일부를 보여주는 사진
도 18은 도 17의 양품 제품의 검사 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면
도 19는 도 17의 양품 제품의 검사 단계에서 검사된 제품의 양품 판별 상태를 보여주는 그래프
도 20은 본 발명의 검사 단계에서 유막이 있는 불량 제품의 검사될 부분의 일부를 보여주는 사진
도 21은 도 20의 불량 제품의 검사 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면
도 22는 도 21의 불량 제품의 검사 단계에서 검사된 제품의 불량 판별 상태를 보여주는 그래프
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 예를 들어, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 비교 모델 생성 단계에서 원형 중심 검출 단계와 상단 영역과 하단 영역 검출 단계를 시행하는 과정을 보여주는 사진, 도 4는 본 발명의 비교 모델 생성 단계의 마스크 영역 형성 단계를 보여주는 사진, 도 5는 본 발명의 비교 모델 생성 단계의 라벨링 단계를 보여주는 사진, 도 6은 본 발명의 비교 모델 생성 단계의 그레이 밸류 취득 단계를 보여주는 사진, 도 7은 본 발명의 비교 모델 생성 단계에서 프로파일 취득 단계를 보여주는 사진, 도 8은 본 발명의 비교 모델 생성 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면, 도 9는 본 발명의 비교 모델 생성 단계에서 생성된 픽스쳐 모델의 일부를 보여주는 사진, 도 10은 본 발명의 검사 단계에서 검사 대상 제품의 원형 중심 검출 단계를 보여주는 사진, 도 11은 본 발명의 검사 단계에서 유막이 없는 양품 제품의 검사될 부분의 일부를 보여주는 사진, 도 12는 도 11의 양품 제품의 검사 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면, 도 13은 도 11의 양품 제품의 검사 단계에서 검사된 제품의 양품 판별 상태를 보여주는 그래프, 도 14는 본 발명의 검사 단계에서 유막이 없는 불량 제품의 검사될 부분의 일부를 보여주는 사진, 도 15는 도 14의 불량 제품의 검사 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면, 도 16은 도 15의 불량 제품의 검사 단계에서 검사된 제품의 불량 판별 상태를 보여주는 그래프, 도 17은 본 발명의 검사 단계에서 유막이 있는 양품 제품의 검사될 부분의 일부를 보여주는 사진, 도 18은 도 17의 양품 제품의 검사 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면, 도 19는 도 17의 양품 제품의 검사 단계에서 검사된 제품의 양품 판별 상태를 보여주는 그래프, 도 20은 본 발명의 검사 단계에서 유막이 있는 불량 제품의 검사될 부분의 일부를 보여주는 사진, 도 21은 도 20의 불량 제품의 검사 단계에서의 1차 미분 그래프와 프로파일 그래프와 피크 포인트를 보여주는 도면, 도 22는 도 21의 불량 제품의 검사 단계에서 검사된 제품의 불량 판별 상태를 보여주는 그래프이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 유막 형성 제품 검사 방법은 양품 여부의 검사 기준이 되는 비교 모델을 생성하고 픽스쳐 등록을 하는 비교 모델 생성 단계와, 검사 제품 대상이 비교 모델의 양품에 맞는지의 여부를 검사하여 양품 또는 불량 제품 여부를 판단하는 검사 단계를 포함한다. 본 발명에서는 비교 모델(2)과 검사 대상 제품(2)은 주로 캠이므로, 본 발명에서 기술하는 검사 섹터는 일례로서 주로 캠의 엣지면을 의미한다.
본 발명에서 비교 모델 생성 단계는 검사 기준 영역 검출 단계, 상단 영역과 하단 영역 검출 단계, 마스크 영역 형성 단계, 검사 섹터 취득 단계, 카메라 촬영 단계, 라벨링 단계, 그레이 밸류 취득 단계, 프로파일 취득 단계, 피크 포인트 검출 단계, 픽스쳐 등록 단계를 포함한다.
본 발명의 비교 모델 생성 단계에서 검사 기준 영역을 검출하는 검사 기준 영역 검출 단계는 원형 중심을 찾는 원형 중심 검출 단계이다. 본 발명에서 비교 모델(2)을 형성하는 제품은 주로 캠이기 때문에 검사 기준 영역 검출 단계는 원형 중심 검출 단계라 할 수 있다.
