KR102561488B1 - 용기 검사장치 및 그 제어방법 - Google Patents

용기 검사장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

용기 검사장치가 소개된다.
이 용기 검사장치는 용기의 공급 및 배출이 이루어지는 이송 레일과, 용기를 회전 이동시키기 위한 메인 휠과, 이송 레일로부터 공급된 용기를 메인 휠에 일정 간격으로 제공하는 인너 휠과, 용기가 메인 휠에 의해 회전 이동하는 동안, 용기의 이미지를 획득하는 이미지 획득 모듈과, 메인 휠로부터 이송된 용기를 이송 레일로 안내하는 아웃터 휠과, 이미지 획득 모듈의 촬영 결과에 따라 용기의 불량 여부를 판단하는 컨트롤러를 포함하고, 이미지 획득 모듈은 용기가 메인 휠에 의해 회전 이동될 때, 용기의 회전에 연동하여 회전되는 트래킹 미러를 통해 용기 내 이물질을 촬영하는 트래킹 이미지 유닛을 포함할 수 있다.

Description

용기 검사장치 및 그 제어방법{BOTTLE INSPECTION APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 용기 검사장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
용기는 위생적인 측면이 우선적인 고려 대상이 되므로, 용기의 충진액을 직접 마실 때 사람의 입이 닿게 되는 용기의 입구부와 캡에 대해서는, 철저한 위생관리가 요구되고 있다.
용기는 용기 검사장치에 의해 네크 및 몸통의 이물이 검사되거나, 용기의 상단부, 바닥부 및 외측부에 대한 전영역이 검사되기도 한다. 용기에는 특정 성분의 충진액이 주입될 수 있다.
그런데, 용기에 주입되는 충진액의 제조 과정에서 또는 충진액의 주입 과정에서, 투명하거나 불투명한 미세한 이물질이 충진액에 섞일 수 있는 바, 용액 내에 주입된 충진액 중에서 이물질을 검사하기 위한 장치가 요구되고 있다.
공개특허공보 2002-0094581 (2002.12.18)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제공된 것으로서, 용기의 스핀을 통해 용기 내 충진액에 섞여 있는 이물질을 정확하고 효과적으로 검사할 수 있다는 용기 검사장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 용기의 공급 및 배출이 이루어지는 이송 레일; 회전 샤프트를 중심으로 상기 용기를 원주방향으로 공전 이동시키기 위한 메인 휠; 상기 이송 레일로부터 공급된 상기 용기를 상기 메인 휠에 일정 간격이 유지되도록 제공하는 인너 휠; 상기 용기가 상기 메인 휠에 의해 공전 이동하는 동안, 상기 용기의 이미지를 획득하는 이미지 획득 모듈; 상기 메인 휠로부터 이송된 용기를 상기 이송 레일로 안내하는 아웃터 휠; 및 상기 이미지 획득 모듈의 촬영 결과에 따라 상기 용기의 불량 여부를 판단하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 이미지 획득 모듈은 상기 용기가 상기 메인 휠에 의해 공전 이동될 때, 상기 용기의 공전 이동 연동하여 회전되는 트래킹 미러를 통해 상기 용기 내 이물질을 촬영하는 트래킹 이미지 유닛을 포함하는 용기 검사장치가 제공될 수 있다.
이때, 상기 이미지 획득 모듈은 상기 용기 내 수용된 충진액의 침전물을 측정하도록 상기 용기의 바닥부를 촬영하는 바닥부 이미지 유닛; 및 상기 충진액의 수위를 측정하도록 상기 용기의 측부를 촬영하는 레벨 이미지 유닛을 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 바닥부 이미지 유닛에 의해 상기 침전물이 측정된 상기 용기를 침전물 불량 용기로 판단하고, 상기 레벨 이미지 유닛을 통해 측정된 상기 충진액의 측정 수위가 기 설정된 기준 수위를 벗어나면, 상기 용기를 수위 불량 용기로 판단할 수 있다.
또한, 상기 트래킹 이미지 유닛은 상기 용기를 반사하기 위한 트래킹 미러; 상기 트래킹 미러가 상기 용기의 공전 이동에 연동하여 회전되도록 상기 트래킹 미러를 회전시키는 트래킹 캠; 상기 트래킹 캠을 회전시키기 위한 트래킹 모터; 상기 용기 내 충진액에 부유하는 이물질을 연속 촬영하도록 상기 트래킹 미러를 향해 배치되는 트래킹 촬영기; 및 상기 용기를 사이에 두고 상기 트래킹 미러에 대향되게 배치되는 트래킹 반사판을 포함하고, 상기 트래킹 이미지 유닛은 서로 다른 각도에서 상기 용기 내 충진액에 부유하는 이물질을 촬영하기 위해, 서로 다른 각도에서 이격 배치되는 복수 개로 제공될 수 있다.
