KR20120012242A - 부품 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부에 제1 위치에서 공급되는 부품이 놓이며 공급된 부품을 회전 운동을 하면서 제2 위치로 이송하는 이송 원판, 이송 원판의 외주 측에 제2 위치로 이송되는 부품에 대한 정면 촬영이 가능하도록 구비된 카메라 및 이송 원판에 의한 부품의 이송 경로를 사이에 두고 카메라와 정면으로 대향하도록 구비되며 카메라에 의한 부품의 촬영 시 역광을 제공하여 부품의 윤곽에 대한 영상을 획득하게 하는 역광 조명을 포함하고, 이송 원판은 그 상부에 원주 방향을 따라 부품이 놓이는 부품 받침면이 마련되며, 이송 원판의 상부는 부품 받침면의 높이가 상대적으로 높은 구조를 가지도록 구성되기 때문에, 윤곽이 전체적으로 선명한 양질의 영상을 획득할 수 있고, 이에 따라 부품에 대한 검사 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 부품 검사 장치를 제공한다.

Description

부품 검사 장치{Apparatus for Examining Work}

본 발명은 부품(예를 들어, 나사 또는 볼트, 너트와 같은 나사 부품)이 양품인지 불량품인지를 검사하는 데 사용되는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제조 장치에 의하여 제조된 부품은 출시 또는 타 부품과의 조립에 앞서 양품인지 불량품인지를 검사하는 과정을 거친다. 예를 들어, 나사 또는 볼트, 너트와 같이 규격화되어 있는 부품은 나사산 각도, 형상을 비롯한 외관상에 결함이 있을 시 제 기능(특히, 체결)을 원활히 발휘할 수 없거나 상품적 가치가 떨어지므로 검사 과정을 거쳐 불량품을 선별하여야 한다.

이전까지는, 부품에 대한 외관상의 불량 검사는 그 대부분이 육안 검사를 통하여 이루어졌다. 그러나, 이런 식의 검사는 상당한 노동력과 시간을 요하는 데다, 검사원의 숙력도 등에 따라 검사 결과가 결정되기 때문에 검사 결과를 일정하게 유지하기가 곤란하였다.

더군다나, 최근의 기술 추세에 따르면, 나사의 경우에는 크기가 체결 대상의 박형화 및 소형화로 점차 슬림하면서 작아지고 있는데, 이러한 점은 육안검사를 더욱 어렵고 힘들게 하고 있다. 물론, 이 문제점은 나사 부품만이 아닌, 전자 부품에도 해당되는 사항이다.

도 1은 종래 기술에 따른 부품 검사 장치가 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 부분이 도시된 단면도로, 이 도 1, 2에 도시된 부품 검사 장치에 의하면 부품의 외관 검사에 대한 편리성 및 신뢰도 향상을 보장할 수 있다.

도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 부품 검사 장치는 위에 놓이는 부품 공급 장치로부터의 부품(도 1, 도 2에는 예시적으로 나사를 도시하였다)을 회전 운동을 하면서 이송하는 이송 원판(3), 이 이송 원판(3)에 의하여 이송되는 부품의 정면을 촬영하는 카메라(4), 이 카메라(4)에 의하여 부품 촬영 시 역광 조명을 제공하는 역광 조명(5)을 포함한다.

여기에서, 이송 원판(3)은 그 상면이 전체적으로 평편하도록 형성되고, 카메라(4)는 이 이송 원판(3)의 외주 측에 배치되며, 역광 조명(5)은 이 카메라(4)와의 사이에 카메라(4)에 의하여 촬영되는 부품을 사이에 두도록 이송 원판(3)의 상측에 배치되어 카메라(4)와 정면으로 대향한다.

역광 조명(5)에 의하면 부품 윤곽에 대한 영상이 획득되는데, 이렇게 획득한 영상은 영상처리수단의 디스플레이에 표시된다. 영상 처리 수단은 카메라(4)로부터의 촬영 영상을 미리 저장하여 놓은 기준 영상과 비교하여 촬영된 부품이 양품인지 불량품인지를 판단한다.

