KR20100023837A - 외관 검사 장치 - Google Patents

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겐이치 가사이
겐 사토
준스케 야스이
아키라 나가오
데츠히사 이시다
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쿠오리카프스 가부시키가이샤
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Abstract

피검사물의 외관을 검사하는 장치로서, 피검사물을 반송하는 제1 반송 수단(21) 및 제2 반송 수단(22a); 제1 반송 수단(21)에 의해 반송되는 피검사물의 표리를 반전하여 제2 반송 수단(22a)에 건네는 표리 반전 수단(23); 제1 반송 수단(21) 및 제2 반송 수단(22a)에 의해 반송되는 각 피검사물을 위쪽으로부터 비스듬하게 촬상하는 복수의 촬상 수단(30b, 30c); 및 각 촬상 수단(30b, 30c)의 촬상 데이터에 기초하여 피검사물의 결함의 유무를 판별하는 결함 판별 수단을 포함한다. 이 외관 검사 장치에 따르면, 피검사물의 외관 전체를 용이하고, 또한 확실하게 검사할 수 있다.
제1반송수단, 제2반송수단, 표리반전수단, 촬상수단, 촬상데이터, 결함판별 수단

Description

외관 검사 장치{APPEARANCE INSPECTING APPARATUS}
본 발명은 정제(tablet)나 캡슐제(capsule) 등의 피검사물의 외관을 검사하기 위한 외관 검사 장치에 관한 것이다.
정제 등의 피검사물에 대한 이물질의 부착이나 오염, 크랙(crack) 등의 결함의 유무를 조사하기 위해 피검사물을 반송하여 외관을 검사하는 장치가 종래부터 알려져 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에 개시된 외관 검사 장치는 피검사물을 복수의 롤러에 의해 회전시키면서 반송하고, 피검사물의 회전 중에 위쪽으로부터 비스듬하게 여러 차례 촬상(撮像)함으로써 피검사물의 표면 전체를 검사하도록 구성되어 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특개평9-21755호 공보
그런데 상기 특허 문헌 1에 개시된 검사 장치는 롤러와의 마찰에 의하여 피검사물을 회전시키기 때문에 피검사물의 형상이나 표면 거칠기 등에 따라서는 피검사물이 매끄럽게 회전하지 않는 상태로 촬상될 염려가 있었다. 이 때문에 피검사물의 촬상이 부분적으로 촬상되어, 외관 검사를 확실하게 실시할 수 없는 문제를 갖고 있다.
따라서 본 발명은 피검사물의 외관 전체를 용이하고, 또한 확실하게 검사할 수 있는 외관 검사 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 피검사물의 외관을 검사하는 장치로서, 피검사물을 반송하는 제1 반송 수단 및 제2 반송 수단; 상기 제1 반송 수단에 의해 반송되는 피검사물의 표리(表裏)를 반전하여 상기 제2 반송 수단으로 공급하는 표리 반전 수단; 상기 제1 반송 수단 및 제2 반송 수단에 의해 반송되는 각 피검사물을 위쪽으로부터 비스듬하게 촬상하는 복수의 촬상 수단; 및 상기 각 촬상 수단의 촬상 데이터에 기초하여 피검사물의 결함의 유무를 판별하는 결함 판별 수단을 포함하는 외관 검사 장치에 의해 달성된다.
발명의 효과
본 발명의 외관 검사 장치에 따르면, 피검사물의 외관 전체를 용이하고, 또한 확실하게 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 관련되는 외관 검사 장치의 측면도.
도 2는 도 1의 주요부 평면도.
도 3은 도 1에 나타내는 진동 피더(vibrating feeder)의 확대 평면도.
도 4는 도 3에 나타내는 진동 피더를 2점 쇄선(A)을 따라서 직선상으로 전개했을 때의 측면도.
도 5는 도 1에 나타내는 표리 반전 장치의 후면도.
도 6은 도 1에 나타내는 표리 반전 장치의 확대 측면도.
도 7은 도 1에 나타내는 진동 피더에 의한 피검사물의 반송 상태를 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 1에 나타내는 진동 피더에 의한 피검사물의 반송 상태의 단면도.
도 9는 도 1에 나타내는 가압 롤러(25)의 주변을 나타내는 확대 측면도.
도 10은 도 1에 나타내는 전방이동 반송부에 의한 피검사물의 반송 상태를 설명하기 위한 도면.
도 11은 도 1에 나타내는 전방이동 반송부에 의한 피검사물의 반송 상태를 설명하기 위한 도면.
도 12는 도 1에 나타내는 촬상 장치를 평면에서 보았을 때의 촬상 방향을 나타내는 도면.
도 13은 도 1에 나타내는 촬상 장치의 촬상 데이터에 기초하는 결함 판별 방법을 설명하기 위한 도면.
