KR200496148Y1 - 컨베이어용 터널식 검사대 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 컨베이어에 의해 이송되는 물품을 검사하는 검사대에 관한 것으로서, 특히 이송되는 물품의 형태 및 위치에 따라 신속하고 정확하게 물품을 인식하여 선별 및 분류 작업이 가능하게 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 컨베이어용 터널식 검사대는 컨베이어가 관통해 지나가는 구조물과, 구조물의 내부에 위치하며 컨베이어를 따라 이송되는 물품을 촬영하는 카메라와, 구조물의 내부에 위치하며 컨베이어를 따라 이송되는 물품을 촬영하는 카메라와, 송수신 안테나가 물품의 위치에 따라 이동하도록 구동하는 구동부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

컨베이어용 터널식 검사대{tunnel-type inspection stand for conveyors}
본 고안은 컨베이어에 의해 이송되는 물품을 검사하는 검사대에 관한 것으로서, 특히 이송되는 물품의 형태 및 위치에 따라 신속하고 정확하게 물품을 인식하여 선별 및 분류 작업이 가능하게 구성한 것이다.
[국가지원 연구개발에 대한 설명]
본 출원은 (재)경기테크노파크, 안산스마트허브 기술혁신 지원사업(딥러닝 학습모델과 RFID시스템을 이용한 컨베이어 생산관리 시스템 개발)의 지원에 의하여 이루어진 것이다.
다량의 물품을 이송하기 위해서 통상적으로 컨베이어를 사용한다.
컨베이어는 공장이나 물류창고 등에서 연속적인 운반 작업을 수행하는 기계장치로서, 물품의 운반 과정 중에 선별이나 분류를 위해 방향을 전환할 수 있는 기능을 포함한 컨베이어도 개발되고 있다.
컨베이어의 종류로는 벨트 컨베이어, 스크루 컨베이어, 버킷 컨베이어, 롤러 컨베이어, 트롤리 컨베이어 등 다양한 종류의 컨베이어가 개발되었으며, 통상적으로 컨베이어의 진행방향 측부에 작업자가 위치하여 컨베이어에 의해 이송되는 물품을 육안 검사를 통해 선별 또는 분류 작업을 수행한다.
이와 같이 종래에는 작업자가 수작업으로 선별 및 분류 작업을 수행함에 따라 피로도가 증가하고, 작업시간의 제한 및 숙련도가 요구되는 문제점이 있다.
이런 단점을 보완하기 위해서, 컨베이어를 통해 이송되는 물품을 감지하고 선별 또는 분류하는 시스템의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2103595호(공고일; 2020.04.23.; 이하 '선행문헌'이라 함)에 공개된 기술에 따르면, 컨베이어에 의해 타이어가 이송되며 검사대에서 타이어의 공기압 상태를 측정하는 시스템에 관한 것이다.
구체적으로, 공급컨베이어의 상부에 장착되어 공급컨베이어에 의해 이송되는 타이어의 공기압 정보를 수신하는 TPMS안테나와, 타이어 휠을 촬영하는 제1카메라와, 타이어모듈의 사이드 월에 형성된 타이어 관련 정보를 스캔하는 라인 스캐너와, 타이어의 트레드부에 형성된 색선을 촬영하는 제2카메라를 구비하며, 컨베이어를 통해 이송되는 타이어를 검사하는 기술에 관한 것이다.
공개된 선행문헌의 기술에 따르면, 동일한 형태의 타이어를 검사함에 따라 검사에 필요한 장치들이 일정한 지점에 고정 설치된 상태에서, 컨베이어를 따라 이동하는 타이어를 검사한다.
반면에, 다양한 종류와 형태의 물품 또는 동일 물품이더라도 정렬되지 않은 상태로 컨베이어가 이송될 경우에는 선행문헌의 기술로 물품을 인식하여 검사하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 물품에 RFID태그(tag)가 부착된 물품의 경우, 물품의 종류에 따라 RFID태그 부착 위치가 다르며, 동일 물품이더라도 정렬되지 않은 상태로 컨베이어가 이송될 경우에 RFID태그가 부착된 방향이 물품마다 각각 다른 방향을 향하게 된다.
이 경우 RFID태그가 RFID안테나를 향하는 지향성이 물품마다 달라 RFID태그에 저장된 정보의 원활한 송수신이 이루어지지 않는다는 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2103595호(공고일; 2020.04.23.)
