KR20070108654A

KR20070108654A - 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사시스템 및 자동 결함 검사방법

Info

Publication number: KR20070108654A
Application number: KR1020060040968A
Authority: KR
Inventors: 유세웅; 김응수; 김승
Original assignee: 한국유리공업주식회사
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2007-11-13
Also published as: KR100814062B1

Abstract

본 발명은 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템에 관한 것으로서, 복수개의 구동롤러가 소정 간격으로 배치되어 일방향 구동됨에 따라 그 상측에 연속해서 투입되는 투명판재를 일측 방향으로 진행시키도록 된 판재 공급부; 상기 판재 공급부를 통해 이동되는 투명판재의 하측에 설치되어 투사광을 조사하도록 된 광원부 및 상기 투명판재 바로 위 상측에 설치되어 광원부에서 조사된 광원이 투명판재를 투과시켜 생성된 이미지를 픽업하는 수광부로 이루어지는 검사부; 및 상기 검사부를 통해 얻어진 이미지 정보를 수치 데이터로 변환하고, 기 설정된 수치 데이터와 비교하여 투명판재의 결함 유무를 판별하여 시스템을 제어하거나, 상기 수치 데이터의 결과를 모니터에 연결하여 출력하도록 된 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 본 발명은 광원부 및 수광부로 이루어지는 광학적 검사장치를 구성함에 따라서, 넓은 면적의 검사가 가능할 뿐만 아니라, 지속적으로 공급 및 이동되는 피 검사체(투명판재)를 실시간 검사할 수 있게 됨에 따라, 투명판재의 결함을 신속하게 판별할 수 있게 되고, 결함이 검출된 제품은 공정에서 곧바로 제거되도록 하여 불량률을 감소키는 동시에 제품의 질을 향상시켜 경쟁력을 높이게 되는 효과를 갖는다.

Description

연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템 및 자동 결함 검사방법{Automatically Inspection System for the Defects Detecting on Continuous Moving Transparent Sheet Materials And Automatically Inspection Method There for}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 검사 시스템의 전체구성을 개략적으로 도시한 정면 개요도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 검사 시스템을 통해서 얻은 광도와 광학적 투과율과의 상관관계를 도시한 그래프.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 검사 시스템의 전체구성을 개략적으로 도시한 측면 개요도.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 검사 시스템을 통해 검출 가능한 결함의 형태를 예시한 도면.

도 5는 본 발명의 검사 시스템을 복수로 설치하는 실시 예를 도시한 개요도.

도 6은 본 발명에 따른 검사 시스템을 통과하는 피 검사물의 이동 시간에 따른 투과율 변화를 나타낸 그래프.

도 7은 본 발명에 따른 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사방법을 설명하기 위한 흐름도.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

101: 투명판재 100: 판재 공급부

110: 구동롤러 200: 검사부

210: 광원부 211: 제1케이스

212: 제1카메라 213: 제1온도센서

214: 제1항온공급장치 215: LED

216: 확산판 217: 블로어

218: 전원공급장치 220: 수광부

221: 제2케이스 221a: 반사광 차단부

222: 제2카메라 223: 제2온도센서

224: 제2항온공급장치 214a,224a: 단열호스

300: 제어부 310: 모니터

400: 온도지시계 500: 검사부 이송장치

510: 제1레일결합체 511: 레일

513: 가이드 520: 제2레일결합체

521: 레일 523: 가이드

530: 동력전달부 531: 구동 모터

533: 구동축

본 발명은 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동결함 검사 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 투과 가능한 판재는 유리, 플라스틱 재질 등으로 이루어진 투명한 판재 또는 상기 투명한 판재 표면에 빛을 투과할 수 있도록 하는 코팅막을 형성하는 모든 종류의 판재(이하, '투명판재'라 칭함)를 포함하게 되는데, 이와 같은 투명판재는 품질에 치명적인 결함을 일으키게 되는 몇 가지의 유형을 갖는데 이를 차례로 설명하면 다음과 같다.

첫 번째로, 투명판재에 이물이 부착 또는 혼입되어 있거나, 광학적 투과율 면에서 기준 값에 도달하지 못한 경우가 있다.

그리고, 두 번째로는 투명판재에 코팅막을 형성하는 과정에서 코팅 원재료의 품질 저하 또는 잘못된 원재료가 혼합된 경우가 있을 수 있다.

마지막으로는 투명판재에 코팅막을 형성하는 코팅장치의 이상으로 코팅막을 전체 면적에 걸쳐 균일하게 도포하지 못한 경우를 들 수 있다.

위에서 언급된 바와 같은 결함 유형들은 제품에 치명적인 하자를 갖게 하는 것으로서, 제품의 불량률 증가는 물론 제품에 대한 소비자의 신뢰성을 잃게 되는 원인이 되고 있다.

이에, 상기한 바와 같은 결함 유형을 검사하기 위한 다양한 선행기술이 제안된 바 있다.

