KR20110078619A - 로드의 결함검출장치 - Google Patents

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KR20110078619A
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Abstract

본 발명은
로드(Rod)를 레이저 스캐너의 측정위치에 이송하는 단계;
상기 로드를 회전시키면서 레이저 스캐너를 동작시켜 길이방향으로 높낮이를 측정하여 진직도를 측정하는 단계; 및
상기 로드의 진직도와 기준값을 비교하여 결함을 판정하는 단계;
를 포함하는 로드의 결함검출방법을 제공한다.
진직도, 로드, 진원도

Description

로드의 결함검출방법{DEFECT DETECTION METHOD OF ROD}
본 발명은 선형소재인 로드의 결함검출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로드에 대하여 표면결함의 검출과 동시에 진직도 및 진원도를 자동으로 검출할 수 있어 로드의 결함을 신속하고 정확하게 검출하는 것이 가능한 로드의 결함검출방법에 관한 것이다.
산업체 각 분야에서 금속봉재 내지 금속강관과 같은 선형 소재들이 많이 사용되고 있다. 이들 소재들은 사용용도에 따라 고정밀의 진직도가 요구되어지는 경우가 많고, 표면에 존재하는 각종 결함 예를 들어 크랙, 균열, 찍힘 및 뜯김 등이 없어야 한다.
현재까지 이들 선형소재에 대한 진직도 검사 및 표면결함 검사방법으로는 제품 하나하나를 일일이 각 검사장치에 로딩하여 개별단위마다 측정을 수행하여야 하며, 이러한 방법에 의하면 대량생산 공정에서 출시되는 모든 제품에 대한 전수검사를 수행하는 것은 물리적으로 한계가 따른다.
따라서, 대량으로 생산되는 선형소재에 대하여 실시간으로 표면결함과 함께 진직도를 자동으로 측정할 수 있는 새로운 검사기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술이 가지는 이러한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로,
그 목적은 로드에 대하여 표면결함의 검출과 동시에 진직도 및 진원도를 자동으로 검출할 수 있어 로드의 결함을 신속하고 정확하게 검출하는 것이 가능한 로드의 결함검출방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.
(1) 로드를 레이저 스캐너의 측정위치에 이송하는 단계;
상기 로드를 회전시키면서 레이저 스캐너를 동작시켜 길이방향으로 높낮이를 측정하여 진직도를 측정하는 단계; 및
상기 로드의 진직도와 기준값을 비교하여 결함을 판정하는 단계;
를 포함하는 로드의 결함검출방법.
(2) 제 1항에 있어서,
진직도의 측정 단계 이전 또는 이후의 단계에서 로드를 회전시키면서 라인스캔 카메라를 작동시켜 이미지를 얻는 단계;
상기 라인스캔 카메라로부터 얻은 이미지를 분석하여 표면결함을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로드의 결함검출방법.
(3) 로드를 길이축으로 회전가능하게 올려 놓기 위한 측정대; 상기 회전측정대의 양단에 레이저발광부와 수광부가 각각 위치하여 로드의 길이방향의 진직도를 측정하는 레이저 스캐너; 및 상기 레이저 스캐너로부터 수신된 신호를 검출하여 길이방향의 진직도를 측정하는 연산처리부를 포함하는 로드의 결함검출장치.
(4) 제 3항에 있어서,
상기 진직도의 측정 전 또는 이후의 단계에서 로드의 표면결함을 검출하기 위한 수단으로,
상기 로드를 길이축으로 회전가능하게 올려놓기 위한 측정대; 상기 로드의 표면결함을 검출하기 위해 상기 측정대 상부에 설치된 라인스캔카메라; 및 상기 라인스캔 카메라로부터 얻은 이미지를 분석하여 결함을 판정하는 영상처리부를 더 포함하는 로드의 결함검출장치.