또한, 상기 메인 휠은 회전 샤프트; 중심부가 상기 회전 샤프트에 장착되는 회전 프레임; 및 상기 용기를 클램핑하도록 상기 회전 프레임의 가장자리부에 설치되고, 상기 용기를 선택적으로 스핀시킬 수 있는 그리퍼를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 용기가 상기 그리퍼에 의해 스핀된 후 정지된 상태에서 상기 용기 내 충진액이 회전 관성에 의해 회전될 때, 상기 트래킹 검사기에 의해 상기 충진액에 부유된 이물질이 촬영되면, 상기 용기를 이물질 불량 용기로 판단할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 이송 레일, 상기 메인 휠, 상기 인너 휠 및 상기 이미지 획득 모듈이 설치되는 장치 프레임; 상기 이송 레일의 일단부에서 이송된 용기를 상기 인너 휠로 안내하도록 상기 장치 프레임의 일측부에 설치되는 제1 가이드; 상기 메인 휠에서 이송된 용기를 상기 이송 레일의 타단부로 안내하도록 상기 장치 프레임의 타측부에 설치되는 제2 가이드; 상기 이송 레일의 타단부 일측에 위치되도록 상기 장치 프레임의 타측부에 설치되는 제1 이젝터; 및 상기 제1 이젝터와 연속되도록 상기 이송 레일의 타단측 일측에서 상기 제1 이젝터와 연속되게 위치되도록 상기 장치 프레임의 타측부에 설치되는 제2 이젝터를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 이미지 획득 모듈을 통해, 상기 용기를 침전물 불량 용기, 수위 불량 용기, 이물질 불량 용기 및 정상 용기로 각각 판단한 후, 재활용이 불가능한 상기 침전물 불량 용기 및 상기 이물질 불량 용기가 상기 제1 이젝터로 이송되도록 제어하고, 재활용이 가능한 상기 수위 불량 용기가 상기 제2 이젝터로 이송되도록 제어하며, 상기 정상 용기가 상기 이송 레일을 통해 정상적으로 배출되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상술한 용기 검사장치의 제어방법에 있어서, 용기가 그리퍼에 의해 스핀된 후 정지된 상태에서 상기 용기 내 충진액이 회전 관성에 의해 회전될 때, 트래킹 검사기에 의해 충진액에 부유된 이물질이 촬영되면, 용기를 이물질 불량 용기로 판단하는 용기 검사장치의 제어방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예는 용기 내 충진액에 섞여 있는 이물질에 회전 관성을 인가하여 이물질의 위치 이동을 증가시킴으로써, 용기 내 이물질을 정확하고 효과적으로 검사할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 검사장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 검사장치의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 검사장치의 그리퍼를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에서 메인 휠을 제거하여 도시한 용기 검사장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 검사장치의 트래킹 이미지 유닛을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 6 내지 7은 일 실시예에 따른 트래킹 이미지 유닛의 작동 상태를 도시한 상태도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 검사장치의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 용기 검사장치(10)는, 장치 프레임(100), 메인 휠(200), 인너 휠(310), 아웃터 휠(320), 이미지 획득 모듈(400) 및 컨트롤러(500)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 장치 프레임(100)은 검사장치의 골격을 이루는 다수개의 프레임, 플레이트 또는 하우징으로 구성될 수 있다. 장치 프레임(100)에는 용기 검사장치(10)의 주요 구성들, 예를 들어, 장치 프레임(100)은 이송 레일(110), 메인 휠(200), 인너 휠(310) 및 이미지 획득 모듈(400) 등이 설치될 수 있다.
이송 레일(110)은 용기(V)의 이동에 적합한 레일 형태로 제공될 수 있다. 이송 레일(110)의 선단부에서는 용기(V)의 공급이 이루어질 수 있고, 이송 레일(110)의 후단부에서는 용기(V)의 배출이 이루어질 수 있다. 그리고 이송 레일(110)의 선단부에는 인너 휠(310)이 인접하여 배치될 수 있고, 이송 레일(110)의 후단부에는 아웃터 휠(320)이 인접하여 배치될 수 있다. 이에 따라, 이송 레일(110)을 통해 장치 내로 공급된 용기(V)는, 인너 휠(310)을 통해 메인 휠(200)로 이송된 후, 메인 휠(200)에서 아웃터 휠(320)을 통해 다시 이송 레일(110)을 통해 외부로 이송될 수 있다.
이송 레일(110)의 선단부에는 복수 개의 용기(V)를 일정 간격으로 정렬하여 이동시키기 위한 이송스크류(161)가 마련될 수 있다. 이송스크류(161)의 외주면에는 복수 개의 용기(V)가 일정 간격 위치시는 정렬홈을 형성될 수 있다. 복수 개의 용기(V)는 이송스크류(161)의 이송시, 이송스크류(161)의 정렬홈을 통해 일정 간격을 유지하면서 이송 레일(110) 상에서 이송될 수 있다.
그리고 이송 레일(110)의 선단부 측에는 용기(V)를 이송 레일(110)에서 인너 휠(310)로 안내하는 제1 가이드(120)가 배치될 수 있다. 또한, 이송 레일(110)의 타단부 측에는 메인 휠(200)에 의해 이송된 용기(V)를 이송 레일(110)의 타단부로 안내하기 위한 제2 가이드(130)가 배치될 수 있다.