먼저, 미국특허공보 US6,100,970(Apparatus for inspecting slight defects on a photo-mask pattern)는 포토 마스크 패턴 상의 결함을 검사하는 장치로서, 광학 대물렌즈 및 접안렌즈를 검사 시스템의 구성요소로 사용하고 있기 때문에 아주 미세하고 작은 결함을 판별할 수 있다.

또한, 상기 검사 장치는 검사 대상이 되는 포토마스크가 연속적으로 이동되는 것이 아니라 포토 마스크가 검사대에 올라오면 검사대를 수평 혹은 수직으로 조정하여 일정한 포토마스크 패턴 상의 결함의 존재 유무를 검사하게 된다.

다음으로, 동 공보 US6,804,386(Optical member inspecting apparatus and method of inspection thereof)는 현미경, 망원경 등과 같은 광학용 장비에 사용되는 렌즈의 결함이나 광학적 불 균질성 등을 검사하는 장비로서, 광원에 의해 확산된 이미지를 렌즈를 통하여 이미지를 최적화시킨 후, 작고 미세한 결함을 식별할 수 있는 장비이다.

앞서 설명한 2개의 선행기술은 모두 작고 미세한 결함을 검사하는 장비이므로 필수적으로는 광학적 렌즈 설계가 필요하며, 일반적으로 작고 미세한 투명한 소재 안의 결함이나 이물을 비연속적으로 검사하는 경우에 적합한 반면, 이러한 검사 시스템으로는 넓은 면적을 검사하기 어려울 뿐만 아니라, 연속적으로 이동되는 투명판재를 실시간으로 검사하기 어려운 문제가 있다.

또한, 이러한 광학 렌즈 설계가 포함된 장비의 경우는 대부분 가격이 고가인 문제점을 갖는다.

또 다른 선행기술로서 동 공보 US6,842,420(Color filter inspection apparatus)는 전자 디스플레이 장비인 LCD(liquid crystal display)에 사용되는 컬러필터(color filter) 코팅 막의 결함 혹은 이물을 검사하는 장비로서, 고유의 특정 가시광선 파장 범위를 갖는 색상과 컬러필터 단색 광원을 코팅 막에 조사하여 나온 다른 파장 범위를 갖는 색상을 비교하여 코팅 막의 결함 혹은 이물을 검사하는 장비이다.

이때, 상기 선행기술은 복수의 LED로 발광된 광원을 확산 판으로 균일한 광원으로 만들고, 이를 컬러필터에 조사하여 얻은 특정 가시광선 파장 범위를 갖는 색상을 표준 컬러필터의 색상과 비교하여 결함의 존재 여부를 판단하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 선행기술은 LED 광원이 시간이 경과됨에 따른 광도의 감소 혹은 변화가 발생되었을 경우, 이를 실시간 보정할 수 있는 방법이 마련되어있지 못해 장비의 성능이 급격히 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 선행기술에서의 확산판이 외부로 노출되는 구조여서, 항상 먼지및 이물질이 쌓이게 됨으로써, 검사장비의 투과율을 저하시키게 되는 문제가 있었다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 광원부 및 수광부로 이루어지는 광학적 검사장치를 구성함에 따라서, 넓은 면적의 검사가 가능할 뿐만 아니라, 연속적으로 공급 및 이동되는 피 검사체(투명판재)를 실시간 검사할 수 있도록 하는 자동결함 검사 시스템을 제공하는데 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 광원의 광도가 감소되지 않도록 실시간 보정이 가능한 보정프로그램 및 블로어를 형성하고, 주변 온도변화를 일정하게 유지시켜 광학 카메라의 전산 및 광학적 부속품이 손상되는 것을 방지하도록 된 항온공급장치를 형성하도록 된 자동결함 검사 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템은, 복수개의 구동롤러가 소정 간격으로 배치되어 일방향 구동됨에 따라 그 상측에 연속해서 투입되는 투명판재를 일측 방향으로 진행시키도록 된 판재 공급부; 상기 판재 공급부를 통해 이동되는 투명판재의 하측에 설치되어 투사광을 조사하도록 된 광원부 및 상기 투명판재 바로 위 상측에 설치되어 광원부에서 조사된 광원이 투명판재를 투과시켜 생성된 이미지를 픽업하는 수광부로 이루어지는 검사부; 및 상기 검사부를 통해 얻어진 이미지 정보를 수치 데이터로 변환하고, 기 설정된 수치 데이터와 비교하여 투명판재의 결함 유무를 판별하여 시스템을 제어하거나, 상기 수치 데이터의 결과를 모니터에 연결하여 출력하도록 된 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템은, 복수개의 구동롤러가 소정 간격으로 배치되어 일방향 구동됨에 따라 그 상측에 연속해서 투입되는 투명판재를 일측 방향으로 진행시키도록 된 판재 공급부; 상기 판재 공급부를 통해 이동되는 투명판재의 하측에 설치되어 투사광을 조사하도록 된 광원부 및 상기 투명판재 바로 위 상측에 설치되어 광원부에서 조사된 광원이 투명판재를 투과시켜 생성된 이미지를 픽업하는 수광부로 이루어지는 검사부; 상기 광원부를 폭 방향으로 이송시키기 위한 제1레일결합체와, 수광부를 폭 방향으로 이송시키기 위한 제2레일결합체와, 상기 제1 및 제2레일결합체가 좌우로 동시 동작되도록 동력을 공급하는 동력전달부로 이루어지는 검사부 이송장치; 및 상기 검사부를 통해 얻어진 이미지 정보를 수치 데이터로 변환하고, 기 설정된 수치 데이터와 비교하여 투명판재의 결함 유무를 판별하여 시스템을 제어하거나, 상기 수치 데이터의 결과를 모니터에 연결하여 출력하도록 된 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성 및 작용, 효과에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 검사 시스템의 전체구성을 개략적으로 도시한 정면 개요도로서, 투명판재가 본 발명의 검사 시스템에 자동 공급되어 검사되는 구성을 도시하고 있다. 여기서, 상기 투명판재(101)라 함은 투과 가능한 모든 판재 즉, 유리 또는 합성수지로 제작된 판재는 물론, 상기 판재 표면에 코팅 막이 형성된 모든 경우의 판재를 포함할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

