KR20050013488A - 합성구조의 제조중 이물질과 파편 및 결함을 확인하기위한 시스템 및 방법 - Google Patents

합성구조의 제조중 이물질과 파편 및 결함을 확인하기위한 시스템 및 방법

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KR20050013488A
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Abstract

본 발명은, 합성구조의 제조중 이물질과 파편(FOD) 및 결함을 확인하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 시스템은 밝은 범위 조명으로 합성구조의 일부를 조명함과 더불어 어두운 범위 조명으로 합성구조의 또 다른 부분도 조명하는 광을 방사하도록 위치된 적어도 하나의 광원을 포함한다. 밝은 범위 조명은 결함이 없는 합성구조의 부분 이외의 합성구조의 결함에 따라 다르게 반사된다. 어두운 범위 조명은 FOD가 없는 합성구조의 표면 이외의 합성구조 상의 FOD에 따라 다르게 반사된다. 또한, 시스템은 합성구조의 조명된 부분의 이미지를 수신하기 위한 적어도 하나의 카메라를 포함한다. 카메라에 의해 수신된 이미지는 이미지에 기초하여 결함과 이물질 및 파편을 확인하는 응답을 출력하는 프로세서에 의해 처리된다.

Description

합성구조의 제조중 이물질과 파편 및 결함을 확인하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR IDENTIFYING FOREIGN OBJECTS AND DEBRIS(FOD) AND DEFECTS DURING FABRICATION OF A COMPOSITE STRUCTURE}
본 발명은, 합성구조의 제조에 관한 것으로, 특히 합성구조의 제조중 이물질과 파편(FOD; foreign objects and debris) 및 결함의 위치를 알아내기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
합성구조는 다년간 공지되어 왔다. 합성구조가 많은 다른 방식으로 형성될 수 있을 지라도, 합성구조를 형성하기 위한 하나의 효과적인 기술은 섬유 배치 또는 자동화된 조사공정이다. 종래의 자동화된 조사기술에 의하면, 합성물질의 다수의 리본(또한, 공지의 합성 스트랜드(strand) 또는 토우(tow))는 기재상에 놓여진다. 그 기재는 도구나 굴대이지만, 보통은 미리 놓여져 압축된 합성물질의 다수의 하지층을 형성한다.
종래의 섬유 배치공정은 국한된 닙지점(nip point)에 합성물질의 가닥의 압축에 도움을 주기 위해 열원(heat source)을 이용한다. 특히, 합성물질의 리본 및 토우와 하지 기재는 기재에 대한 부착을 보장하기 위한 압축력이 작용됨과 더불어 수지 가닥의 점성을 증가시키기 위해 닙지점에서 가열된다. 부품을 완성하기 위해, 합성물질의 추가적인 스트립이 각 층에 사이드-바이-사이드 방식으로 제공되고 강화공정중 국한된 가열 및 압력이 행해질 수 있다.
불행하게도, 결함은 하지의 합성구조상에 합성 스트립의 배치중에 발생할 수 있다. 그와 같은 결함은 토우 갭, 오버랩, 드롭된 토우, 주름 및, 꼬임을 포함할수 있다. 또한, 수지 볼 및 잔털 볼과 같은 이물질 및 파편(FOD)이 합성구조의 표면상에 축적될 수 있다. 수지 볼은 가이드 및 커터를 통과하는 미리 스며든 토우와 같은 섬유 배치 헤드의 표면상에 쌓여지는 적절한 수지의 작은조각이다. 수지 볼은 섬유 배치기계의 동작 및 진동으로 인해 제거되고, 가닥의 표면상에 떨어진다. 만약 제거되지 않으면, 다음 코스에서 수지 볼을 덮고 토우의 압축이 없는 적층물에 융기를 형성한다. 잔털 볼은 섬유가 토우의 끝에서 닳아진 후 토우가 커터 어셈블리를 통과됨에 따라 중단될 때 형성된다. 깨진 섬유는 적층물 상에 떨어지는 작은 클럼프(clump)에 수집되고, 만약 제거되지 않으면 다음 코스에 의해 덮여진다.
통상, 섬유 배치공정에 의해 제조된 합성 적층물은 결함 및 FOD에 대한 각각의 조각마다 100% 시각검사를 행한다. 통상 이들 검사는, 섬유 배치기계가 정지되고 검사 및 이후 수리 때까지 멈춰진 놓여진 물질의 처리가 완료된 시점동안 수동으로 수행된다. 그 사이에 수동 검사공정과 그와 관련된 기계 휴지시간에 의해 제조공정이 불합리하게 느려진다.
최근, 수동검사동안 기계를 정지시키지 않고 제조공정중 합성구조의 결함을 확인할 수 있는 검사시스템이 개발되고 있다. 비록 그와 같은 검사시스템이 의도된 목적을 위해 잘 수행되고 있다고 할 지라도, 합성구조의 제조중에 FOD가 확인되면 보다 더 효과적이라는 것을 본 발명자들이 인식했다. 이것은 수동 FOD 검사의 필요성과 그와 관련된 기계 휴지시간을 없앨 수 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 합성구조의 제조중 이물질과 파편 및 결함을 확인하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
도 1은, 본 발명의 1실시예에 따른 합성구조의 제조중 FOD 및 결함을 확인하기 위한 시스템의 개략도,
도 2는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 합성구조의 제조중 FOD 및 결함을 확인하기 위한 시스템의 사시도,
도 3은, 도 2에 도시된 시스템의 실시예에 다른 광원의 사시도,
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 합성구조의 제조중 FOD 및 결함을 확인하기 위한 시스템의 사시도,
도 5는, 도 4에 도시된 시스템의 실시예에 따른 광원의 사시도,
도 6은, 본 발명의 1실시예에 의해 포착된 바와 같이 토우(tow)간 갭과 FOD 모두를 포착하는 비디오 프레임을 나타낸 도면,
도 7은, 본 발명의 1실시예에 따른 컴퓨터 표시 및 선택된 사용자 콘트롤을 나타낸 도면,
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 표시 및 선택된 사용자 콘트롤을 나타낸 도면이다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점과 필요성을 해결하기 위해, 본 발명자들은 합성구조의 제조중 이물질과 파편(FOD) 및 결함을 확인하기 위한 시스템 및 방법을 설계하는데 성공했다. 1실시예에 있어서, 그 시스템은 밝은 범위 조명으로 합성구조의 일부를 조명함과 더불어 어두운 범위 조명으로 합성구조의 또 다른 부분도 조명하는 광을 방사하도록 위치된 적어도 하나의 광원을 포함한다. 밝은 범위 조명은 결함이 없는 합성구조의 부분 이외의 합성구조 내의 결함에 따라 다르게 반사된다. 어두운 범위 조명은 FOD가 없는 합성구조의 표면 이외의 합성구조 상의 FOD에 따라 다르게 반사된다. 또한, 시스템은 합성구조의 조명된 부분의 이미지를 수신하기 위한 적어도 하나의 카메라를 포함한다.
