KR20020006011A - 용기의 결함 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펫트(Pet)병 또는 유리병 등의 용기를 연속적으로 공급하면서 용기의 결함여부를 검사하기 위해 용기를 직진라인에서 이송시키는 과정에서 용기의 측면과 상하면에 대한 영상을 카메라에서 획득하여 용기의 결함을 검출함으로써 용기를 연속 이송시키는 자동화 라인의 설비크기와 점유공간을 최소화 할 수 있게한 용기의 결함 검사장치에 관한 것으로,

즉, 벨트컨베이어와 스크류피더에 의해 직진라인을 따라 연속적으로 이송되는 용기 이송로에 용기의 상하면을 지지하면서그 측면전체를 허공으로 노출시켜 이송되도록 벨트의 외측에 다수의 지지구를 갖춘 클램프벨트가 상하로 마주하여 설치되고, 상기 클램프벨트의 구간내에는 지지구에 지지되어 이송되는 용기를 직진 이송과 동시에 회전시키면서 용기의 외주면 전체에 대한 영상정보를 카메라에서 촬영하도록 하부측 지지구의 운동방향을 병진시키는 래크기어가 설치되며, 상기 클램프벨트의 출구측에는 용기의 입구와 바닥면에 대한 영상정보를 카메라에서 촬영하여 결함을 검출하도록 용기의 측면을 양측에서 협지하여 이송시키는 수평벨트를 설치함으로써, 용기의 연속생산라인에서 용기를 직진으로 이송시키는 과정에서 용기의 측면전체는 물론 용기 입구와 바닥면에 대한 결함을 전체적으로 검출하게 되어 설비의 부피와 그 설치면적을 최소화하게 된 것을 특징으로 한다.

Description

용기의 결함 검사장치{Inspection apparatus for a defact of bottle}

본 발명은 용기의 결함 검사장치, 더욱 상세하게는 펫트(Pet)병 또는 유리병등의 용기를 연속적으로 공급하면서 용기의 결함여부를 검사하기 위해 용기를 직진라인에서 이송시키는 과정에서 용기의 측면과 상하면에 대한 영상을 카메라에서 획득하여 용기의 결함을 검출함으로써 용기를 연속 이송시키는 자동화 라인의 설비크기와 점유공간을 최소화 할 수 있게한 용기의 결함 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 음료나 액상식품을 포장하기 위한 수단으로 투명 또는 반투명의 병을 사용하고 있으며, 이러한 병으로 된 용기에 음료를 주입하기 전에 제조 또는 취급과정에서 용기에 발생될 수 있는 제품결함과 이물질의 잔류여부 등을 정확히 검사하는 공정이 필수적이다.

더욱이 대량생산에 의한 자동화 공정에서는 음료를 주입하기 전에 용기 공급라인을 따라 연속적으로 이송되는 용기의 청결도에 대한 검사가 실시되고 있으며, 종래에 병의 결함여부를 검출하기 위한 기술로 특허 제115332호의 병의 측벽검사 장치가 제안된 바 있다.

즉, 상기 종래의 기술은 컨베이어에 의해 용기가 연속적으로 이송되는 직진라인상에 용기의 진행방향을 루프형태로 변환되게 하는 회전원판을 설치하여 이의 회전축을 기점으로 상기 용기를 공전(公轉)되게 함과 동시에 상기 회전원판에 놓인 용기를 자전(自轉)되게 이송경로를 변경한 상태에서 회전중인 병의 측벽에 대한 영상을 얻은 후 이를 토대로 병의 측벽에 결함이 있는지를 판정하고, 용기의 결함여부를 검출한 후에는 용기를 컨베이어로 진입되게 하여 다른 공정으로 이송되게 한 구조이며, 이러한 용기의 측면 검사장치는 본원 출원인의 선출원 특허(출원번호 :제2001-58250호)에 의해서도 공개되어 있다.

따라서, 상기 종래의 검사장치 또는 검사방법들은 용기를 이송시키는 일련의 과정에서 용기의 결함을 검출하기 위해 용기의 이송방향을 초기의 직진상태로부터 루프형태로 변환되게 하는 과정을 필수적으로 거친 후 다시 직진방향으로 진행되게 함으로써, 용기를 직진되게 이송시키는 라인의 어느 한 부분에 용기를 공전과 자전시키기 위한 장치를 설치해야만 용기의 결함을 검출할 수 있었다.