도 1에서 보여지는 바와 같은 본 발명은 크게 판재 공급부(100)와, 검사부(200)와, 제어부(300) 및 온도 지시계(400)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 판재 공급부(100)는 복수개의 구동롤러(110)가 소정 간격으로 배치되어 일방향 구동됨에 따라 상측에 연속해서 투입되는 투명판재(101)를 일측 방향으로 진행시키는 역할을 수행하게 된다.

상기 구동롤러(110)에 의해 일측으로 이송된 투명판재(101)는 광원부(210) 및 수광부(220)로 구성된 검사부(200)에서 결함 유무에 대한 실시간 검사가 이루어지게 된다.

상기 검사부(200)는 투명판재(101) 하측에 설치되어 투사광을 조사하도록 된 광원부(210; module source) 및 상기 투명판재(101) 바로 위 상측에 설치되어 광원부(210)에서 조사된 균일한 광원이 투명판재(101)를 투과시켜 생성된 이미지를 픽업하는 수광부(220; image capture)로 구성된다.

이때, 상기 광원부(210) 및 수광부(220)는 동일 수직선상에 설치되고, 상기 광원부(210)의 설치 위치는 구동롤러(110)의 하측이 된다. 이를 위해 상기 구동롤러(110) 간에는 광원부(210)에서 조사되는 투사광이 방해되지 않도록 충분한 이격거리를 유지시키는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 광원부(210)의 구성은 제1케이스(211)와, 제1카메라(212)와, 제1온도센서(213)와, 제1항온공급장치(214)와, LED(215)와, 확산판(216)과, 블로어(217) 및 전원공급장치(218)를 포함한다.

이때, 상기 제1케이스(211)는 외부 빛이 차단되도록 하는 원형 또는 사각형으로 둘러진 흑체(black body)의 보호막 상자가 사용된다.

이러한, 상기 제1케이스(211) 내에는 광원으로 사용되기 위한 LED(215)가 설치된다. 이때, 상기 LED(215)는 충분한 광량을 확보하기 위해 적어도 하나 이상 다수가 설치되도록 한다.

이때, 상기 LED(215)를 구동시키기 위한 별도의 전원공급장치(218)가 연결되는데, 상기 전원공급장치(218)는 광원이 일정하고 균일하게 유지될 수 있도록 하기 위해, 균일한 전압의 공급이 가능한 무정전 전원공급장치(power supply)가 사용되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1케이스(211) 상단부에는 확산판(216)이 설치되는데, 상기 확산판(216)은 LED(215)에서 조사되는 광원을 균일한 밝기로 유지시키는 역할을 수행하게 된다.

이때, 상기 확산판(216)의 일측에는 송풍작용을 갖는 블로어(217)가 설치된다. 상기 블로어(217)는 확산판(216)의 표면에 먼지 등의 이물질이 쌓여 고착화되는 것을 방지시켜 광원부(210)의 광 투과효율을 최적화 하게 되는데, 구동롤러(110)에 의한 방해가 없도록 하기 위해 송풍방향을 구동롤러(110)의 축방향과 일 치되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 확산판(216) 상측에는 제1카메라(212)가 설치되는데, 상기 제1카메라(212)는 광원부(210)의 광량이 일정하게 조사되고 있는지 확인하기 위한, 이미지를 픽업하는 역할을 수행하게 된다. 이러한 제1카메라(212)는 일반적인 CCD 카메라가 사용될 수 있다.

