KR102617146B1 - 금속 포일용 비전 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법 - Google Patents

금속 포일용 비전 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 포일용 비전 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법에 관한 것이다. 금속 포일용 비전 검사 장치는 서로 마주보도록 배치되는 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13); 제1 구간 이동 모터 모듈(12)로 검사 대상(MF)을 이동시키는 구동 모터 모듈(11); 제2 구간 이동 모터 모듈(13)로부터 검사 대상(MF)을 이동시키는 장력 모터 모듈(14); 및 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)을 따라 이동되는 검사 대상(MF)의 미리 결정된 영역의 검사를 위한 비전 모듈(15)을 포함한다.

Description

금속 포일용 비전 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법{A Vision Apparatus for Inspecting a Metal foil and a Method with the Same}
본 발명은 금속 포일용 비전 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법에 관한 것이고, 구체적으로 금속 포일(metal foil) 표면의 상태 검사를 위한 금속 포일용 비전 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법에 관한 것이다.
배터리용 전기 포일, 금속 테이프, 인쇄회로기판 또는 이와 유사한 전기 제품에 적용되는 동박(copper foil)은 동으로 만들어진 얇은 포일을 말한다. 동박, 동박 표면에 알루미늄 코팅이 된 코팅 동박 또는 알루미늄 소재로 만들어진 알루미늄 포일이 다양한 산업 현장에서 사용될 수 있고, 이와 같은 금속 포일이 미리 결정된 수준의 품질을 가지는지 여부를 판단하기 위하여 표면 검사가 될 필요가 있다. 국제공개번호 WO 2001/49903은 전해 동박의 물성 평가 방법에 대하여 개시한다. 특허공개번호 10-2011-0013093은 정보통신기기에 필수적으로 장착되는 FCCL 필름의 검사 장치에 대하여 개시한다. 금속 포일의 품질 확보를 위하여 포일 전체가 검사될 필요가 있고, 이와 같은 검사가 가능한 장치 또는 방법이 만들어질 필요가 있다. 그러나 선행기술은 이에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술1: 국제공개번호 WO 2001/49903(미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤, 2001.07.12. 공개) 전해동박 및 그 물성 검사방법 및 그 전해동박을 사용한 동 클래드 적층판 선행기술2: 특허공개번호 10-2011-0013093(김교월, 2011.02.09. 공개) 연성 동박필름 외관 검사장치 및 그검사방법
본 발명의 목적은 금속 포일의 표면에 발생 가능한 다양한 형태의 결함을 전체적으로 오류가 없이 검사가 가능한 금속 포일용 비전 검사 장치 및 그에 의한 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 금속 포일용 비전 검사 장치는 서로 마주보도록 배치되는 제1, 2 구간 이동 모터 모듈; 제1 구간 이동 모터 모듈(12)로 검사 대상을 이동시키는 구동 모터 모듈; 제2 구간 이동 모터 모듈로부터 검사 대상(MF)을 이동시키는 장력 모터 모듈; 및 제1, 2 구간 이동 모터 모듈을 따라 이동되는 검사 대상의 미리 결정된 영역의 검사를 위한 비전 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 미리 결정된 영역의 밝기를 조절하는 조명 모듈을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 검사 대상(MF)의 이동을 탐지하는 적어도 하나의 감지 센서를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제1, 2 구간 이동 모터 모듈에서 검사 대상(MF)은 수평 상태로 유지된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제1, 2 구간 이동 모터 모듈에 의하여 검사 대상(MF)은 단계 별로 이동된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 금속 포일 표면의 비전 검사 방법은 금속 포일이 이송 수단에 의하여 정해진 방향으로 이송되는 단계; 이송되는 금속 포일의 장력이 조절되는 단계; 미리 결정된 검사 영역에서 금속 포일이 단계 별로 이동되도록 제어되는 단계; 단계 별로 이동되는 금속 포일이 미리 결정된 영역에서 영역 비전 검사가 되는 단계; 및 비전 검사가 된 금속 포일이 검사 영역으로부터 배출되는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 금속 포일은 동박, 코팅이 된 동박 또는 알루미늄 박이 된다.
