KR20130090342A - 코팅 치수 측정 장치 - Google Patents

Abstract

코팅 치수 측정 장치는 : 시트의 코팅 치수의 이미지를 캡처링하기 위해 시트로부터 이격된 소정의 포지션에 포지셔닝되는 카메라; 시트를 이송하도록 구성된 롤러; 코팅 치수의 수치 캘리브레이션을 수행하기 위해 롤러의 길이 방향을 따라 배치되는 스케일; 및 롤러 위에 스케일을 유지하도록 구성된 스케일 유지부를 포함할 수도 있으며, 그 스케일 유지부는 스케일의 자유로운 삽입 및 제거를 가능하게 하도록 배치된다.

Description

코팅 치수 측정 장치{COATING DIMENSION MEASURING APPARATUS}

본 발명은 시트형 기재 상의 코팅의 치수를 측정하는 코팅 치수 측정 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 캘리브레이션을 용이하게 하는 코팅 치수 측정을 수행하는 코팅 치수 측정 장치에 관한 것이다.

2012년 2월 3일자로 출원된 일본 특허출원번호 제2012-021574호를 우선권 주장하며, 그 내용이 여기에 참조로 포함된다.

본 출원 명세서에서 이하에 인용 또는 식별될 모든 특허들, 특허출원들, 특허공보들, 과학 논문들 등은 여기서 본 발명이 관계하는 기술의 수준 (state-of-the-art) 을 보다 완전히 설명하기 위하여 완전히 참조에 의해 포함될 것이다.

예를 들어, 커패시터 전극 또는 배터리 전극 등의 제조 프로세스의 과정에서, 특정 전기 특성들을 달성하기 위한 재료 (코팅 재료) 가 기재 시트 (이하 시트로 지칭) 상에 페인팅 (코팅) 된다. 이 경우에, 코팅 재료가 시트의 표면 전체에 걸쳐 코팅되는 경우들이 있지만, 코팅 재료가 고가이거나, 또는 코팅 재료가 시트의 에지 상에는 코팅되지 않아야 하는 경우들에서는, 단지 시트의 특정 부분에만 코팅이 행해진다.

이러한 코팅은 부분 코팅, 블록 코팅 및 패턴 코팅과 같은 용어들에 의해 알려진다.

코팅된 부분의 치수들 (폭 및 길이) 을 측정할 필요가 있고, 시트의 양 사이드들을 코팅하는 경우에는, 시트의 프론트 사이드 (front side) 와 리어 사이드 (rear side) 양자에 대한 치수들 (폭 및 길이) 을 측정할 필요가 있다.

도 4 는 관련 기술에 따른 코팅 패턴 측정 장치의 일 예를 도시한 개념도이다. 도 4 는 카메라들을 이용함으로써 코팅 패턴을 측정하는 경우를 도시한다. 도 4 에서, 시트 (1) 가 이송 롤러 (미도시) 에 의해 지지되고, 코팅 라인을 따라 일정 속도로 이송된다. 도 4 의 예에서는, 시트 (1) 가 왼쪽 방향 (L) 으로 이동된다. 시트 (1) 는 시트 폭 (W) 을 갖는다. 코팅 라인 위에는, 렌즈 (30) 가 탑재되는 복수의 카메라들 (31) (도 4 에는 2 개가 도시) 이 설치되어, 시트 (1) 에 대한 코팅 치수들을 측정한다.

시트 (1) 는 결정된 방향 (도 4 에서는 왼쪽 방향 (L)) 으로 이동한다. 따라서, 시트 (1) 를 측정할 때 카메라들 (31) 이 2 차원 정보를 가질 필요가 없다. 따라서, 시트 (1) 의 이동 방향 (왼쪽 방향 (L)) 에 수직인 라인 상에 배열되는 라인 센서 카메라들은 종종 카메라들 (31) 의 이미징 엘리먼트들로서 사용된다. 물론, 2 차원 정보를 갖는 에어리어 센서 카메라들이 대안적으로 이미지 엘리먼트들로서 사용될 수도 있다. 도 4 의 예에서, 카메라들 (31) 은 코팅된 부분 (32) 중의 관심 부분 (33) 을 측정한다.

이러한 코팅 치수 측정 시스템의 경우에는, 다음의 성능이 요구된다.