상기와 같은 제1카메라(212)를 통해 수집된 이미지정보는 뒤에서 설명하게 될 제어부(300)로 전송되어 수치 데이터로 변환되는 과정을 거치게 된다.

그리고, 제1카메라(212)에는 카메라 표면 및 제1케이스(211) 내부의 온도를 측정할 수 있도록 하는 제1온도센서(213)가 부착되는데, 상기 제1온도센서(213)는 광원부(210) 전체의 분위기 온도를 감지하고, 감지된 온도가 온도 지시계(400; thermal indicator)를 통하여 외부에 표시되도록 한다.

한편, 상기 제1온도센서(213)는 제1케이스(211) 내부에 설치된 제1항온공급장치(214; temperature conditioner)와 전기적으로 연결되고 있는데, 상기 제1항온공급장치(214)는 제1케이스(211) 내부의 온도가 일정한 범위에서 유지되도록 조절시키는 역할을 수행하게 된다.

그리고, 상기 제1항온공급장치(214; temperature conditioner)는 광원부(210)로부터 소정 거리 떨어진 별도의 장소에 설치되어 단열호스(214a)를 통해 광원부(210)와 연결된다. 이때 상기 제1항온공급장치(214)는 건조 압축공기(dry compressed clean air)를 필터에 여과시켜 청정공기로 만든 다음 단열호스(214a)를 통해 제1케이스(211) 내부에 청정공기를 지속적으로 공급함으로써, 광원부(210)의 온도를 일정하게 유지시키는 역할을 수행하게 된다.

여기서, 상기 건조압축공기는 섭씨18 ~ 23도의 온도 범위를 유지하는 동시에 공기 중의 수분은 물론이고 미세한 먼지나 이물질이 효과적으로 제거된 상태로 공급된다.

또한, 상기 광원부(210)에 공급되는 건조압축공기는 LED(215) 및 확산판(216) 내부를 일정 온도로 냉각 유지시키는 동시에 확산판(216) 상부에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위한 블로어(217)의 투입공기로 사용된다.

이때, 상기 블로어(217)에도 단열호스(214a)가 연결되어 제1항온공급장치(214)의 건조압축공기가 공급될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 광원부(210)와 함께 검사부(200)를 구성하도록 된 수광부(220)에 대해 설명하면, 제2케이스(221)와, 제2카메라(222)와, 제2온도센서(223) 및 제2항온공급장치(224)를 포함하게 된다.

상기 제2케이스(221)는 외부와의 빛이 차단되도록 하기 위해 원통 혹은 사각형으로 둘러싸여진 흑체(black body)의 보호막 상자로 이루어진다.

이때, 상기 제2케이스(221)의 빛이 수광되는 선단에 수평방향으로 소정 폭 연장되는 반사광 차단부(221a)를 형성하게 되는데, 상기와 같은 반사광 차단 부(221a)는 연속적으로 이동되는 투명판재(101)의 실제 검사영역 주변에서의 조도 혹은 다른 광원에 의해 재반사되는 이미지를 제2케이스(221) 내부로 유도시켜 흑체벽에서 흡수되도록 함으로써, 실제 측정 이미지가 간섭되는 것을 방지하게 된다.

상기한 반사광 차단부(221a)는 광원부(210)의 제1케이스(211) 면적보다 넓게 형성하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 제2케이스(221)의 내부에는 제2카메라(222) 및 제2온도센서(223)가 설치되는데, 상기 제2카메라(222)는 투명판재(101)를 통과하여 나온 이미지를 픽업하게 되고, 상기 픽업된 광학적 이미지는 영상 자료를 전송할 수 있는 케이블(video cable)로 연결되어 제어부(300)로 전달된다.

이때, 상기 제어부(300)는 통상의 이미지 정보를 수치 데이터로 변환할 수 있는 컴퓨터 등과 같은 전산기기가 사용되는데, 최종 출력된 수치 데이터의 결과는 모니터(310) 등과 같은 영상표시기기를 통해 다양한 그래프 형태로 나타내지게 된다.

또한, 상기 수광부(220)에 설치된 제2온도센서(223)를 통해 얻은 온도정보는 온도 지시계(400)를 통해 출력되도록 한다. 이때, 상기 온도 정보는 온도 지시계(400)를 통해 출력할 수도 있지만, 온도 지시계(400)의 출력 결과를 통신 케이블을 이용해 제어부(300)에 전송되도록 함으로써, 모니터(310)에 출력되도록 할 수도 있다.

그리고, 상기 제2항온공급장치(224)는 제1항온공급장치(214)와 마찬가지로 수광부(220)로부터 소정 거리 떨어진 별도의 장소에 설치되어 단열호스(224a)를 통 해 수광부(220)와 연결된다. 이때 상기 제2항온공급장치(224)는 건조 압축공기(dry compressed clean air)를 필터에 여과시켜 청정공기로 만든 다음 단열호스(224a)를 통해 제2케이스(221) 내부에 청정공기를 지속적으로 공급하게 된다.