제1 가이드(120)는 인너 휠(310)의 외경부에 대향되게 배치되도록 장치 프레임(100)의 일측부에 설치될 수 있다. 이송 레일(110)의 선단부에서 이송된 용기(V)는, 제1 가이드(120) 및 인너 휠(310)에 의해, 메인 휠(200)로 안내할 수 있다.
제2 가이드(130)는 아웃터 휠(320)의 외경부에 대향되게 배치되도록 장치 프레임(100)의 타측부에 설치될 수 있다. 메인 휠(200)에서 이송된 용기(V)는, 제2 가이드(130) 및 아웃터 휠(320)에 의해, 이송 레일(110)의 타단부로 안내할 수 있다.
제1 이젝터(140)는 이송 레일(110)의 타단부 일측에 위치되도록 장치 프레임(100)의 타측부에 설치될 수 있다. 제1 이젝터(140)에는 불량 용기 중에서 재활용이 불가능한 용기(V)가 배출될 수 있다. 일 예로, 제1 이젝터(140)에는 재활용이 불가능하다고 판단된 침전물 불량 용기 및 이물질 불량 용기 등이 배출될 수 있다.
제2 이젝터(150)는 제1 이젝터(140)와 연속되도록 이송 레일(110)의 타단측 타측에 위치되도록 장치 프레임(100)의 타측부에 설치될 수 있다. 제2 이젝터(150)에는 불량 용기 중에서 재활용이 가능한 용기(V)가 배출될 수 있다. 일 예로, 제2 이젝터(150)에는 재활용이 가능하다고 판단된 수위 불량 용기 등이 배출될 수 있다.
본 실시예에서는, 재활용이 불가능한 것으로 판단된 불량 용기는 제1 이젝터(140)를 통해 배출되고, 재활용이 가능한 것으로 판단된 불량 용기는 제2 이젝터(150)를 통해 배출되지만, 용기 검사장치(10)의 설계 환경 등에 따라, 재활용이 가능한 것으로 판단된 불량 용기가 제1 이젝터(140)를 통해 배출되고, 재활용이 불가능한 것으로 판단된 불량 용기는 제2 이젝터(150)를 통해 배출될 수도 있을 것이다.
메인 휠(200)은 회전 샤프트(230)를 중심으로 용기(V)를 원주방향으로 공전 이동시킬 수 있다. 메인 휠(200)은 용기(V)를 공전 이동시키기 위한 원형의 회전 어셈블리 형태로 제공될 수 있다. 이러한 메인 휠(200)은 회전 프레임(210), 그리퍼(220) 및 회전 샤프트(230)를 포함할 수 있다.
회전 프레임(210)은 회전 샤프트(230)와 그리퍼(220) 사이를 연결할 수 있다. 회전 프레임(210)은 회전 샤프트(230)의 회전력을 그리퍼(220)에 전달할 수 있다. 회전 프레임(210)의 가장자리부에는 복수 개의 그리퍼(220)가 원주방향으로 이격하여 설치될 수 있다
그리퍼(220)는 용기(V)를 클램핑하도록 회전 프레임(210)의 가장자리부에 설치될 수 있다. 이 그리퍼(220)는 용기(V)를 선택적으로 스핀시킬 수 있다. 그리퍼(220)는 용기(V)가 메인 휠(200)의 공전 이동 중에, 용기(V)를 소정 시간(일 예로, 1초) 동안 스핀 후 정지시킬 수 있다. 그리퍼(220)는 트래킹 이미지 유닛(430)에 의해 촬영되는 동안에는 용기(V)가 메인휠(200) 상에서 스핀되지 않도록 지지한다.
그리퍼(220)는 회전 프레임(210)의 가장자리부에 승강 가능하게 장착되는 바디(221)와, 바디(221)의 하부에 돌출되게 설치되는 장착건(222)과, 장착건(222)에 흡입 압력을 제공하는 에어투입구(224)와, 장착건(222)을 스핀시키기 위한 스핀모터(225)를 포함할 수 있다.
그리퍼(220)의 장착건(222)은 용기(V)의 상단부를 클램핑할 수 있는 클램핑 기구를 포함할 수 있다. 장착건(222)의 하단에는 용기(V)가 삽입가능한 장착구(223)가 제공될 수 있다. 장착구(223)는 에어투입구(224)를 통해 제공받은 에어의 흡입 압력을 이용하여 용기(V)를 장착건(222)에 클램핑할 수 있다. 에어투입구(224)는 외부에서 흡입 에어를 공급받아 장착건(222)에 전달할 수 있다. 스핀모터(225)는 장착건(222)에 클램핑된 용기(V)를 선택적으로 스핀시키기 위한 회전력을 장착건(222)에 제공할 수 있다.
회전 샤프트(230)는 회전 프레임(210)을 회전시키기 위한 구동 샤프트일 수 있다. 회전 샤프트(230)는 회전 모터로부터 회전력을 제공받아 회전될 수 있다. 회전 샤프트(230)의 회전력은 회전 프레임(210)을 통해 전달될 수 있다.