본 발명에 따른 금속 포일용 비전 검사 장치는 동박 또는 알루미늄박과 같은 금속 포일의 표면에 발생할 수 있는 스크래치, 긁힘, 찍힘, 변색, 얼룩, 눌림 또는 이와 유사한 결함의 검사가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 검사 장치는 예를 들어 폭 40 내지 70 ㎜, 두께 0.02 내지 0.5 ㎜가 되는 동 또는 그 표면이 도금 처리된 동 포일 또는 알루미늄 포일과 같은 소재의 표면 상태 검사가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 검사 장치는 200 내지 1,000 M의 길이를 가지는 포일 제품을 감는 공정(coiling) 또는 푸는 공정(uncoiling)의 과정을 하는 과정에서 또는 도금과 같은 표면 처리 과정에서 도금 상태의 검사에 적용될 수 있다. 예를 들어 이와 같은 제품의 전수 검사를 위하여 감는 공정의 끝 부분에 본 발명에 따른 검사 장치가 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 검사 장치는 라인 스캔 방식의 비전 검사에 의하여 발견되기 어려운 미세한 얼룩 또는 변색의 검출이 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 검사 장치는 이동 과정의 비전 검사에 따른 단점이 해결되도록 한다. 본 발명에 따른 검사 장치 또는 방법은 다양한 종류의 금속 포일의 표면 검사에 적용될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다. 또한 본 발명에 따른 검사 장치 또는 방법은 롤 투 롤(Roll to Roll) 공정을 비롯한 다양한 공정 과정에 적용될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 포일용 비전 검사 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 금속 포일 표면의 비전 검사 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 포일용 비전 검사 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 금속 포일용 비전 검사 장치는 서로 마주보도록 배치되는 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13); 제1 구간 이동 모터 모듈(12)로 검사 대상(MF)을 이동시키는 구동 모터 모듈(11); 제2 구간 이동 모터 모듈(13)로부터 검사 대상(MF)을 이동시키는 장력 모터 모듈(14); 및 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)을 따라 이동되는 검사 대상(MF)의 미리 결정된 영역의 검사를 위한 비전 모듈(15)을 포함한다.
검사 대상(MF)은 예를 들어 금속 박 또는 금속 포일이 될 수 있고, 동박, 코팅이 된 동박, 알루미늄 박 또는 알루미늄 코팅 동박이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 서로 마주보도록 한 쌍의 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)이 설치될 수 있고, 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)은 예를 들어 수직 방향으로 연장되는 수직 베이스(VB)에 결합될 수 있다. 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)에 의하여 검사 대상(MF)이 검사 위치로 이동될 수 있고, 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)은 수직 베이스(VB)에 수평 방향으로 서로 분리되어 설치될 수 있고, 이에 의하여 검사 대상(MF)은 수평 방향을 따라 이동될 수 있고, 이동 과정에서 표면 검사가 될 수 있다. 검사 대상(MF)은 예를 들어 폭 40 내지 70 ㎜, 두께 0.02 내지 0.5 ㎜가 되는 동 또는 그 표면이 도금 처리된 동 포일 또는 알루미늄 포일이 될 수 있다. 이와 같은 검사 대상(MF)의 표면에 발생될 수 있는 스크래치, 긁힘, 찍힘, 변색, 얼룩, 눌림 또는 이와 유사한 결함이 될 수 있다. 검사 대상(MF)의 Roll to Roll 공정 과정에 한쪽 롤러에서 풀리고 다른 롤러에서 감기는 과정에서 도금 또는 코팅 처리가 될 수 있다. 구동 모터 모듈(11)에 의하여 검사 대상(MF)이 제1 구간 이동 모터 모듈(12)로 이동될 수 있고, 구동 모터 모듈(11)로 검사 대상이 투입될 수 있다. 구동 모터 모듈(11), 제1, 2 구동 모터 모듈(12, 13) 또는 장력 모터 모듈(14))은 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 구체적으로 각각의 모터 모듈(11 내지 14)는 모터(19); 모터(19)에 의하여 회전되는 작동 롤러(18a); 및 작동 롤러(18a)와 맞물려 회전되는 아이들 롤러(18b)로 이루어질 수 있다. 스트립 형상의 검사 대상(MF)이 작동 롤러(18a)와 아이들 롤러(18b)의 사이로 투입될 수 있고 모터(19)의 작동에 의하여 검사 대상(MF)이 정해진 방향으로 이동될 수 있다. 구동 모터 모듈(11)과 제1 구간 이동 모터 모듈(12) 사이에 제1 롤 감지 센서(17a)가 설치되어 구동 모터 모듈(11)과 제1 구간 이동 모터 모듈(12) 사이에 이송되는 검사 대상(MF)의 상태가 탐지될 수 있다. 제1 롤 감지 센서(17a)에 의하여 이송 과정에 있는 검사 대상(MF)의 상태가 확인될 수 있다. 