이때, 상기 건조압축공기는 제2케이스(221)의 상측에 마련된 공기 유입구를 통해 제2케이스(221)의 내부로 공급되어 투명판재(101) 측으로 빠져나가게 되는데, 투명판재(101) 표면에 부착된 먼지나 이물질을 제거하는 동시에 외부먼지가 제2케이스(221) 내부로 유입되는 것을 차단하게 되고, 제2카메라(222) 및 제2케이스(221) 내부의 온도를 일정하게 유지시키는 역할을 수행하게 된다.

여기서, 상기 건조압축공기는 섭씨18 ~ 23도의 온도 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 바와 같은 제1항온공급장치(214)와 제2항온공급장치(224)는 별개의 장치로 설치되는 것보다 하나로 통합 운영되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 검사부(200)에서의 측정원리에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 연속적으로 이동되는 투명판재(101)에 대한 투과율 변화율에 대하여 검량 곡선을 미리 구하도록 한다.

다음으로, 상기 수광부(220)에서 수집된 광학적 이미지를 광도(Intensity of radiation)의 수치 데이터로 변환시킨 측정 결과를 구하도록 한다.

마지막으로, 상기 측정결과를 검량 곡선의 기준 값과 비교하여 품질의 이상 혹은 결함의 유무를 자동으로 판별하도록 한다.

여기서, 상기한 바와 같은 검량곡선은 국제 규격으로 규정된 분광 투과율 측정 방법을 이용하여 표준물질에 대한 투과율을 구한 후, 상기 측정된 표준물질의 투과율과 실제 검사 시스템을 통과한 광도와 상관관계를 구하여 도 2에서 보여지는 바와 같은 그래프로 나타낸 것이다.

다음, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 검사 시스템을 통해서 얻은 광도와 광학적 투과율과의 상관관계를 나타내는 검량곡선 그래프이다.

상기한 바와 같은 검량곡선을 활용함으로써, 본 발명은 투명판재(101) 자체의 결함으로 인한 광도의 변화를 판별하게 되는 동시에 광원부(210)에서 공급되는 광원의 이상(광도의 감소) 유무 또한 판별할 수 있게 된다.

실제, 본 발명의 광원부(210)에 설치되어 광원으로 사용되고 있는 LED(215)는 다른 광원에 비하여 비교적 안정적이기는 하나, 주변의 온도조건의 변화 및 시간이 경과됨에 따라 서서히 광도가 감소되는 문제를 갖는 것으로서, 상기와 같은 이유로 광원부(210)의 광도가 일정하게 유지되지 못하면 수광부(220)에서 수집된 이미지의 광도에도 영향을 주게 되어 측정 결과에 오차를 발생시키는 원인이 된다.

이에, 본 발명은 상기 도 2와 같은 검량곡선에 따른 상관 관계식을 활용하여 광원부(210)의 광도가 감소되는 이상상황을 미연에 판별하고, 이를 자동으로 보정하는 보정프로그램이 제어부(300)를 통해 구동되도록 함으로써, 광원부(210)의 광도 변화에 따른 검사시스템의 오작동을 최소화할 수 있게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 보정프로그램의 구동과 더불어, 광원부(210) 및 수광부(220)에 제1항온공급장치(214)와 제2항온공급장치(224)를 설치시켜 제1카메라(212) 및 제2카메라(222)를 이용한 광학적 이미지 픽업 과정을 통해 발생되는 주변의 온도변화를 일정하게 유지시켜줌으로써, 주변온도의 급격한 변화로 인한, 제1카메라(212) 및 제2카메라(222)에 내장된 전기적 부속품이 손상되거나, 이미지 수집을 위한 광학적 부속품에 장애가 발생되는 것을 사전에 방지되도록 한다.

다음으로, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 검사 시스템의 전체구성을 개략적으로 도시한 측면 개요도로서, 검사부(200)가 투명판재(101)의 폭 방향으로 이송되도록 하는 검사부 이송장치(500)의 구성을 나타내고 있다.

상기 검사부 이송장치(500)는 광원부(210)를 폭 방향으로 이송시키기 위한 제1레일결합체(510)와, 수광부(220)를 폭 방향으로 이송시키기 위한 제2레일결합체(520)와, 상기 제1 및 제2레일결합체(510)(520)가 좌우로 동시 동작되도록 동력을 공급하는 동력전달부(530)로 구성된다.

이때, 상기 제1레일결합체(510)는 투명판재(101)의 하측 폭 방향으로 설치되는 레일(511) 및 상기 레일(511)에 슬라이딩 동작 가능한 상태로 레일 결합되어 광 원부(210)를 탑제하도록 된 가이드(513)로 구성된다.