인너 휠(310)은 이송 레일(110)로부터 용기(V)를 공급받아 메인 휠(200)에 일정 간격으로 제공할 수 있다. 인너 휠(310)은 용기(V)를 지지하기 위한 한 쌍의 회전 휠로 포함할 수 있다. 인너 휠(310) 중에서 상부에 위치한 회전 휠의 가장자리부에는 용기(V)의 상부를 지지할 수 있는 상부 지지홈(미도시)이 형성될 수 있다. 그리고 인너 휠(310) 중에서 하부에 위치한 회전 휠의 가장자리부에는 용기(V)의 하부를 지지할 수 있는 하부 지지홈(미도시)이 형성될 수 있다.
아웃터 휠(320)은 메인 휠(200)로부터 이송된 용기(V)를 이송 레일(110)의 타단부로 안내할 수 있다. 아웃터 휠(320)은 용기(V)를 지지하기 위해 상하로 이격되어 배치되는 한 쌍의 회전 휠을 포함할 수 있다. 아웃터 휠(320) 중에서 상부에 위치한 회전 휠의 가장자리부에는, 용기(V)의 상부를 지지할 수 있는 상부 지지홈(미도시)이 형성될 수 있다. 그리고 아웃터 휠(320) 중에서 하부에 위치한 회전 휠의 가장자리부에는, 용기(V)의 하부를 지지할 수 있는 하부 지지홈(미도시)이 형성될 수 있다.
이미지 획득 모듈(400)은 용기(V)가 메인 휠(200)에 의해 공전 이동하는 동안, 용기(V)를 촬영할 수 있다. 이 이미지 획득 모듈(400)은 바닥부 이미지 유닛(410), 레벨 이미지 유닛(420) 및 트래킹 이미지 유닛(430)을 포함할 수 있다.
바닥부 이미지 유닛(410)은 용기(V) 내 수용된 충진액의 침전물을 측정하도록 용기(V)의 바닥부를 촬영할 수 있다. 이 바닥부 이미지 유닛(410)은 용기(V)의 상측에 배치되는 바닥 조명 램프(411)와, 바닥 조명 램프(411)에 대향되도록 용기(V)의 하측에 배치되는 바닥 촬영기(412)를 포함할 수 있다. 바닥부 이미지 유닛(410)은 용기(V)의 바닥부에 침전된 침전물에 대한 이미지를 촬영할 수 있다. 바닥부 이미지 유닛(410)을 통해 촬영된 용기(V)의 바닥부에 대한 이미지 정보는 컨트롤러(500)에 인가될 수 있다.
레벨 이미지 유닛(420)은 충진액의 수위를 측정하도록 용기(V)의 측부를 촬영할 수 있다. 이 레벨 이미지 유닛(420)은 용기(V)의 일측에 배치되는 레벨 조명 램프(421)와, 용기(V)를 사이에 두고 레벨 조명 램프(421)에 대향되도록 용기(V)의 타측에 배치되는 레벨 촬영기(422)를 포함할 수 있다. 레벨 이미지 유닛(420)은 용기(V)의 측부에서 충진액의 수위에 대한 이미지를 촬영할 수 있다. 레벨 이미지 유닛(420)을 통해 촬영된 용기(V) 내 충진액의 수위에 대한 이미지 정보는 컨트롤러(500)에 인가될 수 있다.
트래킹 이미지 유닛(430)은 용기(V) 내 부유하는 이물질을 촬영할 수 있다. 특히, 트래킹 이미지 유닛(430)은 용기(V)가 메인 휠(200)에 의해 공전 이동될 때, 용기(V)의 공전 이동에 연동하여 용기(V) 내 부유하는 이물질을 연속적으로 촬영할 수 있다.
이를 위해, 트래킹 이미지 유닛(430)은 트래킹 미러(431), 트래킹 캠(432), 트래킹 모터(미도시), 트래킹 촬영기(434), 트래킹 반사판(435), 트래킹 스프링(436), 트래킹 로드(437), 트래킹 캠축(438)을 포함할 수 있다.
트래킹 미러(431)는 트래킹 촬영기(434)에 대향되게 위치되고 트래킹 로드(437)의 회전에 의해 소정 각도 회전될 수 있다. 트래킹 캠(432)은 용기(V)의 회전에 연동하여 트래킹 미러(431)를 회전시킬 수 있다. 트래킹 캠(432)은 외주연이 캠 형상으로 형성되고, 트래킹 캠(432)의 외주면 중에서 적어도 일부가 트래킹 로드(437)에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 트래킹 캠(432)이 회전되면, 트래킹 로드(437)의 단부는 트래킹 캠(432)의 외주면에 의해 지지되면서 소정 각도 회전되고, 트래킹 미러(431)는 트래킹 로드(437)의 회전에 의해 소정 각도 회전될 수 있다. 트래킹 모터는 트래킹 캠(432)을 회전시키기 위한 회전력을 트래킹 캠축(438)을 통해 제공할 수 있다.