부호의 설명
1: 외관 검사 장치
10: 호퍼(hopper)
12a, 12b: 진동 피더(vibrating feeder)
14a: 피더 볼(feeder ball)
142a: 가이드 벽
143a: 상승 레일
144a: 하강 레일
145a: 가이드 레일
146a: 공급부
20: 반송 장치
21: 전방이동 반송부
22a, 22b: 복귀 반송부
23: 표리 반전 장치
231a, 231b: 경사 드럼
234a, 234b: 흡인 구멍
232: 반전 드럼(inversion drum)
237a, 237b: 흡인 구멍
24: 홈부
25: 가압 롤러
30a ∼ 30e: 촬상 장치
31, 32: 조명 장치
40: 결함 판별 장치
41: 화상 생성부
42: 화상 처리부
D: 피검사물
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 첨부 도면을 참조해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 외관 검사 장치의 측면도이고, 도 2는 도 1의 주요부 평면도이다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 외관 검사 장치(1)는 정제(tablet) 등의 피검사물이 투입되는 호퍼(hopper)(10); 호퍼(10)로부터 공급되는 피검사물을 정렬 반송하는 진동 피더(vibrating feeder)(12a, 12b); 진동 피더(12a, 12b)로부터 순차적으로 공급되는 피검사물을 반송하는 반송 장치(20); 반송 장치(20)에 의해 반송되는 피검사물을 촬상하는 5개의 촬상 장치(30a, 30b, 30c, 30d, 30e); 및 각 촬상 장치(30a∼30e)의 촬상 데이터에 기초하여 피검사물의 결함의 유무를 판별하는 결함 판별 장치(40)를 포함한다.
진동 피더(12a, 12b)는 호퍼(10)의 좌우 방향에 인접하여 설치되며, 호퍼(10)의 하부에 형성된 2개의 배출구(10a, 10b)로부터 슈트(chute)(11a, 11b)를 통하여 각각 피검사물이 공급된다. 진동 피더(12a, 12b)에 공급된 피검사물은 진동에 의하여 도 2의 화살표 방향으로 반송된다. 진동 피더(12a, 12b)의 반송 기구에 대해서는, 타원 진동(elliptic oscillation)을 실시하는 종래의 구성과 동일하 기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 한쪽의 진동 피더(12a)에 있어서의 반송면을 구성하는 피더 볼(feeder ball)(14a)의 확대 평면도이다. 피더 볼(14a)은 원형의 저벽(141a)이 진동 피더(12a)의 진동축(도시하지 않음)에 지지되며, 외부 가장자리를 따라서 설치된 환상의 가이드 벽(142a)을 구비한다. 저벽(141a)의 외주부에는 가이드 벽(142a)을 따라서 상승 레일(143a), 하강 레일(144a) 및 가이드 레일(145a)이 순차적으로 연접(連接)하도록 설치되어 있다.
도 4는 도 3에 나타내는 상승 레일(143a), 하강 레일(144a) 및 가이드 레일(145a)을 2점 쇄선(A)을 따라서 직선상으로 전개했을 때의 측면에서 바라볼 때의 경사 상태를 나타내고 있다. 상승 레일(143a)은 가이드 벽(142a)을 따라서 오르막 경사를 갖는다. 상승 레일의 경사는 최초에는 작고, 점차 증가하며 최후에는 작아지도록 매끄러운 곡선상으로 되어 있다. 또한 하강 레일(144a)은 가이드 벽(142a)을 따라서 내리막 경사를 가지며, 그 경사 각도는 반송 방향을 따라서 서서히 증가하도록 형성되어 있다. 가이드 레일(145a)은 하강 레일(144a)로부터 연속하는 내리막 경사를 가지며, 피검사물을 일렬의 상태로 반송한다.
피더 볼(14a)에 진동이 부여되면, 저벽(141a) 상의 피검사물은 상승 레일(143a)의 경사를 따라서 상승한 후, 하강 레일(144a)을 따라서 하강한다. 상승 레일(143a) 및 하강 레일(144a)은 원주 방향을 따라서 경사짐과 동시에 직경 방향 바깥쪽으로도 하강하도록 경사져 있으며, 가이드 벽(142a)을 따라서 일렬의 상태로 가이드 레일(145a)로 안내된다. 가이드 레일(145a)로 도입되지 않는 잉여의 피검 사물은 저벽(141a)으로 낙하하여 진동 반송에 의해 다시 상승 레일(143a)로 인도된다.
이상의 진동 피더(12a)의 구성은 다른쪽의 진동 피더(12b)에 대해서도 동일하며, 각 진동 피더(12a, 12b)의 공급부(146a, 146b)로부터 반송 장치(20)를 향하여 피검사물이 정렬 반송된다.
반송 장치(20)는 각 진동 피더(12a, 12b)로부터 피검사물을 제공받아 좌우 2열의 상태로 반송하는 전방이동 반송부(21); 전방이동 반송부(21)의 좌우 양측에 각각 병렬 배치되어 전방이동 반송부(21)의 반송 방향과는 역방향으로 피검사물을 일렬로 반송하는 복귀 반송부(22a, 22b); 전방이동 반송부(21)의 각 열로부터 각각 피검사물을 받고, 표리(表裏)를 반전시켜서 복귀 반송부(22a, 22b)로 건네는 표리 반전 장치(23)를 구비한다.
