KR102570728B1 - 투명용기 내의 이물질 검사장치 - Google Patents

투명용기 내의 이물질 검사장치 Download PDF

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곽필규
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Abstract

본 발명은 투명한 용기의 내부로 주입되는 액체 상태의 내용물에 혼입된 이물질을 자동으로 검사할 수 있는 투명용기 내의 이물질 검사장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 투명한 작업대에 안착된 투명한 투명용기에 액상의 내용물을 주입하는 주입라인, 상기 주입라인에서 내용물이 완충된 상기 투명용기를 밀어서 컨베이어로 반송시키도록 액추에이터로 작동하는 푸셔, 상기 푸셔의 작동에 의하여 컨베이어를 따라 조립라인으로 이송된 상기 투명용기의 입구에 마개를 조립하는 조립라인을 포함하는 생산라인에서 투명용기 내의 내용물에 혼입된 이물질을 검사하는 검사장치에 있어서, 상기 작업대의 저면에 배치되어 상기 투명용기의 바닥 가장자리로 빛을 조사하는 둥근 모양의 환형조명; 상기 환형조명에서 조사되는 빛에 의해 상기 투명용기로 주입되는 내용물을 촬영한 영상정보를 출력하는 카메라; 상기 카메라로부터 입력된 영상정보를 분석처리하여 상기 투명용기의 내용물에 혼입된 이물질의 존부를 검사하는 비젼검사기; 및 상기 비젼검사기에서 출력된 판단신호를 기초로 상기 투명용기를 컨베이어로 반송시키는 여부를 제어하는 제어신호를 상기 액추에이터로 출력하고 이물질의 검출 시 주의신호를 디스플레이로 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 기술사상으로 한다.