그러나, 설명한 바와 같은 종래기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

이송 원판(3)과 역광 조명(5) 간 간섭을 방지하려면 역광 조명(5)을 이송 원판(3)으로부터 상측으로 이격시켜야 하고, 역광 조명(5)이 케이스를 포함하기 때문에, 역광 조명(5)의 빛을 부품의 후면(카메라(4)에 의하여 촬영되는 부품의 정면과 반대되는 부분) 전체에 균일하게 조사할 수 없었다. 즉,부품의 하단 부분에는 역광 조명(5)의 빛이 확실하게 조사되지 않는 구조이었던 것이다.

따라서, 윤곽이 전체적으로 선명한 양질의 영상을 획득할 수 없었고, 향상된 불량품 검출 신뢰도를 보장할 수 없었다.

본 발명은 향상된 검사 신뢰도를 보장할 수 있는 부품 검사 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상부에 제1 위치에서 공급되는 부품이 놓이며 공급된 부품을 회전 운동을 하면서 제2 위치로 이송하는 이송 원판과; 상기 이송 원판의 외주 측에 상기 제2 위치로 이송되는 부품에 대한 정면 촬영이 가능하도록 구비된 카메라와; 상기 이송 원판에 의한 부품의 이송 경로를 사이에 두고 상기 카메라와 정면으로 대향하도록 구비되며 상기 카메라에 의한 부품의 촬영 시 역광을 제공하여 부품의 윤곽에 대한 영상을 획득하게 하는 역광 조명을 포함하고, 상기 이송 원판은 그 상부에 원주 방향을 따라 부품이 놓이는 부품 받침면이 마련되며, 상기 이송 원판의 상부는 상기 부품 받침면의 높이가 상대적으로 더 높은 구조를 가지도록 구성된 부품 검사 장치가 제공된다.

상기 이송 원판은 상기 부품 받침면의 내측에 해당하는 상부에 상기 역광 조명이 위치하는 역광 조명용 홈이 원주 방향을 따라 마련되어, 상기 이송 원판의 상부는 상기 부품 받침면의 높이가 상대적으로 더 높을 수 있다.

상기 이송 원판은 투명 재질로 이루어질 수 있고, 상기 부품 받침면은 이 이송 원판의 가장자리 부분에 위치될 수 있다.

상기 카메라와 상기 역광 조명 중 적어도 하나는 주변의 구조물에 서로 간의 간격 조절을 위한 이동이 가능하도록 설치될 수 있다.

본 발명에 의하면 윤곽이 전체적으로 선명한 양질의 영상이 획득되기 때문에 부품이 양품인지 불량품인지에 대한 검사 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 부품 검사 장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분이 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부품 검사 장치가 도시된 사시도이다.
도 4는 도 3의 B 부분이 도시된 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 부품 검사 장치에 의하여 획득한 촬영 영상(디스플레이 표시 화면)을 나타낸다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어, 참조하는 도면에 도시된 구성 요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의를 위하여 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 이에, 용어 정의는 이 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

본 발명은 부품에 대한 영상을 획득하고 획득된 영상을 이용하여 부품이 양품인지 불량품인지를 검사하는 장치로, 본 발명에 의하여 검사할 수 있는 부품으로는 특별히 제한이 있는 것이 아니나, 주된 대상은 치수와 모양 등이 규격화되어 있는 부품, 특히 나사 부품이다.

따라서, 여기에서는 머리부와 나사부로 구성된 나사를 예로 들어 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 부품 검사 장치가 도시된 사시도이고, 도 4는 도 3의 B 부분이 도시된 단면도이다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부품 검사 장치는 공급 위치(P1)에서 공급되는 부품 공급 장치(도시되지 않음)로부터의 부품, 즉 나사(W)(이하, 도면 부호의 병기는 생략한다)을 배출 위치(P2)로 이송하는 이송 원판(30), 이 이송 원판(30)에 의하여 공급 위치(P1)에서 배출 위치(P2) 측으로 이송되는 나사를 촬영하는 카메라(40), 이 카메라(40)에 의한 나사의 촬영 시 역광을 제공하는 역광 조명(50)을 포함한다.

참고로, 부품 공급 장치는 호퍼(hopper) 및 이 호퍼로부터의 나사를 이송 원판(30)에 순차적으로 공급하는 피더를 포함하고, 이 피더는 진동 발생 수단에 의하여 진동하는 볼 피더(bowl feeder)와 라인 피더(linear feeder)를 포함한다.