전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)는 모두 벨트 컨베이어로 이루어지고, 서보 모터 등에 의해 같은 반송 속도로 구동된다. 각각의 반송 벨트는 광 투과성 및 광 확산성을 갖는 유백색(milky-color)의 반투명 재료에 의해 구성되며, 예를 들면 닛타 주식회사(Nitta Corporation)제의 폴리에스테르 벨트(제품명: 뉴 라이트 그립(New Light Grip) P－O)를 사용할 수 있다. 반송 벨트는 반드시 유백색의 것에 한정되지 않고, 광 투과성 및 광 확산성을 갖는 고명도 색의 것이면 후술하는 바와 같이, 피검사물(D)의 확실한 외관 검사를 실시하는 데 가장 적합하다. 구체적으로는, 반송 벨트의 명도(明度)는 먼셀(munsell) 체계에서 7 이상이 바람직하고, 7. 5 이상이 보다 바람직하며, 8 이상이 더욱 바람직하다. 다만 피검 사물 자체의 명도가 낮은 경우에는 반송 벨트의 명도가 5 정도이어도 확실한 외관 검사를 실시할 수 있다. 또한 반송 벨트는 투명 재료에 의해 형성해도 무방하고, 이 경우에도 본 실시 형태와 동일한 효과를 이룰 수 있다. 투명 재료로 이루어지는 반송 벨트를 사용하는 경우에는 적어도 아래쪽의 조명 장치(32)에 고명도 색의 광원을 사용하는 것이 바람직하다.
각각의 반송 벨트의 반송면에는 반송 방향을 따라서 연장되는 홈부(24)가 피검사물의 각 반송열에 대응하여 형성되어 있다. 홈부(24)는 단면 원호 형상(타원호 형상을 포함한다)으로 형성되며, 피검사물의 폭보다도 작은 폭을 갖고, 피검사물의 일부 만이 수용될 정도의 깊이(예를 들면 정제의 경우에 0∼1㎜ 정도)를 갖는다. 또한 진동 피더(12a(12b))로부터 전방이동 반송부(21)로 피검사물을 건네는 위치에는 도 1에 나타내는 바와 같이 가압 롤러(25)가 설치되어 있다.
표리 반전 장치(23)는 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 경사 드럼(231a, 231b)과 반전 드럼(232)을 구비하고 있다. 경사 드럼(231a, 231b)은 진공 펌프(미도시)에 접속되는 흡인 박스(suction box)(233)의 좌우 양측에 위치하는 경사면(233a, 233b)에 대하여 각각 슬라이딩 회전하도록 지지되는 것으로, 도 5에 나타내는 바와 같이, 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)의 반송 방향을 따라서 바라본 경우에 회전축(R1, R2)이 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)의 반송면에 대하여 경사지도록(즉 외관 검사 장치(1)가 수평인 마루면에 설정된 상태에서 수평면에 대하여 경사지도록) 배치되어 있다.
경사 드럼(231a, 231b) 및 반전 드럼(232)의 형상은 본래의 원통 형상(드럼 형상) 이외에, 원판 형상(디스크 형상)이어도 무방하고, 본 실시 형태에 있어서는, 경사 드럼(231a, 231b)을 디스크 형상으로 하고, 반전 드럼(232)을 드럼 형상으로 하고 있다.
경사 드럼(231a, 231b)의 외주면에는 원주 방향을 따라서 연속적으로 다수 형성된 흡인 구멍(234a, 234b)을 갖고 있다. 흡인 구멍(234a, 234b)은 흡인 박스(233)의 경사면(233a, 233b)의 노치부(notch)(235a, 235b)를 통하여 흡인 박스(233) 내와 연통하고 있다. 이에 따라 경사 드럼(231a, 231b)은 전방이동 반송부(21)에 의해 반송되는 각 열의 피검사물(D)을 각각 흡인 지지하여 도 6의 화살표 방향으로 반송한다.
반전 드럼(232)은 흡인 박스(233)의 수직면(236)에 대하여 슬라이딩 회전하도록 회전축이 좌우 방향으로 수평으로 연장되게 지지되어 있다. 반전 드럼(232)의 외주면 양측에는 각각 흡인 구멍(237a, 237b)이 둘레 방향을 따라서 연속적으로 다수 형성되어 있다. 흡인 구멍(237a, 237b)은 수직면(236)에 형성된 노치부(238)를 통하여 흡인 박스(233) 내와 연통하고 있다. 이에 따라 경사 드럼(231a, 231b)에 의해 반송된 피검사물(D)이 경사 회전함으로써 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)의 평행한 방향(반송면을 따라서 반송 방향과 직교하는 방향)으로 거리(h)를 이동한 위치에서 반전 드럼(232)의 흡인 구멍(237a, 237b)으로 각각 건네져 반전 드럼(232)의 외주면에 흡인 지지된다.
피검사물(D)의 평행한 방향의 이동 거리(h)는 전방이동 반송부(21)의 홈부(24)와 복귀 반송부(22a, 22b)의 홈부(24)의 거리에 대응하고 있으며, 피검사 물(D)은 반전 드럼(232)의 도 6에 나타내는 화살표 방향의 회전에 의해 복귀 반송부(22a, 22b)의 홈부(24)의 위쪽으로 안내되고, 가압공기 노즐(239)로부터의 가압 공기의 분사에 의해 복귀 반송부(22a, 22b)로 건네진다.