Description

투명용기 내의 이물질 검사장치{Foreign object inspection device inside transparent container}
본 발명은 투명용기 내의 이물질 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투명한 용기의 내부로 주입되는 액체 상태의 내용물에 혼입된 이물질을 자동으로 검사할 수 있는 투명용기 내의 이물질 검사장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 용기의 내부에 액체 상태의 내용물을 주입할 때에 주변 환경이나 여건에 따라 이물질이 섞여서 혼입될 수 있다.
일반적으로 용기에 혼입된 이물질을 검사하기 위하여, 작업자가 용기를 들어서 내용물에 혼입된 이물질을 시각적으로 확인하는 작업을 진행하였다.
이러한 과정에 따라 작업자가 직접 모든 용기를 확인하는 작업에 시간이 많이 소요되고 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0456998호(등록일자 2004년11월03일) ‘음료용기를 검사하기 위한 장치 및 방법’, 대한민국 공개실용신안 제20-2012-0000453호(공개일자 2012년01월17일) ‘용기 이물질 검사장치’, 대한민국 실용신안출원공고 제20-1987-0002748호(공고일자 1987년08월17일) ‘검출방법에 있어 투명한 용기에 담긴 액체내의 불순물 검사용 표준 세트’, 대한민국 등록특허 제10-1866181호(등록일자 2018년06월04일) ‘용기 내부의 이물질 검사 장치’ 등이 개시되어 있다.
그러나 상술한 종래기술들은 투명한 용기에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 상술한 종래기술들은 용기에 내용물을 담은 후 엑스레이 따위로 검사하거나 이송 중에 검사하므로, 내용물을 주입하는 과정 중에 이물질을 검사할 수 없는 문제점이 있었다.
아울러, 상술한 종래기술들은 내용물의 주입부터 용기의 입구에 마개 또는 노즐 따위를 조립하는 일련의 공정이 연속적으로 이어지지 않아서 자동화를 구현하기 어려운 문제점이 있었다.
(0001) 대한민국 등록특허 제10-0456998호(등록일자 2004년11월03일) (0002) 대한민국 공개실용신안 제20-2012-0000453호(공개일자 2012년01월17일) (0003) 대한민국 실용신안출원공고 제20-1987-0002748호(공고일자 1987년08월17일) (0004) 대한민국 등록특허 제10-1866181호(등록일자 2018년06월04일)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 투명한 용기에 액상의 내용물을 주입하는 과정에서 이물질의 존부를 검사하여 이어지는 공정이나 이송 중에 별도로 불량을 판단하지 않고 연속적인 자동화를 도모할 수 있는 투명용기 내의 이물질 검사장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 투명한 작업대에 안착된 투명한 투명용기에 액상의 내용물을 주입하는 주입라인, 상기 주입라인에서 내용물이 완충된 상기 투명용기를 밀어서 컨베이어로 반송시키도록 액추에이터로 작동하는 푸셔, 상기 푸셔의 작동에 의하여 컨베이어를 따라 조립라인으로 이송된 상기 투명용기의 입구에 마개를 조립하는 조립라인을 포함하는 생산라인에서 투명용기 내의 내용물에 혼입된 이물질을 검사하는 검사장치에 있어서, 상기 작업대의 저면에 배치되어 상기 투명용기의 바닥 가장자리로 빛을 조사하는 둥근 모양의 환형조명; 상기 환형조명에서 조사되는 빛에 의해 상기 투명용기로 주입되는 내용물을 촬영한 영상정보를 출력하는 카메라; 상기 카메라로부터 입력된 영상정보를 분석처리하여 상기 투명용기의 내용물에 혼입된 이물질의 존부를 검사하는 비젼검사기; 및 상기 비젼검사기에서 출력된 판단신호를 기초로 상기 투명용기를 컨베이어로 반송시키는 여부를 제어하는 제어신호를 상기 액추에이터로 출력하고 이물질의 검출 시 주의신호를 디스플레이로 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 기술사상으로 한다.
상기 카메라는 상기 환형조명의 중앙에 배치되어 상기 투명용기에 주입되는 내용물을 넓게 촬영하는 광각렌즈를 포함할 수 있다.
이때, 상기 광각렌즈는 180° 이상의 앵글로 촬영할 수 있는 어안렌즈로 이루어질 수 있다.
상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 작업대의 저면에서 빛을 조사하는 환형조명과 내용물을 촬영하는 카메라 및 비젼검사기에 의해, 투명용기로 주입되는 내용물에 이물질의 존부를 자동으로 편리하게 판단하고 디스플레이를 통해 나타내므로 생산라인의 연속적 자동화에 지장을 주지 않을 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
또한, 상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 비젼검사기를 통해 작업자의 전수검사가 힘든 생산라인의 투명용기의 in-line 상에서 활용도를 높일 뿐만 아니라 다량의 제품을 빠르고 신뢰성 있게 검사함으로써 작업의 편의성을 제고시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전체적인 생산라인을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 주입라인을 나타낸 입면도.
도 3은 도 2의 A-A선 단면을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 블록도.
이하에서는 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공한다.
이에 따라, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현할 수 있으며, 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다.
또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 투명용기(10) 내의 이물질 검사장치는, 투명한 작업대(111)에 안착된 투명한 투명용기(10)에 액상의 내용물을 주입하는 주입라인(110), 주입라인(110)에서 내용물이 완충된 투명용기(10)를 밀어서 컨베이어(140)로 반송시키도록 액추에이터(121)로 작동하는 푸셔(120), 푸셔(120)의 작동에 의하여 컨베이어(140)를 따라 조립라인(130)으로 반송된 투명용기(10)의 입구(12)에 마개를 조립하는 조립라인(130)을 포함하는 생산라인(100)에서 투명용기(10) 내의 내용물에 혼입된 이물질을 검사하는 검사장치에 있어서, 작업대(111)의 저면에 배치되어 투명용기(10)의 바닥(11) 가장자리로 빛을 조사하는 둥근 모양의 환형조명(150), 환형조명(150)에서 조사되는 빛에 의해 투명용기(10)로 주입되는 내용물을 촬영한 영상정보를 출력하는 카메라(160), 카메라(160)로부터 입력된 영상정보를 분석처리하여 투명용기(10)의 내용물에 혼입된 이물질의 존부를 검사하는 비젼검사기(170), 비젼검사기(170)에서 출력된 해당신호를 기초로 투명용기(10)를 컨베이어(140)로 반송시키는 여부를 제어하는 제어신호를 액추에이터(121)로 출력하고 이물질의 검출 시 주의신호를 디스플레이(190)로 출력하는 제어부(180)를 포함한다.