(5) 측정대상인 로드가 투입되는 호퍼; 상기 호퍼에 투입된 로드를 순차 이 송하는 공급부; 상기 순차 이송된 로드를 측정위치로 이송하는 적재부; 상기 이송된 로드의 진직도를 측정하기 위한 측정부; 상기 측정이 종료된 로드를 배출하는 배출부; 및 상기 배출된 로드를 양품과 불량품으로 각각 적치하는 적치부를 포함하는 로드의 결함검출장치.
(6) 제 5항에 있어서,
측정부는 상기 로드를 회전가능하게 올려 놓는 측정대; 및 상기 로드의 표면결함을 검출하기 위해 상기 측정대 상부에 설치된 라인스캔카메라; 및 상기 라인스캔 카메라로부터 얻은 이미지를 분석하여 결함을 판정하는 영상처리부를 포함하는 로드의 결함검출장치.
(7) 제 5항에 있어서,
측정부는 상기 로드를 회전가능하게 올려놓는 측정대; 상기 로드의 진직도를 측정하기 위한 레이저 스캐너; 및 상기 레이저 스캐너로부터 수신된 신호를 검출하여 진직도를 측정하는 연산처리부를 포함하는 로드의 결함검출장치.
본 발명에 의하면, 로드에 대하여 표면결함의 검출과 동시에 진직도 및 진원도를 자동으로 검출할 수 있어 로드의 결함을 신속하고 정확하게 검출하는 것이 가능하다.
이하 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은
로드(Rod)를 레이저 스캐너의 측정위치에 이송하는 단계;
상기 로드를 회전시키면서 레이저 스캐너를 동작시켜 길이방향으로 높낮이를 측정하여 진직도를 측정하는 단계; 및
상기 로드의 진직도와 기준값을 비교하여 결함을 판정하는 단계;
를 포함하는 로드의 결함검출방법을 포함한다.
또한 본 발명은 측정대상인 로드가 투입되는 호퍼; 상기 호퍼에 투입된 로드를 순차 이송하는 로드공급부; 상기 순차 이송된 로드를 측정위치로 이송하는 로드적재부; 상기 이송된 로드의 진직도를 측정하기 위한 진직도 측정부; 상기 측정이 종료된 로드를 배출하는 로드배출부; 및 상기 배출된 로드를 양품과 불량품으로 각각 적치하는 로드적치부;
를 포함하는 로드의 결함검출장치를 제공한다.
이하 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 로드(Rod)는 단면이 원 또는 다각형인 봉형 또는 관형인 어떠한 재질의 제품도 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 로드의 표면결함분석장치의 구성도로서, 측정대상인 로드(4)를 회전가능하게 위치시키는 한쌍의 롤러(3', 3")로 이루어지는 제1측정대(3), 상기 로드(4) 상부에서 로드 전체의 표면을 촬영하기 위한 라인스캔 카메라(10) 및 라인스캔 카메라(10)로부터 얻은 이미지를 분석하여 로드의 표면결함을 측정하는 영상처리부(20)로 이루어진다.
측정대상인 로드(4)는 한쌍의 롤러(3', 3")로 이루어진 제1측정대(3) 상에 올려지고, 그 상부에는 라인단위의 이미지를 얻을 수 있는 라인스캔 카메라(10)가 설치된다. 라인스캔 카메라(10)는 제1측정대(3) 상에서 회전하는 로드(4)의 모든 표면에서 이미지를 얻을 수 있어야 하며, 이를 위해 로드를 회전시키면서 실시간 영상을 얻을 필요가 있다. 로드(4)의 길이가 긴 경우에는 상기 라인스캔 카메라는 복수개가 병렬로 설치되어질 수 있다.
로드(4)의 1회전당 얻어지는 이미지는 직사각형의 평면 영상이 얻어지며, 만일 로드표면에 크랙, 균열, 찍힘 및 뜯김 등의 표면결함이 존재하는 경우에는 정상영역과 명도의 차이가 발생하게 되어 영상처리부(20)는 당해 차이가 허용치를 벗어나는 것으로 판단되면 이를 결함으로 판정하게 된다. 따라서, 긴 원통형상인 로드(4)의 전체 표면 이미지를 얻기 위하여는 일정 방향에서 라인스캔 카메라(10)를 고정하고, 로드(4)를 회전시키면서 실시간으로 영상을 얻을 필요가 있다.