또한 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)의 주변에는 반송되는 피검사물(D)을 위쪽에서 촬상하는 5개의 촬상 장치(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)가 배치되어 있다. 또한 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)의 바로 위 및 바로 아래에는 각각 백열구 등의 광원으로부터 조사된 빛을 광 파이버(optical fiber)에 의해 안내하여 피검사물(D)을 조명하는 조명 장치(31, 32)가 배치되어 있다.
촬상 장치(30a∼30e)는 모두 라인 센서 카메라이고, 촬상축과 교차하는 방향으로 주사하여 피검사물(D)의 명도에 따른 신호(즉 라인 센서의 수광량에 대략 비례하는 크기의 신호)를 출력한다. 촬상 장치(30a∼30e) 중 2개의 촬상 장치(30a, 30b)는 평면에서 바라본 경우 촬상축(I1) 상에 대향 배치되어 있다. 또한 다른 2개의 촬상 장치(32c, 30d)는 평면에서 바라본 경우 촬상축(I1)과 직교하는 촬상축(I2) 상에 대향 배치되어 있다. 이들 각 촬상 장치(30a∼30d)는 전방이동 반송부(21)에 의해 2열로 반송되는 피검사물(D) 및 복귀 반송부(22a, 22b)에 의해 각각 일렬로 반송되는 피검사물(D)을, 촬상축(I1 또는 I2) 상에 있어서 경사 위쪽으로부터 대략 동시에 촬상할 수 있도록 배치되어 있다. 즉 촬상 장치(30a∼30d)는 모두 각 반송열에 대응하는 합계 4개의 피검사물(D)을 동일한 주사 라인을 따라서 촬상할 수 있다.
한편 나머지 촬상층(30e)은 피검사물(D)을 바로 위에서 촬상하도록 배치되며, 전방이동 반송부(21)에 의해 반송되는 피검사물(D)의 표면과 복귀 반송부(22a, 22b)에 의해 반송되는 피검사물(D)의 이면을 동일한 주사 라인을 따라서 촬상할 수 있도록 배치되어 있다.
결함 판별 장치(40)는 각 촬상 장치(30a∼30e)로부터의 출력 신호에 기초하여 피검사물(D)의 2차원의 화상 데이터를 생성하는 화상 생성부(41)와, 생성된 화상 데이터로부터 수광량이 소정 레벨 이하인 영역을 추출하여 검사를 실시하는 화상 처리부(42)를 구비하고 있으며, 화상 처리부(42)에서의 검사 결과에 기초하여 반송되는 각 피검사물(D)의 합격 여부 판정을 실시한다. 복귀 반송부(22a, 22b)에 의해 반송되는 피검사물(D)은 선별 장치(43)에 의해 개개의 피검사물(D)마다 합격품ㆍ불합격품의 선별이 실시되고, 검사 결과가 합격인 경우에는 피검사물(D)이 우량품 추출 벨트(44)로 건네져 추출되는 한편, 검사 결과가 불합격인 경우에는 불량품 수취통(45)으로 배출된다.
다음으로 상기한 외관 검사 장치(1)의 작동을 설명한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 검사 대상으로 되는 정제 등의 피검사물을 호퍼(10)에 다수 투입하면, 피검사물은 슈트(chute)(11a, 11b)를 거쳐서 진동 피더(12a, 12b)에 공급되고, 도 3에 나타내는 상승 레일(143a), 하강 레일(144a) 및 가이드 레일(145a)을 따라서 반송된다.
상승 레일(143a), 하강 레일(144a) 및 가이드 레일(145a)은 각각 도 4에 나타내는 경사를 갖고 있기 때문에 오르막 경사를 갖는 상승 레일(143a)에 있어서는 피검사물의 반송 속도가 느리고, 내리막 경사를 갖는 하강 레일(144a)에 있어서는 피검사물의 반송 속도가 빨라진다. 따라서, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 상승 레일(143a)에서 덩어리 형태로 반송되고 있던 피검사물(D)이 하강 레일(144a)로 건네지면 가속되어 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이 흩어진 상태가 된다. 그리고 하강 레일(144a)의 반송 과정에서 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이 정렬 상태로 된다. 이렇게 하여 하강 레일(144a)은 도 8에 나타내는 바와 같이, 피검사물(D)이 가이드 레일(145a)에 공급되기 전에 가이드 벽(142a)을 따라 정렬되도록 할 수 있어서, 피검사물(D)을 가이드 레일(145a)로 원활하게 도입할 수 있다. 가이드 레일(145a)은 피검사물이 일렬의 상태로 통과하도록 구성되어 있다.
이와 같이, 진동 피더가 상승 레일과 가이드 레일의 사이에 개재하는 하강 레일을 구비함으로써 피검사물의 반송 중에 원하는 속도 차를 두는 것이 용이하여, 피검사물의 형상에 관계없이 정렬 상태에서의 반송을 촉진할 수 있다. 즉 피검사물의 자중을 이용하여 자연스럽게 정렬시킬 수 있기 때문에 피검사물을 강제적으로 정렬시키기 위한 규제판은 반드시 필요하지는 않고, 만일 규제판을 설치한 경우에도 피검사물과 규제판의 충돌을 억제할 수 있어서, 피검사물에 치핑(chipping)이나 크래킹(cracking)이 발생할 염려를 경감할 수 있다. 이들 효과는 상승 레일 및 하강 레일의 각각에 있어서의 속도 차가 클수록 현저해지는 것으로, 본 발명의 진동 피더는 고속 반송 시(예를 들면 1열당 10∼16만정/시)에서 특히 효과적이다.