시트 (1) 는 이상적으로는 이송 라인 상의 동일 포지션을 지나 이송된다. 이것이 발생할 때, 코팅 라인의 로케이션에 따라, 시트 (1) 는 완전히 동일 포지션을 지나가지 않고, 위/아래 및 왼쪽/오른쪽에 변화가 있다. 시트 (1) 가 이송되는 포지션은 패스 라인으로 지칭된다. 예를 들어, 이송 롤러들 사이에 지지물이 없다면, (패스 라인이 변함과 함께) 시트 (1) 가 위 그리고 아래로 진동하는 경우들이 있다. 그 포지션 변화가 코팅 치수들의 측정에 영향을 미치는 것을 방지할 필요가 있다.

도 5a 는 관련 기술에 따른, 이미징이 이송 롤러 상방에서 행해지는 코팅 패턴 측정 장치의 다른 예를 도시한 메인 부분들의 사면도이다. 도 5b 는 도 5a 의 라인 A-A 를 따른 단면도이다. 이 코팅 패턴 측정 장치에서, 이미징은, 이송 롤러 상방에서, 시트 (1) 가 위 그리고 아래로 진동하지 않는 포지션에 행해진다.

도 5a 및 도 5b 에서, 시트 (1) 는 이송 롤러 (2) (이하 단순히 롤러 (2) 로 지칭) 에 의해 지지된다. 시트 (1) 는 롤러 (2) 의 외주부 (outer periphery) 를 따라 화살표 방향 (B) 으로 이송된다. 렌즈 (30) 를 각각 갖는 카메라들 (31) 이 카메라 유지 플레이트들 (31a) 에 고정된다. 카메라 유지 플레이트들 (31a) 은 원통형인 것으로 형성되는 세팅 칼라 (setting collar) 들 (34) 에 고정된다. 샤프트 (카메라 유지 샤프트) (35) 가 세팅 칼라들 (34) 의 원통형 부분들을 관통하여 삽입된다. 카메라들 (31) 은, 그 카메라들 (31) 이 나사 (screw) 들 (35a) (도 5b 참조) 에 의해 유지되는, 샤프트 (35) 를 따라 슬라이드가능하게 그리고 회전가능하게 지지된다.

조명기들 (36) 이 조명 유지 플레이트들 (37) 에 고정된다. 조명 유지 플레이트들 (37) 은 세팅 칼라들 (38) 에 유지된다. 샤프트 (조명기 유지 샤프트 (39)) 가 세팅 칼라들 (38) 의 원통형 부분들 내로 삽입된다. 조명기들 (36) 은 샤프트 (39) 를 따라 슬라이드가능하게 그리고 회전가능하게 지지되고 나사들 (39a) (도 5b 참조) 에 의해 유지된다.

스케일 (스트레이트 스케일 (40)) 은 롤러 (2) 의 길이 방향을 따라 배치되고, 모든 광학계들이 한번에 캡처링하는 길이를 갖는, 적어도 시트 (1) 의 폭 (W) 보다 더 긴 것으로 형성된다. 카메라들 (31) 은 시트 (1) 의 표면 상에 형성된 코팅의 형상 및 에지들을 캡처링한다. 카메라들 (31) 은, 선명한 이미지들이 얻어지도록 하는 포지션들에 배치된다. 조명기 (36) 는, 왼쪽 그리고 오른쪽의 이미징 방향들에 대한 조명기들 (36) 의 그림자들이 이미징 포지션들 상에 놓이지 않도록 하는 각도를 제공하도록 배치된다.

상기 설명된 구조에서, 광학계들 각각은 세팅 컬러들 (34 및 38) 을 통해 샤프트들 (35 및 39) 에 클램핑함으로써 고정되어, 시트 (1) 와 카메라들 (31) 사이에 상대적 포지셔닝을 확립한다. 도 5a 및 도 5b 에 도시한 바와 같이, 롤러 (2) 에 의해 이송되는 시트 (1) 는 롤러 (2) 위에 있을 때 이미징되며, 캡처링된 이미지로부터 치수 측정이 행해진다.

도 5a 에서, 시트 (1) 의 흐름 방향에 수직인 방향에는 4 개의 세트들의 이미지 캡처링 광학계들 및 조명 광학계들의 배열이 배치되어 있다.

일반적으로, 코팅 폭의 측정은 카메라들 (31) 을 포지셔닝하고 관심 부분들 (예를 들어, 포일 에지 또는 코팅된 부분 에지) 에서의 이미지들을 캡처링함으로써 행해지며, 관심 부분들의 포지션은 캡처링된 이미지의 포지션으로부터 결정된다. 이것이 행해질 때, 하나의 카메라로 요구된 레졸루션을 유지하면서 이미지 전체를 캡처링하는 것이 가능하지 않다면, 도 5a 에 도시한 바와 같이 복수의 카메라들 (31) 이 관심 부분들에서의 이미지 캡처를 가능하게 하는 포지션들에 유지되어, 관심 부분들의 이미지들이 요구된 레졸루션으로 캡처링되고, 그 관심 부분들의 포지션들이 결정된다.