도 2는 본 발명에 따른 로드의 진직도 측정장치의 구성도로, 레이저발광부(1) 및 레이저 수광부(2)를 포함하는 레이저 스캐너(30), 상기 발광부(1)과 수광부(2) 사이에 위치하여 측정대상인 로드(4)를 회전가능하게 위치시키는 한쌍의 롤러(5', 5")로 이루어지는 제2측정대(5), 및 수광부(2)로부터 수신된 신호를 분석하여 로드의 진직도를 측정하는 연산처리부(40)로 이루어진다.
측정대상인 로드(4)는 레이저 발광부(1)와 수광부(2) 사이에 위치하는 제2측정대(5) 상에 놓여지고, 상기 제2측정대(5)를 구성하는 한쌍의 롤러(5', 5")가 동일방향으로 회전하면서 그 위에 놓인 로드(4)를 함께 회전시키게 된다. 이때, 로드(4)가 회전할 때 레이저 스캐너(30)를 구성하는 레이저 발광부(1)에서 레이저가 로드(4)를 향해 조사되고 반대편 수광부(2)에 입사된 빛을 수신하여 로드(4)의 높낮이 및 직경을 측정하게 된다.
로드(4)의 길이가 길어 레이저 스캐너가 복수개 필요한 경우, 예를 들어 3개의 레이저 스캐너가 사용되는 경우에는 각 포인트에서 얻어진 로드의 높낮이 평균값을 취하고, 이들의 상대적인 값을 비교하여 진직도를 측정하는 것이 가능하다.
또 로드(4)가 정상적인 진직도를 가질 경우에는 길이 전구간에서 측정된 높낮이가 동일하게 되며, 어느 부위에서 휜 부분이 존재할 경우에는 회전하는 동안 특정 각도 범위에서 로드 높낮이에 변화가 감지되어진다.
진원도는 상기와 같은 레이저 스캐너(30)의 값을 분석하여 직경을 계산하고 각도별 직경 차이를 연산하여 측정할 수 있다.
일반적으로 정상적인 진직도를 가지고 있는 로드일지라도 제2측정대(5) 상에 올려질 경우 자중에 의해 중심부에서 약간의 휘어짐이 일어날 수 있다. 따라서 측정과정에서 이러한 정상적인 휘어짐에 대한 오차를 감안하여 이를 넘어설 경우 진직도에 결함이 있는 제품으로 판정할 수 있다.
이와 같이 진직도 및 진원도에 허용치를 넘는 편차가 발생한 경우에는 이를 불량으로 판단하여야 하며, 허용치 이내인 것으로 판단되면 정상적인 제품으로 판단하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 로드의 결함검출장치의 전체 구성도를 나타낸다.
본 발명의 결함검출장치는 측정대상인 로드가 투입되는 호퍼(100); 상기 호퍼에 투입된 로드를 순차 이송하는 로드공급부(110); 상기 순차 이송된 로드를 측정위치로 이송하는 로드적재부(120); 상기 이송된 로드의 진직도를 측정하기 위한 진직도 측정부(140); 상기 측정이 종료된 로드를 배출하는 로드배출부(150); 및 상기 배출된 로드를 양품과 불량품으로 각각 구분 적치하는 로드적치부(160)를 포함하여 이루어진다.
측정대상인 복수개의 로드(4)는 호퍼(100)에 투입되고, 호퍼(100)는 로드(4)가 평행하게 정열될 수 있도록 스토퍼(도 4a의 111)를 둔다. 이때 호퍼(100)에서 로드공급부(110)로 로드를 이동시키기 위해 호퍼(100)를 구성하는 받침대(101)를 일정각도로 회전시켜 경사를 주어 자동적으로 굴러 컨베이어벨트로 이동할 수 있게 한다.