또한, 상기 제2레일결합체(520)는 투명판재(101)의 상측 폭 방향으로 설치되는 레일(521) 및 상기 레일(521)에 슬라이딩 동작 가능한 상태로 레일 결합되어 수광부(220)를 탑제하도록 된 가이드(523)로 구성된다.

마지막으로, 상기 동력전달부(530)는 상기 제1레일결합체(510) 및 제2레일결합체(520)를 동시 동작시키기 위해 양측에 동시 동력전달 가능한 상태로 연동되는 구동축(533)과, 상기 구동축(533)을 제어 가능한 상태로 회전 구동시키기 위한 구동 모터(531)로 이루어진다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어지는 검사부 이송장치(500)는 광원부(210) 및 수광부(220)를 투명판재(101)의 폭 방향으로 동시 이동시켜 검사가 수행되도록 함으로써 대면적의 투명판재(101)를 검사하는데 적합한 구조를 갖게 된다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 검사 시스템을 통해 검출 가능한 결함의 형태를 예시한 도면으로서, 도면에서 보는 바와 같이 일반적으로 투명판재와 같은 투명판재(101)에서 발생될 수 있는 결함의 형태를 보면, 도 4a 내지 4b에서와 같이 투명판재(101)에 대해 수평방향 혹은 수직방향으로 일정한 패턴이 형성되거나, 4c에서와 같이 핀 홀 등과 같은 형태의 미세한 결함이 발생될 수 있다.

도 5는 본 발명의 검사 시스템을 복수로 설치하는 실시 예를 도시한 개요도 로서, 투명판재(101)의 진행방향에 대해 복수위치에 검사부(200)가 설치되는 것을 예시하고 있다.

이와 같이 복수위치에 설치된 각각의 검사부(200)는 도 3을 통해 설명된 검사부 이송장치(500)가 개별 장착되도록 함으로써, 복수위치에서의 검사부(200) 각각이 투명판재의 폭 방향으로 좌우 왕복 이동되면서, 검사를 수행하는 이동형 설치가 가능하다.

이때, 투명판재의 폭 방향면적이 매우 넓은 경우에는 각의 검사부(200)가 일정한 검사영역을 할당하고, 할당된 영역에서만 좌우 이동되면서 검사가 수행되도록 할 수도 있다. 또한, 상기 각 검사부(200)의 검사영역이 서로 일정범위 중첩되도록 함으로써, 검사효율을 높일 수도 있다.

또한, 본 발명은 복수 개의 검사부(200)를 이동시키지 않고 검사영역만을 할당시켜 고정되도록 함으로써, 투명판재(101)의 중앙부 및 주변부로 나누어진 각 검사영역별 비교검사를 수행할 수도 있다.

뿐만 아니라, 상기에서 언급한 바와 같은 고정형 및 이동형을 적절히 병행 설치하게 되면, 투명판재(101)의 다양한 결함의 형상과 패턴을 3차원적으로 출력하여 분석하는 것이 가능하고, 이로 인해 작업 공정에서 발생되는 결함의 원인을 보다 손쉽게 확인할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 검사 시스템을 통과하는 피 검사물의 이동 시간에 따 른 투과율 변화를 나타낸 그래프로서, 1개의 검사부(200)를 통과하는 투명한 판재 혹은 코팅막이 형성된 투명한 판재에 대한 광학적 이미지를 광학적 투과율로 변환하고, 상기와 같은 투과율이 판재의 이동 시간에 따라 변화되는 관계를 그래프 형태로 출력한 결과를 보이고 있다.

동 도면에서 보는 바와 같이 투과율 45%를 전후하는 범위(수평방향으로 그은 2개의 일점쇄선 범위)를 기준 값으로 설정한 경우, 두 곳(은선으로 그려진 2개의 원)에서 투과율 범위를 초과하고 있는 것을 볼 수 있다.

이와 같은 결과는 투명판재(101)를 실제 국제규격에서 규정한 분광 투과율 측정 방법으로 측정한 결과와 동일한 결과를 갖는 것이기도 하다.

도 7은 본 발명에 따른 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재에 대하여 광학적 이미지 변화량을 이동속도와 동기화되도록 실시간으로 측정할 수 있는 자동 결함 검사방법에 대해 설명한다.

이와 같은 본 발명의 자동 결함 검사방법에 대해 설명하면, 우선 표준 시료를 규정된 분광 투과율 측정 방법을 이용하여 투과율을 구하는 제1단계(S1)를 수행하게 되고, 이어서, 표준 시료를 실제 검사 시스템으로 측정하여 얻은 광학적 이미지 정보를 수치 데이터로 변환시키는 제2단계(S2)를 수행하게 된다.

다음으로, 상기 제1단계(S1)의 투과율과 제2단계(S2)의 수치 데이터 사이의 상관관계를 통해 기준 값을 설정하는 제3단계(S3)를 수행하게 되고, 투명판재를 실제 검사 시스템에 투입시켜 실측한 광학적 이미지를 수치 데이터로 변환시키는 제4단계(S4)를 수행한다.