한편, 상기 검사 단계는 검사 대상 제품의 검사 기준 영역 검출 단계, 좌표 일치 수행 단계, 검사 섹터 추출 단계, 검사 매칭 단계, 피크 포인트 추출 단계, 검사 대상 제품 양품 판단 단계를 포함한다.
본 발명의 검사 단계에서 검사 기준 영역을 검출하는 검사 기준 영역 검출 단계는 원형 중심을 찾는 원형 중심 검출 단계이다. 본 발명에서 검사 대상 제품(2)은 주로 캠이기 때문에 검사 단계에서 수행하는 검사 기준 영역 검출 단계는 원형 중심 검출 단계라 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 기술하는 픽스쳐는 비교 모델(2)과 검사 대상 제품(2)을 카메라와 광원을 이용하여 측정하여 취득한 데이터로서, 상기 픽스쳐는 비교 모델의 측정 사이즈이다. 본 발명에서는 비교 모델(2)을 캠으로 하기 때문에 픽스쳐는 캠의 검사 영역인 엣지면의 좌우 폭 사이즈 데이터이다.
상기 비교 모델 생성 단계에서 취득된 비교 모델의 픽스쳐를 바탕으로 검사 단계에서 검사 대상 제품(2)의 검사를 수행함으로써 검사 대상 제품(2)의 양품 여부를 판별하게 된다. 본 발명에서는 자동차 등에 들어가는 캠을 검사하는데, 비교 모델과 검사 대상 제품(2)이 캠인 경우 비교 모델과 검사 대상 제품(2)에서 샤프트 결합홀과 인접된 엣지면(Edge) 부분이다. 본 발명에서는 편의상 검사 대상 섹터인 엣지면을 검사 섹터라 칭하기로 한다.
상기 원형 중심 검출 단계는 비교 모델(2)의 원형 중심을 찾는 단계이다. 도 3에 원형 중심 검출 과정이 도시되어 있다. 카메라와 같은 스캔 장비를 이용하여 비교 모델의 원형 중심을 찾을 수 있다.
상기 상단 영역과 하단 영역 검출 단계는 비교 모델의 원형 중심을 기준으로 위쪽과 아래쪽 부분을 찾는 단계이다. 도 3에 도시되어 있다.
상기 마스크 영역 형성 단계는 비교 모델의 원형 중심 검출 단계와 상기 상단 영역과 하단 영역 검출 단계에서 찾아진 상기 비교 모델의 엣지면(2EG)을 기준으로 오프셋 마스크를 생성하는 단계이다. 도 4에 마스크 영역이 도시되어 있다. 도 4에서 초록색으로 보이는 부분을 제외한 까맣게 보이는 부분이 마스크 영역이고, 초록색으로 보이는 부분이 검사 섹터이다. 마스크 영역은 카메라에 의해 촬영하여 취득된 촬영 이미지에서 초록색 부분과 하얗게 보이는 부분을 제외한 나머지 부분을 까맣게 칠해서 처리하는 방식으로 취득될 수 있다.
상기 검사 섹터 취득 단계는 비교 모델의 마스크 영역과 양품 제품 이미지를 연산하여 비교 모델에서 검사할 부분인 검사 섹터를 얻어낸다. 상기한 바와 같이, 도 4에서 도시된 초록색 부분과 하얗게 보이는 부분이 검사 섹터이다. 상기 양품 제품 이미지는 검사 표본 양품 제품으로 설정된 원본 이미지 데이터이다. 본 발명에서 검사 대상 제품(2)으로 캠을 검사하는 경우, 캠에서 엣지면(2EG)의 폭이 검사 표본 양품 제품으로 설정된 것이 원본 이미지 데이터이다. 본 발명에서 캠을 검사할 때에 상기 검사 섹터 취득 단계에서 비교 모델인 캠의 엣지면(2EG)과 양품 제품 캠의 엣지면(2EG)을 비교하여 검사 섹터를 얻어내는 것이다.