카메라들 사이의 거리들은 고정되기 때문에, 포지션들 각각으로부터 코팅된 폭을 아는 것이 가능하다. 이 경우에는, 하나의 카메라가 있는지 또는 복수의 카메라들이 있는지 여부에 관계 없이, 카메라가 포지셔닝되면, 이미징된 포지션이 몇 밀리미터에 대응하는지를 아는 것이 가능하도록 수치 캘리브레이션 (numerical calibration) 을 행할 필요가 있다. 대부분의 일반적인 방법의 수치 캘리브레이션은 도 5a 및 도 5b 에 도시한 바와 같이, 시트 (1) 와 등가인 포지션에 스케일 (스트레이트 스케일) (40) 을 배치하고, 그 시트의 이미지들을 캡처링하여 수치 캘리브레이션을 수행하는 것이다.

장치가 등가의 포지션에서의 스케일 (40) 의 로케이션을 허용하지 않도록 하는 경우들에서, 시트 (1) 는 폭-측정 장치에 의해 측정되고, 얻어진 측정 값 및 그 샘플은, 그 값이 폭의 보상 및 결정을 위한 근거로서 사용되는, 상관될 수 있는, 상이한 측정 방법에 의해 더 높은 정확성을 갖는 폭-측정 장치에 의해 측정된다.

카메라 자세 (attitude) 또는 이미지 캡처링 범위에 의해 어떠한 영향도 받지 않지만, 전체 범위가 하나의 카메라에 의해 캡처링되는 경우, 복수의 카메라들 (31) 이 사용되는 경우, 각각의 상대적 포지션들이 중요해지는 경우, 및 카메라들 (31) 이 고정되어 유지되는 경우라도, 풀린 나사들 또는 의도하지 않은 접촉 (contact) 이 고정된 포지션들을 외란 (disturb) 시키지 않을 보장도 없다. 이런 이유로, 주기적인 체크들을 수행할 필요가 있다.

이런 상황을 가정하여, 캘리브레이션이 롤러 (2) 상에 스케일 (40) 을 배치함으로써 수행되는 경우를 고려한다. 롤러 (2) 에 대한 손상은 허용될 수 없기 때문에, 롤러 (2) 에 대하여 금속 스케일 (40) 을 위로 움직이게 하는 것은 매우 정교한 프로세스이다. 또한, 스케일 (40) 은 상대적으로 길기 때문에, 실제 태스크는, 카메라 (31) 가 이미지들을 캡처링하기 위해 동작될 때 2 사람들 중 한명이 스케일 (40) 을 지지하는 것이어서, 그 태스크는 매우 성가신 태스크가 된다.

그러나, 폭-측정 장치가 생산 라인 상의 타이트 쿼터 (tight quarters) 에 설치되면, 이것은 훨씬 더 어려운 태스크가 된다. 이러한 태스크가 수행되더라도, 스케일 (40) 은 그 두께 (1 내지 2mm) 의 양만큼 롤러 (2) 의 표면으로부터 이격되고, 이것은 광학적으로 확대되어, 측정 오차를 야기한다.

상기 언급한 상황 때문에, 수치 캘리브레이션이 카메라 설치 시에 행해지지만, 주기적인 캘리브레이션은 그렇게 자주 행해지지 않는다. 이것이 시트 (1) 가 변경되지 않는, 항상 동일 제품을 생산하는 생산 라인에 대해서는 문제가 아니지만, 제품이 빈번히 변경되는 생산 라인에 대해서는, 카메라 이동, 수치 캘리브레이션 등이 문제가 된다.

추가적으로, 하나의 동일한 제품의 경우라도, 장기간 캘리브레이션이 행해지지 않는다면, 그 생산이 트레이서빌리티 (traceability) 를 갖는 것으로서 특성화하기 어렵다. 카메라 포지션 또는 렌즈 포지션의 변경이 조금만 일어나도, 규격을 벗어난 (out-of-specification) 제품들을 야기할 수 있다.

따라서, 롤러 상에 스케일을 배치함으로써 캘리브레이션을 수행하는 경우에, 본 발명은 롤러를 손상시키지 않을 뿐만 아니라 캘리브레이션 태스크를 간소화하는 코팅 치수 측정 장치를 제공한다.