그리고 트래킹 촬영기(434)는 트래킹 미러(431)를 향해 배치되어 용기(V) 내 충진액에 부유하는 이물질을 연속 촬영할 수 있다. 트래킹 반사판(435)은 용기(V)를 사이에 두고 트래킹 미러(431)에 대향되게 배치될 수 있다. 트래킹 스프링(436)은 트래킹 미러(431)를 초기 위치(각도)로 복귀시키기 위한 탄성력을 트래킹 로드(437)에 제공할 수 있다.
그리고 트래킹 로드(437)는 트래킹 미러(431)의 하단에 수직되게 연결될 수 있다. 트래킹 로드(437)는 트래킹 캠(432)의 회전력을 트래킹 미러(431)에 전달할 수 있다. 트래킹 캠(432)의 의한 회전시, 트래킹 로드(437)는 트래킹 스프링(436)을 통해 초기 위치로 회전될 수 있다. 트래킹 캠축(438)은 트래킹 캠(432)의 회전축 기능을 제공할 수 있다. 트래킹 캠축(438)은 트래킹 모터와 구동 연결되어, 트래킹 모터의 구동력을 트래킹 캠(432)에 전달할 수 있다. 이에 따라, 트래킹 모터에 의해 트래킹 캠축(438)이 회전되면, 트래킹 캠축(438)에 의해 트래킹 캠(432)이 회전될 수 있고, 트래킹 캠(432)의 회전시 트래킹 로드(437)는 트래킹 캠(432)의 캠 형상에 따라, 트래킹 캠(432)의 외주면을 따라 이동하면서, 트래킹 미러(431)를 소정 각도 회전시킬 수 있다.
트래킹 이미지 유닛(430)은 메인 휠(200)에 의해 공전 이동하는 용기(V)의 공전 이동 경로 상에 대향되도록 장치 프레임(100)에 연속하여 배치되는 복수 개로 제공될 수 있다. 본 실시예에서, 2개의 트래킹 이미지 유닛(430)이 장치 프레임(100)에 연속하여 배치되지만, 이에 한정되지는 아니하며, 2개의 트래킹 이미지 유닛(430)이 장치 프레임(100)에 연속하여 배치될 수도 있을 것이다.
컨트롤러(500)는 이미지 획득 모듈(400)로부터 용기(V)의 침전물, 레벨 및 이물질에 대한 정보를 인가받아, 용기(V)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(500)는 이미지 획득 모듈(400)의 바닥부 이미지 유닛(410)의 이미지 결과에 따라, 용기(V)를 침전물 불량 용기로 판단할 수 있다.
또한, 컨트롤러(500)는 이미지 획득 모듈(400)의 레벨 이미지 유닛(420)을 통해 측정된 충진액의 측정 수위를 기 설정된 기준 수위와 비교한 후, 충진액의 측정 수위가 기 설정된 기준 수위를 벗어나면, 용기(V)를 수위 불량 용기로 판단할 수 있다.
또한, 컨트롤러(500)는 용기(V)가 메인 휠(200)의 공전 이동 중에, 그리퍼(220)에 의해 소정 시간(일 예로, 1초) 동안 스핀 후, 스핀이 정지되도록 제어한다. 용기(V)의 회전이 정지하더라도 관성에 의해 용기 내에 담긴 용액은 내부의 이물질과 함께 회오리 형태로 회전이 계속된다. 컨트롤러(500)는 용기(V)의 스핀이 정지된 후 소정 시간이 경과되면, 용기(V)의 이미지가 촬영되도록 트래킹 이미지 유닛(430)을 제어한다. 다시 말해, 용기(V)는 그리퍼(220)에 의한 스핀이 정지된 후 소정시간 경과 후에 트래킹 이미지 유닛(430)에 의해 촬영되도록 제어된다. 컨트롤러(500)는 촬영된 용기(V) 내 회전하는 이물질의 존재 여부에 따라, 용기(V)를 이물질 불량 용기 또는 정상적인 용기로 판단할 수 있다.
변형예로, 컨트롤러(500)는 트래킹 촬영기(434)에 의해 연속 촬영된 복수 개의 이미지를 비교하여, 용기(V)의 스핀속도보다 위치 이동이 상대적으로 작은 제1 부분과, 용기(V)의 스핀속도보다 위치 이동이 상대적으로 큰 제2 부분이 존재하는지 판단할 수 있다. 이때, 제1 부분은 충진액의 스핀속도보다 위치 이동이 상대적으로 작은 용기(V)의 겉면의 이물 등으로 판단되므로 정상처리될 수 있다. 반면에, 제2 부분은 용기가 용기(V) 내 충진액의 스핀과 연동하여 빠르게 회전하는 충진액에 부유하는 이물질로 판단되므로 불량처리될 수 있다.
더욱 구체적인 일 예시로, 컨트롤러(500)에는 위치 이동의 크기를 판단하기 위해 기준값이 미리 입력되어 있을 수 있고, 컨트롤러(500)는 각 부분(제1 부분, 제2 부분 등)의 위치 이동 측정값을 기준값과 비교하여, 각 부분의 위치 이동 측정값이 기준값보다 작으면 정상처리하고, 각 부분의 위치 이동 측정값이 기준값보다 크면 불량처리할 수 있다.