마지막으로, 상기 제4단계(S4)를 통해 구해진 수치데이터와 제3단계(S3)를 통한 기준 값을 비교하여 결함의 존재 유무 및 결함의 분포를 파악하는 제5단계(S5)를 수행하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명은 이러한 출력 정보들을 통하여 품질 저하 및 결함을 내포하는 투명판재 및 코팅막이 형성된 투명판재를 선별할 수 있게 될 뿐만 아니라, 선별과 동시에 제거할 수도 있도록 하는 한편, 결함의 원인을 분석하여 제품의 추가 품질 저하를 방지함으로써, 생산효율을 향상시키게 됨은 물론 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용을 갖는 본 발명은 앞서 설명한 다양한 실시 예를 통해 당업자의 다양한 수정 및 변경이 가능하다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

또한, 본 발명은 광원의 광도가 감소되지 않도록 실시간 보정하는 보정프로그램 및 블로어를 구동시켜 검사시스템의 오작동을 방지하는 한편, 광원부 및 수광부에 항온공급장치를 설치시켜, 주변 온도변화를 일정하게 유지시켜 광학 카메라의 전산 및 광학적 부속품이 손상되는 것을 방지하는 동시에 안정적이면서도 균일한 광도를 유지시킬 수 있게 되며, 공정상 발생될 수 있는 다양한 변수에 대해 신속하게 대처할 수 있게 됨에 따라 검사 시스템의 효율적인 운용이 가능해지는 효과가 있다.

Claims

복수개의 구동롤러(110)가 소정 간격으로 배치되어 일방향 구동됨에 따라 그 상측에 연속해서 투입되는 투명판재(101)를 일측 방향으로 진행시키도록 된 판재 공급부(100);

상기 판재 공급부(100)를 통해 이동되는 투명판재(101)의 하측에 설치되어 투사광을 조사하도록 된 광원부(210) 및 상기 투명판재(101) 바로 위 상측에 설치되어 광원부(210)에서 조사된 광원이 투명판재(101)를 투과시켜 생성된 이미지를 픽업하는 수광부(220)로 이루어지는 검사부(200); 및

상기 검사부(200)를 통해 얻어진 이미지 정보를 수치 데이터로 변환하고, 기 설정된 수치 데이터와 비교하여 투명판재의 결함 유무를 판별하여 시스템을 제어하거나, 상기 수치 데이터의 결과를 모니터(310)에 연결하여 출력하도록 된 제어부(300);

를 포함하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
복수개의 구동롤러(110)가 소정 간격으로 배치되어 일방향 구동됨에 따라 그 상측에 연속해서 투입되는 투명판재(101)를 일측 방향으로 진행시키도록 된 판재 공급부(100);

상기 판재 공급부(100)를 통해 이동되는 투명판재(101)의 하측에 설치되어 투사광을 조사하도록 된 광원부(210) 및 상기 투명판재(101) 바로 위 상측에 설치되어 광원부(210)에서 조사된 광원이 투명판재(101)를 투과시켜 생성된 이미지를 픽업하는 수광부(220)로 이루어지는 검사부(200);

상기 광원부(210)를 폭 방향으로 이송시키기 위한 제1레일결합체(510)와, 수광부(220)를 폭 방향으로 이송시키기 위한 제2레일결합체(520)와, 상기 제1 및 제2레일결합체(510)(520)가 좌우로 동시 동작되도록 동력을 공급하는 동력전달부(530)로 이루어지는 검사부 이송장치(500); 및

상기 검사부(200)를 통해 얻어진 이미지 정보를 수치 데이터로 변환하고, 기 설정된 수치 데이터와 비교하여 투명판재의 결함 유무를 판별하여 시스템을 제어하거나, 상기 수치 데이터의 결과를 모니터(310)에 연결하여 출력하도록 된 제어부(300);

를 포함하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 광원부(210)는,

외부 빛이 차단되도록 하는 흑체 보호막으로 둘러진 제1케이스(211);

상기 제1케이스(211) 내에는 광원으로 사용되기 위해 설치되는 다수의 LED(215);

상기 LED(215)를 구동시키기 위한 무정전 전원공급장치(218);

상기 제1케이스(211) 상단부에 설치되어 LED(215)에서 조사되는 광원을 균일한 밝기로 유지시키는 확산판(216);

상기 확산판(216)의 일측에 설치되어 송풍작용을 통해 먼지 등의 이물질이 쌓여 고착화되는 것을 방지하는 블로어(217);

상기 확산판(216) 상측에 설치되어 광원부(210)의 광량이 일정하게 조사되고 있는지 확인하기 위한 이미지를 픽업하는 제1카메라(212);