본 발명의 적용할 수 있는 또 다른 영역은 이하 상세히 기술하는 설명에 의해 보다 명확질 것이다. 여기에 기술된 상세한 설명 및 특정 예는 본 발명의 적어도 하나의 실시예일 뿐, 본 발명의 목적 및 배경을 한정할 의도는 없다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 보다 상세히 설명한다.
통상, 합성구조의 제조중 이물질과 파편(FOD) 및 결함을 확인하기 위한 시스템의 실시예가 도 1, 2 및 4에 참조번호 10으로 표시되어 있다. 도 1에 도시된바와 같이, 시스템(10)은 보통 합성 테이프의 다수의 인접한 토우 또는 스트립(24)으로 이루어진 합성구조(22) 가까이에 위치된다. 통상, 스트립(24)은 열의 적용에 따라 점성이 되어 흘러 나올 수 있는 수지나 또 다른 물질에 매립된 다수의 섬유를 포함한다. 스트립(24)은 테이블, 굴대, 또는 다른 도구(26) 등과 같은 작업면 상에 배치되고, "합성물질의 고속 조사를 위한 합성물질 조사기계 및 관련 방법"으로 명칭된 2002년 2월 6일 출원된 미국특허출원 제10/068,735호에 기술된 바와 같은 자동화 조사기계에 따라 합성구조(22)를 형성하기 위해 압축롤러(20; 도 2)로 압축된다. 미국특허출원 제10/068,735호의 내용은 여기에 충분히 설명하는 바와 같이 참조에 의해 여기에 완전히 통합된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(10)은 적어도 하나의 카메라(12)와 적어도 하나의 광원(14)을 포함한다. 카메라(12)는, 이하 보다 상세히 기술된 바와 같은 포착된 카메라(12)의 이미지를 해석하기 위한 프로세서(66)와, 그 이미지를 저장하기 위한 기억장치(64)에 연결된다.
광원(14)은, 밝은 범위 조명(또는 입사광으로 공지된)으로 합성구조(22)의 제1부분(17)을 조명하면서 어두운 범위 조명(또는 간접광으로 공지된)으로 제2부분(19)도 조명하는 광을 방사하도록 위치된다. 특히, 밝은 범위 조명은 합성구조(22)의 제2부분(19) 상에 걸쳐 "비추어져" 어두운 범위 조명으로 제2부분(19)을 조명한다.
밝은 범위 조명은 결함이 없는 합성구조의 부분 이외의 합성구조의 결함에 따라 다르게 반사된다. 예컨대, 합성구조(22)의 비결함부를 벗어나 반사하는 밝은 범위 조명과, 합성구조(22)의 결함으로부터, 또는 역으로 반사하지 못하는 광은 카메라(12)에 의해 포착될 수 있는 가시의 이미지를 생성한다. 합성구조의 제조중 합성구조의 결함을 확인하기 위한 시스템 및 방법과 관련한 상세한 설명이, "합성구조의 결함을 확인하기 위한 시스템 및 방법"으로 명칭된 2001년 3월 28일 출원된 미국특허출원 제09/819,922호와 "합성구조의 결함을 확인하기 위한 시스템"으로 명칭된 2002년 8월 13일 출원된 미국특허출원 제10/217,805호에 포함되어 있다. 미국특허출원 제09/819,922호와 제10/217,805호의 내용은 여기서 충분히 설명하는 바와 같이 참조에 의해 여기에 통합된다.
또한, 어두운 범위 조명은 FOD가 없는 합성구조의 표면 이외의 합성구조(22) 상의 FOD에 따라 다르게 반사된다. 예컨대, 합성구조(22) 상의 수지 볼 및 잔털 볼 등과 같은 FOD를 벗어나 반사하는 어두운 범위 조명과, 합성구조(22)의 FOD가 없는 부분을 벗어나, 또는 역으로 반사하지 못하는 어두운 범위 조명은 이하 상세히 기술된 바와 같이 카메라(12)에 의해 포착될 수도 있는 가시의 이미지를 생성한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 카메라(12)는 통상 합성 토우가 하지구조와 결합된 닙지점의 바로 아래에 위치된 합성구조(22)의 조명된 부분(17, 19)의 이미지를 포착하기 위해 합성구조(22) 가까이에 위치된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 반사면(16)은 합성구조(도 2에는 도시하지 않음) 가까이에 위치되고, 반사면(16)이 합성구조의 조명된 부분(17)의 이미지를 반사하도록 비스듬히 기울어져 있다. 1실시예에 있어서, 합성구조에 대한 반사면(16)의 각도는 약 65도이지만, 반사면(16)은 카메라(12)에 합성구조의 조명된 부분의 이미지를 반사하도록 적절한 각도로 위치될 수도 있다. 그 때 카메라(12)는 반사면(16)으로부터 합성구조의 조명된 부분의 경내범위 이미지를 포착하기 위해 반사면(16) 쪽의 지점에 위치된다. 하나 이상의 반사면(16)이, 이 반사면(16)이 카메라(12)에 합성구조의 조명된 부분의 이미지를 향하게 하도록 협력하는 본 발명의 또 다른 실시예에 이용될 수도 있다.
굴곡/곡선화된 표면을 갖는 합성구조의 경우, 합성구조의 이미지는 처리하기 위한 합성구조의 정확한 표시를 얻기 위해 닙지점에 가능한한 가까운 위치로부터 효과적으로 포착된다. 따라서, 도 2에 기술된 구성은 합성구조에 가능한한 가까운 위치로부터 포착하기 위해 카메라(12)에 대한 합성구조의 이미지를 반사면(16)이 반사하기 때문에 합성구조의 굴곡/곡선화된 표면의 이미지를 포착하는데 특히 효과적이다. 또한, 이러한 구성은 카메라(12)가 섬유 배치장치의 또 다른 부품의 기능을 방해하지 않도록 또는 그 반대로, 카메라(12)가 반사면(16) 보다 합성구조로부터 더 멀리 배치되게 한다. 더욱이, 반사면(16)은 또한 통과/실패 결정을 위한 2개의 갭을 결정하는 능력을 실질적으로 개선할 수 있는 검사되는 영역의 "사각지대" 시야를 제공할 수 있다.
