KR20120009331A - system for inspecting surface of plastic goods with curved surface - Google Patents

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KR20120009331A KR1020100071534A KR20100071534A KR20120009331A KR 20120009331 A KR20120009331 A KR 20120009331A KR 1020100071534 A KR1020100071534 A KR 1020100071534A KR 20100071534 A KR20100071534 A KR 20100071534A KR 20120009331 A KR20120009331 A KR 20120009331A
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Abstract

PURPOSE: A surface inspection system of a plastic molded product having curved surface, capable of exact surface analysis is provided to optimize a camera position and illumination. CONSTITUTION: A surface inspection system of a plastic molded product having curved surface comprises a multi-articulation robot(1), an inspection jig(2), a LED illumination unit(3) and first and second camera unit. The inspection jig is installed in the end part arm of a robot. The LED illumination unit is installed in the inspection jig to one side. The first and second camera unit is installed in the LED illumination unit other side of the inspection jig. The inspection jig is composed of a mainframe, a lighting space wearing frame part and a mounting frame part. The mainframe is combined in the end part arm of the multi-articulation robot. The lighting space wearing frame part is combined in one side of the mainframe.

Description

곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 표면 검사 시스템{system for inspecting surface of plastic goods with curved surface}System for inspecting surface of plastic goods with curved surface}

본 발명은 플라스틱 성형 제품의 표면 검사 시스템 및 그에 적용되는 지그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품에 대한 입체적인 검사가 효과적으로 이루어지도록 가능하도록 한 것이다.The present invention relates to a surface inspection system of a plastic molded article and a jig applied thereto, and more particularly, to enable a three-dimensional inspection of a plastic molded article having a curved surface to be effectively performed.

머신 비전(machine vision)이란 일반적으로 시스템 제어를 위한 이미지 프로세싱 컴퓨터와 같은 프로세싱 장치에 연결되어 있는 전자광학 시스템으로서, 머신 비전 장비는 크게 카메라, 컴퓨터, 센서, 조명등으로 구성되며, 국내에는 90년대에 들어서 주로 반도체와 전기전자산업 현장에 보급되기 시작했다. Machine vision is an electro-optical system that is generally connected to a processing device such as an image processing computer for system control. Machine vision equipment consists of cameras, computers, sensors, and lights. It began to spread mainly in the semiconductor and electric and electronic industries.

산업현장에 머신 비전을 도입하는 근본적인 이유는 품질향상을 통한 고객관리, 공정관리를 통한 생산성 향상 그리고 생산의 안정화이다. 머신 비전을 설치하면 샘플관리가 아닌 전수관리가 가능하기 때문이다.The fundamental reasons for adopting machine vision in the industrial field are customer management through quality improvement, productivity improvement through process management, and stabilization of production. This is because installing machine vision allows for total management rather than sample management.

이러한 머신 비전은 기계 및 전자 부품 생산 공정에서 생산 및 품질제어를 위한 부품의 위치 제어, 치수 측정, 결함 파악, 삼차원 형상 계측 공정 등을 자동화하기 위해 사용된다. 즉, 소형 부품의 형상이나 크기 측정, 로봇을 이용한 자동 조립시 발생하는 위치와 방향 결정은 물론 사람의 육안으로 판별이 어려운 소형 전자부품의 인식 공정에 이르기까지 광범위하게 응용된다.These machine visions are used to automate component positioning, dimensional measurement, defect identification, and three-dimensional shape measurement processes for production and quality control in mechanical and electronic component production processes. That is, it is widely applied to measuring the shape and size of small parts, determining the position and direction generated during automatic assembly using a robot, as well as the process of recognizing small electronic parts that are difficult to recognize by the human eye.

상기 머신 비전은 크게 에어리어 스캔 카메라와 라인 스캔 카메라로 구분되는데, 에어리어 스캔 카메라는 한 번에 한 프레임만 스캔해 전송하는 방식으로 피사체 대상과 카메라가 정지되어 있는 상태에서만 촬영이 가능하다. 반면 라인 스캔 카메라는 센서가 가로로만 픽셀이 구성되어 있고 세로로는 1개 라인만 있기 때문에 피사체 대상과 카메라가 움직이는 상태에서도 촬영이 가능하다.The machine vision is largely divided into an area scan camera and a line scan camera, and the area scan camera scans and transmits only one frame at a time, so that the subject can be photographed only when the subject and the camera are stationary. Line scan cameras, on the other hand, have a sensor that consists only of pixels horizontally and only one line vertically, so you can shoot while the subject and camera are moving.

따라서, 라인 스캔 카메라는 카메라의 셔터스피드와 피사체와 카메라가 이동하는 속도가 맞아야만 정확한 이미지를 얻을 수 있으며, 카메라 해상도가 높아야 한다. 컨베이어 생산방식에 적합한 머신 비전이 바로 라인 스캔 카메라 방식인 것이다.Therefore, the line scan camera can obtain an accurate image only when the shutter speed of the camera and the moving speed of the subject and the camera are correct, and the camera resolution must be high. Machine vision suitable for conveyor production is the line scan camera method.