상기 라벨링면 검출 단게에서는 비교 모델의 검사 섹터를 카메라와 광원을 이용하여 촬영할 때에 빛이 산란되는 부분을 취득하여 그레이 밸류를 초과하는 라벨링면을 취득하는 단계이다. 캠을 비교 모델으로 할 경우에 엣지면(2EG)(검사 섹터)을 카메라가 촬영할 때에 빛이 산란되는 부분을 취득하여 그레이 밸류를 초과하는 라벨링면을 취득하는 단계인 것이다.
상기 라벨링 단계는 라벨링면 검출 단계에서 검출된 라벨링면을 라벨링하여 처리하는 단계이다. 상기 비교 모델의 라벨링면을 잉크 등으로 검게 칠해서 처리하게 된다. 상기 라벨링 단계는 라벨링면 검출 단계에서 검출된 라벨링면을 검게 칠해서 라벨링함으로써 카메라와 광원을 이용하여 비교 모델(2)의 검사 섹터를 촬영할 때에 광원의 빛이 산란되는 부분을 삭제하여 광원에 의한 간섭에 의해 그레이 밸류를 취득할 때에 방해 요소를 제거하는 단계인 것이다.
상기 그레이 밸류(Gray value) 취득 단계는 비교 모델에서 산란되지 않은 비산란 섹터의 평균 그레이 밸류를 구하는 단계이다. 도 6을 참조하면, 컬러가 들어가지 않은 부분 중에서 그레이 밸류가 60보다 큰부분(회색 영역)을 다 더해서 평균값을 취한다. 그레이 밸류 60은 설정된 값의 일례로서 그레이 밸류는 상황에 따라 달라질 수 있다.
상기 그레이 밸류 취득 단계는 비교 모델의 컬러가 들어가지 않은 부분을 카메라로 필요한 횟수만큼 촬영하여 상기 비교 모델의 컬러가 들어가지 않는 부분의 그레이 밸류들을 합산하고 나누어서 평균 그레이 밸류를 구하며, 상기 평균 그레이 밸류를 양품 비교 모델의 표준 그레이 밸류로 정한다. 상기 그레이 밸류 취득 단계에서는 양품 비교 모델 표준 그레이 밸류가 정해져 있는 상태에서 카메라로 비교 모델으로 삼기 위한 제품을 정해진 횟수만큼 촬영하고, 카메라에 의해 취득된 그레이 밸류를 총합하여 촬영한 횟수로 나누어서 평균값 그레이 밸류를 취득하고, 평균값 그레이 밸류가 양품 비교 모델 표준 그레이 밸류에 부합하면 양품 비교 모델으로 정하게 된다. 예를 들어, 정해진 양품 비교 모델 표준 그레이 밸류가 60이라면, 카메라로 촬영한 횟수가 10회이고, 각 횟수마다 촬영된 그레이 밸류값을 더한 다음 평균하여 그레이 밸류를 구하고, 상기 평균한 그레이 밸류가 양품 비교 모델 표준 그레이 밸류를 충족하는 비교 모델을 양품 비교 모델으로 설정하게 된다.
상기 프로파일 취득 단계는 비교 모델의 원형 중심을 기준으로 상기 카메라 또는 상기 비교 모델을 회전시켜서 프로파일을 구하는 단계이다. 비교 모델의 원형 중심으로 360°를 돌면서 프로파일을 얻어서 1차 미분 후 피크(Peak : 경계 Edge) 를 찾는다. 도 7 참조.
상기 피크 포인트 검출 단계에서는 프로파일을 1차 미분하여 피크 포인트를 찾는 단계이다. 도 8에서 빨간 그래프는 프로파일(음영값)을 나타내는 것이고, 파란 그래프는 해당 음영을 1차 미분한 결과이다. 초록색 그래프는 1차 미분한 결과를 바탕으로 도출된 피크 지점(Peak 지점)이다.
상기 픽스쳐 등록 단계에서는 피크 포인트를 양품 선별 기준점으로 하는 픽스쳐를 등록하는 단계이다. 상기 픽스쳐는 양품 선별 기준 데이더로서 제품 검사 장비에 구비된 데이터 베이스에 저장 등록할 수 있다. 도 9에서 경계 지점(붉은 점으로 이어진 부분 )을 특징점 으로 하는 픽스처 모델을 생성하여 학습시키는 것이다. 픽스쳐 모델을 생성하여 학습시킨다는 것은 픽스쳐 등록 단계에서 피크 포인트를 양품 선별 기준점으로 하는 픽스쳐를 저장하는 것을 의미한다.