상승 레일 및 하강 레일의 경사 각도나 접속 위치는 피검사물의 반송량이나 크기, 형상 등에 따라서 정렬 상태가 용이하게 되도록 적절히 설정하면 좋다. 예 를 들면 본 실시 형태와 같이, 하강 레일의 경사 각도를, 반송 방향을 따라서 서서히 증가시킴으로써 덩어리 형태로 반송되고 있던 피검사물을 서서히 분산시켜서 가이드 레일로의 도입 직전에 반송 속도를 가장 크게 할 수 있어서, 피검사물을 정렬하기 쉽게 할 수 있다.
또한 상승 레일 및 하강 레일의 경사 각도의 조정에 추가하여 진동 피더를 경사면에 설치하는 등으로 하여 반송면 전체를 수평면에 대하여 경사지도록 할 수 있으며, 이에 따라서 반송 속도 분포의 안정화를 도모할 수 있다. 진동 피더를 경사 상태로 설치하는 경우에는 평탄면을 갖는 저벽에 상승 레일 만을 구비하는 진동 피더이더라도 아래쪽으로의 경사를 발생시킬 수 있기 때문에 피검사물에 플러스의 가속도를 부여하여 상승 레일과 평탄면의 사이에서 피검사물의 원하는 속도 차를 발생시킬 수 있어서, 본 실시 형태와 동일한 효과를 이룰 수 있다. 또한 상승 레일 및 하강 레일을 갖지 않는 평탄면 만을 갖는 저벽을 구비한 진동 피더이더라도, 이 진동 피더를 경사 상태로 설치함으로써 평탄면의 최하부의 양측에 상승 레일 및 하강 레일로서 각각 기능하는 부분을 제공할 수 있어서, 역시 본 실시 형태와 동일한 효과를 이룰 수 있다.
진동 피더(12a, 12b)의 공급부(146a, 146b)로부터 정렬 상태로 배출되는 피검사물은 전방이동 반송부(21)로 건네진다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 진동 피더(12a, 12b)로부터의 공급 속도를 V1로 하고, 전방이동 반송부(21)의 반송 속도를 이보다도 빠른 V2로 설정함으로써 전방이동 반송부(21)에 의해 반송되는 각 열의 피검사물(D)끼리의 간격을 넓힐 수 있다. 이 간격은 V1과 V2의 속도차를 조정함으 로써 원하는 값으로 설정 가능하다. 가압 롤러(25)는 전방이동 반송부(21)의 반송 속도와 대략 같은 회전 속도(V2)로 회전하고 있으며, 진동 피더(12a, 12b)로부터 전방이동 반송부(21)에 피검사물(D)이 건네질 때에 피검사물(D)이 튀어나오거나 위치 어긋나는 것을 방지하여 전방이동 반송부(21)의 홈부(24) 상에 피검사물(D)을 확실하게 위치 결정할 수 있다.
도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 홈부(24) 상에 위치결정된 피검사물(D)은 저부의 일부가 홈부(24)에 수용됨으로써 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 전방이동 반송부(21)의 반송면으로부터의 높이가 실제의 높이에 비하여 약간 낮은 L1로 된다. 그리고 전방이동 반송부(21)에 의한 반송 중에 피검사물(D)이 수평 회전하면 도 11의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 피검사물(D)은 전방이동 반송부(21)의 반송면으로부터의 높이가 보다 낮아지는 자세(방향)로 안정되어, 높이가 가장 낮은 L2로 되는 자세를 유지한 상태로 반송된다.
이와 같이, 전방이동 반송부(21)에 홈부(24)를 형성함으로써 이형(異形) 정제나 캡슐 정제 등의 형상에 관계없이 피검사물을 가장 안정화시키는 자세로 되도록 자연스럽게 보정할 수 있기 때문에, 각 피검사물의 자세를 일정하게 하여 정렬 반송할 수 있다. 홈부(24)의 단면 형상은 본 실시 형태와 같이, 원호 형상(타원호 형상을 포함한다)인 것이 바람직하고, 이에 따라서 피검사물의 자세에 따른 반송면으로부터의 높이 변동이 쉽게 발생하여, 피검사물의 자세의 안정화를 더욱 확실하게 할 수 있다. 다만 홈부(24)의 단면 형상은 반드시 원호 형상에 한정되지 않고, 직사각형상이어도 무방하다. 또한 피검사물(D)의 단면 형상이 각형(角形) 등 반송 중의 자세 변동이 발생하지 않는 형상이면, 홈부(24)를 설치하지 않는 구성으로 할 수도 있다.