한편, 국내 자동차 부품 업체들의 부품 제조 능력은 선진국 수준에 근접해 있는 실정이나 전문 부품 분야 및 소프트 웨어 적용 분야에서는 경쟁력 확보가 시급한 실정이다. 이에 자동차 부품 제조업체들을 중심으로 생산 부품의 품질과 신뢰성을 개선하고 수출 경쟁력 확보를 위하여 첨단 머신 비전 기술들을 곳곳에서 적용하고 있다.On the other hand, domestic auto parts makers' parts manufacturing capabilities are close to those of developed countries, but it is urgent to secure competitiveness in the field of specialized parts and software applications. In order to improve the quality and reliability of production parts and secure export competitiveness, auto parts manufacturers are applying advanced machine vision technologies everywhere.

도 1은 기존의 컨베이어를 이용한 생산라인에서의 검사시스템 구조도로서, 부품 등 검사대상물(5)이 로딩되는 컨베이어(6)와, 상기 검사대상물에 광을 조사하는 조명(11)과, 검사대상물의 영상을 촬영하는 카메라(10)와, 상기 카메라(10)에 연결되는 이미지 프로세서(7)와, 컨베이어(6)를 제어하는 컨트롤 시스템(8)과, 공정데이터 분석시스템(9)을 포함하여 구성된다.1 is a structural diagram of an inspection system in a production line using a conventional conveyor, a conveyor 6 loaded with an inspection object 5 such as parts, an illumination 11 for irradiating light to the inspection object, and an inspection object. It comprises a camera 10 for taking an image, an image processor 7 connected to the camera 10, a control system 8 for controlling the conveyor 6, and a process data analysis system 9. do.

그러나, 대부분의 부품 관련 제품은 2차원 이미지를 통한 평면적 검사보다는 입체적인 검사가 가능해야 하나, 효과적으로 입체검사를 수행할 수 있도록 하는 검사 시스템이 제공되지 못하고 있는 실정이다.However, most parts-related products should be capable of three-dimensional inspection rather than planar inspection through two-dimensional images, but an inspection system for effectively performing three-dimensional inspection has not been provided.

즉, 도 1 및 도 2에 도시된 기존의 검사시스템은 2차원 이미지로 부품의 표면을 검사하는 시스템이어서, 도 2에 도시된 바와 같이 길이가 길고 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 경우 표면 상태를 정확하게 검사하지 못하는 단점이 있었다.That is, the conventional inspection system shown in Figures 1 and 2 is a system for inspecting the surface of the part in a two-dimensional image, as shown in Figure 2 in the case of a long length and curved plastic molded product as shown in Figure 2 accurately There was a drawback that could not be tested.

특히, 컨베이어(6)를 타고 빠르게 이동하는 곡면 플라스틱 성형 제품에 대해 2차원 이미지로 표면을 검사하게 되는데, 피사체의 재질 및 반사 특성, 카메라(10) 위치, 조명(11) 등으로 인해 정확한 영상 인식에 어려움을 겪는 실정이다.In particular, the surface of the curved plastic molded product moving on the conveyor 6 is inspected in a two-dimensional image, and the image is accurately recognized due to the material and reflection characteristics of the subject, the position of the camera 10, and the illumination 11. I am having a hard time.

한편, 현재 생산현장에서 사용되는 조명(11)은 다양한 사용환경에 맞게 직접 주문 생산하는 방식의 LED 조명으로서, 한번 조립이 되어서 납품된 LED 조명은 수리가 힘들고 관리 또한 어렵다, 상대적으로 저전력이면서 수명이 긴 LED 조명이 열악한 조건에서 사용됨으로써 LED의 장점을 살리지 못하고 있다. 따라서 발광효율과 수명을 동시에 높이는 것이 LED 조명의 중요한 문제라고 할 수 있다.On the other hand, the lights (11) used in the current production site is a direct-made LED lighting method for a variety of use environment, the LED lights delivered once assembled is difficult to repair and difficult to manage, relatively low power and long life Long LED lighting is used in poor conditions, failing to take advantage of the LED. Therefore, increasing luminous efficiency and lifetime at the same time can be said to be an important problem of LED lighting.

생산자동화 시설에 많은 부분을 차지하는 머신비전(Machine vision)을 이용한 자동화 검사 라인의 경우, 검사를 위한 환경이 먼지, 정전기, 노이즈, 고온 등의 환경으로 인해 열악한 실정이다. 정밀한 검사가 요구되는 제품의 경우 이러한 환경을 고려해서 시스템을 구축해야 한다. In the case of automated inspection lines using machine vision, which takes up a lot of production automation facilities, the environment for inspection is poor due to dust, static electricity, noise, and high temperature. In the case of products requiring close inspection, the system should be constructed considering this environment.