호퍼(100)에 투입된 로드는 컨베이어벨트를 포함하는 로드공급부(110)로 이동된다. 컨베이어벨트는 로드를 개별단위로 옮기기 위해 상부표면에 치차를 두는 것이 좋다.
도 4는 본 발명에 따른 로드의 결함검출장치에서의 로드의 결함검출과정을 보여주는 설명도이다.
도 4a에서, 컨베이어벨트로 이동된 로드들은 로드공급부(110) 말단까지 순차 낱개단위로 이송되어 스토퍼(111)에 이르게 된다. 스토퍼(111)는 제어부(170)의 제어신호에 따라 정지되어 있는 로드를 하나씩 로드적재부(120)로 이송하게 된다. 로드적재부(120)는 복수개의 로드 수납홈(121~123)을 구비하고 있으며, 각 수납홈에 하나씩 로드가 적재되어 표면결함 측정부(130) 및 진직도 측정부(140)에 공급된다. 로드적재부(120)가 이동하여 로드를 상기 각 측정부를 구성하는 제1측정대(3) 및 제2측정대(5) 상에 올려놓고, 로드 표면의 결함 및 진직도를 순차 측정하게 된다. 따라서, 첫 번째 로드가 로드공급부(110)로부터 로드적재부(120)을 이루는 제1수납홈(121)에 실리면, 이후 로드의 표면결함과 진직도를 순차적으로 측정하기 위 하여 상기 로드적재부의 제1수납홈(121)은 표면결함 측정부(130)에 위치되어지고, 제2수납홈(122)은 로드의 진직도 측정부(140)에 위치되어진다. 제3수납홈(123)은 이후 측정이 완료된 로드를 로드배출부(150)로 이송하기 위해 요구되어진다.
로드적재부(120)의 제1수납홈(121)으로부터 로드의 표면결함을 검출하기 위해 제1측정대(3)로 제1로드(4-1)를 옮기는 과정은 제어부(170)에 의해 위치가 제어되어지는 로드적재부(120)가 제1측정대(3)의 상부로 이동한 후 하강하면서 상기 제1수납홈(121)에 실린 제1로드(4-1)를 제1측정대(3)의 롤러(3',3")에 사뿐히 올려놓는 과정을 통해 이루어진다.
제1측정대(3) 상에서 표면결함의 검사가 완료된 제1로드(4-1)는 제어신호에 따라 이동되는 로드적재부(120)의 제2수납홈(122)에 실리고, 상기 제1수납홈(121)에는 스토퍼(111)의 개방으로 새로이 제2로드(4-2)가 실리게 된다. 로드적재부(120)는 제어신호에 따라 제1수납홈(121)이 상기 제1측정대(3)상에 위치되도록 이동되고, 이와 동시에 제2수납홈(122)은 진직도 측정을 위해 제2측정대(5) 상에 위치되어진다. 이 모든 과정은 제어부(170)에 의해 동작이 제어되며, 적재되는 로드에 대하여 순차적으로 표면결함 검출 및 진직도 검출과정을 자동으로 수행할 수 있도록 한다.
제2로드(4-2)에 대한 표면결함검출 및 제1로드(4-1)에 대한 진직도 측정이 완료되면, 제어부(170)의 신호에 따라 로드적재부(120)를 이동시켜 제1수납홈(121)에 제3로드(4-3)를 적재하고, 제2수납홈(122)에는 제2로드(4-2)를 적재하며, 제3수납홈(123)에 제1로드(4-1)를 적재한다(도 4b).
도 4b에 도시된 과정을 거친 로드적재부(120)는 위로 이동하고(도 4c), 우측으로 이동한 후(도 4d) 다시 하강하여 제1로드(4-1)를 배출부(150)를 이루는 경사면에 내려놓고, 동시에 제2로드(4-2)는 제2측정대(140) 위에, 제3로드(4-3)는 제1측정대(3) 위에 올려놓게 된다(도 4e). 이후 도 4f에 도시된 바와 같이 로드적재부(120)는 처음 동작위치로 이동하여 다음 로드를 적재하는 과정을 반복하게 된다.