코팅 치수 측정 장치는 : 시트의 코팅 치수의 이미지를 캡처링하기 위해 시트로부터 이격된 소정의 포지션에 포지셔닝되는 카메라; 시트를 이송하도록 구성된 롤러; 코팅 치수의 수치 캘리브레이션을 수행하기 위해 롤러의 길이 방향을 따라 배치되는 스케일; 및 롤러 위에 스케일을 유지하도록 구성된 스케일 유지부를 포함할 수도 있으며, 스케일 유지부는 스케일의 자유로운 삽입 및 제거를 가능하게 하도록 배치된다.

스케일은, 카메라가 시트의 이미지를 캡처링할 때에는 이미지 캡처링 범위 밖에 배치될 수도 있고, 카메라가 스케일의 이미지를 캡처링할 때에만 롤러 상에 배치된다.

스케일은 롤러의 외주부 (outer periphery) 상에, 그리고 롤러 축을 따라 롤러와 접촉하여 배치될 수도 있다.

스케일을 롤러와 접촉하게 할 때, 스케일을 유지하는 스케일 유지부의 회전, 또는 회전과 병진 이동을 결합한 복합 제한된 이동 (compound restricted movement) 에 의해, 롤러 접촉 포지션 및 후퇴된 포지션 (retracted position) 이 확립될 수도 있다. 시트가 생산 중일 때에는, 스케일이 롤러로부터 후퇴될 수도 있다. 캘리브레이션이 수행 중일 때에는, 스케일이 롤러 쪽으로 이동될 수도 있다.

스케일 유지부는 카운터밸런스 (counterbalance) 를 포함할 수도 있다. 카메라는, 카메라의 이미지 캡처링 방향이 롤러의 회전 방향에 대하여 임의의 포지션에 있도록 배치될 수도 있다. 스케일은, 스케일 유지부에서의 중력 또는 토션 스프링에 의한 토크 (torque) 가 카메라의 포지션에 대응하는 롤러 상의 스케일 접촉 방향에 대하여 스케일이 롤러 쪽으로 이동하게 하도록 구성될 수도 있다.

스케일 유지부는 회전 솔레노이드, 회전 실린더, 가스 스프링, 모터, 및 선형 모션 실린더 중 적어도 하나를 포함하는 액추에이터를 이용함으로써, 원격으로나 또는 자동으로 프로그램가능한 방식으로, 자동으로 스위칭될 수도 있다.

스케일은 스케일의 중심에서 들어올려지도록 롤러의 축에 대하여 보우잉 (bowing) 될 수도 있으며, 스케일은, 그 스케일의 중심에서 롤러와 접촉 상태가 되고, 스케일은, 회전 토크에 의해 야기된 변형에 의해, 갭 없이 롤러와 전체 접속 상태가 된다.

스프링, 플런저, 스폰지, 고무 시트, 또는 심 (shim) 중 하나 또는 이들의 조합과 같은 엘리먼트를 포함하는 스페이서가 스케일의 중심을 들어올리도록 스케일 유지부에 포함된 스케일 지지 프레임과 스케일 사이에 배치될 수도 있다.

레진 시트 또는 고무와 같은 엘리먼트를 포함하는 보호 테이프가 스케일의 표면에 부착될 수도 있어, 스케일과 롤러 사이의 직접 접촉을 방지한다.

스케일 유지부는 회전 스프링 또는 충격 흡수장치 (shock absorber), 충격 흡수 스프링, 가스 스프링, 또는 마찰 저항 발생기 (토크 힌지) 와 같은 엘리먼트를 포함하는 충격 흡수 메커니즘을 포함할 수도 있다.

리플렉터 플레이트가 스케일 유지부에 포함된 스케일 지지 프레임의 길이 방향을 따라 배치될 수도 있다. 조명 부재로부터 나온 직사광 및 리플렉터 플레이트로부터 반사된 광은 양 사이드들로부터 롤러를 조명할 수도 있다.

스케일 유지부에 포함된 스케일 지지 프레임이 반사 부재에 의해 형성될 수도 있다. 조명 부재로부터 나온 직사광 및 반사 부재로부터 반사된 광은 양 사이드들로부터 롤러를 조명할 수도 있다.

카메라가 스케일의 이미지를 캡처링할 때 스케일의 두께에 대해 확대 보상 (magnification compensation) 이 행해질 수도 있다.