흑백 이미지를 획득할 수 있는 상업적으로 이용할 수 있는 카메라를 포함한 광범위한 카메라가 이용될 수 있다. 1실시예에 있어서, 카메라(12)는 카메라(12)가 동작중이면 광을 통과시키는 렌즈(13)와 이미지 센서(도시하지 않음)를 갖춘 텔레비전 또는 또 다른 타입의 비디오 카메라이다. 또한, 적외선-감지 카메라, 적외선-통과 여과의 가시광 카메라, 광학섬유 카메라, 동축 카메라, CCD(Charge Coupled Device), 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Sensor) 등과 같은 또 다른 타입의 카메라나 이미지 센서가 이용될 수 있다. 카메라(12)는 스탠드(도시하지 않음) 상의 합성구조(22)에 가깝게 위치되거나 프레임(28) 또는 유사한 장치에 고정될 수 있다. 반사면(16)을 포함하지 않는 본 발명의 실시예에 있어서, 카메라(12)는 합성구조(22)의 표면으로부터 대략 6인치 떨어져 위치되고, 도 1에 도시된 바와 같이 브라켓(30) 및 결합된 커넥터(32)를 통해 프레임(28)에 고정된다.
그러나, 반사면(16)을 포함하는 실시예에 있어서, 반사면(16)은 합성구조(22)의 표면으로부터 대략 3인치 떨어져 위치되고, 반사면(16) 쪽으로 가리켜진 카메라(12)는 상술한 바와 같이 합성구조와 멀리 떨어져 위치된다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 반사면(16)은 카메라 쪽으로 합성구조의 표면의 이미지를 정확히 반사하기 위해 1에서 6인치와 같은 합성구조(22)의 표면으로부터 또 다른 거리로 위치된다. 또한, 반사면은 섬유 배치시스템의 일부의 압축롤러(20; 도 2) 및/또는 또 다른 부품에 의해 차단되는 효과적인 위치에 카메라가 위치될 수 있게 하기 위해 이용될 수 있다.
커넥터(32)는 고정위치의 프레임(28)에 카메라(12)를 고정시키는 리벳, 스크류 등이 될 것이다. 또한, 커넥터(32)는 카메라(12), 광원(14), 및 결합된 어셈블리가 합성구조(22)로부터 떨어져 회전될 수 있게 하는 힌지타입 커넥터가 될 것이다. 이러한 실시예는 물질 배치장치의 다른 부품, 특히 카메라 배후에 위치된 부품 및 결합된 어셈블리가 보수, 세척 등을 위해 접근되어야 하는 상황에 효과적이다.
도 2는 브라켓(30)을 통해 프레임(28)에 카메라(12), 반사면(16), 광원(14) 및, 결합된 어셈블리(즉, 카메라 어셈블리)를 고정시키는 힌지타입 커넥터(32)의 다른 실시예를 설명한다. 상대적인 자유로움에 의해 느슨해지거나 제거되는 나비나사나 또 다른 죔쇠 등과 같은 적절한 죔도구가 구멍(34)을 통해 삽입될 수 있으며, 동작을 위한 장소에 카메라 어셈블리를 안전하게 고정시킨다. 죔도구는, 예컨대 섬유 배치장치의 압축롤러(20)와 또 다른 부품으로부터 떨어져 카메라 어셈블리를 회전시키도록 느슨해지거나 제거된다.
더욱이, 도 1과 관련하여, 필터(15)는 특정 방식으로 광을 필터링 하기 위해 렌즈(13)상에 위치될 수 있다. 1실시예에 있어서, 필터(15)는 적외선 성분이나 소정 적외선 파장 또는 광의 파장범위만이 카메라(12) 내로 통과할 수 있게 광을 필터링하도록 설계된다. 따라서, 필터(15)는 주변의 가시광이 카메라(12)에 들어가는 것과 포착된 이미지의 모습이 달라지는 것을 방지한다.
또한, 광을 필터링 하는 또 다른 방법이 동일하거나 적어도 유사한 결과를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 카메라는 동일한 광학특성의 내장필터를 포함하도록 설계된다. 또한, 필터는 카메라 렌즈(13)와 이미지 센서 사이에 위치될 수 있다. 또한, 카메라는 적외선 스펙트럼(즉, 적외선 감지 카메라)에만 민감한 이미지 센서를 포함함으로써, 필터의 필요성이 없어진다.
이하, 시스템(10)의 광원(14)에 대해 상세히 기술한다. 광원(14)은 밝은 범위 조명(즉, 입사광)으로 합성구조(22)의 제1부분(17)을 조명하면서 어두운 범위조명(즉, 간접광)으로 제2부분(19)도 조명하는 광을 방사하도록 위치된다. 1실시예에 있어서, 밝은 범위 조명은 제2부분(19) 상에 걸쳐 "비추어지고" 따라서 어두운 범위 조명으로 제2부분(19)을 조명한다.
도 1에 있어서, 광원(14)은 합성구조(22)에 대해 경사각(37)으로 위치된 것으로 도시되어 있다. 그 경사각(37)은 약 45도이지만, 적용에 따라 다른 각도도 가능하다. 또한, 광원(14)은 이하 기술하는 바와 같이 결함(36)을 돋보이게 하기 위해 스트립(24)의 배치방향과 거의 수직인 방향으로 광을 방사하도록 위치된 것으로 도시되어 있다.
더욱이, 시스템(10)은 다수의 광원을 포함한다. 예컨대, 도 2의 실시예에에서는 반사면(16)과 카메라(12)의 어느 한측상에 압축롤러(20)와 합성구조에 따라 위치된 2개의 광원(14)을 포함한다. 2개의 광원(14)을 포함하는 또 다른 실시예는 2개의 선형 광섬유 어레이가 카메라(12)의 대향측에 위치된 도 4에 도시되어 있다.
도 1에 있어서, 광원(14)은 고정장치(27)에 광원(14)을 고정 또는 부착함으로써 합성구조(22)에 따라 조절 가능하게 위치된다. 고정장치(27)는 광원(14)의 위치를 빠르고 정확하게 조절하기 위해 메인 샤프트(29), 2차 샤프트 및, 잠금 클램프(33)를 포함할 수 있다. 고정장치(27)는 차례로 프레임(28), 카메라(12), 브라켓(30), 또는 광원(14)과 카메라(12)가 또 다른 것과 일정한 공간관계를 유지하도록 그 광원(14)과 카메라(12) 모두에 대한 공동위치를 정의하는 몇몇 다른 대상에 부착될 수 있다.