전방이동 반송부(21) 상에서 자세가 보정된 피검사물(D)은 촬상 장치(30a∼30e)에 의한 촬상 영역을 통과하여 표리 반전 장치(23)에 의해 표리가 반전되며 복귀 반송부(22a, 22b)에 의해 역방향으로 반송된다. 표리 반전 장치(23)의 작동에 대해서는 이미 상세히 서술한 바와 같으며, 외주면에서 피검사물을 지지하는 경사 드럼(231a, 231b) 및 반전 드럼(232)의 2개의 드럼을 개재시킴으로써, 복귀 반송부(22a, 22b)로 건네지는 피검사물을 확실하게 표리 반전할 수 있다. 그리고 복귀 반송부(22a, 22b)의 홈부(24)에 피검사물(D)을 위치 결정함으로써 복귀 반송부(22a, 22b)에 의해 반송되는 피검사물(D)에 대해서도 자세가 자동 보정된다. 이렇게 하여 전방이동 반송부(21)에 의한 피검사물(D)의 일방향의 반송과 복귀 반송부(22a, 22b)에 의한 피검사물(D)의 역방향의 반송이 연속적으로 실행된다.
각 촬상 장치(30a∼30e)의 촬상 영역에는 조명 장치(31, 32)에 의해 피검사물(D)의 상하로부터 조명광이 조사된다. 본 실시 형태의 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)에 이용되는 반송 벨트는 광 투과성 및 광 확산성을 갖는 유백색(milky-color) 등 고명도 색이기 때문에 피검사물(D)에 대하여 상하로부터 조명함으로써 피검사물(D)을 균일하게 조명할 수 있음과 동시에, 피검사물(D)의 배경으로 되는 고명도 색을 두드러지게 할 수 있어서, 피검사물(D)을 배경보다도 명도가 낮은 부분으로서 인식하는 것이 가능해진다.
4개의 촬상 장치(30a∼30d)는 모두 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송 부(22a, 22b)에 의해 반송되는 각 피검사물(D)을 촬상하도록 도 2에 나타내는 촬상축(Ⅰ1, Ⅰ2)과 직교하는 방향으로 주사한다. 이 결과, 전방이동 반송부(21)에 의해 반송되는 피검사물(D)은 도 12에 나타내는 바와 같이, 표면측이 경사 위쪽으로부터 W, X, Y, Z의 4방향으로 촬상되고, 복귀 반송부(22a, 22b)에 의해 반송되는 피검사물(D)에 대해서도 이면측이 마찬가지로 경사 위쪽으로부터 4방향으로 촬상된다. 이렇게 하여 각 촬상 장치(30a∼30d)에 의한 1라인분의 주사에 의해 라인 센서의 수광량에 따른 크기의 출력 신호가 생성되고, 이 주사를 피검사물(D)의 반송 중에 반복 실시함으로써 각 주사에 대응한 출력 신호가 결함 판별 장치(40)에 순차적으로 송신된다.
본 실시 형태에 있어서는, 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)가 병렬 배치되고, 각각 피검사물의 표면측 및 이면측을 노출시킨 상태로 반송하도록 구성되어 있기 때문에 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)에 의해 반송되는 각 피검사물을 복수의 촬상 장치(30a∼30d)에 의해 동일한 주사 라인을 따라서 대략 동시에 촬상함으로써, 피검사물의 외관 전체를 용이하고, 또한 확실하게 검사할수 있다.
결함 판별 장치(40)에 있어서는, 각 촬상 장치(30a∼30d)로부터의 출력 신호에 기초하여 화상 생성부(41)가 주사선에 대응하는 2차원의 화상 데이터를 생성한다. 예를 들면 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 전방이동 반송부(21)에 의해 반송되는 피검사물(D)에 대하여 임의의 촬상 장치가 주사 라인(S1)을 따라서 주사를 실시한 경우, 출력 신호에 기초하여 생성되는 화상 데이터는 도 13의 (b)에 나 타낸 바와 같다.
피검사물(D)은 통상적으로는 정제나 캡슐제 등이기 때문에 피검사물(D)의 색에 따라서는 피검사물(D)과 배경의 명도차가 작아져서, 피검사물(D)과 배경의 구별이 곤란한 경우가 있다. 그런데 본 실시 형태에 있어서는, 반송 벨트로서 광 투과성 및 광 확산성을 갖는 유백색의 것 등, 고명도의 것을 사용하고 있기 때문에 배경으로 되는 반송면에서의 명도는 피검사물(D)의 명도보다도 더욱 높은 값으로 된다. 이 결과, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 화상 데이터에 있어서 피검사물(D)에 상당하는 부분은 배경보다도 명도가 낮은(즉 라인 센서의 수광량이 적은) 부분으로서 파악될 수 있다.
이 결과, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 피검사물(D)의 주사 라인(S1) 상에 칩(chip)(e1)이나 돌출 머리털(e2)이 존재하는 경우, 이들 결함은 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피검사물(D)보다도 명도가 낮은(즉 라인 센서의 수광량이 낮은) 영역(b1, b2)으로서 파악될 수 있다. 따라서 피검사물(D)의 명도(라인 센서의 수광량)보다도 높은 값으로 제1 기준 레벨(T1)을 설정하고, 화상 처리부(42)가 제1 기준 레벨(T1) 이하의 화상 데이터를 추출함으로써 피검사물(D)과 배경을 구별하여 피검사물(D)의 검사를 실시할 수 있다. 피검사물(D)의 결함의 유무는 예를 들면 피검사물(D)의 명도(라인 센서의 수광량)보다도 낮은 값으로 제2 기준 레벨(T2)을 설정하고, 이 제2 기준 레벨(T2) 이하의 화상 데이터를 추출함으로써 판별할 수 있다.