본 발명의 상기 특징들 및 이점들은 첨부 도면들과 함께 얻어진 다음의 소정의 바람직한 실시형태들의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1a 는 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 코팅 치수 측정 장치의 메인 부분들의 사면도.
도 1b 는 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 코팅 치수 측정 장치에서의 시트 상의 코팅된 부분의 이미지 캡처링을 도시한 도 1a 의 Z 방향에서의 도면.
도 1c 는 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 코팅 치수 측정 장치에서의 스케일 (스트레이트 스케일) 과 롤러를 접촉하게 함으로써 캘리브레이션이 수행되는 상황을 도시한 도 1a 의 Z 방향에서의 도면.
도 2 는 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 코팅 치수 측정 장치에서의 스케일 지지 프레임 및 롤러의 형태를 도시한 도면.
도 3a 내지 도 3d 는 스케일의 높이를 조정하도록 스페이서가 스케일 지지 프레임과 스케일 사이에 삽입될 때의 다른 실시형태들을 도시한 도면들.
도 4 는 관련 기술에 따른 코팅 패턴 측정 장치의 일 예를 도시한 개념도.
도 5a 는 관련 기술에 따른, 이미징이 이송 롤러 상방에서 행해지는 코팅 패턴 측정 장치의 다른 예를 도시한 메인 부분들의 사면도.
도 5b 는 도 5a 의 라인 A-A 를 따른 단면도.

이제, 본 발명이 바람직한 실시형태들을 예시하기 위해 여기에 참조로 설명될 것이다. 당업자는, 많은 대안의 바람직한 실시형태들이 본 발명의 교시를 이용하여 달성될 수 있고, 본 발명이 설명을 목적으로 여기에 예시된 바람직한 실시형태들에 한정되지 않는다는 것을 인식할 것이다.

본 발명의 제 1 바람직한 실시형태는 도면들을 이용하여, 이하 상세하게 설명될 것이다. 도 1a 는 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 코팅 치수 측정 장치의 메인 부분들의 사면도이다. 도 1b 는 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 코팅 치수 측정 장치에서의 시트 (1) 상의 코팅된 부분의 이미지 캡처링을 도시한 도 1a 의 Z 방향에서의 도면이다. 도 1c 는, 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 코팅 치수 측정 장치에서의 스케일 (스트레이트 스케일) (54) 과 롤러 (2) 를 접촉하게 함으로써 캘리브레이션이 수행되는 상황을 도시한 도 1a 의 Z 방향에서의 도면이다.

도 1a 내지 도 1c 에서, 롤러 (2) 는 이송 수단 (미도시) 에 의해 회전되고, 롤러 (2) 의 회전은 시트 (1) 가 롤러 (2) 의 외주부 (outer periphery) 를 따라 화살표 방향 (B) 으로 이송되도록 한다. 시트 (1) 는 측정될 물체이다.

스케일 유지부 (50) 는 스케일 지지 프레임 (51), 플레이트형 유지 브래킷 (bracket) 들 (52), 카운터밸런스들 (53) 및 박판 스케일 (스트레이트 스케일) (54) 을 포함한다. 스케일 지지 프레임 (51) 은, 직사각형 단면을 갖고, 축방향으로 롤러 (2) 의 길이보다 더 긴 길이를 갖도록 형성되며, 스케일 (54) 을 지지한다. 플레이트형 유지 브래킷들 (52) 은 스케일 지지 프레임 (51) 의 각 단부에 고정된다. 카운터밸런스들 (53) 은 소정의 무게를 갖고, 플레이트형 유지 브래킷들 (52) 의 단부 부분들 근방에 고정된다. 박판 스케일 (54) 은 스케일 지지 프레임 (51) 의 하나의 표면에 고정된다.

스케일 (54) 은 공공 측정 기관에 의해 캘리브레이팅된 것이며, 그 스케일 부분이 처마형 (eave-like) 방식으로 스케일 지지 프레임 (51) 으로부터 외향으로 연장되도록 고정된다.

회전 샤프트 (55) 의 일방의 단부 각각은 스케일 지지 프레임 (51) 의 양 단부들에 고정되는 플레이트형 유지 브래킷들 (52) 에 고정된다. 회전 샤프트들 (55) 의 회전을 제한하는 토션 스프링 (56) 및 회전 댐퍼 (57) 가 회전 샤프트들 (55) 의 타방의 단부들에 제공된다.

리플렉터 플레이트들 (59) 이 직사각형 스케일 지지 프레임 (51) 의 대향 표면들 각각에 고정되며, 이들 리플렉터 플레이트들은 스케일 지지 프레임 (51) 으로부터 처마형 방식으로 외향으로 연장되는 스케일 (54) 에 대하여 수직인 표면들에 고정된다.