한편, 본 발명에서는 비교 모델(2)의 양품 판별 기준 픽스쳐를 취득한 상태에서 베이직 모델의 베이직 양품 기준 픽스쳐와 비교하여, 상기 비교 모델(2)의 양품 판별 기준 픽스쳐가 정상적으로 취득되었는지의 여부를 검증하는 검증 단계가 더 포함된다.
검사 장치에 비교 모델의 양품 기준 픽스쳐를 입력하여 검사 장치에 미리 입력되어 있던 베이직 모델의 베이식 양품 기준 픽스쳐와 비교하여 상기 비교 모델의 양품 판별 기준 픽스쳐가 제대로 취득되었는지의 여부를 검증한다. 검사 장치에 데이터 베이스와 비교 연산부를 구비하여, 베이직 모델의 베이식 양품 기준 픽스쳐가 데이터 베이스에 미리 등록되어 있고, 상기 비교 모델의 양품 기준 픽스쳐를 데이터 베이스에 입력한 다음, 상기 비교 연산부에서 비교 모델의 양품 기준 픽스쳐를 입력하여 검사 장치에 미리 입력되어 있던 베이직 모델의 베이식 양품 기준 픽스쳐와 비교하여 상기 비교 모델의 양품 판별 기준 픽스쳐가 제대로 취득되었는지의 여부를 검증하는 것이다. 즉, 비교 모델의 양품 판별 기준 픽스쳐가 오류없이 제대로 측정이 되었느냐의 여부를 검증 단계에서 검증한다. 다시 말해, 카메라와 광원을 이용하여 비교 모델(2)이 비교 모델(2)의 양품 기준 픽스쳐가 틀리지 않고 제대로 측정되었는지의 여부를 검증하는 것이다.
상기 비교 모델 생성 단계에서 취득된 비교 모델의 픽스쳐(본 발명에서는 캠을 검사할 경우 캠의 엣지면(2EG)의 폭 치수 데이터임)를 바탕으로 검사 단계에서 검사 대상 제품(2)(예를 들어, 검사 대상 캠)의 검사를 수행하여 검사 대상 제품(2)의 양품 여부를 판별한다.
상기 원형 중심 검출 단계에서는 검사 대상 제품(2)의 중앙 원형의 중심점을 찾는 단계이다. 상기 검사 단계에서는 원형 중심 검출 단계는 검사하기 위한 검사 대상 제품(2)의 원형 중심을 검출하게 된다.
상기 좌표 일치 수행 단계는 검사 대상 제품(2)의 원형 중심을 기준으로 상단 영역과 하단 영역의 각도를 측정하여 비교 모델의 픽스쳐 좌표와 일치시키는 단계이다. 도 9에서는 검사 대상 제품(2)의 원형 중심을 기준으로 상단 영역과 하단 영역의 각도를 측정하는 상태가 도시되어 있다.
상기 검사 섹터 추출 단계는 검사 대상 제품(2)의 검사 섹터 이미지를 추출하는 단계이다. 카메라와 같은 스캔 장비로 검사 대상 제품(2)의 검사 섹터 이미지를 추출할 수 있다.
상기 검사 매칭 단계는 비교 모델의 검사 섹터 이미지와 검사 대상 제품(2)의 검사 섹터 이미지를 매칭시켜서 검사 스코어를 비교하는 단계이다. 제품 검사 장비에 검사 대상 제품(2)의 검사 섹터 이미지 스코어(검사 대상 제품(2) 이미지 스코어로서 예를 들어 제품이 캠인 경우 캠의 엣지면(2EG)의 폭 치수가 검사 대상 제품(2) 이미지 스코어가 됨)를 입력하면 제품 검사 장비에는 이미 비교 모델의 검사 섹터 이미지 스코어(양품 제품 이미지 스코어로서 예를 들어 제품이 캠인 경우 캠의 엣지면(2EG)의 폭 치수가 양품 제품 이미지 스코어가 됨)가 저장되어 있어서, 비교 모델의 검사 섹터 이미지와 검사 대상 제품(2)의 검사 섹터 이미지를 매칭시켜서 검사 스코어를 비교할 수 있게 된다.