본 고안은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, RFID태그가 부착된 물품으로부터 원활한 정보의 송수신이 이루어질 수 있도록 컨베이어에 의해 이송되는 물품의 형상을 인식하고 인식된 형상에 따라 RFID안테나의 위치를 변위시키도록 구성한 컨베이어용 터널식 검사대를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 컨베이어용 터널식 검사대는 컨베이어가 관통해 지나가는 구조물과, 구조물의 내부에 위치하며 컨베이어를 따라 이송되는 물품을 촬영하는 카메라와, 구조물의 내부에 위치하며 컨베이어를 따라 이송되는 물품을 촬영하는 카메라와, 송수신 안테나가 물품의 위치에 따라 이동하도록 구동하는 구동부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 컨테이너의 진행방향에 있어서, 카메라는 송수신 안테나보다 상류 측에 위치한다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 3개의 송수신 안테나가 구비되며, 3개의 송수신 안테나 중 제1 송수신 안테나는 구동부에 의해 컨베이어의 길이방향인 X축으로 이동하고, 제2 송수신 안테나는 구동부에 의해 컨베이어의 높이방향인 Y축으로 이동하고, 제3 송수신 안테나는 구동부에 의해 컨베이어의 폭방향인 Z축으로 이동 가능하다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 구동부는, 1축 방향으로 위치하며 모터의 구동에 따라 회전 가능한 볼스크루와, 볼스크루에 체결되며 송수신 안테나가 장착된 볼너트를 포함한다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 구동부는 1축 방향으로 위치하는 2개 이상의 풀리와, 2개 이상의 풀리들 중 어느 한 개 이상의 풀리를 회전시키는 모터와, 상기 2개 이상의 풀리에 장착된 벨트와, 벨트에 고정되며 송수신 안테나가 연결된 브래킷을 포함한다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 구동부는, 1축 방향으로 신축 가능한 공압시스템이다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 구동부는, 1축 방향으로 이동 가능한 리니어 모터이다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 컨베이어용 터널식 검사대는 컨베이어를 따라 이송되는 물품을 인식할 수 있는 카메라 및 RFID안테나가 장착되어 물품의 선별 또는 분류 작업을 원활하게 수행할 수 있다.
본 고안에 따른 컨베이어용 터널식 검사대는 컨베이어를 따라 다양한 종류의 물품 또는 정렬되지 않은 형태의 물품이 이송되더라도 카메라를 통해 물품의 위치 및 RFID태그의 위치를 인식하고 하류 쪽에 위치한 복수의 RFID안테나 중 정보 송수신에 가장 적합한 위치의 RFID안테나를 구동시켜 물품과 정보를 송수신할 수 있게 구성하고 있다. 따라서 검사대를 통과하는 물품 중에 정보 송수신 과정을 패싱(passing)하는 물품을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 고안에 따른 컨베이어용 터널식 검사대를 나타낸 개념도이고,
도 2는 도 1에 도시된 검사대 내부에 장착된 RFID안테나 및 카메라를 나타낸 개념도이며,
도 3은 도 2에 도시된 RFID안테나들의 작동관계를 나타낸 개념도이고,
도 4는 도 3에 도시된 RFID안테나들의 다른 작동관계를 나타낸 개념도이다.
아래에서는 본 고안에 따른 컨베이어용 터널식 검사대의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서,
도 1은 본 고안에 따른 컨베이어용 터널식 검사대를 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 검사대 내부에 장착된 RFID안테나 및 카메라를 나타낸 개념도이며, 도 3은 도 2에 도시된 RFID안테나들의 작동관계를 나타낸 개념도이고, 도 4는 도 3에 도시된 RFID안테나들의 다른 작동관계를 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 컨베이어용 터널식 검사대(100)는 컨베이어(110)가 관통해 지나가는 구조물(120)과, 구조물(120)의 안쪽에 장착되어 컨베이어(110)에 의해 이송되는 물품(1)을 촬영하는 카메라(130) 및 컨베이어(110)의 둘레에 위치하는 복수의 RFID안테나(140X, 140Y, 140Z)들과, 각각의 RFID안테나(140X, 140Y, 140Z)가 설정된 방향으로 왕복 이동하도록 구동하는 구동부(150)를 포함한다.
아래에서는 이와 같이 구성된 컨베이어용 터널식 검사대에 대해 구체적으로 설명한다.
터널식 검사대(100)의 구조물(120)은 그 안쪽에 카메라(130) 및 복수의 RFID안테나(140X, 140Y, 140Z)들을 장착할 수 있게 구성한 것으로서, 컨베이어(110)의 양측에 측벽(121) 또는 기둥이 위치하고, 컨베이어(110)의 상부에는 덮개(123)가 고정된 것이 바람직하다.