생산라인(100)은 투명용기(10)를 생산하는 흐름이 연속되도록 컨베이어(140)를 따라 주입라인(110)과 조립라인(130)의 공정순으로 배치한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전체적인 생산라인(100)을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 생산라인(100)은 컨베이어(140)를 따라 주입라인(110)과 조립라인(130)이 순서대로 배치된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 주입라인(110)을 나타낸 입면도이다.
도 2를 참조하면, 주입라인(110)은, 투명용기(10)가 안착되는 작업대(111), 작업대(111)에 안착된 투명용기(10)의 입구(12)를 통해 액상의 내용물을 주입하는 주입기(113)를 포함한다.
작업대(111)는 투명한 재질로 이루어져 투명용기(10)의 바닥(11)을 받치는 상판(112)을 포함한다.
상판(112)은 좌우 방향을 따라 일정한 간격으로 정렬된 복수로 이루어져 복수의 투명용기(10)를 각각 받칠 수 있다.
이때, 복수의 상판(112) 사이에는 구획판(116)이 설치되어 이웃하는 투명용기(10)의 개입을 방지할 수 있다.
주입기(113)는 탱크에서 공급된 내용물을 주입노즐(114)을 통해 투명용기(10)의 입구(12)로 주입한다.
주입노즐(114)은 플런저(115)의 단부에 연결되어, 도 2에 도시된 화살표 방향으로 하강하거나 반대 방향으로 상승하게 된다.
여기서, 투명용기(10)는 적어도 바닥(11)이 투명한 재질로 이루어진다.
선택적으로, 투명용기(10)는 전체가 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
푸셔(120)는 내용물이 완충된 투명용기(10)를 밀어서 컨베이어(140)로 반송시키는 기능을 한다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 푸셔(120)는 작업대(111)의 상판(112)에 놓인 투명용기(10)를 컨베이어(140) 방향(화살표 방향)으로 밀어서 반송시키는데, 이러한 푸셔(120)는 액추에이터(121)에 의해 전후 방향으로 작동된다.
여기서, 액추에이터(121)는 작업대(111)의 상판(112)에 놓인 투명용기(10)를 컨베이어(140) 방향으로 반송시키기 위하여 푸셔(120)를 작동시키도록 연결된 유압 실린더나 공압 실린더 또는 연결된 모터로 구현될 수 있다.
조립라인(130)은 컨베이어(140)를 통해 이송된 투명용기(10)의 입구(12)에 마개를 조립하는 기능을 한다.
도 1을 참조하면, 조립라인(130)은 주입라인(110)에서 내용물이 완충된 후 푸셔(120)를 통해 컨베이어(140)를 따라 이송된 투명용기(10)의 개방된 입구(12)에 마개를 조립하여 기밀히 마감한다.
여기서, 마개는 내용물을 분사하기 위해 스프레이 타입의 노즐 또는 내용물을 펑핑하기 위한 펌프 따위를 포함한다.
환형조명(150)은 투명용기(10)의 바닥(11)을 통해 빛을 조사하여 내부를 환히 밝히는 기능을 한다.
도 3을 참조하면, 환형조명(150)은 고리처럼 둥글게 형성되어 작업대(111)의 상판(112) 저면에 배치된다. 환형조명(150)의 직경은 투명용기(10)의 바닥(11) 둘레와 동일 내지 유사한 크기로 형성된다.
카메라(160)는 투명용기(10)로 주입되는 내용물을 촬영한 영상정보를 비젼검사기(170)로 출력하는 기능을 한다.
도 3을 참조하면, 카메라(160)는 환형조명(150)의 중앙에 배치되어 투명용기(10)에 주입되는 내용물을 넓고 상당한 피사계 심도를 제공하는 광각렌즈(161)를 포함한다.
이러한 광각렌즈(161)는 표준렌즈보다 더 넓은 범위를 찍을 수 있어서 투명용기(10)의 내부로 주입되는 내용물을 전체적으로 촬영할 수 있다.
선택적으로, 광각렌즈(161)는 카메라(160) 앵글이 180° 이상으로 촬영할 수 있는 초광각렌즈(161)인 어안렌즈(fish-eye lens)로 구현될 수 있다.
비젼검사기(170)는 카메라(160)로부터 입력된 영상정보를 분석처리하여 투명용기(10)의 내용물에 이물질의 혼입 여부를 검사하는 기능을 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 비젼검사기(170)는 영상정보를 통해 내용물에 이물질이 존재하는지 아니면 존재하지 않은지 그 존부(存否)를 조사해서 판단하고, 이와 같이 판단한 신호를 제어부(180)로 출력한다.
제어부(180)는 비젼검사기(170)에서 출력된 판단신호에 근거하여 액추에이터(121)로 제어신호를 출력하는 기능과 이물질의 검출 시 주의신호를 디스플레이(190)로 출력하는 기능을 겸한다.
도 4를 참조하면, 제어부(180)는 비젼검사기(170)로부터 이물질의 검출을 판단한 신호가 입력되면, 액추에이터(121)로 정지신호를 출력하여 푸셔(120)의 정지를 통해 투명용기(10)를 작업대(111)에서 정치(定置)시킨다.
이때, 제어부(180)는 주의신호를 디스플레이(190)로 출력하고, 디스플레이(190)는 주의신호와 함께 주입라인(110) 상의 이물질이 검출된 투명용기(10)를 특정하여 현시하므로, 작업자는 특정한 투명용기(10)를 회수할 수 있다.
반면에, 제어부(180)는 비젼검사기(170)로부터 이물질의 미검출을 판단한 신호가 입력되면, 액추에이터(121)로 작동신호를 출력하여 푸셔(120)의 작동을 통해 투명용기(10)를 컨베이어(140)로 반송시킨다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 주입라인(110)으로 공급된 투명용기(10)는 작업대(111)의 상판(112)에 안착된 후 푸셔(120)의 작동에 의해 주입기(113)의 하부에 배치된다.
다음, 주입기(113)의 플런저(115)가 하강하여 주입노즐(114)이 투명용기(10)의 입구(12)로 삽입되면 액상의 내용물이 투명용기(10)에 주입된다.
이때, 환형조명(150)에서는 빛을 조사하여 투명용기(10)의 내부를 환히 밝히고, 카메라(160)는 광각렌즈(161)를 통해 투명용기(10)의 내부로 주입되는 내용물을 전체적으로 촬영한다.
이어서, 카메라(160)에서 촬영한 영상정보는 비젼검사기(170)로 출력되고, 비젼검사기(170)는 영상정보를 분석처리하여 투명용기(10)의 내용물에 이물질의 혼입 여부를 검사한 판단신호를 제어부(180)로 출력한다.
그러면, 비젼검사기(170)로부터 이물질의 검출을 판단한 신호가 제어부(180)로 입력되면, 제어부(180)는 투명용기(10)를 작업대(111)에서 정치하도록 액추에이터(121)로 정지신호를 출력하는 동시에 디스플레이(190)로 주의신호를 출력하여 검출된 투명용기(10)를 특정하여 현시한다.
반대로, 비젼검사기(170)에서 이물질의 미검출을 판단한 신호가 제어부(180)로 입력되면, 제어부(180)는 투명용기(10)를 컨베이어(140)로 반송시키도록 액추에이터(121)로 작동신호를 출력한다.
상술한 본 발명의 실시예에 의하면, 작업대(111)의 저면에서 빛을 조사하는 환형조명(150)과 내용물을 촬영하는 카메라(160) 및 비젼검사기(170)에 의해, 투명용기(10)로 주입되는 내용물에 이물질의 존부를 자동으로 편리하게 판단하고 디스플레이(190)를 통해 나타내므로 생산라인(100)의 연속적 자동화에 지장을 주지 않는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있다.
그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 기술사상과 그 범위 내에 있는 모든 변형물, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 투명용기 100 : 생산라인
110 : 조립라인 111 : 작업대
113 : 주입기 120 : 푸셔
121 : 액추에이터 130 : 조립라인
140 : 컨베이어 150 : 환형조명
160 : 카메라 170 : 비젼검사기
180 : 제어부 190 : 디스플레이