상기 피크 포인트 추출 단계에서는 검사 스코어를 이용하여 검사 대상 제품(2)의 원형 중심을 기준으로 프로파일을 분석하여 피크 포인트를 찾는 단계이다.
도 10을 참조하면, 상기 검사 대상 제품 양품 판단 단계는 검사 대상 제품(2)의 피크 포인트와 비교 모델(2)의 픽스쳐의 매칭 스코어를 비교하여 검사 결과를 도출하는 단계이며, 검사 대상 제품(2)의 피크 포인트와 비교 모델(2)의 픽스쳐의 매칭 스코어가 오차 범위 내에서 일치하면 검사 대상 제품(2)을 양품으로 판별할 수 있고, 검사 대상 제품(2)의 피크 포인트와 비교 모델(2)의 픽스쳐의 매칭 스코어가 오차 범위 내에서 일치하지 않으면 검사 대상 제품(2)을 불량으로 판별할 수 있다. 예를 들어, 검사 대상 제품(2)이 캠인 경우 캠의 엣지면(2EG)의 사이즈(캠의 내측면과 외측면 사이의 엣지면(2EG)의 폭 사이즈)가 비교 모델(2)인 캠의 엣지면(2EG)의 사이즈와 비교하여 오차 범위 내에 들어가면 검사 대상 제품(2)을 양품으로 판별하고, 오차 범위를 벗어나면 검사 대상 제품(2)을 불량으로 판별할 수 있다.
다시 말해, 사각 지역의 중심을 가상의 선으로 이어 기울기를 구하여, 앞에서 학습한 픽스쳐 모델을 소스 이미지에 일치시켜 유사도를 판단한다.
유사도 판단시 기준에 부합하지 않으면 원본 영상(원본 영상이라 함은 비교 모델(2)의 비교 이미지 픽스쳐 영상을 의미함)을 픽스처 모델을 생성하는 방법(상기 비교 모델 생성 단계에서의 순서)으로 외각 엣지면(2EG)의 특징점을 찾는다.
미리 학습된 픽스쳐 모델의 특징점과 비교하여 최종 일치 여부를 판별한다.
픽스쳐 모델은 비교 모델 생성 단계에서 생성된 비교 모델(2)의 픽스쳐 모델이다.
소스 이미지는 비교 모델(2)의 픽스쳐 모델 이미지로서, 상기 검사 대상 제품(2)에서 추출한 픽스쳐 모델 이미지를 비교 모델(2)의 픽스쳐 모델 이미지와 비교하는 것이다.
본 발명에서는 도 11 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 검사 대상 제품(2)의 유막이 없을 때 픽스쳐 학습 단계를 모두 거친 후 실험을 진행하였다.
도 12와 도 13에 도시된 바와 같이, 정상 검사 대상 제품(2)(정상 샘플)의 검사 섹터(즉, 엣지면(2EG)(엣지 경계면)) 검출 결과 평균 약 17.8px로서 허용 오차 범위에 들어가는 것으로 판별되었다.
도 15와 도 16에 도시된 바와 같이, 부적합 검사 대상 제품(2)(부적합 샘플)의 검사 섹터(즉, 엣지면(2EG)(엣지 경계면)) 검출 결과 평균 약 11px로서 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판별되었다.
또한, 본 발명에서는 도 17 내지 도 22에 도시된 바와 같이, 검사 대상 제품(2)의 유막이 있을 때 픽스쳐 학습 단계를 모두 거친 후 실험을 진행하였다.
도 18과 도 19에 도시된 바와 같이, 정상 검사 대상 제품(2)(정상 샘플)의 검사 섹터(엣지면(2EG)(엣지 경계면)) 검출 결과 평균 약 15.2px로서 허용 오차 범위에 들어가는 것으로 판별되었다.
도 21과 도 22에 도시된 바와 같이, 부적합 검사 대상 제품(2)(부적합 샘플)의 검사 섹터(즉, 엣지면(2EG)(엣지 경계면)) 검출 결과 평균 약 23px로서 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판별되었다.