이송 원판(30)은 베이스 구조물(10) 상에 상하 방향의 축선을 중심으로 회전 가능하게 설치된다. 구체적으로, 베이스 구조물(10)에는 회전축으로서의 역할을 하는 축 부재(20)가 상하 방향으로 설치되고, 이송 원판(30)은 축 부재(20)에 설치되어 이 축 부재(20)와 함께 회전한다.

이와 같이 설치된 이송 원판(30)은 구동 수단(도시되지 않음)에 의하여 일정한 속도로 회전되는데, 이 이송 원판(30)을 회전시키는 구동 수단은 축 부재(20)를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.

이송 원판(30)은 그 상부의 가장자리 부분에 부품 공급 장치로부터의 나사가 놓이는 받침면(32)이 원주 방향을 따라 마련된다.

여기에서, 받침면(32)은 평평하게 형성되고, 부품 공급 장치의 피더는 이 받침면(32)에 나사가 머리부에 의하여 거꾸로 세워진 상태로 놓이도록 공급한다.

카메라(40)는 이송 원판(30)의 외주 측에 이 이송 원판(30)의 외주로부터 일정한 간격 이격되는 것과 동시에, 이송 원판(30)이 회전함에 따라 이송되는 나사에 대한 정면 촬영이 가능하도록 배치된다.

도시된 바는 없으나, 카메라(40)는 베이스 구조물(10)에 연결된 마운팅 프레임에 의하여, 또는 이 밖의 주변 구조물에 바닥으로부터 이격되도록 설치된다.

카메라(40)로는 초당 120 프레임을 획득할 수 있는 것으로서 나사의 정면을 2회 연속하여 고속으로 촬영할 수 있는 구성의 카메라, 예를 들면 640ㅧ480 픽셀의 CCD(charge coupled device) 카메라를 적용하는 것이 바람직하나, 이 CCD 카메라에 한정되는 것은 아니며 나사의 크기, 이송 원판(30)의 회전 속도 등에 따라 다른 타입의 적절한 카메라가 적용될 수 있다.

역광 조명(50)은 이송 원판(30)에 의한 나사의 이송 경로를 사이에 두고 카메라(40)와 정면으로 마주 보도록 배치된다. 즉, 카메라(40)와의 사이에 이 카메라(40)에 의하여 촬영되는 나사가 위치하도록 배치되는 것이다.

참고로, 역광 조명(50)으로는 LED(light emitted diode) 광원을 구비한 조명이 적용될 수 있다.

받침면(32)의 내측에 해당하는 이송 원판(30)의 상부에는(즉, 이송 원판(30)의 상부 중앙 부분에는) 일정한 깊이의 홈(34)이 원주 방향을 따라 마련되어, 이송 원판(30)의 상부는 받침면(32)의 높이가 상대적으로 높은 구조(특히, 홈(34)에 비하여 높은 구조)를 가진다.

이와 같이 이송 원판(30)의 상부에서 받침면(32)의 높이가 상대적으로 더 높은 구조를 가지도록 이송 원판(30)의 홈(34)은 받침면(32)에 대한 역광 조명(50)의 높이가 낮아지도록 역광 조명(50)이 위치되는 역광 조명(50)용 홈인바, 이 역광 조명(50)과의 간섭 발생이 방지되도록 일정한 너비를 가진다.

여기에서, 역광 조명(50)으로부터의 빛은 이송 원판(30)의 홈(34)에 의하여 받침면(32)에 대한 역광 조명(50)의 높이를 낮출 수 있는 점 때문에 카메라(40)에 의하여 촬영되는 나사의 후면(카메라(40)에 의하여 촬영되는 나사의 정면과 반대되는 쪽의 면) 전체에 균일하게 조사시킬 수 있다.

역광 조명(50)의 설치에는 마운팅 프레임(55)이 이용되는데, 이 마운팅 프레임(55)은 이송 원판(30), 카메라(40) 및 역광 조명(50)에 의한 검사 공간을 제한하는 하우징(도시되지 않음)의 천장으로부터 돌출된 구조를 가진다.

역광 조명(50)은 마운팅 프레임(55)에 가동 수단(56)에 의하여 카메라(40)에 대하여 전후 이동 가능하게 장착되어, 카메라(40)와 역광 조명(50) 사이 간격은 역광 조명(50)을 이동시키면 변경된다.

