KR200290519Y1 - 병바닥 이물질 화상검사 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 병 바닥의 라운드 진 힐(heel)부분과 바닥 면의 불량상태를 측정 검사하여 화상으로 보여주기 위한 병바닥 이물질 화상 검사시스템에 관한 것으로 좀더 구체적으로는 카메라를 이용하여 병의 바닥을 촬영하고 이 촬영한 화상을 모니터를 통해 외부로 가시화시킴과 아울러 촬영한 화상을 근거로 카메라 컨트롤러에서 기 설정된 적격조건에 해당되는 지를 분석 판단하여 불량품을 선별하도록 하여 불량품은 별도의 수거라인으로 이송하고 양호한 제품은 차기의 검사라인으로 계속 진행되도록 함으로써 제조상태에서 발생될 수 있는 병 바닥이나 힐 부분에 발생될 수 있는 제반 불량요인을 자동으로 식별, 선별토록 한 것으로 불량요인의 검사를 매우 정밀하게 행할 수 있게되어 제품의 불량률을 최소화함과 동시에 디지탈 동작의 전자장치인 PLC(Programmable Logic Controller)을 적용하여 공장 자동화와 고기능화, 고속화를 가능케 하여 시간과 인력의 소모를 방지하여 작업능률과 생산성의 향상을 기할 수 있으며 또한 PLC에 연결되는 그래픽 판넬을 적용하여 집적된 측정 데이터와 검사 진행 상태 등을 화면을 통해 간편하게 확인할 수 있도록 하여 통계적인 품질관리를 가능케 한 것이다.

Description

병바닥 이물질 화상검사 시스템{Bottle Bottom Vision System}

본 고안은 병을 일련적으로 제조하는 과정에서 병 바닥의 라운드 진힐(heel)부분과 바닥 면의 불량상태를 측정 검사하여 화상으로 보여주기 위한 병바닥 이물질 화상 검사시스템에 관한 것으로 좀더 구체적으로는 제조 이송되는 병들을 병의 입구 검사와 병 몸체의 강도 검사 과정의 전 단계에서 카메라를 이용하여 병의 바닥을 촬영하고 이 촬영한 화상을 모니터를 통해 외부로 가시화시킴과 아울러 촬영한 화상을 근거로 카메라 컨트롤러에서 기 설정된 적격조건에 해당되는 지를 분석 판단하여 불량품을 선별하도록 하여 불량품은 별도의 수거라인으로 이송하고 양호한 제품은 차기의 검사라인으로 계속 진행되도록 함으로써 제조상태에서 발생될 수 있는 병 바닥이나 힐 부분에 발생될 수 있는 제반 문제점 즉, 돌이나 도자(陶瓷)류 또는 이질 유리, 철분 등의 이물질이 포함되어 있는 지와 기포 또는 기타 오염 및 바닥의 몰림현상 등을 자동으로 식별, 선별토록 한 것으로 불량요인의 검사를 매우 정밀하게 행할 수 있게되어 제품의 불량률을 최소화함과 동시에 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통하여 로직, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 프로그램 가능한 메모리를 사용하고 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 디지탈 동작의 전자장치인 PLC(Programmable Logic Controller)을 적용하여 공장 자동화와 고기능화, 고속화를 가능케 하여 시간과 인력의 소모를 방지하여 작업능률과 생산성의 향상을 기할 수 있으며 또한 PLC에 연결되는 그래픽 판넬을 적용하여 집적된 측정 데이터와 검사 진행 상태 등을 화면을 통해 간편하게 확인할 수 있도록 하여 통계적인 품질관리를 가능케 한 것이다.

통상적으로 병을 성형하는 과정에서 간혹 성형조건의 변경이나 작업환경 등 제반 요인에 불량요인이 발생되게 됨은 주지의 사실이다.

한편 병의 생산라인에서는 성형이 완료된 병은 콘베이어를 타고 이송되면서 냉각과정을 거치게 되고 냉각된 병은 포장라인으로 진입되기 이전에 병의 몸통부분이나 병 입구 부분, 또는 병의 바닥부분의 불량을 검사하기 위한 품질검사 공정을 거치게 되는 바 상기 이 품질검사공정 중 하나인 병 바닥의 품질검사공정을 수행하기 위한 기존의 방식은 원시적인 방식 즉 병이 이송되는 컨베이어의 저부에 조명과 반사경을 설치하고 반사경에 비춰지는 병 바닥을 다수의 작업자가 육안으로 관찰하여 이물질이나 형태불량 등을 확인하여 불량품을 선별하였던 것이나 이와 같은 육안을 이용하는 검사방식은 다음과 같은 문제점을 노출하게 된다.