특히, 검사를 위한 LED 조명의 경우 기존의 조명(할로겐, 형광등)에 비해서 낮은 전력으로 빛의 밝기를 오랜 시간 안정적으로 공급할 수 있다는 장점을 가지고 많이 활용되고 있다. LED를 이용하여 만든 조명(11)은 4만 시간이라는 긴 수명을 자랑하지만 이는 상온 25도 미만에서만 가능하다. 생산현장이나 공장의 라인에서 검사 장비를 위해서 사용되는 LED의 경우 집적도가 높아지게 되면 100℃에 가까운 온도까지 올라가서 발광효율의 저하와 수명이 줄어들게 된다. LED에 투입되는 전기에너지의 20%는 빛 에너지로, 80%는 열에너지로 변환되는 것만 보더라도 LED의 열을 잘 관리하는 것이 얼마나 중요한 것인지 단적으로 보여준다 하겠다.In particular, the LED lighting for inspection is being utilized with the advantage that the brightness of the light can be stably supplied for a long time with low power as compared to the conventional lighting (halogen, fluorescent lamp). The light 11 made using LED has a long life of 40,000 hours, but it is possible only at a room temperature of less than 25 degrees. In the case of LEDs used for inspection equipment in production sites or factory lines, when the degree of integration increases, the temperature rises to a temperature close to 100 ° C, thereby decreasing the luminous efficiency and reducing the lifespan. Just 20% of the electrical energy put into LEDs is converted to light energy and 80% is converted into thermal energy, which shows just how important it is to manage the heat of LEDs.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피사체의 재질 및 반사 특성을 고려하여 카메라 위치 및 조명등을 최적화함으로써, 검사대상물 특히 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 정확한 표면 검사가 가능하도록 한 표면 검사시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by optimizing the camera position and lighting in consideration of the material and reflection characteristics of the subject, the surface inspection system to enable accurate surface inspection of the inspection object, especially plastic molded products having a curved surface The purpose is to provide.

한편, 본 발명은 표면 검사시스템에 적용되는 LED 조명계에 있어서 열로 인한 발광효율 저하 및 수명 저하를 효과적으로 방지하여 정밀한 검사가 요구되는 환경에 적합한 LED 조명계를 갖춘 표면 검사시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Meanwhile, an object of the present invention is to provide a surface inspection system having an LED illumination system suitable for an environment requiring precise inspection by effectively preventing degradation of luminous efficiency and lifetime degradation due to heat in the LED illumination system applied to the surface inspection system.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 다관절 로봇과, 상기 로봇의 말단부 아암에 장착되는 검사용 지그와, 상기 검사용 지그에 일측에 장착되는 LED 조명유니트와; 상기 검사용 지그의 LED 조명유니트 타측에 장착되는 제1및 제2 카메라유니트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 표면 검사 시스템이 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention, an articulated robot, an inspection jig mounted on the distal arm of the robot, and an LED lighting unit mounted on one side of the inspection jig; Provided is a surface inspection system for a plastic molded product having a curved surface comprising a first and a second camera unit mounted on the other side of the LED lighting unit of the inspection jig.

이때, 상기 검사용 지그는, 상기 다관절 로봇의 말단부 아암에 직접결합되는 메인프레임과, 상기 메인프레임 일측에 결합되는 조명장착용 프레임 파트와, 메인프레임 타측에 결합되되 좌우측 파트로 분리되어 결합되는 카메라 장착용 프레임 파트로 구성되되, At this time, the inspection jig is coupled to the main frame directly coupled to the distal arm of the articulated robot, the lighting mounting frame part coupled to one side of the main frame, the main frame is coupled to the other side and separated into left and right parts. Consists of frame parts for camera mounting,

상기 메인프레임의 면 일측에는 조명장착용 프레임 파트의 결합위치 조절을 위한 제1장공이 형성되고, 상기 메인프레임의 면 타측에는 카메라 장착용 프레임 파트의 결합위치 조절을 위한 2개의 제2장공이 나란히 형성됨을 특징으로 한다.A first hole is formed on one side of the main frame to adjust the coupling position of the frame mounting part for lighting, and on the other side of the main frame, two second holes are arranged side by side to adjust the coupling position of the frame mounting part for the camera. Characterized in that formed.

그리고, 상기 조명장착용 프레임 파트는, 상기 메인프레임의 제1장공을 따라 이동가능하게 결합되는 수평프레임과, 상기 수평프레임에 결합되는 수직프레임과, 상기 수직프레임에 회동가능하게 결합되는 회전프레임과, LED 조명유니트가 직접고정되는 조명마운트프레임을 포함하여 구성되고,The lighting frame part may include a horizontal frame movably coupled along the first hole of the main frame, a vertical frame coupled to the horizontal frame, and a rotation frame rotatably coupled to the vertical frame. , Including a light mount frame to which the LED lighting unit is directly fixed,

상기 카메라 장착용 프레임 파트는, 상기 메인프레임의 제2장공을 따라 이동가능하게 결합되는 좌우측 수평프레임과, 상기 좌우측 수평프레임에 각각 결합되는 수직프레임과, 상기 수직프레임에 회동가능하게 각각 결합되는 회전프레임과, 제1및 제2 카메라유니트가 직접고정되는 카메라마운트프레임을 포함하여 구성된다.The camera mounting frame part may include a left and right horizontal frame movably coupled along the second hole of the main frame, a vertical frame respectively coupled to the left and right horizontal frames, and a rotation rotatably coupled to the vertical frame. And a camera mount frame to which the first and second camera units are directly fixed.

본 발명은 피사체의 재질 및 반사 특성을 고려하여 카메라 위치 및 조명등을 최적화함으로써, 검사대상물 특히 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 정확한 표면 검사가 가능하게 된다.The present invention by optimizing the camera position and lighting in consideration of the material and reflection characteristics of the subject, it is possible to precise surface inspection of the inspection object, particularly plastic molded products having a curved surface.

특히, 컨베이어를 타고 빠르게 이동하는 곡면 플라스틱 성형 제품에 대해 3차원 이미지로 표면을 검사하게 되는데, 피사체의 재질 및 반사 특성을 고려하여, 카메라 위치, 조명등을 최적화할 수 있으므로 정확한 영상 인식에 따른 정확한 제품의 표면 검사가 가능해지게 되어 제품의 품질 향상에 기여하게 된다.In particular, 3D image inspection is performed on curved plastic molded products that move quickly on a conveyor. In consideration of the material and reflection characteristics of the subject, the camera position and lighting can be optimized, resulting in accurate image recognition. This enables surface inspection of the product and contributes to the improvement of product quality.