도 1b 및 도 1c 에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 카메라 (31) 가 롤러 (2) 상방에 배치된다. 바 조명기 (58) 는, 그림자가 롤러 (2) 상의 시트 (1) 및 스케일 (54) 의 스케일 디비젼 (scale divisions) 부분 상에 놓이지 않도록 하는 포지션에 배치된다.

또한, 도면들의 예에서는 토션 스프링들 (56) 및 회전 댐퍼들 (57) 이 스케일 유지부 (50) 의 회전 샤프트들 (55) 상에 배치되지만, 충격 흡수장치, 충격 흡수 스프링, 가스 스프링, 또는 마찰 저항 발생기 (토크 힌지) 와 같은 엘리먼트를 포함하는 충격 흡수 메커니즘이 사용될 수도 있다.

또한, 도면들에는 도시되어 있지 않지만, 스케일 유지부 (50) 의 회전 샤프트들 (55) 은 회전 솔레노이드, 회전 실린더, 가스 스프링, 모터, 또는 선형 모션 실린더와 같은 엘리먼트를 포함하는 액추에이터에 의해 회전될 수 있고, 원격으로나 또는 자동으로 프로그램가능한 방식으로, 스위칭될 수 있다.

상기 설명한 구조에서, 도 1b 는, 코팅된 부분이 측정될 때의 스케일 유지부 (50) 의 포지션을 도시하며, 이것은 스케일 (54) 이 후퇴되는 상황이다. 이 상황에서, 카메라들 (31) 은 시트 (1) 의 표면을 캡처링하고, 이미징 프로세싱 장치 (미도시) 가 측정되는 시트 (1) 상의 코팅된 로케이션의 치수들을 측정한다. 이것이 행해지면, 바 조명기 (58) 로부터의 광은 그림자를 야기하지 않고, 직접, 및 리플렉터 플레이트들 (59) 로부터 반사된 광으로서 캡처링될 롤러 (2) 의 표면을 스크라이크하게 된다.

도 1c 는, 스케일 유지부 (50) 가 화살표 방향 (C) 으로 180 도 스윙되어 롤러 (2) 위에 스케일 (54) 의 스케일 디비젼들을 배치하는 상황을 도시하며, 이는 캘리브레이션 포지션이다. 스케일 유지부 (50) 를 스윙하여 스케일 (54) 을 롤러 (2) 와 접촉하게 할 때, 카운터밸런스 (53) 및 내부 토션 스프링 (56) 의 토크가 충격을 주지 않고 스케일 (54) 이 롤러 (2) 에 접촉 상태가 되게 한다. 또한, 스케일 (54) 의 리어 사이드 (rear side) (롤러 (2) 와 접촉하는 사이드) 에 테프론 (등록 상표) 테이프 등과 같은 소프트 레진이 발라져 있다면, 롤러 (2) 와 접촉할 때 충격을 방지하는 것이 가능하다.

이 상황에서, 카메라들 (31) 은 스케일 (54) 의 스케일 디비젼 부분을 캡처링하고, 이미징 프로세싱 장치 (미도시) 에 의해 치수 측정이 행해진다. 이것이 행해지면, 바 조명기 (58) 로부터의 광은 그림자를 야기하지 않고, 직접, 및 리플렉터 플레이트들로부터 반사된 광으로서 캡처링될 스케일 디비젼들의 표면을 스트라이크하게 된다.

캘리브레이션을 수행할 때 스케일 디비젼들의 이미지를 캡처링하는데 있어서, 카메라 (31) 로부터의 거리는 시트 (1) 를 캡처링할 때와 비교하여 스케일 (54) 의 두께의 양만큼 단축되기 때문에, 이미지가 캡처링될 때 확대 보상 (magnification compensation) 이 행해진다.

상기 설명한 구조는 스케일 유지부 (50) 를 단지 회전시킴으로써, 스케일 (54) 에 의한 롤러 (2) 의 손상 없이, 단순 캘리브레이션을 가능하게 하는 코팅 치수 측정 장치를 구현한다.

카메라들의 상대적 포지션들은 복수의 카메라들로 이미지들을 캡처링할 때 중요하지만, 그 카메라들이 고정되게 유지되더라도, 풀린 나사들 또는 의도하지 않은 접촉이 고정된 포지션들을 외란시키지 않을 보장도 없다. 이런 이유로, 주기적인 체크들을 수행할 필요가 있다. 그러나, 스케일 유지부 (50) 를 단지 회전시키는데 충분하기 때문에, 캘리브레이션이 쉽게 수행될 수 있다.