로드배출부(150)로 이송된 로드는 힌지를 이용하여 양품과 불량품으로 분리한 후 각각의 적치부에 적치시킬 수 있다. 이때 로드배출부(150)에서 양품의 적치부(160)로의 적치과정은 로드가 높이에 따라 하강시 충격을 완화할 수 있도록 구성하는 것이 좋다.
상기한 과정을 통해 로드에 대하여 표면결함의 검출과 동시에 진직도를 자동으로 검출할 수 있어 로드의 결함을 신속하고 정확하게 검출하는 것이 가능하다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 레이저발광부
2: 레이저 수광부
3: 제1측정대
3',3": 롤러
4: 로드
5: 제2측정대
5',5": 롤러
10: 라인스캔 카메라
20: 영상처리부
30: 레이저스캐너
40: 연산처리부
100: 호퍼
110: 로드공급부
111: 스토퍼
120: 로드적재부
121,122,123: 수납홈
130: 표면결함 검출부
140: 진직도 측정부
150: 로드배출부
160: 로드적치부
170: 제어부

Claims (7)

  1. 로드를 레이저 스캐너의 측정위치에 이송하는 단계;
    상기 로드를 회전시키면서 레이저 스캐너를 동작시켜 길이방향으로 높낮이를 측정하여 진직도를 측정하는 단계; 및
    상기 로드의 진직도와 기준값을 비교하여 결함을 판정하는 단계;
    를 포함하는 로드의 결함검출방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    진직도의 측정 단계 이전 또는 이후의 단계에서 로드를 회전시키면서 라인스캔 카메라를 작동시켜 이미지를 얻는 단계;
    상기 라인스캔 카메라로부터 얻은 이미지를 분석하여 표면결함을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로드의 결함검출방법.
  3. 로드를 길이축으로 회전가능하게 올려 놓기 위한 회전측정대; 상기 회전측정대의 양단에 레이저발광부와 수광부가 각각 위치하여 로드의 길이방향의 진직도를 측정하는 레이저 스캐너; 및 상기 레이저 스캐너로부터 수신된 신호를 검출하여 길이방향의 진직도를 측정하는 연산처리부를 포함하는 로드의 결함검출장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 진직도의 측정 전 또는 이후의 단계에서 로드의 표면결함을 검출하기 위한 수단으로,
    상기 로드를 길이축으로 회전가능하게 올려 놓기 위한 측정대; 상기 로드의 표면결함을 검출하기 위해 상기 측정대 상부에 설치된 라인스캔카메라; 및 상기 라인스캔 카메라로부터 얻은 이미지를 분석하여 결함을 판정하는 영상처리부를 더 포함하는 로드의 결함검출장치.
  5. 측정대상인 로드가 투입되는 호퍼; 상기 호퍼에 투입된 로드를 순차 이송하는 공급부; 상기 순차 이송된 로드를 측정위치로 이송하는 적재부; 상기 이송된 로드의 진직도를 측정하기 위한 측정부; 상기 측정이 종료된 로드를 배출하는 배출부; 및 상기 배출된 로드를 양품과 불량품으로 각각 적치하는 적치부를 포함하는 로드의 결함검출장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    측정부는 상기 로드를 회전가능하게 올려 놓는 측정대; 및 상기 로드의 표면결함을 검출하기 위해 상기 측정대 상부에 설치된 라인스캔카메라; 및 상기 라인스캔 카메라로부터 얻은 이미지를 분석하여 결함을 판정하는 영상처리부를 포함하는 로드의 결함검출장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    측정부는 상기 로드를 회전가능하게 올려놓는 측정대; 상기 로드의 진직도를 측정하기 위한 레이저 스캐너; 및 상기 레이저 스캐너로부터 수신된 신호를 검출하여 진직도를 측정하는 연산처리부를 포함하는 로드의 결함검출장치.
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