그러나 상기 종래의 기술은 용기의 이송을 직진방향에서 루프형태로 우회시킨 후 다시 직진방향으로 진행되게 하는 장치를 설치하는 과정에서 설비의 구조가 복잡해지게 되었음은 물론 설비의 점유면적이 증가되어 설치공간에 많은 제약이 뒤따르는 문제점이 있었다.

또한 상기 방법으로 용기를 공전 및 자전시키면서 그 결함여부를 검출할 수 있는 범위가 용기의 측면 또는 측벽에 국한됨으로써 용기의 입구와 그 바닥부위에 대한 이물질 및 결함을 검사하기 위해서는 별도의 검사공정을 거쳐야 되었고, 이에 따라 용기의 이송라인을 연장할 수 밖에 없는 문제점도 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 용기 검사장치의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 검사대상이 되는 용기를 직진방향으로 이송시키는 과정에서 결함여부를 검출하여 검사설비를 컴팩트화할 수 있는 용기의 결함 검사장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 직진으로 이송되는 용기에 대한 측면과 그 상하면에 대한 영상정보를 토대로 용기의 전부분에 대한 결함여부를 일관된 이송과정에서 검출할 수 있는 용기의 결함 검사장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 용기를 벨트컨베이어와 스크류피더에 의해 직진라인을 따라 연속적으로 이송되는 용기 이송로에 용기의 상하면을 지지하면서그 측면전체를 허공으로 노출시켜 이송되도록 벨트의 외측에 다수의 지지구를 갖춘 클램프벨트가 상하로 마주하여 설치되고, 상기 클램프벨트의 구간내에는 지지구에 지지되어 이송되는 용기를 직진 이송과 동시에 회전시키면서 용기의 외주면 전체에 대한 영상정보를 카메라에서 촬영하도록 하부측 지지구의 운동방향을 병진시키는 래크기어가 설치되며, 상기 클램프벨트의 출구측에는 용기의 입구와 바닥면에 대한 영상정보를 카메라에서 촬영하여 결함을 검출하도록 용기의 측면을 양측에서 협지하여 이송시키는 수평벨트를 설치함으로써, 용기의 연속생산라인에서 용기를 직진으로 이송시키는 과정에서 용기의 측면전체는 물론 용기 입구와 바닥면에 대한 결함을 전체적으로 검출하게 되어 설비의 부피와 그 설치면적을 최소화하게 된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예의 용기 결함 검사장치의 전체구성을 나타낸 사시도,

도 2는 상기 용기 결함 검사장치의 정면구성도,

도 3a 및 3b는 상기 검사장치에 의해 이송되는 용기의 측면 결함을 측정하기 위한 측면도와 그 평면도,

도 4는 본 발명의 검사장치에 의해 용기의 상하면 결함을 측정하기 위한 측면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10,70 : 벨트컨베이어 11 : 스크류피더

20, 20' : 클램프벨트 21, 21' : 지지구

30 : 래크기어 31 : 피니언기어

40, 60, 60' : 카메라 50 : 수평이송벨트

이하, 본 발명의 용기의 결함 검사장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 용기 결함 검사장치의 전체구성을 나타낸 사시도와 그 정면구성도이고, 도 3a 및 3b는 상기 검사장치에 의해 이송되는 용기의 측면 결함을 측정하기 위한 측면도와 그 평면도이며, 도 4는 본 발명의 검사장치에 의해 용기의 상하면 결함을 측정하기 위한 측면도로서, 본 발명의 용기 결함 검사장치는다수의 용기에 원하는 바의 내용물을 신속하고 청결한 상태로 주입하게 된 자동화 라인에서 용기에 내용물을 주입하기 전의 이송과정에서 용기의 손상이나 이물질 등의 결함을 검출하기 위해 설치됨을 전제로 한다.