도 1은 기존의 플라스틱 성형 제품에 대한 표면 검사시스템 구성도
도 2는 도 1의 표면 검사시스템의 실제 적용 예를 나타낸 참고사진
도 3은 도 1의 검사시스템에 의해 검사되는 플라스틱 성형 제품들을 예시한 참고사진
도 4는 기존 LED 조명유니트의 LED 집적도를 보여주는 참고사진
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 표면 검사시스템의 구성도로서,
도 5a는 정면 구성도이고, 도 5b는 측면 구성도
도 6은 본 발명의 표면 검사시스템에 적용되는 검사용 지그 구조를 나타낸 사시도
도 7은 본 발명의 표면 검사시스템의 실제 적용 예를 나타낸 참고사진
도 8a 내지 도 8c는 도 7의 LED 조명유니트를 나타낸 것으로서,
도 8a는 본 발명 LED 조명유니트의 실제 적용 예를 나타낸 참고사진
도 8b는 본 발명 LED 조명 유니트의 구조를 나타낸 부분 절개 사시도
도 8c는 본 발명 LED 조명유니트의 냉각 구조를 보여주는 단면도
도 9는 본 발명의 LED 조명유니트의 집적도를 보여주는 참고사진
도 10은 본 발명의 검사 시스템에 의한 검사 과정을 보여주는 흐름도1 is a block diagram of a surface inspection system for a conventional plastic molded product
2 is a reference picture showing an example of the actual application of the surface inspection system of FIG.
3 is a reference picture illustrating the plastic molded products inspected by the inspection system of FIG.
4 is a reference picture showing the LED density of the existing LED lighting unit
5A and 5B are diagrams illustrating the surface inspection system of the present invention.
5A is a front configuration diagram, and FIG. 5B is a side configuration diagram.
Figure 6 is a perspective view showing a jig structure for inspection applied to the surface inspection system of the present invention
7 is a reference picture showing an actual application example of the surface inspection system of the present invention
8a to 8c show the LED lighting unit of FIG.
Figure 8a is a reference picture showing a practical application example of the present invention LED lighting unit
Figure 8b is a partial cutaway perspective view showing the structure of the LED lighting unit of the present invention
Figure 8c is a cross-sectional view showing a cooling structure of the LED lighting unit of the present invention
Figure 9 is a reference picture showing the integration degree of the LED lighting unit of the present invention
10 is a flowchart showing an inspection process by the inspection system of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부도면 도 5 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 10.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 플라스틱 성형 제품의 표면 검사 시스템은, 6축 다관절 로봇(1)과, 상기 로봇(1)의 말단부 아암에 장착되는 검사용 지그(2)와, 상기 검사용 지그(2)에 일측에 장착되는 LED 조명유니트(3)와, 상기 검사용 지그(2)의 LED 조명유니트(3) 타측에 장착되는 제1및 제2 카메라유니트(4a)(4b)를 포함하여 구성된다.5 to 9, the surface inspection system of the plastic molded article of the present invention includes a six-axis articulated robot 1, an inspection jig 2 mounted to an end arm of the robot 1, LED lighting unit 3 mounted on one side of the inspection jig 2 and first and second camera units 4a and 4b mounted on the other side of the LED lighting unit 3 of the inspection jig 2. It is configured to include).

이때, 상기 검사용 지그(2)는, 6축 다관절 로봇(1)의 말단부 아암에 직접결합되는 메인프레임(21)과, 상기 메인프레임(21) 일측에 결합되는 조명장착용 프레임 파트(22)와, 메인프레임(21) 타측에 결합되되 좌우측 파트로 분리되어 결합되는 카메라 장착용 프레임 파트(23)로 구성된다.At this time, the inspection jig (2), the main frame 21 is directly coupled to the distal arm of the six-axis articulated robot (1), and the light mounting frame part (22) coupled to one side of the main frame (21). And, the main frame 21 is coupled to the other side is composed of a camera mounting frame part 23 is separated into a left and right parts.

그리고, 상기 메인프레임(21)의 면 일측에는 조명장착용 프레임 파트(22)의 결합위치 조절을 위한 제1장공(21a)이 형성되고, 상기 메인프레임(21)의 면 타측에는 카메라 장착용 프레임 파트(23)의 결합위치 조절을 위한 2개의 제2장공(21b)이 나란히 형성된다.In addition, a first long hole 21a is formed at one side of the main frame 21 to adjust a coupling position of the frame mounting part 22 for illumination, and a camera mounting frame at the other side of the main frame 21. Two second long holes 21b for adjusting the engagement position of the part 23 are formed side by side.

그리고, 상기 조명장착용 프레임 파트(22)는, 상기 메인프레임(21)의 제1장공(21a)을 따라 이동가능하게 결합되는 수평프레임(221)과, 상기 수평프레임(221)에 결합되는 수직프레임(222)과, 상기 수직프레임(222)에 회동가능하게 결합되는 회전프레임(223)과, LED 조명유니트(3)가 직접고정되는 조명마운트프레임(224)을 포함하여 구성된다.The lighting frame part 22 includes a horizontal frame 221 movably coupled along the first long hole 21a of the main frame 21, and a vertical frame coupled to the horizontal frame 221. It comprises a frame 222, a rotating frame 223 rotatably coupled to the vertical frame 222, and an illumination mount frame 224 to which the LED lighting unit 3 is directly fixed.