구체적인 다른 예시로, 컨트롤러(500)는 이미지의 위치 이동의 크기를 판단하기 위해, 용기(V)의 외곽 등과 같은 기준영역을 지정하고, 컨트롤러(500)는 각 부분(제1 부분, 제2 부분 등)의 위치 이동 측정값을 기준영역의 위치 이동값과 비교하여, 각 부분의 위치 이동 측정값이 기준영역의 위치 이동값보다 작으면 정상처리하고, 각 부분의 위치 이동 측정값이 기준영역의 위치 이동값보다 크면 불량처리할 수 있다.
따라서, 트래킹 촬영기(434)에 의해 연속 촬영 결과, 제2 부분이 존재하는 경우, 컨트롤러(500)는 제2 부분을 용기 내 충진액에 부유된 이물질로 판단하여, 트래킹 촬영기(434)에 의해 촬영된 용기(V)를 이물질 불량 용기로 판단할 수 있다.
특히, 컨트롤러(500)는 트래킹 미러(431)가 소정각도 역방향 회전될 때, 하나의 용기(V)에 대한 복수 개의 이미지를 비교하여, 용기의 불량 여부를 판단할 수 있는데, 이때, 트래킹 미러(431)를 통한 전체 촬영 주기의 일부 시간(일 예로, 전체 촬영주기의 2/3) 동안, 용기(V)에 대한 이미지 획득에 할애하고, 전체 활영 주기의 나머지 일부 시간(일 예로, 전체 촬영주기의 1/3) 동안에 이미지 처리에 할애할 수 있다. 다시 말해, 트래킹 미러(431)는 메인휠(200)을 따라 이동하는 제1 타겟 용기(V)를 트랙킹하기 위해 일방향으로 회전하고, 제1 타겟 용기(V)의 트랙킹이 종료되면 제1 타겟 용기(V)보다 후순위로 이동하는 제2 타겟 용기(V)를 촬영하기 위해 역방향으로 회전하여 초기위치로 복귀하게 된다. 컨트롤러(500)는 트랙킹 미러(431)가 초기 위치로 복귀하기 위해 역 방향으로 회전되는 시간(예를 들어 전체 촬영주기의 1/3)의 적어도 일부 동안, 이미지를 비교하여 용기의 불량 여부를 판단할 수 있다.
컨트롤러(500)는 불량 용기를 정상적인 용기(V)로부터 선별하여 제1 이젝터(140) 또는 제2 이젝터(150)로 배출시킬 수 있다. 예를 들어, 이미지 획득 모듈(400)을 통해 촬영된 용기(V)가 침전물 불량 용기, 이물질 불량 용기로 각각 판단되면, 컨트롤러(500)는 침전물 불량 용기 및 이물질 불량 용기를 재활용이 불가능한 용기(V)로 구분하여, 이들 침전물 불량 용기 및 이물질 불량 용기를 제1 이젝터(140)로 이송되도록 제어할 수 있다. 그리고 이미지 획득 모듈(400)을 통해 촬영된 용기(V)가 수위 불량 용기로 판단되면, 컨트롤러(500)는 수위 불량 용기를 재활용이 가능한 용기(V)로 구분하여, 수위 불량 용기를 제2 이젝터(150)로 이송되도록 제어할 수 있다. 그리고 이미지 획득 모듈(400)을 통해 촬영된 용기(V)가 정상용기(V)로 판단되면, 컨트롤러(500)는 정상 용기가 이송 레일(110)을 통해 외부로 배출되도록 제어할 수 있다.
컨트롤러(500)는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치, 메모리 등에 의해 구현될 수 있으며, 그 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 용기 검사장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
먼저, 정립 상태의 용기(V)가 이송 레일(110)의 선단부를 통해 용기 검사장치(10)의 촬영 공간으로 공급된다. 이때, 용기(V)는 이송 레일(110)의 이송스크류(161)를 통해 이송 레일(110) 상에서 일정 간격으로 이동될 수 있다. 이송스크류(161)에 의해 일정 간격으로 이동된 용기(V)는, 제1 가이드(120)를 통해 인너 휠(310)로 안내될 수 있다. 인너 휠(310)은 이송 레일(110)로부터 공급받은 용기(V)를 메인 휠(200)에 일정 간격으로 공급되도록 안내할 수 있다.
메인 휠(200)로 이동된 용기(V)는, 메인 휠(200)의 그리퍼(220)에 의해 클램핑된 상태에서, 메인 휠(200)의 회전 샤프트(230)를 중심으로 회전(공전)될 수 있다. 용기(V)가 메인 휠(200)의 공전 이동에 의해, 바닥부 이미지 유닛(410) 및 레벨 이미지 유닛(420)이 위치한 촬영 지점에 위치되면, 용기(V)는 바닥부 이미지 유닛(410)에 의해 용기(V) 내 수용된 충진액의 침전물이 측정되고, 레벨 이미지 유닛(420)에 의해 충진액의 수위가 측정될 수 있다. 바닥부 이미지 유닛(410)의 촬영 결과, 침전물이 측정된 용기(V)는 재활용이 불가능한 침전물 불량 용기로 판단되고, 레벨 이미지 유닛(420)의 촬영 결과, 충진액의 측정 수위가 기 설정된 기준 수위를 벗어난 용기(V)는 재활용이 가능한 수위 불량 용기로 판단된다.