⊙ 육안 확인을 위해 병의 이송속도를 고속으로 유지하기 어려운 관계로 전반적으로 작업속도가 저하되어 생산성이 저하되는 문제가 있으며,

⊙ 불량요인을 육안을 통해 확인하게 되는 것이므로 검사가 부정확하고 확인작업에 많은 시간과 인력이 소모되어 작업능률이 크게 되고 미확인 제품의 통과확률이 증가되어 제품의 불량률이 증가되는 문제가 있었던 것이며,

⊙ 또한 병 바닥이 불량한 병으로 내용물을 담은 제품이 출하되는 경우 클레임을 통한 신뢰도의 저하와 충격에 대한 내구성이 약하게 되어 쉽게 파손을 되는 등 의 문제가 있으며,

⊙ 또한 육안으로의 검사가 불가능한 부분은 검사대상에서 제외되는 것이므로 제품의 품질이 저하되는 문제가 초래되는 것이었다.

본 고안은 상기와 같은 병 바닥을 검사함에 있어서 기존의 육안검사방식에서 탈피하여 보다 정밀하고 완벽하며 다양한 대상의 검사항목을 일시에 검사할 수 있도록 하여 제품의 불량률을 최소화함과 동시에 공장 자동화와 고기능화, 고속화를 가능케 하여 시간과 인력의 소모를 방지하여 작업능률과 생산성의 향상을 기할 수 있으며 또한 집적된 측정 데이터와 검사 진행 상태 등을 화면을 통해 간편하게 확인할 수 있도록 하여 통계적인 품질관리를 가능한 병바닥 이물질의 화상 검사시스템을 제공함에 있으며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,

본 고안은 제조 이송되는 병들의 입구를 포장되기 이전의 단계에서 촬영하기 위한 카메라를 제시한다.

또한 본 고안은 촬영되는 임의 병의 직 하방에 고정 설치되며 병의 바닥면에 일정한 조도를 부여하기 위한 조명구와 조명구의 조도를 제어하기 위한 조명구 제어기를 제시한다.

또한 본 고안은 상기 조명구의 직상방에 위치되며 반사광선을 차단하여 촬영정밀도를 개선하기 위한 편광판을 제시한다.

또한 본 고안은 상기 카메라에서 촬영한 화상을 근거로 기 설정된 적격조건에 해당되는 되는지를 분석 판단하여 불량품은 불량품수거라인으로, 양호한 제품은 차기의 검사라인으로 통과 이송시키기 위한 선별신호를 별도의 선별장치로 전송하기 위한 카메라 컨트롤러를 제시한다.

상기 카메라컨트롤러와 연결되며 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통하여 로직, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 기계나 프로세서를 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)을 제시한다.

상기 카메라 컨트롤러에서 검사한 화상과 데이터를 전송받아 화상으로 출력하며 병의 종류나 불량판단 설정조건 등의 변경 시 카메라 컨트롤러에 세팅되는 검사설정조건을 육안 확인이 가능하도록 가시화시켜 주기 위한 모니터를 제시한다.

또한 본 고안은 상기 카메라 컨트롤러에 세팅되는 검사설정조건의 수치를 수동으로 입력시켜 조정 변경시키기 위한 검사조건수동제어기를 제시한다.

또한 본 고안은 상기 PCL과 연결되어 측정 데이터와 검사 진행 상태 등을 터치 스크린 방식의 화면을 통해 간편하게 확인할 수 있도록 하는 그래픽 판넬을 제시한다.

이하 첨부되는 도면에 의거 본 고안의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 시스템의 전체 구성을 개략적으로 보이는 도면.

도 2는 본 고안의 일 구성 예를 보이는 측면 예시도.

도 3은 본 고안 시스템의 개략적인 적용상태를 보이는 평면 예시도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

L1:병 이송라인 L2:불량품수거라인

1:조명구 2:편광판

3:조명구 제어기 4:카메라

5:카메라 컨트롤러 6:모니터

7:검사조건수동제어기 8:PLC

9:그래픽 판넬

도 1은 본 고안 시스템의 전체 구성을 개략적으로 보이는 도면으로서,

병 이송라인(L1)중 병 몸체의 강도를 검사하는 과정 이전의 적정 위치에서 병 이송라인(L1)의 저부에 조명구(1)를 설치하여 이송되는 병(B)의 바닥면을 조사할 수 있도록 하며, 상기 조명구(1)의 직상방에는 편광판(2)을 고정 설치하여 조명구(1)로부터의 반사광선을 제거토록 하여 촬영 정밀도를 향상시키도록 한다.