가동 수단(56)은 마운팅 프레임(55)에 축 부재(20)와 수직을 이루도록 장착된 가로 부재(57), 이 가로 부재(57)에 카메라(40)에 대하여 전후 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 결합되며 역광 조명(50)이 장착된 세로 부재(58), 이 세로 부재(58)의 이동을 구속하는 구속 기구(59)를 포함하는 것일 수 있다.

도시된 바는 없으나, 본 발명에 따른 부품 검사 장치는 앞서 언급한 하우징과 함께, 카메라(40)에 의한 촬영 영상을 처리하는 영상 처리 수단을 더 포함한다.

영상 처리 수단은 하우징의 외부에 장착된 디스플레이를 포함하는데, 이 디스플레이에는 카메라(40)로부터의 신호가 영상으로 표시된다.

따라서, 사용자는 디스플레이 표시 영상, 즉 카메라(40)에 의한 촬영 영상을 통하여 나사의 불량(나사산 각도 불량, 부분적 손상에 따른 변형 등) 여부를 직접 검사할 수 있다.

나사의 검사는 사용자가 직접 하지 않고 영상 처리 수단에 의하여 이룰 수도 있다. 이를 위하여, 이 영상 처리 수단은 카메라(40)로부터의 촬영 영상을 미리 저장하여 둔 기준 영상과 비교하여, 조건을 만족하는 경우(일치하는 경우)에는 양품으로 판단하고, 조건을 불만족하는 경우(불일치하는 경우)에는 불량품으로 판단하도록 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 부품 검사 장치에 의하여 획득한 촬영 영상(디스플레이 표시 화면)을 나타낸다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의하면 역광 조명(50)의 빛이 카메라(40)에 의하여 촬영되는 나사의 후면 전체에 균일하게 조사되기 때문에, 나사의 머리부를 비롯한 나사의 윤곽이 전체적으로 선명한 양질의 영상을 획득할 수 있다.

한편, 도시된 바는 없으나, 본 발명에 따른 부품 검사 장치는 이송 원판(30)의 받침면(32)에 놓인 나사의 위치를 검출하는 위치 검출 수단, 배출 위치(P2)에서 나사의 불량 여부 판단에 따라 나사를 분류하는 배출 기구, 위치 검출 수단으로부터의 신호를 기초로 하여 카메라(40), 역광 조명(50) 및 배출 기구의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 배출 기구는 압축 공기에 의하여 배출, 분류하도록 구성된 타입일 수 있다.

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

30 : 이송 원판
32 : 받침면
34 : 홈
40 : 카메라
50 : 역광 조명

Claims (5)

1. 상부에 제1 위치에서 공급되는 부품이 놓이며 공급된 부품을 회전 운동을 하면서 제2 위치로 이송하는 이송 원판과;
   상기 이송 원판의 외주 측에 상기 제2 위치로 이송되는 부품에 대한 정면 촬영이 가능하도록 구비된 카메라와;
   상기 이송 원판에 의한 부품의 이송 경로를 사이에 두고 상기 카메라와 정면으로 대향하도록 구비되며 상기 카메라에 의한 부품의 촬영 시 역광을 제공하여 부품의 윤곽에 대한 영상을 획득하게 하는 역광 조명을 포함하고,
   상기 이송 원판은 그 상부에 원주 방향을 따라 부품이 놓이는 부품 받침면이 마련되며,
   상기 이송 원판의 상부는 상기 부품 받침면의 높이가 상대적으로 더 높은 구조를 가지도록 구성된 부품 검사 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 이송 원판은 상기 부품 받침면의 내측에 해당하는 상부에 상기 역광 조명이 위치하는 역광 조명용 홈이 원주 방향을 따라 마련되어, 상기 이송 원판의 상부는 상기 부품 받침면의 높이가 상대적으로 더 높은 부품 검사 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 부품 받침면은 상기 이송 원판의 가장자리 부분에 위치된 부품 검사 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 이송 원판은 투명 재질로 이루어진 부품 검사 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 카메라와 상기 역광 조명 중 적어도 하나는 주변의 구조물에 서로 간의 간격 조절을 위한 이동이 가능하도록 설치된 부품 검사 장치.

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