예를 들어 제1 롤 감지 센서(17a)에 의하여 검사 대상(MF)의 이송 속도, 장력, 변위 또는 형상이 탐지될 수 있고 이에 의하여 검사 대상(MF)이 정해진 방법에 따라 이송되고 있는지 여부가 확인될 수 있다. 투입 상태에서 검사 대상(MF)은 구동 모터 모듈(11)에 의하여 수평 상태가 될 수 있다. 이후 검사 대상(MF)은 구동 모터 모듈(11)과 제1 구간 이동 모터 모듈(12) 사이에서 검사 대상(MF)은 전체적으로 U 형상이 되면서 이송될 수 있고, 제1 롤 감시 센서(17a)에 의하여 이송 상태가 확인되어 제1, 2 구간 이동 모듈(12, 13) 사이를 따라 이동될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 제1, 2 구간 이동 모듈(12, 13) 사이에서 검사 대상(MF)은 단계별로 이동될 수 있다. 단계별로 이동은 검사 대상(MF)이 미리 결정된 거리만큼 시간 간격을 두고 이동되는 것을 말하고, 시간 간격은 비전 모듈(15)에 의한 이미지 획득에 필요한 시간이 될 수 있다. 검사 대상(MF)은 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13) 사이에서만 단계별로 이동되거나, 검사 장치 전체 구간에 걸쳐 단계별로 이동될 수 있다. 미리 결정된 거리는 제1 또는 제2 구간 이동 모터 모듈(12 또는 13)의 회전 각도의 조절에 의하여 설정될 수 있다. 이와 같이 검사 대상(MF)이 제1,2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)의 사이에서 단계별로 이동되는 것에 의하여 검사 대상(MF)의 길이 방향에 따라 전체적인 검사가 가능하도록 한다. 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13) 사이에 카메라와 같은 비전 모듈(15)이 브래킷에 의하여 수직 베이스(VB)에 결합될 수 있고, 비전 모듈(15)은 상하 이동, 좌우 이동 또는 회전이 가능하도록 수직 베이스(VB)에 결합될 수 있다. 비전 모듈(15)에 의하여 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)의 사이를 따라 이동되는 검사 대상(MF)의 표면이 검사될 수 있다. 비전 모듈(15)에 의하여 검사 대상(MF)의 폭 및 미리 결정된 길이에 해당되는 면적의 이미지가 획득될 수 있고, 획득된 이미지가 제어 모듈로 전송되어 검사 프로그램에 의하여 표면 검사가 될 수 있다. 비전 모듈(15)은 면적 이미지(area image)를 획득할 수 있고, 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13) 사이에 위치하는 검사 대상(MF)은 길이 방향을 따라 서로 연속되는 다수 개의 검사 부위(DA)로 분할될 수 있고, 다수 개의 검사 부위(DA)는 동일 또는 유사한 크기를 가질 수 있다. 검사 대상(MF)의 단계별 이동은 각각의 검사 부위(DA)의 길이에 따라 결정될 수 있고, 각각의 검사 부위(DA)에 대한 비전 이미지가 차례대로 획득되어 표면 검사가 될 수 있다. 비전 모듈(15)과 함께 조명 모듈(16)의 수직 베이스(VB)에 결합될 수 있고, 검사 부위(DA)의 밝기가 조절될 수 있다. 조명 모듈(16)은 각도 조절이 가능한 회전 브래킷에 의하여 수직 베이스(VB)에 결합될 수 있고, 엘이디 소자와 같은 다양한 발광 소자를 포함할 수 있다. 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)의 사이에서 검사 대상(MF)은 수평 방향을 따라 이동될 수 있지만 이에 제한되지 않고, 다양한 경로를 따라 검사 대상(MF)이 이동될 수 있다. 제2 구간 이동 모터 모듈(13)을 통과한 검사 대상(MF)은 장력 모터 모듈(14)을 경유하여 검사 장치의 외부로 배출되어 릴과 같은 감김 수단에 감길 수 있다. 장력 모터 모듈(14)은 검사 대상(MF)의 전체 장력을 조절하는 기능을 가질 수 있고, 제2 구간 이동 모터 모듈(13)의 바깥쪽에 위치할 수 있다. 제2 구간 이동 모터 모듈(13)과 장력 모터 모듈(14)의 사이에 제1 롤 감지 센서(17a)와 동일 또는 유사한 기능을 가지는 제2 롤 감지 센서(17b)가 배치될 수 있다. 제2 구간 이동 모터 모듈(13)과 장력 모터 모듈(14)의 사이에서 검사 대상(MF)은 구동 모터 모듈(11)과 제1 구간 이동 모터 모듈(12)의 사이에서와 마찬가지로 U 형상이 될 수 있다. 그리고 검사 대상(MF)의 상태가 제2 롤 감지 센서(17b)에 의하여 탐지될 수 있다. 제1, 2 롤 감지 센서(17a, 17b)는 수평 베이스(HB)에 설치될 수 있고, 검사 대상(MF)은 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(13)을 기준으로 대칭 형상이 될 수 있다. 이와 같은 이송 구조에 의하여 검사 대상(MF)의 안정적으로 이송되면서 정확한 표면 검사가 가능하도록 한다. 검사 대상(MF)은 다양한 방법으로 이송될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 금속 포일 표면의 비전 검사 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 금속 포일 표면의 비전 검사 방법은 금속 포일이 이송 수단에 의하여 정해진 방향으로 이송되는 단계(P21); 이송되는 금속 포일의 장력이 조절되는 단계(P22); 미리 결정된 검사 영역에서 금속 포일이 단계 별로 이동되도록 제어되는 단계(P23); 단계 별로 이동되는 금속 포일이 미리 결정된 영역에서 영역 비전 검사가 되는 단계(P24); 및 비전 검사가 된 금속 포일이 검사 영역으로부터 배출되는 단계(P25)를 포함한다.