상기 조명구(1)의 조도는 조명구 제어기(3)의 조도설정조건을 변경하면 자동적으로 조정이 가능하도록 구성한다.

한편 편광판(2)의 직상방에는 카메라(4)를 역립(逆立)시켜 직하방에서 순간적으로 정지되는 병의 내부를 거쳐 바닥면을 촬영할 수 있도록 하며 촬영된 화상은 카메라(4)와 일체로 구성되어 있는 카메라 컨트롤러(5)로 전송되며 카메라(4)의 촬영조건은 카메라 컨트롤러(5)에 세팅되어 있도록 하여 촬영설정조건을 변경하면 자동적으로 조정이 가능하도록 구성한다.

상기 카메라 컨트롤러(5)에서는 카메라(4)에서 전송된 화상을 근거로 기 설정시킨 불량판단설정조건에 해당되는 되는지를 분석 판단하여 불량품(B1)과 양호품(B2)을 선별하는 프로그램이 내장되어 있으며, 이 프로그램은 불량품(B1)은 별도의 불량품수거라인(L2)으로 이송할 것을 명령하고 양호품(B2)은 차기의 검사라인으로 이송될 수 있도록 통과할 것을 명령하는 선별신호를 별도의 선별장치(10)에 전송하게 된다.

한편 상기 카메라 컨트롤러(5)에는 모니터(6)가 연결, 설치되어 카메라 컨트롤러(5)에서 검사한 각각의 화상과 검사 데이터를 전송 받아 연속적으로 화면 출력하게 되며 검사할 병의 종류나 규격의 변경 또는 불량판단 설정조건 등의 변경이 요구되는 경우 카메라 컨트롤러(5)에 세팅되는 검사설정조건을 육안으로 확인할 수 있도록 하여 세팅사항의 변경작업에 편의성과 정확성을 기할 수 있도록 한다.

상기 카메라 컨트롤러(5)에는 검사조건수동제어기(7)를 전기적으로 연결시켜상기한 검사할 병의 종류나 규격의 변경 또는 불량판단 설정조건 등의 변경이 요구되는 경우 검사설정조건의 수치를 수동으로 입력시켜 조정 변경시키는 기능을 하게된다.

또한 상기 카메라 컨트롤러(5)에는 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통하여 로직, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 프로그램 가능한 메모리를 사용하고 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 디지탈 동작의 전자장치인 PLC(8)을 연결하여 본 고안 검사시스템의 작업공정의 자동화와 고기능화, 고속화를 가능케 한다.

한편 상기 PLC(8)에는 그래픽 판넬(9)을 연결 적용하여 측정한 데이터와 현재 검사 진행 상태 등을 터치 스크린 방식의 화면을 통해 간편하게 확인할 수 있도록 하여 통계적인 품질관리를 가능케 한다.

※ 도면중 미 설명 부호 ※

(10)는 공지의 선별장치이고, (20)는 병의 간헐이송장치이며,

(30)는 병의 이송 지지부재를 보인 것이다.

이와 같이 구성되는 본 고안은 도 3에서와 같이 병 이송라인(L1)을 통해 성형 완료된 병(B)이 연속적으로 이송되는 것으로 병은 공지의 간헐이송장치(20)를 통해 반복적으로 순간적인 정지상태를 가지면서 이송되도록 하여 병이 병 이송라인(L1)상에 설치된 카메라(4)의 직하방에서 순간적으로 정지되는 순간에 카메라(4)가 병의 입구를 통해 병의 바닥면을 촬영하게 된다.

상기 카메라(4)의 촬영간격은 병(B)의 이송속도에 맞게 적절하게 설정되며 간헐적으로 연속 반복적으로 촬영하게 된다.

상기 카메라(4)에서 촬영된 화상은 카메라 컨트롤러(5)로 전송되고 카메라 컨트롤러(5)에서는 촬영된 병바닥의 화상을 토대로 병 바닥이나 힐 부분에 돌이나 도자(陶瓷)류 또는 이질 유리, 철분 등의 이물질이 포함되어 있는 지와 기포 또는 기타 오염 및 바닥의 몰림 현상 등의 다양한 불량요인을 분석하여 기 세팅해 놓은 각 검사항목의 불량판단설정조건 범위에 해당되는 지를 판단하여 양호품(B2)과 불량품을 선별하게 된다.

양호품(B2)으로 판별되면 선별장치(10)에 차기의 검사라인으로 이송할 것을 명령하게 되고 불량품(B1)으로 판별되면 별도의 불량품수거라인(L2)으로 이송할 것을 명령하게 되며 불량품수거라인(L2)으로 이송되는 불량품(B1)은 파병시켜 재활용하게 된다.