이와 같은 결함 판별 방법에 따르면, 종래에는 반송 벨트에 동화(同化)되어 검출할 수 없을 염려가 있었던 피검사물로부터의 돌출 결함이나 에지부의 결함도 확실하게 검출할 수 있다. 또한 피검사물의 촬상 데이터에 있어서의 에지부나 외부의 결함뿐만 아니라, 피검사물의 내부에 존재하는 결함에 대해서도 확실하게 검출할 수 있다. 예를 들면 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 피검사물(D)의 주사 라인(S2) 상에 이물질이 부착되어 있는 경우, 도 13의 (c)에 나타내는 바와 같이, 이 이물질을 피검사물(D)의 신호 레벨보다도 신호값이 낮은 영역(b3)으로서 파악할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 각 피검사물(D)에 대하여, 상기한 바와 같이 표면측 및 이면측의 각각에 대하여 경사 위쪽의 4방향으로부터 촬상함으로써 결함의 유무를 판별할 수 있기 때문에 사각(死角)이 없는 검사를 실시할 수 있다. 특히 피검사물이 환형(도너츠 형상)인 경우, 종래와 같은 표리면 검사 및 측면 검사에서는 피검사물의 내주면의 결함을 촬상하는 것이 곤란했지만, 본 실시 형태의 외관 검사 장치는 이와 같은 내주면도 확실하게 촬상할 수 있다. 따라서 각 화상 데이터에 대한 확실한 결함 판별과 아울러서 피검사물의 외관 검사를 확실하게 실시할 수 있다.
또한 각 촬상 장치(30a∼30d)에 의해 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)가 반송하는 각 피검사물을 동일한 주사 라인을 따라서 촬상하도록 하고 있기 때문에 피검사물의 표면측 및 이면측을 동일한 촬상 장치(30a∼30d)에 의해 촬상하여 검사할 수 있다. 따라서 표면 검사와 이면 검사를 다른 촬상 장치를 이용하여 실시하는 경우와 같이, 카메라의 교정이나 검사 정밀도의 확인을 빈번하 게 실시할 필요가 없어서, 카메라 유효화를 용이하게 할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 상기한 4개의 촬상 장치(30a∼30d) 외에, 피검사물의 표면측 및 이면측을 수직 방향으로 촬상하는 촬상 장치(30e)를 더 구비하고 있으며, 결함 판별 장치(40)는 촬상 장치(30e)로부터의 출력 신호에 기초하여 화상 생성부(41)에서 화상 데이터를 생성하고, 화상 처리부(42)에서 이 화상 데이터를 마스터 화상과 비교함으로써 주로 인자부(印字部)(printed portion)의 결함을 파악할 수 있다.
전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)는 피검사물을 소정의 간격 및 소정의 속도로 반송하기 때문에 결함 판별 장치(40)는 화상 생성부(41)에서 생성된 화상 데이터가 어느 촬상 장치(30a∼30e)로부터 어느 타이밍으로 입력된 신호에 기초하는지를 파악함으로써 피검사물의 결함이 검출된 화상 데이터에 대응하는 피검사물을 특정할 수 있다. 그리고 결함을 갖는 피검사물이 선별 장치(43)에 반송되면 불량품 수취통(45)으로 배출된다.
이상, 본 발명의 일실시 형태에 대하여 상세히 서술했지만, 본 발명의 구체적인 양태는 상기 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면 본 실시 형태에 있어서는, 각 촬상 장치(30a∼30d)를 평면에서 바라본 경우 서로 직교하는 2개의 촬상축 상에 각각 대향 배치하는 것으로, 촬상 장치의 설치 대수를 억제하면서 촬상의 사각을 확실하게 없애도록 하고 있는데, 사각을 발생시키지 않는 배치이면 여러 가지 배리에이션(variation)이 가능하며, 예를 들면 각 촬상축끼리는 반드시 직교할 필요는 없고, 대향 배치도 필수는 아니다.
또한 본 실시 형태에 있어서는, 카메라 유효화를 용이하게 하는 관점에서 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)를 병렬 배치하고, 각 촬상 장치(30a∼30d)가 피검사물의 표면측 및 이면측을 동일한 주사 라인을 따라서 촬상 가능하게 구성하고 있지만, 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)가 반송하는 피검사물을 개별로 촬상하도록 각 촬상 장치를 배치하는 것도 가능하다. 이 경우 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)는 반드시 병렬 배치할 필요는 없고, 설치 공간에 따라서 다른 레이아웃(layout)으로 하는 것도 가능하다.