Claims (3)

  1. 투명한 작업대에 안착된 투명한 투명용기에 액상의 내용물을 주입하는 주입라인, 상기 주입라인에서 내용물이 완충된 상기 투명용기를 밀어서 컨베이어로 반송시키도록 액추에이터로 작동하는 푸셔, 상기 푸셔의 작동에 의하여 컨베이어를 따라 조립라인으로 이송된 상기 투명용기의 입구에 마개를 조립하는 조립라인을 포함하는 생산라인에서 투명용기 내의 내용물에 혼입된 이물질을 검사하는 검사장치에 있어서,
    상기 작업대의 저면에 배치되어 상기 투명용기의 바닥 가장자리로 빛을 조사하는 둥근 모양의 환형조명;
    상기 환형조명에서 조사되는 빛에 의해 상기 투명용기로 주입되는 내용물을 촬영한 영상정보를 출력하는 카메라;
    상기 카메라로부터 입력된 영상정보를 분석처리하여 상기 투명용기의 내용물에 혼입된 이물질의 존부를 검사하는 비젼검사기; 및
    상기 비젼검사기에서 출력된 판단신호를 기초로 상기 투명용기를 컨베이어로 반송시키는 여부를 제어하는 제어신호를 상기 액추에이터로 출력하고 이물질의 검출 시 주의신호를 디스플레이로 출력하는 제어부를 포함하고,
    상기 주입라인은 상기 투명용기가 안착되는 작업대와, 상기 작업대에 안착된 투명용기의 입구를 통해 액상의 내용물을 주입하는 주입기를 포함하고,
    상기 작업대는 좌우 방향을 따라 일정한 간격으로 정렬되어 상기 투명용기의 바닥을 받치는 상판과 상기 상판의 사이에 구비되어 이웃하는 상기 투명용기의 개입을 방지하는 구획판을 포함하며,
    상기 주입기는 탱크에서 공급된 내용물을 승하강하는 주입노즐을 통해 상기 투명용기의 입구로 주입하고,
    상기 카메라는 상기 환형조명의 중앙에 배치되어 상기 투명용기에 주입되는 내용물을 넓게 촬영하는 광각렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명용기 내의 이물질 검사장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광각렌즈는 180° 이상의 앵글로 촬영할 수 있는 어안렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 투명용기 내의 이물질 검사장치.
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