합성구조의 표면 조명의 특성 및 크기는 주변의 조명과 물질의 반사성에 크게 영향 받는다. 따라서, 본 발명의 실시예는 어두워서 눈에 잘 띄지 않는 곳에서 보다 효과적으로 숨어있는 흠을 조명하도록 적외선 광원을 효과적으로 채용하고 있다. 이와 관련하여, 광원(14)은 적외선 광원이나, 또는 할로겐 광원(도 3)이나 다른 백열광원(도시하지 않음) 등과 같은 적외선 성분을 갖는 또 다른 타입으로부터 선택될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 광원(14)은 형광성 광원(예컨대, 백색광 LED, 저압/수은 충만 인광 유리관 등), 스트로브 또는 스트로보 광원, 불활성가스 아크 램프(예컨대, 크세논 아크 등), 금속 아크 램프(예컨대, 금속 할로겐화물 등) 및 레이저(예컨대, 펄스 레이저, 고체상태 레이저 다이오드 어레이, 적외선 다이오드 레이저 어레이 등)을 포함할 수도 있다. 또한, 광원(14)으로부터의 광은 도 4에 도시된 바와 같이 광섬유에서 전달지점으로 제공된다.
몇몇 실시예에 있어서, 광원(14)은 탄소 등과 같은 거무스름한 토우 물질을 검사하는데 잘 작용하는 광의 적외선(IR) 성분을 최대화 하거나 적어도 크게 증가시키는 전력 레벨에서 동작된다. 이와 관련하여, 약 700nm~1000nm의 파장범위에서 약 150W까지 범위의 예시 전력 레벨이면 충분하다. 그러나, 광원에 대한 특정 전력 레벨 및 파장은 적어도 카메라의 속도 및 감도, 물질이 놓여지는 속도, 전달 실패, 및 또 다른 요인중 검사되는 물질의 반사성에 의한다. 예컨대, 다른 실시예에 있어서, 고도로 반사물질을 검사하는데 적절한 파장 및 전력 레벨이 채용될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에 있어서, 광원(14)은 어레이나 클러스터 형태로 배열된 다수의 LED로 이루어진다. 하나의 특정 실시예에 있어서, 광원(14)은 3인치 스퀘어의 인쇄회로기판의 어레이에 고정된 24개의 LED를 포함한다.
도 2 및 도 3에 도시된 또 다른 실시예에 있어서, 광원(14)은 4개의 할로겐 광전구(38)를 포함하고 있는데, 그 외의 수량이 사용될 수도 있다. FOD(21)를 검출하기 위한 어두운 범위 조명을 생성하기 위해, 다수의 전구(38)가 해체되거나/꺼지거나 또는 불투명한 물질로 덮여진다. 1실시예에 있어서, 전구(38)는 오퍼레이터가 개개의 전구(38) 및/또는 그룹의 전구(38)를 선택적으로 동작시키거나 동작시키지 않게 하는 스위칭장치에 결합된다. 스위칭장치는 기존의 스위치나 또는 이하 기술된 사용자 인터페이스(76)에 추가된 조절장치에 의해 실행될 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에 있어서, 광원(14)은 카메라(12)의 대향측에 위치된 2개의 선형 광섬유 어레이를 포함한다. 그 어레이는 광섬유 다발(25)을 통해 원격의 소스로부터 공급된 광을 방사한다. FOD(21)를 검출하는데 사용된 어두운 범위 조명을 생성하기 위해, 각 어레이(14)의 일부분(35)이 어레이(14)를 효과적으로 감축시키는 불투명한 물질로 차단 또는 덮여진다. 도 5에는 그 일부분(35)이 덮여지지 않고 전체 어레이가 완전히 조명되는 선형 어레이(14)가 도시되어 있다.
도 2로 되돌아 가서, 시스템(10)은 광원(14) 가까이에 위치된 광반사요소(18)를 더 포함하고 있다. 그 광반사요소(18)는 조명되길 원하는 영역 쪽으로 광을 재방향시키는 일련의 광반사면(40; 도 3)을 포함한다. 이것은 표면에 걸쳐 조명을 고르게 하고, 광원(14)의 아주 밝은 부분에 의해 생성된 강한 광(즉, 핫스폿)의 영역을 없애거나, 또는 적어도 거의 감소시킨다. 핫스폿은, 이 핫스폿이 합성구조의 일정한 조명을 방해하여 카메라(12)에 의해 포착된 이미지의 처리중에 에러를 이끌기 때문에 바람직하지 못하다.
광반사요소(40)는 광의 재방향이 합성구조의 많은 부분이 고르게 조명될 수 있게 하기 때문에 합성구조의 굴곡/곡선화된 표면을 조명하는데 특히 효과적이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광반사요소(18)는 포물선 형태로 광원(14) 둘레에 굴곡되어 있다. 광원(14)에 면하는 광반사요소(18)의 표면상에, 광반사요소(18)는 광원(14)에 거의 평행한 굴곡된 스탭(40)을 포함한다. 스탭(40)간 거리와 곡률은 관심지역의 어느 한측상에 2개의 광원의 합으로부터 조명을 제공하기에 충분해지는 것이 선택될 수 있다. 이것은, 광반사요소(18)가 합성구조(22)의 일정하지 않은 조명으로 인한 이미지 처리 에러를 방지하거나 또는 적어도 감소시키는 합성구조(22)의 좀더 일정한 조명을 제공할 수 있게 한다. 또한, 광반사요소(18)의 형태 및/또는 표면 구성은 합성구조(22)의 원하는 부분에 걸쳐 광원(14)에 의해 생성된 광의 일정한 조명 및 흩어짐을 발생시키는 또 다른 방식으로 변경될 수 있다.
실시예에 있어서, 광반사요소(18)는, 이 광반사요소(18)의 바깥쪽 끝에서 약 0.125인치부터 광반사요소(18)의 중심에서 약 0.250까지의 폭 범위를 갖는 17개의 포물선의 굴곡된 스탭(40)을 갖는 전체적으로 포물선 형태를 갖는다. 또한, 광반사요소(18)는 약 0.116인치의 동일한 형태의 스탭 높이를 갖는다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 광반사요소는 다른 동일한 형태 또는 변경된 폭 및 다른 동일한 형태 또는 변경된 스탭 높이를 갖는 다른 수의 스탭이 제공될 수 있다.
더욱이, 광반사요소(18)는 광원(14)에 의해 생성되고 합성구조의 원하는 부분 쪽으로 광반사요소(18)에 의해 흩어진 광을 보내기 위해 조절된다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 광반사요소(18)는 죔도구(42)에 의해 고정장치(27)에 조절가능하게 고정된다. 느슨해진 죔도구(42)는 합성구조에 따라 광반사요소(18)의 각도를 대응적으로 조절하도록 슬롯(44) 내로 이동할 수 있다. 일단 광반사요소(18)가 적절하게 위치되면, 죔도구(42)는 원하는 위치에 그 광반사요소(18)를 안전하게 고정시킨다. 광반사요소(18)의 조절은 광반사요소(18)의 원격 조절을 가능하게 하는 전자수단 등에 의해 다른 방법으로도 가능하다.