그리고, 상기 카메라 장착용 프레임 파트(23)는, 상기 메인프레임(21)의 제2장공(21b)을 따라 이동가능하게 결합되는 좌우측 수평프레임(231a)(231b)과, 상기 좌우측 수평프레임(231a)(231b)에 각각 결합되는 좌우측 수직프레임(232a)(232b)과, 상기 좌우측 수직프레임(232a)(232b)에 회동가능하게 각각 결합되는 좌우측 회전프레임(233a)(233b)과, 제1 및 제2 카메라유니트(4a)(4b)가 직접고정되는 좌우측 카메라마운트프레임(234a)(234b)을 포함하여 구성된다.The camera mounting frame part 23 includes left and right horizontal frames 231a and 231b movably coupled along the second long hole 21b of the main frame 21, and the left and right horizontal frames 231a. Left and right vertical frames 232a and 232b coupled to the 231b, respectively, and left and right rotation frames 233a and 233b rotatably coupled to the left and right vertical frames 232a and 232b, respectively. The left and right camera mount frames 234a and 234b to which the second camera units 4a and 4b are directly fixed are configured.

한편, 상기 LED 조명유니트(3)는, LED소자가 매트릭스 타입으로 집적된 LED기판(31)과, 상기 LED 기판이 상부면 및 하부면으로부터 이격되도록 설치되며 상기 하부면이 빛이 투과하도록 투명창(33)으로 된 박스형태의 하우징(32)과, 상기 하우징(32) 상부에 설치되는 복수개의 팬쿨러(34)와, 상기 팬쿨러(34)에서 발생되어 LED기판(31)으로 유동하여 LED을 냉각시킨 바람이 배출되도록 하우징(32) 측면에 형성되는 복수개의 통풍구(32a)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the LED lighting unit 3, the LED substrate 31 in which the LED elements are integrated in a matrix type, and the LED substrate is installed so as to be spaced apart from the upper and lower surfaces, the transparent window so that the light transmits the lower surface A box-shaped housing 32 formed of a 33, a plurality of fan coolers 34 installed on the housing 32, and generated by the fan coolers 34 and flown to the LED substrate 31 to be led. It comprises a plurality of vents (32a) formed on the side of the housing 32 so that the wind cooling the exhaust.

이때, 상기 하우징(32)은 박스형태로서, 상면에 4개의 팬쿨러(34)가 설치되고, 상기 하우징(32) 내부에는 팬쿨러(34)에서 발생된 바람이 LED기판(31)의 후면부를 냉각시키면서 통과한 다음에 LED기판(31)의 전면부로 유입되어 LED소자를 냉각시킨 다음에 하우징(32) 측면의 LED기판(31) 하부측 역역에 형성되는 통풍구(32a)를 통해 배출되도록 LED기판(31)이 상기 하우징(32) 측면으로부터 이격된 상태를 유지하도록 하는 지지가이드(35)가 더 구비된다.At this time, the housing 32 is a box shape, four fan coolers 34 are installed on the upper surface, the wind generated from the fan cooler 34 inside the housing 32 is the rear portion of the LED substrate 31 After passing while cooling, the LED substrate is introduced into the front part of the LED substrate 31 to cool the LED element, and then discharged through the air vent 32a formed at the reverse side of the LED substrate 31 on the side of the housing 32. A support guide 35 is further provided to keep the 31 spaced apart from the side of the housing 32.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention configured as described above is as follows.

6축 다관절 로봇(1)의 말단부 아암에는 상기 로봇과 검사용 지그(2)를 연결하여 주는 메인프레임(21)이 결합되고, 상기 메인프레임(21) 일측에는 조명장착용 프레임 파트(22)가 결합되고, 상기 메인프레임(21) 타측에는 카메라 장착용 프레임 파트(23)가 결합되되, 좌우측 파트로 분리되어 결합된다.The main arm 21 for connecting the robot and the inspection jig 2 is coupled to the distal end arm of the 6-axis articulated robot 1, and one side of the main frame 21 is equipped with a light mounting frame part 22. Is coupled, the camera frame frame part 23 is coupled to the other side of the main frame 21, is separated into left and right parts are combined.

그리고, 상기 조명장착용 프레임 파트(22)의 조명용 마운트프레임에는 LED 조명유니트(3)가 직접고정되고, 상기 카메라 장착용 프레임 파트(23)의 좌우측 카메라 마운트 프레임(234a)(234b)에는 제1 및 제2 카메라유니트(4a)(4b)가 각각 직접 고정된다.The LED lighting unit 3 is directly fixed to the lighting mount frame of the lighting mounting frame part 22, and the first and second camera mounting frames 234a and 234b of the camera mounting frame part 23 are directly fixed to the lighting mounting frame. And second camera units 4a and 4b are respectively directly fixed.

그리고, 상기 검사용 지그(2)는 각 관절이 자유롭도록 설계되어 검사대상물(5)인 제품에 대한 초기 세팅 값을 설정할 수 있게 된다.In addition, the inspection jig 2 is designed so that each joint is free, it is possible to set the initial setting value for the product that is the inspection object (5).