검사 대상(MF)은 동박, 알루미늄 동박, 동 코팅 박 또는 알루미늄 코팅 박과 같은 금속 포일이 될 수 있고, Roll to Roll 방식으로 이동될 수 있다. 검사 대상(MF)은 이송 구간은 유입 구간(W1); 검사 구간(W2); 및 조절 구간(W3)으로 이루어질 수 있다. 유입 구간(W1)을 통하여 구동 모터 모듈(11)에 의하여 금속 포일이 검사 수단으로 이송될 수 있다(P21). 유입 구간(W1)에 제1 롤 감지 센서(17a)가 설치되어 금속 포일의 이송 상태가 감지될 수 있다. 금속 포일의 전체 장력이 장력 모터 모듈(14)에 의하여 조절될 수 있고(P22), 장력 모터 모듈(14)은 구동 모터 모듈(11)의 맞은편에 구동 모터 모듈(11)의 위치와 대응되도록 설치될 수 있다. 제2 롤 감시 센서(17a)가 장력 모터 모듈(14)의 앞쪽 부분에 배치되어 금속 포일의 이송 상태가 감지될 수 있고 이에 기초하여 장력 모터 모듈(14)에 의하여 금속 포일의 장력이 조절될 수 있다. 검사 구간(W2)에서 금속 포일은 단계별로 이동될 수 있고, 이와 같은 단계별 이동이 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)에 의하여 제어될 수 있다(P23). 단계별로 이동되는 금속 포일에 대하여 비전 검사가 진행될 수 있다. 이를 위하여 검사 구간(W2)에 금속 포일의 정해진 부분의 표면 이미지의 획득을 위한 비전 모듈(15)이 설치될 수 있다. 비전 모듈(15)에 의하여 금속 포일의 길이 방향을 따른 영역 이미지가 획득될 수 있고, 획득된 영역 이미지에 대한 표면 검사에 의하여 금속 포일이 검사될 수 있다(P24). 이와 같은 방법은 이송되는 금속 포일에 대한 영역 이미지의 획득에 의하여 검사 구간(W2)에서 금속 포일에 대한 검사가 완료되면 금속 포일이 배출되어 예를 들어 릴과 같은 감김 수단에 감길 수 있다. 금속 포일은 다양한 방법으로 이송되면 비전 모듈(15)에 의하여 영역 검사가 될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 구동 모터 모듈 12, 13: 구간 이동 모터 모듈
14: 장력 모터 모듈 15: 비전 모듈
16: 조명 모듈 17a, 17b: 감지 센서

Claims (7)

  1. 서로 마주보도록 배치되는 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13);
    제1 구간 이동 모터 모듈(12)로 검사 대상(MF)을 이동시키는 구동 모터 모듈(11);
    제2 구간 이동 모터 모듈(13)로부터 검사 대상(MF)을 이동시키는 장력 모터 모듈(14); 및
    제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)을 따라 이동되는 검사 대상(MF)의 미리 결정된 영역의 검사를 위한 비전 모듈(15)을 포함하고,
    구동 모터 모듈(11)과 제1 구간 이동 모터 모듈(12) 사이에 배치된 제1 롤 감지 센서(17a) 및 제2 구간 이동 모터 모듈(13)과 장력 모터 모듈(14) 사이에 배치된 제2 롤 감지 센서(17b)를 더 포함하고, 제1 롤 감지 센서(17a) 및 제2 롤 감지 센서(17b)는 각각 구동 모터 모듈(11)과 제1 구간 이동 모터 모듈(12) 사이 및 제2 구간 이동 모터 모듈(13)과 장력 모터 모듈(14) 사이에서 U 형상으로 이송되는 검사 대상(MF)의 이송 상태를 확인하고,
    제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)에서 검사 대상(MF)은 수평 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 금속 포일용 비전 검사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 미리 결정된 영역의 밝기를 조절하는 조명 모듈(16)을 더 포함하는 금속 포일용 비전 검사 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 제1, 2 구간 이동 모터 모듈(12, 13)에 의하여 검사 대상(MF)은 단계 별로 이동되는 것을 특징으로 하는 금속 포일용 비전 검사 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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