이후, 용기(V)가 메인 휠(200)의 공전 이동에 의해, 트래킹 이미지 유닛(430)이 위치한 촬영 지점에 근접하게 위치되면, 그리퍼(220)는 용기(V)를 소정 시간(일 예로, 1초) 동안 스핀 후, 스핀을 정지시킨다. 이때, 용기(V) 내 부유한 이물질이 존재하는 경우, 용기(V)의 스핀이 정지하더라도 회전 관성에 의해, 이물질은 용기(V) 내에서 수초 내지 수십초 동안 계속 회전(소용돌이)되므로, 트래킹 이미지 유닛(430)은 용기(V) 내 부유하여 회전하는 이물질을 촬영할 수 있다. 컨트롤러(500)는 트래킹 이미지 유닛(430)을 통해 촬영된 용기(V) 내 회전하는 이물질이 확인되면, 용기(V)를 이물질 불량 용기로 판단할 수 있다.
특히, 용기(V)가 트래킹 이미지 유닛(430)이 위치한 촬영 지점으로 이동될 때, 트래킹 이미지 유닛(430)의 트래킹 미러(431)는 용기(V)의 회전(공전)에 연동하여 회전되므로, 트래킹 촬영기(434)는 용기(V) 내 부유하는 이물질을 연속적으로 촬영할 수 있다. 트래킹 이미지 유닛(430)은 서로 다른 각도에서 이격 배치되는 복수 개로 제공되므로, 서로 다른 각도에서 용기(V) 내 충진액에 부유하는 이물질을 효과적으로 촬영할 수 있다.
트래킹 이미지 유닛(430)에 의한 용기(V)의 이물질 촬영이 완료되면, 용기(V)는 제2 가이드(130) 및 아웃터 휠(320)에 의해 메인 휠(200)에서 이송 레일(110)의 후단부로 이송된다. 이송 레일(110)의 후단부로 이송된 용기(V)는, 컨트롤러(500)에 제어에 의해, 제1 이젝터(140), 제2 이젝터(150) 또는 이송 레일(110)을 통해 배출된다. 예를 들어, 재활용이 불가능한 침전물 불량 용기 및 이물질 불량 용기는 컨트롤러(500)의 제어에 의해, 제1 이젝터(140)로 이송되고, 재활용이 가능한 수위 불량 용기는 컨트롤러(500)의 제어에 의해 제2 이젝터(150)로 이송되며, 정상 용기(V)는 이송 레일(110)을 통해 외부로 배출된다.
상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 :용기 검사장치
100 :장치 프레임 110 :이송 레일
120 :제1 가이드 130 :제2 가이드
140 :제1 이젝터 150 :제2 이젝터
200 :메인 휠 210 :회전 프레임
220 :그리퍼 221 :바디
222 :장착건 223 :장착구
224 :에어투입구 225 :스핀 모터
230 :회전 샤프트 310 :인너 휠
310 :아웃터 휠 400 :이미지 획득 모듈
410 :바닥부 이미지 유닛 411 :바닥 조명 램프
412 :바닥 촬영기 420 : 레벨 이미지 유닛
421 :레빌 조명 램프 422 :레벨 촬영기
430 :트래킹 이미지 유닛 431 :트래킹 미러
432 :트래킹 캠 433 :트래킹 모터
434 :트래킹 촬영기 435 :트래킹 반사판
436 :트래킹 스프링 437 :트래킹 로드
438 :트래킹 축 500 :컨트롤러

Claims (6)

  1. 용기의 공급 및 배출이 이루어지는 이송 레일;
    회전 샤프트를 중심으로 상기 용기를 원주방향으로 공전 이동시키기 위한 메인 휠;
    상기 이송 레일로부터 공급된 상기 용기를 상기 메인 휠에 일정 간격이 유지되도록 제공하는 인너 휠;
    상기 용기가 상기 메인 휠에 의해 공전 이동하는 동안, 상기 용기의 이미지를 획득하는 이미지 획득 모듈;
    상기 메인 휠로부터 이송된 용기를 상기 이송 레일로 안내하는 아웃터 휠; 및
    상기 이미지 획득 모듈의 촬영 결과에 따라 상기 용기의 불량 여부를 판단하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 이미지 획득 모듈은
    상기 용기가 상기 메인 휠에 의해 공전 이동될 때, 상기 용기의 공전 이동 연동하여 회전되는 트래킹 미러를 통해 상기 용기 내 이물질을 촬영하는 트래킹 이미지 유닛을 포함하고,
    상기 트래킹 이미지 유닛은
    상기 용기를 반사하기 위한 트래킹 미러, 상기 트래킹 미러가 상기 용기의 공전 이동에 연동하여 회전되도록 상기 트래킹 미러를 회전시키는 트래킹 캠, 상기 트래킹 캠을 회전시키기 위한 트래킹 모터, 상기 용기 내 충진액에 부유하는 이물질을 연속 촬영하도록 상기 트래킹 미러를 향해 배치되는 트래킹 촬영기, 및 상기 용기를 사이에 두고 상기 트래킹 미러에 대향되게 배치되는 트래킹 반사판을 포함하고, 서로 다른 각도에서 상기 용기 내 충진액에 부유하는 이물질을 촬영하기 위해, 서로 다른 각도에서 이격 배치되는 복수 개로 제공되고,