합성구조(22)는 스트립(24)의 배치방향에 따라 조명될 때 높은 섬광을 생성하지만 스트립(24)의 배치방향에 따라 조명될 때 대체로 낮은 섬광을 생성하는 것이 관찰되었다. 적어도 몇몇 실시예의 시스템 및 방법은 스트립(24)의 배치방향에 거의 수직인 방향으로 합성 스트립(24)의 상층을 가로질러 광을 내비춤으로써 고섬광/저섬광 현상을 이용할 수 있다. 이것은 합성구조(22)의 상층에 비교적 많은 양의 섬광을 생성한다. 그들 방향으로 인해 상층보다 상당히 적은 섬광을 생성하는 하층은 상층의 어떤 갭이나 또 다른 결함을 통해 보여짐으로써 쉽게 위치를 알아낼 수 있다. 또한, 상층의 뒤틀림 및 또 다른 표면 결함은 상층의 스트립의 방향을 바꾸고 따라서 결함위치에서 상층의 섬광을 대응적으로 변경, 즉 감소시킨다.
고섬광/저섬광 현상이 가시광 또는 적외선광중 어느 하나로 조명될 때 발생하는 반면, 1실시예의 시스템(10)에 사용된 필터(15)는 적외선 광원에 의해 야기된섬광만이 결함 및 FOD의 위치를 알아내는데 이용되도록 주위의 광에 의해 야기된 섬광을 거의 제거한다. 따라서, 필터(15)는 결함 및 FOD에 대해 합성구조(22)가 조사될 경우에 주변 광의 간섭을 없앤다.
여기에 기술된 모든 시스템 실시예에는 다수의 카메라(12) 및/또는 광반사요소(18; 이하, 광원과 집합적으로 관련된)를 갖추거나 갖추지 않은 다수의 광원(14)을 갖춘다. 또한, 다수의 카메라(12) 및/또는 다수의 광원(14)은 합성구조에 따라 이동될 수 있다. 다수의 카메라(12) 및/또는 다수의 광원(14)과 이들 카메라(12) 및/또는 이들 광원의 이동성은 합성구조의 아주 정확한 이미지를 포착하기 위한 시스템(10) 유연성을 제공한다. 다수의 및/또는 이동가능한 광원(14)은 합성구조의 형태와 상관없이 합성구조의 원하는 부분의 일정한 그리고 충분한 조명을 가능하게 한다. 마찬가지로, 다수의 및/또는 이동가능한 카메라(12)는 합성구조의 형태와 상관없이 합성구조의 어떠한 영역이라도 정확한 이미지를 포착할 수 있게 한다. 그와 같이, 다수의 및/또는 이동가능한 광원 및/또는 카메라는 합성구조의 굴곡/곡선화된 부분의 이미지를 조명 및 포착할 경우 특히 효과적이다. 또한, 다수의 및/또는 이동가능한 광원 및/또는 카메라는, 이들 광원 및/또는 카메라의 위치가 전체 스트립에 걸쳐 이동되고, 또 다수의 고정 광원 및/또는 카메라가 전체 스트립을 커버하도록 위치됨으로써, 전체 스트립의 이미지 조명 및/또는 포착을 어렵게 하는 폭을 갖는 합성 스트립의 이미지를 조명 및 포착하는데 효과적이다. 이동가능한 카메라 및 광원을 포함하는 시스템은 미국특허출원 제10/217,805호와 관련시켜 이미 상세히 기술했다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(10)은 또한 합성구조(22)상의 결함 및 FOD의 위치를 표시하기 위한 표시장치(62)를 포함한다. 표시장치(62)는 프레임(28)에 부착됨과 더불어 오퍼레이터에게 보고된 결함(36) 또는 FOD(21)가 검출될 경우 프로세서(66) 또는 유사한 장치에 의해 동작된다. 표시장치(62)는 결함(36) 및 FOD가 검출되는 이들 영역의 합성구조상에 소량의 잉크, 페인트 등을 뿌리거나 아니면 부착시킨다. 합성구조(22)상의 표시는 결함 및/또는 FOD의 위치가 자동이든 수동이든 어느 하나로 다음에 쉽게 확인될 수 있게 한다.
특정 기술된 실시예에 있어서, 표시장치(62)는 수리 및 배치를 위한 신속한 접근을 가능하게 하기 위해 결함 또는 FOD 위치에 합성구조(22)의 표면상에 아주 잘 보이는 색의 적합한 잉크의 작은 점을 뿌리는 잉크젯 표시시스템이다. 또한, 표시장치(62)는 결함을 표시하는데 사용된 것과 다른 색의 잉크로 FOD를 표시하도록 채용된다. 또한, 펌프 공급 펠트펜 표시기, 스프링 장전 표시펜, 청각 또는 시각 경보 등과 같은 또 다른 표시방법도 이용될 수 있다.
자동화 조사공정은 재료 크릴(도시하지 않음)에서 Cincinnati-Milacron and Ingersoll Milling Machines에 의해 제조된 자동화 조사 또는 섬유 배치 기계로 합성 스트립(24; 도 1)을 안내하는 단계를 포함한다. 특히, 합성 스트립(24)은 헤드유닛(23; 도 4)으로 안내되어 압축롤러(20) 아래로 공급된다. 다음에, 2개의 물질을 부착하기 위해 이미 놓여진 입수물질과 하지물질에 집중된 열에너지가 공급된다. 압축 및 가열의 공동 동작에 의해, 합성 스트립(24)이 선행 층에 통합됨으로써, 합성구조(22)의 추가의 층을 형성한다. 유감스럽게도, 하지 합성구조(22)상에 합성 스트립(24)의 배치중 이따금 결함(36)이 발생하고, FOD가 합성구조의 표면 상에 축적된다.
광원(14) 및 어떤 광반사요소(18)와 함께 카메라(12) 및/또는 반사면(16)은 헤드유닛이 합성구조(22)를 가로질러 이동하고 합성 스트립(24)이 아래에 놓여짐에 따라 카메라(12)가 합성구조(22)와 합성 스트립(24)의 실시간 이미지를 계속해서 포착할 수 있게 하기 위해 헤드유닛에 고정될 수 있다. 만약 합성구조(22)가 평면이 아니면, 상술한 바와 같이 검사지점은 가능한한 닙지점에 가까워질 것이다. 만약 합성구조(22)가 평면이면, 검사지점은 배치 헤드유닛으로부터 멀리 떨어져 위치될 수 있다. 어느 한 경우에 있어서, 그 이미지는 이하 보다 상세히 기술하는 바와 같이 프로세서(66)에 의해 즉시 처리되거나 이후의 분석을 위해 기억장치(64)에 저장될 수 있다.