즉, 본 발명의 LED 조명유니트(3)는 조명장착용 프레임 파트(22)의 작용에 의해 수평방향의 설치위치 및 여러 방향으로 각도 조절이 가능하므로 검사대상물과 조명과의 각도 조절이 곡면을 갖는 플라스틱 성형 제품의 재질 및 반사특성에 따라 다양한 각도로 설정될 수 있다.That is, the LED lighting unit 3 of the present invention can be adjusted in the horizontal direction and the installation position in various directions by the action of the light mounting frame part 22, so that the angle between the inspection object and the light has a curved surface It can be set at various angles according to the material and reflective properties of the plastic molded product.

그리고, 본 발명의 제1및 제2 카메라유니트(4a)(4b) 역시 카메라 장착용 프레임 파트(23)의 작용에 의해 수평방향의 설치 위치 조절 및 상하 좌우 여러 방향으로의 각도 조절이 가능하며, 2대의 카메라가 좌우측에 설치됨으로 인해 각각 다른 방향에서 촬영된 이미지에 의해 입체적인 검사가 이루어지게 된다.In addition, the first and second camera units 4a and 4b of the present invention can also adjust the installation position in the horizontal direction and the angle in various directions up, down, left, and right by the action of the camera mounting frame part 23, Since two cameras are installed at left and right sides, three-dimensional inspection is performed by images taken from different directions.

한편, 조명집적도가 높은 본 발명의 LED 조명유니트(3)는 단위 면적당의 밝기가 기존의 LED 조명에 비해서 3배 이상이다. 따라서 카메라의 서터스피드를 빠르게 하여도 충분히 밝은 조명으로 인해 생산 라인에서 움직이는 검사대상물을 빠르고 정확하게 인식을 할 수 있다. On the other hand, the LED lighting unit 3 of the present invention having a high degree of illumination intensity has a brightness per unit area more than three times that of conventional LED lighting. Therefore, even if the camera's slow speed is fast enough, it is possible to quickly and accurately recognize the moving object on the production line due to the bright lighting.

이것은 생산 공정에서 검사를 위해서 라인을 정지하지 않아도 되는 이점이 있기 때문에 생산효율을 높일 수 있다.This can increase production efficiency because there is an advantage of not having to stop the line for inspection in the production process.

한편, 본 발명의 고집적도의 LED의 배열을 요구하는 환경에서는 LED 소자 자체의 열 때문에 기판 뒷면의 납땜이 녹을 정도로 높은 열이 발생하게 된다. 이 때문에 LED의 납땜은 LED 몇 개가 파손이 되더라도 운용이 될 수 있도록 모두 병렬구조를 띠고 있는데, 이는 많은 열이 발생하게 되는 원인이 되기도 한다. On the other hand, in an environment requiring an arrangement of high-intensity LEDs of the present invention, heat generated so high that the solder on the back side of the substrate melts due to the heat of the LED element itself. For this reason, the soldering of LEDs has a parallel structure so that some LEDs can be operated even if several LEDs are damaged, which may cause a lot of heat.

이때, 본 발명의 LED 조명유니트(3)는, 박스 형태의 하우징(32) 상부측 4개 영역에 팬쿨러(34)가 각각 설치되어 있어, 상기 각 영역의 팬쿨러(34)에서 발생된 바람이 LED기판(31)의 후면부를 냉각시키면서 통과한 다음에 LED기판(31)의 전면부로 유입되어 난류를 일으키면서 LED기판(31) 전면에 오래 머물며 LED소자를 효과적으로 냉각시킨 다음에 하우징(32) 측면의 통풍구(32a)를 통해 배출되는데(도 8b 참조), 이러한 순환구조로 인해서 LED기판(31)에서 발생하는 열기를 밖으로 효율적으로 배출할 수 있을 뿐만 아니라. 내부에 먼지나 이물질이 쌓이지 않게 할 수가 있다. At this time, the LED lighting unit 3 of the present invention, the fan cooler 34 is provided in each of the four areas on the upper side of the box-shaped housing 32, the wind generated from the fan cooler 34 in each of the areas After passing through cooling the rear part of the LED substrate 31 and then flowing into the front part of the LED substrate 31 causing turbulence, the LED substrate 31 stays in the front for a long time and effectively cools the LED element, and then the housing 32. It is discharged through the side vent 32a (see Fig. 8b), due to this circulation structure can not only efficiently discharge the heat generated from the LED substrate 31 to the outside. It can prevent dust or foreign matter from accumulating inside.

참고로, 도 9의 참고 사진과 같이, 432개의 LED가 모여서 빛을 발산할 경우 발광부의 표면 온도는 160도까지 상승하며 기존의 밀폐형 LED조명 장치를 사용할 경우 250도까지 올라간다. 그러나 본 발명의 냉각 구조를 갖는 LED 조명유니트(3)를 사용할 경우 기존(도 4 참조)에 비해 3배 이상의 LED 집적도를 가지면서도 30도의 낮은 온도로 운영이 가능하다.For reference, as shown in the reference picture of Figure 9, when the 432 LEDs are gathered to emit light, the surface temperature of the light emitting unit rises to 160 degrees and when using the conventional hermetic LED lighting device up to 250 degrees. However, when the LED lighting unit 3 having the cooling structure of the present invention is used, the LED lighting unit 3 can be operated at a low temperature of 30 degrees while having an LED density of 3 times or more as compared to the conventional (see FIG. 4).