여기에서 구조물(120)을 측벽(121) 또는 기둥 및 덮개(123)이 결합되어 구성으로 한정하는 것은 아니다. 구조물(120)은 카메라(130) 및 복수의 RFID안테나(140X, 140Y, 140Z)들의 지지대 기능을 수행하며, 다만, 카메라(130)의 촬영을 위해 측벽(121)과 덮개(123)로 구조물(120)을 형성하여 불필요한 외부 빛이 카메라의 영상에 포함되지 않게 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 구조물(120)에는 입구(125)와 출구(127)가 형성되며 컨베이어(110)가 입구(125)와 출구(127)를 관통하여 위치한다. 여기에서 입구(125)와 출구(127) 중 입구(125)가 컨베이어(110)의 상류에 위치하는 것으로, 그리고 출구(127)는 컨베이어(110)의 하류에 위치하는 것으로 설정한다.
구조물(120)의 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 구조물(120)의 입구(125) 상부 쪽에 카메라(130)가 장착되며, 카메라(130)는 컨베이어(110)에 의해 이송되는 물품(1)을 촬영하여 영상이미지로 출력하고 이를 인식하다. 구체적으로 딥러닝 사물 인식 기술을 접목하여 카메라(130)로 촬영한 영상이미지를 통해 사물을 인식한다.
한편, 카메라(130)의 후방에는 3개의 RFID안테나(140X, 140Y, 140Z)가 직선 왕복 가능하게 장착된다. 구체적으로 제1RFID안테나(140X)는 컨베이어(110)의 상부에 위치하여 컨베이어(110)의 길이방향(X축)으로 직선 왕복 가능하게 장착되고, 제2RFID안테나(140Y)는 컨베이어(110)의 측부에 위치하여 컨베이어(110)와 수직하게 상하방향(Y축)으로 직선 왕복 가능하게 장착되며, 제3RFID안테나(140Z)는 컨베이어(110)의 상부에 위치하여 컨베이어(110)의 폭방향(Z축)으로 직선 왕복 가능하게 장착된다.
여기에서 제1RFID안테나(140X)가 상류 측에 위치하고 제3RFID안테나(140Z)가 하류 측에 위치하여 제1RFID안테나(140X)와 제3RFID안테나(140Z)가 왕복 이동함에 있어 간섭되지 않게 배치된다.
한편, RFID태그(3)가 부착된 물품(1)이 컨베이어(110)에 의해 이송될 경우 제1RFID안테나(140X) 내지 제3RFID안테나(140Z)에 의해 RFID태그(3)에 저장된 정보를 수신하며 RFID안테나를 통해 RFID태그(3)에 정보를 송신하여 저장할 수 있다.
앞서 설명하였던 바와 같이, 물품(1)이 일정한 형태로 배치된 상태로 컨베이어(110)에 의해 이송될 경우 RFID태그(3)가 노출되는 쪽에만 RFID안테나가 위치하더라도 정보를 송수신 가능하지만, 물품(1)의 크기가 다양하고 RFID태그(3)의 부착 위치가 다양할 경우 어느 한 쪽에만 RFID안테나를 위치하게 되면 정보 송수신이 차단되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서 컨베이어(110)에 의해 이송되는 물품(1)을 카메라(130)로 인식하여 물품(1)에 부착된 RFID태그(3)의 위치 방향을 인식하고, 해당 물품(1)이 컨베이어(110)를 따라 하류 쪽으로 진행할 경우 마주하여 위치할 수 있는 RFID안테나를 선정하고 선정된 RFID안테나가 해당 물품(1)에 부착된 RFID태그(3)의 위치에 가장 근접하도록 RFID안테나를 이동시킨다.
RFID태그(3)에 근접한 RFID안테나는 해당 물품(1)이 지나갈 때에 정보를 송수신하고 설정된 프로세스에 따라 처리한다.
이와 같이 구성된 컨베이어용 터널식 검사대(100)는 각 RFID안테나(140X, 140Y, 140Z)가 직선 왕복 운동함에 있어 아래에서는 2가지의 예를 들어 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각 RFID안테나(140X, 140Y, 140Z)는 각 축 방향으로 이동 가능하게 구성함에 있어서, 각 축 방향으로 볼스크루(151)가 회전 가능하게 구조물(120)에 장착되며, 볼스크루(151)는 구조물(120)에 장착된 모터(155)에 연결되어 회전한다. 그리고 볼스크루(151)에는 볼너트(153)가 장착되며 볼너트(153)에 각 RFID안테나(140X, 140Y, 140Z)가 장착된다.