도 6은 다수의 회색의 음영에 의한 흑색에서 백색까지의 범위를 갖는 다수의 픽셀을 포함하는 예시의 원래 그대로의 처리되지 않은 카메라 이미지(68)를 나타낸다. 이미지(68)는 밝은 범위(69)와 어두운 범위(71)를 포함한다. 밝은 범위(69)는 밝은 범위 조명으로 조명된 합성구조의 제1부분(17; 도 1)에 대응되고, 반면 어두운 범위(71)는 어두운 범위 조명으로 조명된 제2부분(19; 도 1)에 대응된다.
처리되지 않은 카메라 이미지(68)의 밝은 범위(69)는 토우 갭과 같은 잠재적인 결함(75)과 결함이 없는 합성구조(22)의 나머지 부분간 대조를 나타낸다. 기술된 밝은 범위(69)의 실시예에 있어서, 잠재적인 결함은 흑색 또는 회색의영역(70)으로 나타나 있고, 반면 합성구조(22)의 나머지 비결함 부분은 백색(72)으로 나타나 있다. 그러나, 일단 잠재적인 결함이 발견되면, 이하 기술하는 바와 같이, 그 잠재적인 결함이 용인될 수 있는지 없는지를 결정하기 위해 그 잠재적인 결함은 여전히 처리를 더 필요로 할 것이다.
처리되지 않은 카메라 이미지(68)의 어두운 범위(71)는 FOD에 의해 반사된 어두운 범위 조명과 FOD가 없는 합성구조(22)의 나머지 부분간 대조를 나타낸다. 기술된 어두운 범위(71)의 실시예에 있어서, 수지 볼은 이 수지 볼의 어느 한측에 보이는 2개의 거의 백색의 반사스폿(77)의 형태로 나타나 있다. 잠재적인 잔털 볼은 이 잔털 볼의 끝과 섬유 끝으로부터 반사되는 어두운 범위 조명을 표시하는 거의 백색의 영역(79)으로 나타나 있다. 합성구조(22)의 나머지 FOD 없는 부분은 흑색 또는 회색으로 잔존한다.
수지 볼과 잔털 볼이 이미지(68)에서 시각적으로 다를지라도, 예컨대 표시장치(62; 도 1)가 잔털 볼을 표시하는데 사용된 것과 다른 색의 잉크로 수지 볼을 표시할 수 있게 하기 위해 다음 처리과정에서는 여전히 수지 볼을 잔털 볼과 구별지을 필요가 있다. 수지 볼을 잔털 볼과 구별짓기 위해, 특정 기하학을 위한 기준을 확립하도록 수학적 연산 및 비교에 기초하여 일련의 결정이 이루어지는 공지의 "얼룩" 이미징 처리가 이용될 수 있다. 수지 볼과 잔털 볼간 구별을 위해 사용될 수 있는 하나의 구별기는, 잔털 볼이 수지 볼보다 끝 거칠기가 크기 때문에, 끝이 거칠다.
또한, 다음의 처리과정에서 잠재적인 FOD 변이가 최대 허용가능한 크기의 제한범위에 따라 용인할 수 있는지 없는지를 결정할 필요가 있다. 즉, 시스템은 최대 허용가능한 크기의 제한범위를 초과하는 FOD만을 표시하거나 신호한다. 이러한 결정을 하기 위해, 시스템은 잠재적인 FOD 변이에 의해 반사된 어두운 범위 조명을 나타내는 특정 이미지 영역 내의 다수의 픽셀을 카운트한다. 다음에, 시스템은 픽셀 카운트와 FOD 크기간 소정의 관계를 포함하는 상관성 데이터에 기초하여 특정 FOD 변이에 대한 간접적인 양의 측정을 계산하기 위해 픽셀 카운트를 이용한다.
더욱이, 도 1과 관련하여, 프로세서(66)는 카메라(12)로부터 또는 이미지(68)가 저장되어 있는 기억장치(64)로부터 이미지(68)를 수신한다. 다음에, 프로세서(68)는 결함 및 FOD의 신뢰할 수 있는 검출을 용이하게 하기 위해 이미지를 처리 및 분석한다. 적어도 1실시예에 있어서, 프로세서(66) 및 기억장치(64)는 기존의 컴퓨터 성분이다.
또한, 시스템(10)은 프로세서(66)와 통신하는 사용자 인터페이스(76)를 포함한다. 사용자 인터페이스(76)는 DOS, 윈도우 98, 윈도우/NT, 윈도우 2000, 윈도우 CE, 리눅스, 유닉스 등을 포함하지만 한정하지 않고 폭 넓은 범위의 소프트웨어 애플리케이션으로부터 구동될 수 있도록 프로그램될 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 사용자 인터페이스(76)는 컴퓨터 모니터상의 표시 스크린(80)을 포함하고, 또한 오퍼레이터가 표시 스크린(80)상에서 커서를 이동시키고 여러가지 시스템 셋팅 및 파라메터를 입력할 수 있게 하기 위한 키보드 및 마우스(도시하지 않음) 등과 같은 입력장치도 포함한다. 또한, 표시 스크린(80)은오퍼레이터가 표시 스크린의 터치영역을 수동으로 원하는 셋팅을 입력할 수 있게 하기 위한 터치-센시티브일 수 있다.
사용자 인터페이스(76)는 합성구조(22)의 이미지(74)가 오퍼레이터나 또 다른 사용자가 보기 위해 표시되는 창(81)을 포함한다. 비록 이미지(74)가 처리되지 않은 카메라 이미지(68; 도 6)일 지라도, 도 7에 도시된 이미지(74)는 직사각형의 영역(73)이 2진화된 처리된 이미지이다. 2진화 동안, 결함의 대조를 높여 결함 검출의 정확성을 향상시키기 위해 소정 임계치 이상의 모든 회색의 음영은 백색으로 변경될 수 있으며, 반면 소정 임계치 이하의 모든 회색의 음영은 흑색으로 변경될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 2진화 단계는 수행될 필요는 없지만, 원래 그대로의 이미지 대신, 이 원래 그대로의 이미지의 광 레벨의 변경률, 및/또는 이미지의 색 변경이 결함 및 FOD를 확인하기 위해 이용될 수 있다.
또한, 사용자 인터페이스(76)는 여러 사용자가 시스템에 입력할 수 있게 하기 위한 사용자 콘트롤(78)을 제공한다. 도 7의 특정 기술된 실시예에 있어서, 사용자 인터페이스(76)는 2진화 임계치에 대한 조절을 허용한다. 일반적으로, 2진화 임계치의 셋팅은 결함이 검출되는 감도와 결함이 묘사되는 해상도간 교환을 포함한다. 1실시예에 있어서, 2진화 임계치는 0에서 255의 8비트 디지털화 범위의 중간점에 대응하는 약 128로 셋팅된다. 그러나, 다른 2진화 임계치는 다른 요인들중 특정 적용, 이용가능한 조명, 카메라 셋팅의 적어도 일부에 의존하여 채용될 수 있다.