상기 카메라 컨트롤러(5)에서 검사한 각 병들의 화상과 검사 데이터는 동시에 모니터(6)에 출력되어 작업자가 육안으로 확인할 수 있으며, 모니터(6)의 구성여부와 무관하게 불량품의 선별 처리과정은 자동적으로 수행된다.

상기 모니터(6)의 주요한 기능은 검사할 병의 종류나 규격의 변경 또는 불량판단 설정조건 등의 변경이 요구되는 경우 검사조건수동제어기(7)를 이용하여 카메라 컨트롤러(5)에 세팅되는 검사설정조건을 변경시켜 야 하는바 이때 변경되는 수치와 조건을 작업자가 모니터(6)를 통해 육안으로 확인하면서 세팅변경을 수행 할수 있도록 하여 작업에 편의성과 정확성을 기할 수 있도록 함에 있는 것이다.

한편 상기 카메라 컨트롤러(5)에서 제어되는 모든 검사 데이터와 조건들은 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통하여 로직, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 기계나 프로세서를 제어하는 PLC(8)에 의해 제어되어 데이터 베이스화되고 이에 연결된 그래픽 판넬(9)을 통해 제반 자료들을 터치 스크린 방식의 화면을 통해 간편하게 확인할 수 있게된다.

한편 참고적으로 본 고안의 시스템을 이용하여 본 고안의 적용 전과 후의 비교검토를 위하여 완제품중 병의 불량제품 혼입율을 조사한 바 본 고안을 적용치 않고 육안검사를 행한 경우에는 조사 시료수 5,625본 당 병바닥 불량의 제품 2본이 혼입되어 0.03%의 검사 실패율을 보였으나 본 고안의 시스템을 적용한 후로는 조사 시료수 5,625 본 당 불량품의 혼입율이 0 본 ( 0 % )를 보임으로써 완벽한 병바닥 이물질 검사를 수행함을 알 수 있다.

이상과 같은 본 고안은 병바닥의 이물질 불량요인을 검사함에 있어 기존의 육안검사방식에서 탈피하여 보다 정밀하고 완벽하며 다양한 대상의 검사항목을 일시에 검사할 수 있도록 하여 제품의 불량률을 최소화함과 동시에 공장 자동화와 고기능화, 고속화를 가능케 하여 시간과 인력의 소모를 방지하여 작업능률과 생산성의 향상을 기할 수 있으며 또한 집적된 측정 데이터와 검사 진행 상태 등을 화면을 통해 간편하게 확인할 수 있도록 하여 통계적인 품질관리를 가능할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 병(B)의 바닥면에 일정한 조도를 부여할 수 있도록 촬영되는 임의 병의 직 하방에 고정 설치되며 조도의 제어가 가능하도록 조명구 제어기(3)를 구비하는 조명구(1)와;

   상기 조명구(1)의 직상방에 위치되며 반사광선을 차단하기 위한 편광판(2)과;

   제조 이송되는 병들을 포장되기 이전의 소정의 단계에서 하향으로 촬영하기 위해 역립 설치되는 카메라(4)와;

   상기 카메라(4)에서 촬영한 화상을 근거로 기 설정된 적격조건에 해당되는 되는지를 분석 판단하여 불량품은 불량품수거라인으로, 양호한 제품은 차기의 검사라인으로 통과 이송시키기 위한 선별신호를 별도의 선별장치로 전송하기 위한 카메라 컨트롤러(5)와;

   상기 카메라 컨트롤러(5)에서 검사한 화상과 데이터를 전송받아 화상으로 출력하며 병의 종류나 불량판단 설정조건 등의 변경 시 카메라 컨트롤러(5)에 세팅되는 검사설정조건을 육안 확인이 가능하도록 가시화시켜 주기 위한 모니터(6)와;

   상기 카메라 컨트롤러(5)에 세팅되는 검사설정조건의 수치를 수동으로 입력시켜 조정 변경시키기 위한 검사조건수동제어기(7)와;

   상기 카메라 컨트롤러(5)와 전기적으로 연결되며 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통하여 로직, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 기계나 프로세서를 제어하는 PLC(8)와;

   상기 PLC(8)과 연결되어 측정 데이터와 검사 진행 상태 등을 터치 스크린 방식의 화면을 통해 간편하게 확인할 수 있도록 하는 그래픽 판넬(9)을 각각 포함하여서 됨을 특징으로 하는 병바닥 이물질 화상검사 시스템.