결과적으로, 본 발명에 의해서 영상 전처리 과정을 정상적을 수행한 후 시료당 약 10회 이상 반복 실험을 진행하였을때, 가공형상의 미가공 부분과 정상적인 가공부분을 치수에 의해서 측정 실험을 하였을때 약 95% 이상의 신뢰도를 가지는 결과가 있었다.
그래프 상의 붉은 선은 각 특징점의 거리값의 변화 추이를 나타내고 있다. 정상 검사 대상 제품(2)의 경우 모따기 부분(엣지면(2EG) 부분)의 변화값이 오차 범위(3px)내에서 고르게 분포한 반면, 공구의 밀림에 의해 불량이 생긴 시료(검사 대상 제품(2))의 변화값은 공구의 절입량과 비례하여 변화폭의 기울기가 크고, 허용 오차를 벗어나는 결과가 나왔다.
본 발명에 의한 영상처리를 하지 않고 단순 픽스쳐의 특정점만으로 매칭을 하여 검사를 진행할 경우 검사 결과 도출이 불가능하였다.
완전한 미가공도 있지만, 자동 가공 공정상 툴 위치 좌표를 잘못 입력하여 생긴 문제로 인한 가공면 밀림현상에 대해서도, 해당 전처리 과정을 거친후에 실헝시 정상적으로 검사가 진행되는 것으로 확인이 되었다.
따라서, 본 발명에 의한 해당 영상처리 기술을 이용하면 코스트 절감과 함께, 가공기 라인과 검사 라인을 인라인화하여, 생산효율이 높아지고 사람에게 의존했던 부분들이 줄어들어 코스트 또한 절약되는 효과가 있다. 본 발명은 검사시간을 단축시켜 생산성을 향상시키고 공정을 단축시키고, 유막 형성 제품의 검사효율을 높이는데 효과가 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
2. 제품 2EG. 엣지면

Claims (8)

  1. 양품 여부의 검사 기준이 되는 비교 모델을 생성하고 픽스쳐 등록을 하는 비교 모델 생성 단계;
    검사 제품 대상(2)이 상기 비교 모델과 비교하여 제품의 양품에 맞는지의 여부를 검사하여 양품 또는 불량 제품 여부를 판단하는 검사 단계;를 포함하며,
    상기 비교 모델 생성 단계는,
    상기 비교 모델의 검사 기준 영역을 검출하는 검사 기준 영역 검출 단계;
    상기 비교 모델(2)의 상기 검사 기준 영역을 기준으로 위쪽과 아래쪽 부분을 찾는 상단 영역과 하단 영역 검출 단계;
    상기 검사 기준 영역 검출 단계와 상기 상단 영역과 하단 영역 검출 단계에서 찾아진 상기 비교 모델(2)의 엣지면(2EG)을 기준으로 오프셋 마스크를 생성하는 마스크 영역 형성 단계;
    상기 비교 모델(2)의 마스크 영역과 양품 제품 이미지를 연산하여 상기 비교 모델(2)에서 검사할 부분인 검사 섹터를 얻어내는 검사 섹터 취득 단계;
    상기 검사 섹터를 카메라에 의해 촬영할 때에 광원의 빛이 산란되는 부분을 취득하여 그레이 밸류를 초과하는 라벨링면을 취득하는 라벨링면 검출 단계;
    상기 비교 모델(2)에서 산란되지 않은 비산란 섹터의 평균 그레이 밸류를 구하는 그레이 밸류 취득 단계;
    상기 라벨링면 검출 단계에서 검출된 라벨링면을 라벨링하여 처리하는 라벨링 단계;
    상기 비교 모델(2)의 검사 기준 영역을 기준으로 상기 카메라 또는 상기 비교 모델(2)을 회전시켜서 프로파일을 구하는 프로파일 취득 단계;
    상기 프로파일을 1차 미분하여 피크 포인트를 찾는 피크 포인트 검출 단계;
    상기 피크 포인트를 양품 선별 기준점으로 하는 양품 선별 기준 픽스쳐를 등록하는 픽스쳐 등록 단계;를 포함하며,
    상기 비교 모델 생성 단계에서 취득된 상기 비교 모델(2)의 상기 양품 선별 기준 픽스쳐를 바탕으로 상기 검사 단계에서 상기 검사 대상 제품(2)의 검사를 수행하여 상기 검사 대상 제품(2)의 양품 여부를 판별하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유막 형성 제품 검사 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검사 단계는,
    상기 검사 대상 제품(2)의 검사 기준 영역을 검출하는 검사 기준 영역 검출 단계;