또한, 사용자 콘트롤(78)은 사용자가 창(81) 내에 보이는 영역을 조절 또는이동시킬 수 있게 한다. 동작중, 창(81)은 카메라(12) 및/또는 반사면(18)이 합성구조(22)에 대해 이동됨에 따라 합성구조(22)의 조명된 부분(17, 19)의 실시간 이동의 비디오 이미지를 표시한다. 사용자 콘트롤(78)을 사용하여, 사용자는 창(81)이 밝은 범위(69) 및 어두운 범위(71) 모두를 동시에 표시하도록 창(81)을 이동 또는 조절할 수 있다.
또한, 인터페이스(76)는 사용자가 용인할 수 있는 결함 및 FOD에 대한 최대 허용가능한 크기의 제한범위를 입력하고 또 다른 것들중 최대 크기의 제한범위의 용인할 수 있는 허용오차를 입력할 수 있게 한다.
합성구조(22)의 이미지를 표시하는 것 외에, 표시 스크린(80)은 또한 발견된 결함을 목록화 하고 위치, 크기 등과 같은 각 결함에 대한 정보를 제공하는 검출 테이블(82)을 포함한다. 또한, 표시 스크린(80)은 발견된 FOD 변이에 대한 정보를 목록화 하고 제공하기 위한 FOD 테이블(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 더욱이, 표시 스크린(80)은 최대 허용가능한 크기의 제한범위와 허용오차 등과 같은 미리 결정된 기준에 기초하여 특정 이미지 영역이 용인될 수 있는지 없는지를 사용자에게 통지하는 상태 표시자(84)를 포함할 수 있다.
도 8은 합성구조(22)의 이미지를 포착하기 위한 2개 이상의 카메라(12)를 포함하는 시스템(10)에 사용되는 사용자 인터페이스(76)의 또 다른 실시예를 기술한다. 도시한 바와 같이, 사용자 인터페이스(76)는 오퍼레이터나 또 다른 사용자가 보기 위해 합성구조(22)의 이미지(88, 90)를 표시하는 표시 스크린(86)을 포함한다. 이미지(88)는 제1카메라에 의해 포착되고 밝은 범위 조명으로 조명된 합성구조(22)의 부분(17)을 나타낸다. 어두운 범위 이미지(90)는 제2카메라에 의해 포착되고 어두운 범위 조명으로 조명된 합성구조(22)의 부분(19)을 나타낸다. 또한, 다수의 사용자 인터페이스는 각각의 인터페이스가 다수의 카메라로부터의 이미지를 표시하고 또 다른 카메라들로부터의 이미지를 표시하는 사용자 인터페이스에 다수의 링크를 제공하는 다수의 카메라(12)의 이미지를 표시하기 위해 이용될 수 있다. 나란히 고정된 다수의 카메라로부터의 이미지는 합성구조의 보다 큰 영역의 합성시야를 형성하기 위해 조합될 수 있다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 합성구조의 제조중 FOD 및 결함을 확인하기 위한 방법을 제공한다. 1실시예에 있어서, 일반적으로 상기 방법은 밝은 범위 조명으로 합성구조의 일부를 조명하는 단계와, 어두운 범위 조명으로 합성구조의 또 다른 부분을 조명하는 단계, 합성구조의 조명된 부분의 이미지를 획득하는 단계, 밝은 범위 조명에 의해 조명된 합성구조의 부분의 결함을 확인하기 위해 이미지를 분석하는 단계 및, 어두운 범위 조명에 의해 조명된 합성구조의 또 다른 부분의 이물질 및 파편을 확인하기 위해 이미지를 분석하는 단계를 구비하여 이루어진다.
본 발명의 설명은 사실상 예시일 뿐이고, 본 발명의 응용, 또는 사용을 한정할 의도는 없다. 따라서, 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명의 범위 내에서 변형하여 실시할 수 있다. 그와 같은 변형은 본 발명의 목적 및 범위를 벗어나지 않는다.
이상 기술한 바와 같이, 본발명의 실시예는, 결함과 이물질 및 파편에 대한 합성구조의 검사에 사람의 개입이 필요 없기 때문에, 기존의 섬유 배치시스템보다 낮은 방해로 좀더 효과적으로 동작할 수 있다. 대신, 본 발명의 실시예는 결함 및 FOD를 신속하게 검출 및 확인할 수 있어, 결함을 수리하고 또 FOD를 제거하기 위한 치료 동작중 결함 및 FOD가 이후에 쉽게 확인될 수 있으며, 그렇지 않으면 합성구조의 보전에 영향을 미치는 구조적 결함 또는 불일치를 생성할 것이다. 그와 같이, 보다 적은 물질이 소비되고, 검사에 있어 보다 적은 노동이 소모되며, 제조공정중 보다 적은 휴지시간이 초래됨으로써, 보다 적은 비용의 합성구조가 평균적으로 달성된다. 또한, 종래의 사람의 검사보다 본 발명의 다양한 자동화된 시스템 및 방법에 의해 결함 및 FOD가 좀더 일정하면서 신뢰성 있게 검출될 수 있기 때문에, 생성된 부품의 전체 품질의 향상이 도모된다.