도 2 는 시트 (1) 가 롤러 (2) 의 하부측과 접촉하고 있는 상황에서, 스케일 지지 프레임 (51) 과 롤러 (2) 사이의 관계를 과장된 형태로 도시한 도면이다. 도 2 는 시트 (1), 롤러 (2), 스케일 지지 프레임 (51), 카메라들 (31), 조명기들 (58) 및 스케일 유지부 (50) 를 포함하여, 180 도 회전이 존재하는 경우를 도시한다.

이러한 경우에, 스케일 지지 프레임 (51) 그 자체의 무게는, 갭 (W1) 이 그 중심 부분에 발생하도록 스케일 (54) 의 새깅 (sagging) 을 야기한다. 스케일 (54) 은 그 양 사이드들에서 푸싱력 (pushing force) (F1) 만큼 롤러 (2) 를 푸싱한다. 이로써, 스케일 (54) 및 롤러 (2) 는 그 양 사이드들에서 서로 접촉한다 (원 T1 에 도시).

도 3a 내지 도 3d 는 상기 언급한 바와 같은 중심 부분에서의 새깅의 방지를 도시한 도면들이다.

도 3a 는 중심 부분을 들어올리기 위해 스케일 (54) 그 자체가 사전에 변형될 때의 일 실시형태를 도시한 도면이다. 스케일 (54) 은 그 양 사이드들에서 푸싱력 (F1) 만큼 롤러를 푸싱한다. 이로써, 스케일 (54) 및 롤러 (2) 는 그 중심 부분에서 서로 접촉한다 (원 T2 에 도시). 스케일 (54) 은 롤러 (2) 를 따라 변형되고 롤러 (2) 와 밀접하게 접촉한다. 이로써, 그 양 사이드들에서의 갭 (W2) 이 사라진다.

도 3b 는 스프링, 플런저 등 (60) 이 스케일 (54) 의 중심 부분을 가압하는데 사용될 때의 일 실시형태를 도시한 도면이다.

도 3c 는 스폰지, 고무 시트 등 (61) 이 스케일 지지 프레임 (51) 과 스케일 (54) 사이의 중심 부분에 삽입될 때의 일 실시형태를 도시한 도면이다.

도 3d 는 심 (62) 이 스케일 (54) 의 중심 부분을 들어올리기 위해 삽입되고 슬림 (slim) 들 (63) 이 스케일 (54) 의 양 단부들을 그 중심 부분보다 약간 낮게 만들기 위해 삽입될 때의 일 실시형태를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3a 내지 도 3d 는 롤러 하방으로 180 도 회전이 존재하는 경우를 도시하지만, 회전 각도에 관계 없이 동일하게 적용될 것이다.

스케일의 중심 부분을 들어올리기 위해 변형이 사전에 행해지면, 스케일은 롤러를 따라 접촉하고 있기 때문에, 갭이 발생하지 않는다.

복수의 카메라들이 존재할 수도 있으며, 시트 상에 형성되는 것은 코팅인 것으로 제한되지 않고, 시트 상의 프린팅일 수도 있다.

또한, 본 실시형태에서, 상기 구조는, 스케일을 롤러와 접촉하게 하는데 있어서, 스케일을 유지하는 스케일 유지부가 회전되도록 하지만, 회전을 병진 이동과 결합하는 복합 이동 (compound movement) 이 롤러 접촉 포지션 및 후퇴된 포지션을 확립하는데 이용될 수도 있으며, 스케일은 생산 시 롤러로부터 후퇴된다.