또한 피검사물을 위쪽으로부터 비스듬하게 촬상하도록 배치한 촬상 장치의 대수는 본 실시 형태에 있어서는 4개로 하고 있지만, 복수이면 본 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 다만 사각을 확실하게 없애기 위해서는, 촬상 장치를 3개 이상 배치하는 것이 바람직하다. 복수의 촬상 장치는 가능한 한 균일한 촬상을 할 수 있도록 촬상 영역의 주위를 따라서 등간격으로 배치하는 것이 바람직하다.
또한 반송 장치(20)에 대해서는, 본 실시 형태에 있어서, 전방이동 반송부(21)의 양측에 복귀 반송부(22a, 22b)를 배치하도록 하고 있는데, 복귀 반송부의 양측에 전방이동 반송부를 배치하는 것도 가능하다. 또한 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)의 반송 열은 본 실시 형태에서는 2열로 하고 있지만, 1열 또는 3열 이상이어도 무방하다.
또한 본 실시 형태에 있어서는, 표리 반전 장치(23)가 경사 드럼(231a, 231b)과 반전 드럼(232)을 구비하고 있으며, 전방이동 반송부(21)로부터 피검사물 을 제공받는 경사 드럼(231a, 231b)의 회전축이 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)의 반송면에 대하여 경사지도록 배치하는 것으로, 피검사물을 병렬 방향으로 이동시켜서 전방이동 반송부(21)로부터 복귀 반송부(22a, 22b)로의 인도를 가능하게 하고 있다. 이에 대하여 전방이동 반송부(21)로부터 피검사물을 제공받는 드럼(제 1 드럼)을 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)의 반송면을 따라서(즉 수평면을 따라서) 회전축이 연장되도록 배치함과 동시에, 이 드럼으로부터 피검사물을 제공받아서 복귀 반송부(22a, 22b)로 건네는 드럼(제2 드럼)을, 회전축이 상기 반송면에 대하여 경사지도록 배치해도 본 실시 형태와 동일한 효과를 이룰 수 있다. 또한 상기의 제1 드럼 및 제2 드럼의 양쪽을, 회전축이 상기 반송면에 대하여 경사지도록 배치할 수도 있다.
또한 상기와 같이, 제1 드럼 및 제 2 드럼 중 하나 또는 모두를 경사 드럼으로 하는 경우, 이 경사 드럼은 반송면의 위쪽에서 바라본 경우 회전축이 반송 방향에 대하여 경사지도록 배치하는 것도 가능하다. 이 경우에는 회전축이 반송면과 평행해도 외주면에 지지된 피검사물을 회전 반송함으로써 전방이동 반송부(21) 및 복귀 반송부(22a, 22b)의 평행한 방향으로 피검사물을 이동시킬 수 있어서, 전방이동 반송부(21)로부터 복귀 반송부(22a, 22b)로 건네는 것이 가능해진다.

Claims (7)

  1. 피검사물의 외관을 검사하는 장치로서,
    피검사물을 반송하는 제1 반송 수단 및 제2 반송 수단;
    상기 제1 반송 수단에 의해 반송되는 피검사물의 표리를 반전하여 상기 제2 반송 수단에 건네는 표리 반전 수단;
    상기 제1 반송 수단 및 제2 반송 수단에 의해 반송되는 각 피검사물을 위쪽으로부터 비스듬하게 촬상하는 복수의 촬상 수단; 및
    상기 각 촬상 수단의 촬상 데이터에 기초하여 피검사물의 결함의 유무를 판별하는 결함 판별 수단을 구비하는
    외관 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 반송 수단 및 제2 반송 수단은 피검사물을 서로 역방향으로 반송하도록 병렬 배치되며,
    상기 각 촬상 수단은 상기 제1 반송 수단 및 제2 반송 수단에 의해 반송되는 각 피검사물을 동일한 주사 라인을 따라서 촬상하도록 배치되는
    외관 검사 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 촬상 수단은 평면에서 바라본 경우 서로 교차하는 2개의 촬상축 상에 각각 대향 배치되는
    외관 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 반송 수단 및 제2 반송 수단은 광 투과성 및 광 확산성을 갖는 고명도 색의 반송 벨트를 구비하고,
    상기 반송 벨트의 위쪽 및 아래쪽으로부터 피검사물에 빛을 조사하는 조명 수단을 더 포함하며,
    상기 각 촬상 수단은 수광량에 따른 신호를 출력하는 라인 센서 카메라이고,
    상기 결함 판별 수단은 상기 촬상 수단의 출력 신호가 소정 레벨 이하인 검사 화상을 추출하여 결함의 유무를 판별하는
    외관 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 반송 수단 및 제2 반송 수단은 투명 재료로 이루어지는 반송 벨트 를 구비하고,
    상기 반송 벨트의 위쪽 및 아래쪽으로부터 피검사물에 빛을 조사하는 조명 수단을 더 포함하며,
    상기 각 촬상 수단은 수광량에 따른 신호를 출력하는 라인 센서 카메라이고,
    상기 결함 판별 수단은 상기 촬상 수단의 출력 신호가 소정 레벨 이하인 검사 화상을 추출하여 결함의 유무를 판별하는
    외관 검사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 벨트는 반송 방향을 따라서 연장되는 홈부를 갖는
    외관 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈부는 단면 원호 형상으로 형성되는
    외관 검사 장치.
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