Claims (37)

  1. 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템에 있어서,
    밝은 범위 조명으로 상기 합성구조의 일부와 어두운 범위 조명으로 상기 합성구조의 또 다른 부분을 조명하기 위한 광을 방사하기 위해 위치된 적어도 하나의 광원과,
    상기 합성구조의 조명된 부분의 이미지를 수신하기 위한 적어도 하나의 카메라를 구비하여 구성되고,
    상기 밝은 범위 조명은 결함이 없는 상기 합성구조의 부분 이외의 상기 합성구조 내의 결함에 따라 다르게 반사되고, 상기 어두운 범위 조명은 이물질 및 파편을 갖지 않은 상기 합성구조의 표면 이외의 상기 합성구조 상의 이물질 및 파편에 따라 다르게 반사되는 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이미지를 처리함과 더불어 상기 이미지에 기초하여 결함과 이물질 및 파편을 확인하는 응답을 출력하기 위한 프로세서를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프로세서에 대한 적어도 하나의 사용자 입력을 허용하기 위한 인터페이스를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 프로세서는 흑색이나 백색으로 소정의 회색 레벨보다 어두운 색을 나타내는 모든 픽셀을 셋팅하고 또 다른 흑색이나 백색으로 모든 다른 픽셀을 셋팅함으로써 이미지를 2진화 할 수 있으며,
    상기 사용자 인터페이스는 사용자가 상기 이미지를 2진화 하기 위해 프로세서에 의해 이용된 소정의 회색 레벨을 표시하는 임계치를 셋팅할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이미지를 저장하기 위한 기억장치를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광원은 상기 합성구조에 따라 이동가능한 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원은 상기 합성구조에 대한 다른 각각의 위치에 위치된 다수의 광원으로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원은 상기 광원을 선택적으로 동작 및 비동작 시키기 위한 스위칭장치에 결합된 다수의 광원으로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스위칭장치는 사용자 인터페이스로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 카메라는 상기 합성구조에 따라 이동가능하고,
    상기 카메라는 이 카메라가 상기 합성구조에 대해 이동함에 따라 상기 합성구조의 조명된 부분의 실시간 이미지를 수신하는 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 카메라 및 광원은 섬유 배치기계의 헤드유닛에 고정된 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 카메라는 상기 헤드유닛이 상기 합성구조를 가로질러이동함에 따라 상기 합성구조의 조명된 부분의 실시간 이미지를 수신하는 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 카메라 및 광원은 섬유 배치기계의 압축롤러에 가장 가까운 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 카메라는,
    밝은 범위 조명에 의해 조명되는 상기 합성구조의 부분의 이미지를 수신하기 위한 제1카메라와,
    어두운 범위 조명에 의해 조명되는 상기 합성구조의 부분의 이미지를 수신하기 위한 제2카메라를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 카메라가 반사면으로부터 이미지의 반사가 뒤따르는 조명된 부분의 이미지를 수신하도록 상기 합성구조에 가장 가까운 적어도 하나의 반사면을 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 반사면 및 광원은 섬유 배치기계의 헤드유닛상에 고정된 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 반사면과 광원은 섬유 배치기계의 압축롤러에 가장 가까운 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 상기 카메라는;
    적외선 감지 카메라와,
    적외선-통과 필터의 가시광 카메라중 적어도 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 모든 주변의 가시광이 상기 카메라에 들어가는 것을 방지하기 위한 필터를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 상기 카메라는 상기 광원으로부터의 광과 주변의 가시광을 구별할 수 있는 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 상기 광원으로부터의 광을 상기 합성구조 쪽으로 재방향시키도록 상기 광원에 가장 가까운 광반사요소를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 광반사요소는 스탭된 구성의 다수의 반사 포물선 굴곡면을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 상기 광원은 적외선 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  24. 제1항에 있어서, 상기 광원은;
    백열광과,
    발광다이오드,
    불활성가스 아크 램프,
    금속 아크 램프,
    스트로브,
    형광광 및,
    레이저중 적어도 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  25. 제1항에 있어서, 상기 합성구조는 공통 방향에 위치된 다수의 인접한 합성 스트립을 포함하고,
    상기 광원은 상기 합성 스트립의 공통 방향에 거의 수직인 방향으로 광을 방사하도록 위치된 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  26. 제1항에 있어서, 상기 시스템에 의해 확인된 결함과 이물질 및 파편을 표시하기 위한 표시장치를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 표시장치는 잉크젯 스프레이와 펌프 공급 펠트펜 표시기중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  28. 합성구조 제조중 그 합성구조상의 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템에 있어서,
    어두운 범위 조명으로 상기 합성구조의 적어도 일부를 조명하기 위한 광을 방사하도록 위치된 적어도 하나의 광원과,
    상기 합성구조의 조명된 부분의 이미지를 수신하기 위한 적어도 하나의 카메라를 구비하여 구성되고,
    상기 어두운 범위 조명은 이물질 및 파편을 갖지 않은 상기 합성구조의 표면 이외의 상기 합성구조 상의 이물질 및 파편에 따라 다르게 반사되는 것을 특징으로 하는 합성구조 제조중 그 합성구조상의 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 광원으로부터의 광은 밝은 범위 조명으로 상기 합성구조의 또 다른 부분을 조명하고, 상기 밝은 범위 조명은 결함이 없는 상기 합성구조의 부분 이외의 상기 합성구조 내의 결함에 따라 다르게 반사되는 것을 특징으로 하는 하는 합성구조 제조중 그 합성구조상의 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 상기 이미지를 처리함과 더불어 상기 이미지에 기초하여 이물질 및 파편을 확인하는 응답을 출력하는 프로세서를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조 제조중 그 합성구조상의 이물질 및 파편을 확인하기 위한 시스템.
  31. 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 방법에 있어서,
    결함이 없는 상기 합성구조의 부분 이외의 상기 합성구조 내의 결함에 따라 다르게 반사되는 밝은 범위 조명으로 상기 합성구조의 일부를 조명하는 단계와,
    이물질 및 파편을 갖지 않은 상기 합성구조의 표면 이외의 상기 합성구조 상의 이물질 및 파편에 따라 다르게 반사되는 어두운 범위 조명으로 합성구조의 또 다른 부분을 조명하는 단계,
    상기 합성구조의 조명된 부분의 이미지를 획득하는 단계,
    상기 밝은 범위 조명에 의해 조명된 합성구조의 부분의 결함을 확인하기 위해 상기 이미지를 분석하는 단계 및,
    상기 어두운 범위 조명에 의해 조명된 상기 합성구조의 또 다른 부분의 이물질 및 파편을 확인하기 위해 상기 이미지를 분석하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 밝은 범위 조명의 반사를 표시하는 이미지 부분을 분석하는 단계와,
    상기 어두운 범위 조명의 반사를 표시하는 이미지 부분을 분석하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 방법.
  33. 제31항에 있어서, 결함을 확인하기 위해 상기 이미지를 분석하는 단계는 임계치 이상 또는 이하의 2분법 표시로 적어도 이미지의 일부를 변환하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 방법.
  34. 제31항에 있어서, 상기 합성구조 상의 결함과 이물질 및 파편을 표시하는 단계를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 방법.
  35. 제31항에 있어서, 밝은 범위 조명으로 상기 합성구조의 일부를 조명함과 더불어 어두운 범위 조명으로 상기 합성구조의 또 다른 부분도 조명하기 위한 광을 방사하도록 적어도 하나의 광원을 위치시키는 단계를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 방법.
  36. 제31항에 있어서, 밝은 범위 조명과 어두운 범위 조명으로 상기 합성구조의 또 다른 부분을 조명하기 위해 상기 합성구조에 대해 상기 광원을 이동시키는 단계를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 또 다른 조명된 부분의 카메라로 이미지를 획득하기 위해 상기 합성구조에 대해 카메라를 이동시키는 단계를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성구조의 제조중 결함과 이물질 및 파편을 확인하기 위한 방법.
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