다수의 용기(B)가 진입되어 일련적으로 이송되는 인입측 벨트컨베이어(10)의 출측에 용기가 균일간격을 유지하면서 이송되도록 스크류피더(11)가 설치되고, 이 스크류피더(11)의 단부에는 연속적으로 이송되는 용기의 간격에 일치되면서 용기의 상하면을 지지한 상태로 이송되도록 각각 궤도운동을 하는 지지구(21)(21')를 갖춘 클램프벨트(20)(20')가 상하로 마주하여 설치되어 있다.

상하부에서 각각 궤도운동을 하는 클램프벨트(20)(20')의 지지구(21)(21')는 그 사이에 위치되는 용기(B)의 수직중심선에 일치되게 상하면에 맞닿은 상태에서 마치 용기를 허공으로 이송시키는 작용을 하며, 클램프벨트에 장착된 각 지지구는 고정상태에서 공회전 가능하게 결합되어 있다.

상기 하부측 클램프벨트(21')의 내측 일부구간에는 이에 장착된 지지구(21')가 직진이동될 때 지지구(21')의 타단에 접합된 피니언기어(31)가 맞물린채 지나가도록 래크기어(30)가 설치되어 지지구(21')에 놓인 용기(B)가 래크기어(30)가 설치된 구간을 지날 때 회전동작을 병행되게 하며, 이 직진이송과 회전이 병행되는 이송로의 적어도 일측에는 용기의 측면전체를 촬영하여 그 영상정보를 토대로 용기의 측면에 대한 결함여부를 검출하는 카메라(40)가 설치되어 있다.

상기 클램프벨트(20)(20')의 출구측에는 동일 수평선상에서 이송되는 용기(B)의 중앙부위 양측면을 협지하여 용기의 입구부와 바닥면을 노출된 상태로이송시키는 한상의 수평이송벨트(50)가 설치되고, 이 수평이송벨트의 구간에는 용기의 입구부와 바닥면 중앙을 촬영하여 그 영상정보를 토대로 용기의 입구와 바닥에 대한 결함을 검출하는 각각의 카메라(60)(60')가 설치되어 있다.

상기 수평이송벨트(50)의 출측에는 결함검사가 끝난 용기를 다시 일련적으로 이송시키는 벨트컨베이어(70)가 설치되어 있다.

용기(B)의 결함을 검출하기 위해 클램프벨트(20)(20') 와 수평이송벨트(50) 구간에 각각 설치된 다수의 카메라(40)(60)(60')는 광전송영상을 광전기적 신호로 변환시켜 모니터에 나타나게 하여 검사주사선의 적어도 두 포인트의 밝기에 의거하여 결함을 검출하는 일반적인 검사방법을 응용한 것이다.

따라서 상기와 같은 본 발명은 음료 또는 식품을 주입하기 위한 준비단계에서 많은 용기(B)를 일련적으로 이송시키는 벨트컨베이어(10)(70)의 직선구간에 용기를 직진으로 이송시키면서 회전을 병행토록 하는 클램프벨트(20)(20')와, 용기의 접촉면을 달리하여 직진으로 이송시키는 수평이송벨트(50)를 설치하게 된다.

즉, 인입측 벨트컨베이어(10)의 출측에 설치된 스크류피더(11)의 구동에 의해 용기가 균일간격을 유지하면서 이송되어 스크류피더(11)로부터 벗어나기 이전에 용기의 이송간격에 맞도록 동일 선상에서 각각 상하로 위치하게 설치된 클램프벨트(20)(20')의 각 지지구(21)(21')에 의해 용기의 입구와 바닥면이 지지된 채 하나씩 이송되며, 상기 이송과정에서 하부측 클램프벨트(20')의 지지구(21')에 형성된 피니언기어(31)가 일부 구간에 설치한 래크기어(30)에 맞물려 지나가는 과정에 지지구(21')에 놓인 용기(B)가 상부의 지지구(21)의 수직중심을 축으로 회전동작을 병행하게 되며, 이러한 직진이송과 회전이 병행되는 과정에서 그 일측에 설치된 카메라(40)에 의해 용기의 측면 전체영상을 촬영하고 그 영상정보를 토대로 용기의 측면에 대한 결함여부를 검출하게 된다.