이와 같은 구성에 있어서, 모터(155)가 작동하면 볼스크루(151)가 회전하게 되고 볼스크루(151)의 회전 방향에 따라 볼너트(153)가 볼스크루(151)의 길이방향으로 이동한다. 볼너트(153)에 장착된 RFID안테나 또한 볼너트(153)를 따라 이동하게 된다.
다른 한 예로서는 도 4에 도시된 바와 같이, 각 축 선상에 2개의 타이밍풀리(157)가 회전 가능하게 구조물(120)에 장착되고, 2개의 타이밍풀리(157)에 타이밍벨트(159)가 장착된다. 그리고 2개의 타이밍풀리(157) 중 어느 한 타이밍풀리에는 구조물(120)에 장착된 모터(155)에 연결되어 모터(155)의 구동에 의해 타이밍풀리(157)가 회전하며 타이밍풀리(157)의 회전에 의해 타이밍벨트(159)가 회전한다.
타이밍벨트(159)에는 각 RFID안테나의 브래킷(141)이 고정되어 타이밍벨트(159)의 회전에 의해 2개의 타이밍풀리(157)의 사이를 RFID안테나가 이동 가능하게 구성한다.
이와 같이 3개의 RFID안테나(140X, 140Y, 140Z)가 X축, Y축, Z축방향으로 각각 이동하며 컨베이어(110)를 따라 이동하는 물품(1)에 부착된 RFID태그(3)로부터 어느 한 RFID안테나에서 정보를 송수신하고, 송수신 정보를 통해 물품(1)의 선별 및 분류 작업이 진행된다.
한편 앞서 설명한 구동부는 볼스크루의 회전 및 타이밍벨트의 회전으로 안테나가 1축방향으로 이동하는 것으로 설명하고 있으나, 1축 방향으로 신축하는 공압시스템 또는 리니어 모터에 안테나를 장착하여 안테나의 위치를 변위시킬 수도 있다.
1 : 물품
3 : RFID태그
100 : 검사대
110 : 컨베이어
120 : 구조물
121 : 측벽
123 : 덮개
125 : 입구
127 : 출구
140X, 140Y, 140Z : RFID안테나
141 : 브래킷
150 : 구동부
151 : 볼스크루
153 : 볼너트
155 : 모터
157 : 타이밍풀리
159 : 타이밍벨트

Claims (7)

  1. 컨베이어(110)가 관통해 지나가는 구조물(120)과,
    구조물의 내부에 위치하며 컨베이어를 따라 이송되는 물품(1)과 정보를 송수신하는 송수신 안테나(140X, 140Y, 140Z)와,
    구조물의 내부에 위치하며 컨베이어를 따라 이송되는 물품에 부착된 RFID태그(3)의 위치 방향을 인식하고 RFID태그와 마주하는 송수신 안테나를 선정하도록 촬영하는 카메라(130)와,
    송수신 안테나가 물품의 위치에 따라 이동하도록 구동하는 구동부(150)를 포함하며,
    컨베이어의 진행방향에 있어서, 카메라는 송수신 안테나보다 상류 측에 위치하며,
    3개의 송수신 안테나가 구비되며,
    3개의 송수신 안테나 중 제1 송수신 안테나(140X)는 구동부에 의해 컨베이어의 길이방향인 X축으로 이동하고, 제2 송수신 안테나(140Y)는 구동부에 의해 컨베이어의 높이방향인 Y축으로 이동하고, 제3 송수신 안테나(140Z)는 구동부에 의해 컨베이어의 폭방향인 Z축으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 컨베이어용 터널식 검사대.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    구동부(150)는, 1축 방향으로 위치하며 모터(155)의 구동에 따라 회전 가능한 볼스크루(151)와, 볼스크루에 체결되며 송수신 안테나가 장착된 볼너트(153)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어용 터널식 검사대.
  5. 제1항에 있어서,
    구동부(150)는 1축 방향으로 위치하는 2개 이상의 풀리(157)와, 2개 이상의 풀리들 중 어느 한 개 이상의 풀리를 회전시키는 모터(155)와, 상기 2개 이상의 풀리에 장착된 벨트(159)와, 벨트에 고정되며 송수신 안테나가 연결된 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어용 터널식 검사대.
  6. 제1항에 있어서,
    구동부는, 1축 방향으로 신축 가능한 공압시스템인 것을 특징으로 하는 컨베이어용 터널식 검사대.
  7. 제1항에 있어서,
    구동부는, 1축 방향으로 이동 가능한 리니어 모터인 것을 특징으로 하는 컨베이어용 터널식 검사대.
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