한편, 도 10은 곡면 플라스틱 성형 제품의 검사 과정을 보여주는 흐름도로서, 이를 참조하면, 검사대상물(5)인 제품이 이동하여 들어오면 입력감지센서인 근접센서를 통해서 입력이 감지되고, 6축 다관절 로봇(1)이 지정된 좌표(검사대상물인 제품의 크기와 종류에 대해서 미리 입력된 좌표)로 이동을 하면, 상기 로봇(1)의 아암에 결합된 카메라와 조명으로 검사 시작신호를 보내고 제품 표면에 대한 검사를 실시하게 된다.On the other hand, Figure 10 is a flow chart showing the inspection process of the curved plastic molded product, referring to this, when the product is the inspection object (5) is moved through the input is detected through the proximity sensor as an input sensor, 6-axis articulated When the robot 1 moves to the designated coordinates (coordinates input in advance for the size and type of the product to be inspected), a test start signal is transmitted to the surface of the product by a camera and lighting coupled to the arm of the robot 1. Will be tested.

이때 제품별로 등록된 검사 항목과 위치를 확인하여 제품의 이상 유무를 판단하여 양품일 경우에는 양품 박스에, 불량품일 경우에는 불량 박스에 제품을 담게 된다.
At this time, the inspection items and location registered by each product are checked to determine whether there is an abnormality of the product, and if the product is defective, the product is stored in the defective box.

한편, 본 발명은 상기한 실시 예로 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러 가지 다양한 형태로 변형 및 수정될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 상기한 실시 예에서는 구체적으로 플라스틱 성형 제품의 표면 검사와 관련하여 설명하였으나, 본 발명은 제품 표면의 결함뿐만 외관과 관련된 치수 및 삼차원 형상 및 부품 위치 등의 검사에도 적용되는 시스템임은 당업자에 있어서는 당연한 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above embodiments, of course, can be modified and modified in various forms without departing from the scope of the technical spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, but specifically described in relation to the surface inspection of the plastic molded product, the present invention is a system that is applied to the inspection of the dimensions and three-dimensional shape and the position of the parts, as well as defects on the surface of the product. It is natural.

본 발명은 국내 자동차 업계를 포함한 기계 및 전자 부품 생산 공정에서 생산 및 품질제어를 위한 부품의 위치 제어, 치수 측정, 결함 파악, 삼차원 형상 계측 공정 등을 자동화하기 위해 사용될 수 있으므로, 산업상 이용가능성이 매우 높은 발명이다.Industrial Applicability Since the present invention can be used to automate the position control, dimensional measurement, defect identification, three-dimensional shape measurement process, etc. for production and quality control in mechanical and electronic component production processes including the domestic automotive industry, It is a very high invention.

1:로봇 2:검사용 지그
3:LED 조명유니트 4a,4b:제1 및 제2 카메라유니트
21:메인프레임 22:조명장착용 프레임 파트
23:카메라 장착용 프레임 파트 21a:제1장공
21b:제2장공 221:수평프레임
222:수직프레임 223:회전프레임
224:조명마운트프레임 231a,231b:좌우측 수평프레임
232a,232b:좌우측 수직프레임 233a,233b:좌우측 회전프레
234a,234b:좌우측 카메라마운트프레임
31:LED기판 32:하우징
33:투명창 34:팬쿨러
32a:통풍구 35:지지가이드
5:검사대상물 6:컨베이어
7:이미지 프로세서 8:컨트롤 시스템
9:공정데이터 분석시스템 10:카메라1: Robot 2: Jig for inspection
3: LED lighting units 4a, 4b: 1st and 2nd camera unit
21: main frame 22: frame parts for lighting installation
23: Frame part 21a for the camera wearing
21b: Chapter 2 221: Horizontal frame
222: vertical frame 223: rotating frame
224: light mount frame 231a, 231b: left and right horizontal frames
232a, 232b: left and right vertical frames 233a, 233b: left and right rotating presses
234a, 234b: left and right camera mount frames
31: LED substrate 32: housing
33: transparent window 34: fan cooler
32a: Ventilation hole 35: Support guide
5: Test object 6: Conveyor
7: Image processor 8: Control system
9: process data analysis system 10: camera

Claims (5)