    상기 검사 대상 제품(2)의 상기 검사 기준 영역을 기준으로 상단 영역과 하단 영역의 각도를 측정하여 상기 비교 모델(2)의 상기 픽스쳐 좌표와 일치시키는 좌표 일치 수행 단계;
    상기 검사 대상 제품(2)의 검사 섹터 이미지를 추출하는 검사 섹터 추출 단계;
    상기 비교 모델(2)의 검사 섹터 이미지와 상기 검사 대상 제품(2)의 검사 섹터 이미지를 매칭시켜서 검사 스코어를 비교하는 검사 매칭 단계;
    상기 검사 스코어를 이용하여 상기 검사 대상 제품(2)의 원형 중심을 기준으로 프로파일을 분석하여 피크 포인트를 찾는 피크 포인트 추출 단계;
    상기 검사 대상 제품(2)의 피크 포인트와 상기 비교 모델(2)의 픽스쳐의 매칭 스코어를 비교하여 검사 결과를 도출하는 검사 대상 제품 양품 판단 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유막 형성 제품 검사 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비교 모델(2)의 상기 양품 선별 기준 픽스쳐를 취득한 상태에서 베이직 모델의 베이직 양품 기준 픽스쳐와 비교하여, 상기 비교 모델(2)의 상기 양품 선별 기준 픽스쳐가 정상적으로 취득되었는지의 여부를 검증하는 검증 단계;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유막 형성 제품 검사 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그레이 밸류 취득 단계는 비교 모델의 컬러가 들어가지 않은 부분을 카메라와 광원을 이용하여 필요한 횟수만큼 촬영하여 상기 비교 모델의 컬러가 들어가지 않는 부분의 그레이 밸류들을 합산하고 나누어서 평균 그레이 밸류를 구하며, 상기 평균 그레이 밸류를 양품 비교 모델의 표준 그레이 밸류로 정하는 것을 특징으로 하는 유막 형성 제품 검사 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 그레이 밸류 취득 단계에서는 양품 비교 모델 표준 그레이 밸류가 정해져 있는 상태에서 카메라로 비교 모델으로 삼기 위한 제품을 정해진 횟수만큼 촬영하고, 카메라에 의해 취득된 그레이 밸류를 총합하여 촬영한 횟수로 나누어서 평균값 그레이 밸류를 취득하고, 평균값 그레이 밸류가 양품 비교 모델 표준 그레이 밸류에 부합하면 양품 비교 모델으로 정하는 것을 특징으로 하는 유막 형성 제품 검사 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 검사 대상 제품 양품 판단 단계는 검사 대상 제품(2)의 피크 포인트와 비교 모델(2)의 픽스쳐의 매칭 스코어를 비교하여 검사 결과를 도출하는 단계이며, 검사 대상 제품(2)의 피크 포인트와 비교 모델(2)의 픽스쳐의 매칭 스코어가 오차 범위 내에서 일치하면 검사 대상 제품(2)을 양품으로 판별할 수 있고, 검사 대상 제품(2)의 피크 포인트와 비교 모델(2)의 픽스쳐의 매칭 스코어가 오차 범위 내에서 일치하지 않으면 검사 대상 제품(2)을 불량으로 판별할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 유막 형성 제품 검사 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 라벨링 단계는 상기 라벨링면 검출 단계에서 검출된 라벨링면을 검게 칠해서 라벨링함으로써 카메라와 광원을 이용하여 비교 모델(2)의 검사 섹터를 촬영할 때에 광원의 빛이 산란되는 부분을 삭제하여 광원에 의한 간섭에 의해 그레이 밸류를 취득할 때에 방해 요소를 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 유막 형성 제품 검사 방법.
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