    상기 컨트롤러는
    상기 용기 내 이물질이 촬영될 때, 상기 이미지 획득 모듈에 의해 획득된 복수 개의 이미지를 비교하여, 상기 용기의 스핀속도보다 위치 이동이 상대적으로 작은 제1 부분과, 상기 용기의 스핀속도보다 위치 이동이 상대적으로 큰 제2 부분이 존재하는지 판단한 후, 상기 제1 부분의 위치 이동 측정값 및 상기 제2 부분의 위치 이동 측정값이 기 설정된 기준값과 비교하여, 각 부분의 상기 위치 이동 측정값이 상기 기준값보다 작으면 상기 용기를 정상처리하고, 각 부분의 위치 이동 측정값이 상기 기준값보다 크면 상기 용기를 불량처리하는,
    용기 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 획득 모듈은
    상기 용기 내 수용된 충진액의 침전물을 측정하도록 상기 용기의 바닥부를 촬영하는 바닥부 이미지 유닛; 및
    상기 충진액의 수위를 측정하도록 상기 용기의 측부를 촬영하는 레벨 이미지 유닛을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 바닥부 이미지 유닛에 의해 상기 침전물이 측정된 상기 용기를 침전물 불량 용기로 판단하고, 상기 레벨 이미지 유닛을 통해 측정된 상기 충진액의 측정 수위가 기 설정된 기준 수위를 벗어나면, 상기 용기를 수위 불량 용기로 판단하는,
    용기 검사장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    이미지의 위치 이동의 크기를 판단하기 위해, 각 부분의 상기 위치 이동 측정값을 기 설정된 기준영역의 위치 이동값과 비교하여, 각 부분의 위치 이동 측정값이 상기 기준영역의 위치 이동값보다 작으면 정상처리하고, 상기 각 부분의 위치 이동 측정값이 기준영역의 위치 이동값보다 크면 불량처리하는,
    용기 검사장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 휠은
    회전 샤프트;
    중심부가 상기 회전 샤프트에 장착되는 회전 프레임; 및
    상기 용기를 클램핑하도록 상기 회전 프레임의 가장자리부에 설치되고, 상기 용기를 선택적으로 스핀시킬 수 있는 그리퍼를 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 용기가 상기 그리퍼에 의해 스핀된 후 소정시간 정지된 상태에서 상기 용기 내 충진액이 회전 관성에 의해 회전될 때, 상기 트래킹 이미지 유닛에 의해 상기 충진액에 부유된 이물질이 촬영되면, 상기 용기를 이물질 불량 용기로 판단하는,
    용기 검사장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 레일, 상기 메인 휠, 상기 인너 휠 및 상기 이미지 획득 모듈이 설치되는 장치 프레임;
    상기 이송 레일의 일단부에서 이송된 용기를 상기 인너 휠로 안내하도록 상기 장치 프레임의 일측부에 설치되는 제1 가이드;
    상기 메인 휠에서 이송된 용기를 상기 이송 레일의 타단부로 안내하도록 상기 장치 프레임의 타측부에 설치되는 제2 가이드;
    상기 이송 레일의 타단부 일측에 위치되도록 상기 장치 프레임의 타측부에 설치되는 제1 이젝터; 및
    상기 제1 이젝터와 연속되도록 상기 이송 레일의 타단측 일측에서 상기 제1 이젝터와 연속되게 위치되도록 상기 장치 프레임의 타측부에 설치되는 제2 이젝터를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 이미지 획득 모듈을 통해, 상기 용기를 침전물 불량 용기, 수위 불량 용기, 이물질 불량 용기 및 정상 용기로 각각 판단한 후, 재활용이 불가능한 상기 침전물 불량 용기 및 상기 이물질 불량 용기가 상기 제1 이젝터로 이송되도록 제어하고, 재활용이 가능한 상기 수위 불량 용기가 상기 제2 이젝터로 이송되도록 제어하며, 상기 정상 용기가 상기 이송 레일을 통해 정상적으로 배출되도록 제어하는,
    용기 검사장치.
  6. 청구항 1에 따른 용기 검사장치의 제어방법에 있어서,
    용기가 그리퍼에 의해 스핀된 후 소정 시간 정지된 상태에서 상기 용기 내 충진액이 회전 관성에 의해 회전될 때, 트래킹 이미지 유닛에 의해 충진액에 부유된 이물질이 촬영되면, 용기를 이물질 불량 용기로 판단하는,
    용기 검사장치의 제어방법.
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