이어서, 상기 클램프벨트(20)(20')에 의한 이송과정에서 용기의 측면전체에 대한 결함검사가 완료되면, 용기(B)의 이송이 진행되는 방향에 설치된 수평이송벨트(50)는 용기(B)의 중앙부위 양측면을 협지하여 용기의 입구부와 바닥면을 노출된 상태에서 상기 클램프벨트(20)(20')에서와 동일 수평선상에서 이송시키게 됨으로써, 이 수평이송벨트 구간의 상하부에 각각 설치된 카메라(60)(60')가 용기의 입구부와 바닥면 중앙을 촬영하여 그 영상정보를 토대로 용기의 입구와 바닥에 대한 결함을 검출하게 되는 것이다.

즉, 상기 클램프벨트(20)(20')와 수평이송벨트(50) 구간을 용기가 직진으로 이송되는 과정에서 용기의 측면과 상하면 전체를 부분적으로 촬영하여 그 결함여부를 검출하게 됨으로써, 용기의 결함여부를 정확하게 검출할 수 있음은 물론 용기의 이송경로와 장치를 단순화 및 컴팩트화 시킬 수 있으며, 설비의 설치장소를 최소화시키고 구조를 간편하게 할 수 있는 것이다.

이와 같은 용기 결함 검사장치는 음료 또는 식품을 주입하기 위한 준비단계에서 많은 용기를 일련적으로 이송시키는 벨트컨베이어의 직선구간에 용기의 상하면을 지지시킨 상태에서 직진으로 이송시키면서 회전을 병행토록 하여 측면전체의 결함을 검출하고, 다시 용기의 중앙부를 협지하여 그 상하면에 대한 결함을 검출함으로써, 전체적인 설비구조를 간단하게 하면서 설치면적을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 용기의 각부에 대한 결함여부를 직진으로 이송되게 연결한 라인상에서 순차적으로 검출하게 됨으로써, 정밀한 검출이 가능한 등의 장점이 있다.

Claims (2)

1. 벨트컨베이어(10)의 출측에 용기가 균일간격을 유지하면서 이송되도록 스크류피더(11)가 설치되어 용기를 이송시키는 과정에서 용기의 결함여부를 검출하게 된 것에 있어서,

   상기 스크류피더(11)의 단부에 설치되어 연속적으로 이송되는 용기의 간격에 일치되면서 용기의 상하면을 지지한 상태로 이송되도록 각각 궤도운동을 하는 지지구(21)(21')를 갖춘 클램프벨트(20)(20')와, 상기 하부측 클램프벨트(21')의 내측 일부구간에 설치되어 이에 장착된 지지구(21')가 직진이동 될 때 그 타단에 접합된 피니언기어(31)가 맞물려 지나가면서 회전을 병행되게 하는 래크기어(30)와, 상기 클램프벨트(20)(20')에 의한 직진이송과 회전이 병행되는 이송로의 적어도 일측에설치되어 용기의 측면전체를 촬영하여 그 영상정보를 토대로 용기의 측면에 대한 결함여부를 검출하는 카메라(40)와, 상기 클램프벨트(20)(20')의 출구측에 설치되어 동일 수평선상에서 이송되는 용기(B)의 중앙부위 양측면을 협지하여 용기의 입구부와 바닥면을 노출된 상태로 이송시키는 한쌍의 수평이송벨트(50)와, 상기 수평이송벨트(60)의 구간에 상하로 설치되어 용기의 입구부와 바닥면 중앙을 촬영하여 그 영상정보를 토대로 용기의 입구와 바닥에 대한 결함을 검출하는 각각의 카메라(60)(60')와, 상기 수평이송벨트(50)의 출측에는 설치되어 결함검사가 끝난 용기를 다시 일련적으로 이송시키는 벨트컨베이어(70)를 포함한 구성을 특징으로 하는 용기의 결함 검사장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 클램프벨트(20)(20')에 장착된 각 지지구(21)(21')는 그 사이에 위치되는 용기(B)의 수직중심선에 일치되게 상하면에 맞닿은 상태에서 공회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 용기의 결함 검사장치.