상기 제1카메라(212)의 일측에 설치되어 카메라 표면 및 제1케이스(211) 내부의 온도를 측정하도록 된 제1온도센서(213); 및

상기 제1온도센서(213)와 연동되어 제1케이스(211) 내부의 온도가 일정한 범위에서 유지되도록 조절시키는 제1항온공급장치(214);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 수광부(220)는,

외부와의 빛이 차단되도록 하기 위해 원통 또는 사각형의 흑체로 둘러싸여진 제2케이스(221);

상기 제2케이스(221)의 내부에 설치되어 투명판재(101)를 통과하여 나온 이미지를 픽업하도록 된 제2카메라(222);

상기 제2카메라(222)의 일측에 설치되어 제2케이스(221) 내부의 온도를 측정하도록 된 제2온도센서(223); 및

상기 제2온도센서(223)와 연동되어 제2케이스(221) 내부의 온도가 일정한 범위에서 유지되도록 조절시키는 제2항온공급장치(224);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 4항에 있어서,

상기 제2케이스(221)의 빛이 수광되는 선단에 수평방향으로 소정 폭 연장되는 반사광 차단부(221a)를 형성하여 투명판재(101)의 실제 검사영역 주변에서의 조도 혹은 다른 광원에 의해 재반사되는 이미지를 제2케이스(221) 내부로 유도시켜 흑체벽에서 흡수되도록 하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 검사부(200)를 투명판재(101)의 진행방향에 대해 복수로 설치하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 검사부(200)는 투명판재(101)의 진행방향에 대해 복수로 설치되고, 각각의 검사부(200)는 소정의 검사영역을 할당받아 고정되며, 투명판재의 중앙부 및 주변부로 나누어진 각 검사영역별 비교검사가 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 검사부 이송장치(500)는,

상기 투명판재(101)의 하측 폭 방향으로 설치되는 레일(511) 및 상기 레일(511)에 슬라이딩 동작 가능한 상태로 레일 결합되어 광원부(210)를 탑제하도록 된 가이드(513)로 이루어진 제1레일결합체(510);

상기 투명판재(101)의 상측 폭 방향으로 설치되는 레일(521) 및 상기 레일(521)에 슬라이딩 동작 가능한 상태로 레일 결합되어 수광부(220)를 탑제하도록 된 가이드(523)로 이루어진 제2레일결합체(520); 및

상기 제1레일결합체(510) 및 제2레일결합체(520)를 동시 동작시키기 위해 양측에 동시 동력전달 가능한 상태로 연동되는 구동축(533)과, 상기 구동축(533)을 제어 가능한 상태로 회전 구동시키기 위한 구동 모터(531)로 이루어진 동력전달부(530);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 이송장치와 연동되는 검사부(200)가 투명판재(101)의 진행방향에 대해 복수로 설치되고, 상기 각각의 검사부(200)는 소정의 검사영역을 할당받아 투명판재(101)의 폭 방향으로 좌우 왕복 이동되면서 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 검사부(200)는 투명판재(101)의 진행방향에 대해 복수로 설치되고, 그 중 일부의 검사부(200)가 소정의 검사영역을 할당받아 고정 설치되며, 또 다른 일부의 검사부(200)는 검사부 이송장치(500)와 연동되어 이동 가능한 상태로 설치되어 3차원적 검사가 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 3항에 있어서,

상기 광원부(210)는 제1항온공급장치(214)를 통해 복수의 LED(215) 광원을 일정한 온도로 유지하고, 검량곡선에 따른 상관 관계식을 활용하여 광원부(210)의 광도가 시간 경과에 따라 감소되거나 변화되는 이상상황을 미연에 판별하고, 이를 자동으로 보정하는 보정프로그램이 제어부(300)를 통해 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,

상기 광원부(210) 및 수광부(220)에 설치된 제1, 제2온도센서(213)(223)를 통해 얻은 온도정보는 온도 지시계(400)를 통해 출력되거나, 제어부(300)에 전송되어 모니터(310)에 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 시스템.
연속적으로 이동되고 있는 투과 가능한 판재에 대하여 광학적 이미지 변화량을 이동속도와 동기화되도록 실시간으로 측정할 수 있는 자동 결함 검사방법으로서,

표준 시료를 규정된 분광 투과율 측정 방법을 이용하여 투과율을 구하는 제1 단계;

표준 시료를 실제 검사 시스템으로 측정하여 얻은 광학적 이미지 정보를 수치 데이터로 변환시키는 제2단계;

상기 제1단계의 투과율과 제2단계의 수치 데이터 사이의 상관관계를 통해 기준 값을 설정하는 제3단계;

투명판재를 실제 검사 시스템에 투입시켜 실측한 광학적 이미지를 수치 데이터로 변환시키는 제4단계; 및

상기 제4단계의 수치데이터와 제3단계의 기준 값을 비교하여 결함의 존재 유무 및 결함의 분포를 파악하는 제5단계;

를 포함하는 연속적으로 이동되는 투과 가능한 판재의 자동 결함 검사 방법.