다관절 로봇(1)과;
상기 로봇(1)의 말단부 아암에 장착되는 검사용 지그(2)와;
상기 검사용 지그(2)에 일측에 장착되는 LED 조명유니트(3)와;
상기 검사용 지그(2)의 LED 조명유니트(3) 타측에 장착되는 제1 및 제2 카메라유니트(4a)(4b);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 표면 검사 시스템.An articulated robot (1);
An inspection jig (2) mounted to the distal arm of the robot (1);
An LED lighting unit (3) mounted on one side of the inspection jig (2);
First and second camera units (4a, 4b) mounted on the other side of the LED lighting unit (3) of the inspection jig (2); including a surface inspection system of a plastic molded product having a curved surface . 제 1 항에 있어서,
상기 검사용 지그(2)는, 다관절 로봇(1)의 말단부 아암에 직접결합되는 메인프레임(21)과, 상기 메인프레임(21) 일측에 결합되는 조명장착용 프레임 파트(22)와, 메인프레임(21) 타측에 결합되되 좌우측 파트로 분리되어 결합되는 카메라 장착용 프레임 파트(23)로 구성되되,
상기 메인프레임(21)의 면 일측에는 조명장착용 프레임 파트(22)의 결합위치 조절을 위한 제1장공(21a)이 형성되고, 상기 메인프레임(21)의 면 타측에는 카메라 장착용 프레임 파트(23)의 결합위치 조절을 위한 두 개의 제2장공(21b)이 나란히 형성됨을 특징으로 하는 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 표면 검사 시스템.The method of claim 1,
The inspection jig 2 includes a main frame 21 directly coupled to the distal arm of the articulated robot 1, an illumination mounting frame part 22 coupled to one side of the main frame 21, and a main body. Frame 21 is coupled to the other side is composed of a frame mounting part for the camera mounting 23 is separated into left and right parts,
A first long hole 21a is formed at one side of the main frame 21 to adjust a coupling position of the frame mounting part 22 for illumination, and a camera mounting frame part at the other side of the main frame 21. 23) The surface inspection system of a plastic molded product having a curved surface, characterized in that the two second long holes (21b) for adjusting the coupling position of the formed side by side. 제 2 항에 있어서,
상기 조명장착용 프레임 파트(22)는,
상기 메인프레임(21)의 제1장공(21a)을 따라 이동가능하게 결합되는 수평프레임(221)과, 상기 수평프레임(221)에 결합되는 수직프레임(222)과, 상기 수직프레임(222)에 회동가능하게 결합되는 회전프레임(223)과, LED 조명유니트(3)가 직접고정되는 조명마운트프레임(224)을 포함하여 구성되고,
상기 카메라 장착용 프레임 파트(23)는,
상기 메인프레임(21)의 제2장공(21b)을 따라 이동가능하게 결합되는 좌우측 수평프레임(231a)(231b)과, 상기 좌우측 수평프레임(231a)(231b)에 각각 결합되는 좌우측 수직프레임(232a)(232b)과, 상기 좌우측 수직프레임(232a)(232b)에 회동가능하게 각각 결합되는 좌우측 회전프레임(233a)(233b)과, 제1 및 제2 카메라유니트(4a)(4b)가 직접고정되는 좌우측 카메라마운트프레임(234a)(234b)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 표면 검사 시스템.The method of claim 2,
The lighting frame part 22,
A horizontal frame 221 movably coupled along the first long hole 21a of the main frame 21, a vertical frame 222 coupled to the horizontal frame 221, and a vertical frame 222. Rotating rotatably coupled to the frame 223, and the LED light unit 3 is configured to include a lighting mount frame 224 is fixed directly,
The camera mounting frame part 23,
Left and right horizontal frames 231a and 231b movably coupled along the second long hole 21b of the main frame 21 and left and right vertical frames 232a respectively coupled to the left and right horizontal frames 231a and 231b. ) 232b, the left and right rotating frames 233a and 233b rotatably coupled to the left and right vertical frames 232a and 232b, and the first and second camera units 4a and 4b are directly fixed. Surface inspection system of a plastic molded product having a curved surface characterized in that it comprises a left and right camera mount frame (234a) (234b). 제 1 항에 있어서,
상기 LED 조명유니트(3)는,
LED소자가 매트릭스 타입으로 집적된 LED기판(31)과, 상기 LED 기판이 상부면 및 하부면으로부터 이격되도록 설치되며 상기 하부면이 빛이 투과하도록 투명창(33)으로 된 박스형태의 하우징(32)과, 상기 하우징(32) 상부에 설치되는 복수개의 팬쿨러(34)와, 상기 팬쿨러(34)에서 발생되어 LED기판(31)으로 유동하여 LED을 냉각시킨 바람이 배출되도록 하우징(32) 측면에 형성되는 복수개의 통풍구(32a)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 표면 검사 시스템.The method of claim 1,
The LED lighting unit 3,
An LED substrate 31 in which the LED elements are integrated in a matrix type, and a box-shaped housing 32 formed of a transparent window 33 so that the LED substrate is spaced apart from the upper and lower surfaces and the lower surface is transparent. ), A plurality of fan coolers 34 installed on the housing 32, and the housing 32 so that the wind generated by the fan coolers 34 flows to the LED substrate 31 and cools the LEDs. Surface inspection system of a plastic molded product having a curved surface characterized in that it comprises a plurality of vents (32a) formed on the side. 제 4 항에 있어서,
상기 하우징(32) 내부에는 팬쿨러(34)에서 발생된 바람이 LED기판(31)의 후면부를 냉각시키면서 통과한 다음에 LED기판(31)의 전면부로 유입되어 LED소자를 냉각시킨 다음에 하우징(32) 측면의 LED기판(31) 하부측 역역에 형성되는 통풍구(32a)를 통해 배출되도록 상기 LED기판(31)이 하우징(32)으로부터 이격된 상태를 유지하도록 하는 지지가이드(35)가 더 구비됨을 특징으로 하는 곡면을 가지는 플라스틱 성형 제품의 표면 검사 시스템.The method of claim 4, wherein
Inside the housing 32, the wind generated by the fan cooler 34 passes while cooling the rear portion of the LED substrate 31, and then flows into the front portion of the LED substrate 31 to cool the LED elements. 32) A support guide 35 is further provided to keep the LED substrate 31 spaced apart from the housing 32 so as to be discharged through the vent hole 32a formed at the lower side of the LED substrate 31 on the side surface. Surface inspection system of a plastic molded product having a curved surface.
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