또한, 도 1 은 바 조명기를 도시하지만, 도 5 의 종래의 예에서 도시한 바와 같은 표면 조명기 또는 포인트 조명기들이 사용될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 시트를 이송하는 롤러 위에 스케일을 유지하는 스케일 유지부가 그 스케일의 자유로운 삽입 및 제거를 가능하게 하도록 배치 및 포지셔닝되고, 스케일은, 그 스케일의 이미지를 캡처링할 때에는 이미지 캡처링 범위 밖에 배치되고, 스케일은, 캘리브레이션 동작을 수행할 때에는, 롤러의 외주부 상에, 그리고 롤러 축을 따라 롤러와 접촉하여 배치된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 스케일을 롤러와 접촉하게 할 때, 스케일을 유지하는 스케일 유지부의 회전, 또는 회전과 병진 이동을 결합한 복합 제한된 이동 (compound restricted movement) 에 의해, 롤러 접촉 포지션 및 후퇴된 포지션이 확립되며, 스케일은 생산 중에는 롤러로부터 후퇴되고 스케일은 캘리브레이션 중에는 롤러 쪽으로 이동된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 스케일 유지부는 카운터밸런스를 가지며, 중력 또는 내부 스프링에 의한 토크가 스케일 유지부의 자세에 대응하는 스케일 접촉 방향에 대하여 롤러 쪽으로의 이동을 야기하며, 회전 솔레노이드, 회전 실린더, 가스 스프링, 모터, 또는 선형 모션 실린더와 같은 엘리먼트를 포함하는 액추에이터에 의해 원격 또는 자동으로 프로그램가능한 스위칭을 가능하게 함으로써, 롤러에 대하여 스케일을 위로 천천히 이동시키는 것을 자동화하는 것이 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 스프링, 플런저, 스폰지, 고무 시트, 또는 심 중 하나 또는 이들의 조합과 같은 엘리먼트를 포함하는 스페이서가 스케일의 중심을 들어올리기 위해 스케일 유지부의 스케일 지지 프레임과 스케일 사이에 배치되어, 롤러의 축에 대하여 스케일의 보우잉 (bowing) 을 야기하며, 스케일은 중심에서 롤러와 접촉 상태가 되고, 스케일은 회전 토크에 의해 야기된 변형에 의해, 갭 없이 롤러와 전체 접촉 상태가 되어, 에러 없이 선명한 이미징을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 레진 시트 또는 고무와 같은 엘리먼트를 포함하는 보호 테이프가 스케일의 표면에 부착되고, 회전 스프링 또는 충격 흡수장치, 충격 흡수 스프링, 가스 스프링, 또는 마찰 저항 발생기 (토크 힌지) 와 같은 엘리먼트를 포함하는 충격 흡수 메커니즘이 스케일 유지부에 제공되어, 스케일과 롤러 사이에 상호 손상이 없도록 소프트 접촉을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 리플렉터 플레이트가 스케일 유지부의 스케일 지지 프레임의 길이 방향을 따라 배치되며, 스케일 지지 프레임 그 자체는, 조명 부재에 의해 형성되어, 롤러 상의 그림자들이 제거되며, 이로써 선명한 이미징을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 카메라가 스케일의 이미지를 캡처링할 때 스케일의 두께에 대해 확대 보상이 행해져, 시트 및 스케일 포지션들을 이미징할 때 에러들의 제거를 가능하게 한다.

여기에 사용한 바와 같이, 다음의 방향 용어들 "전방 (forward), 후방 (rearward), 상방 (above), 하향 (downward), 오른쪽, 왼쪽, 수직, 수평, 하방 (below), 횡단, 로우 (row) 및 컬럼 (column)" 은 물론 임의의 다른 유사한 방향 용어들은 본 발명을 갖춘 장치의 방향들을 지칭한다. 따라서, 이들 용어들은, 본 발명을 설명하기 위해 이용된 바와 같이, 본 발명을 갖춘 장치에 관하여 해석되어야 한다.

용어 "구성된 (configured)" 은 원하는 기능을 수행하기 위해 구조 및/또는 프로그램되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함하는 디바이스의 컴포넌트, 유닛 또는 부분을 설명하는데 사용된다.

더욱이, 청구항들에서 "기능식 (means-plus function)" 으로 표현된 용어들은 본 발명의 부분의 기능을 수행하게 위해 이용될 수 있는 임의의 구조를 포함해야 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태들은 상기 설명 및 예시되어 있지만, 이들은 본 발명의 예들이며 한정하는 것으로서 간주되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 추가, 생략, 대체 및 다른 변경이 행해질 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것으로 간주되지 않고 청구항들의 범위에 의해서만 한정된다.

1 : 시트
2 : 롤러
30 : 렌즈
31 : 카메라
50 : 스케일 유지부
51 : 스케일 지지 프레임
52 : 플레이트형 유지 브래킷들
53 : 카운터밸런스
54 : 스케일
55 : 회전 샤프트
56 : 토션 스프링
57 : 회전 댐퍼
58 : 바 조명기
59 : 리플렉터 플레이트

Claims (13)

1. 시트의 코팅 치수의 이미지를 캡처링하기 위해 상기 시트로부터 이격된 소정의 포지션에 포지셔닝되는 카메라;
   상기 시트를 이송하도록 구성된 롤러;
   상기 코팅 치수의 수치 캘리브레이션 (numerical calibration) 을 수행하기 위해 상기 롤러의 길이 방향을 따라 배치되는 스케일; 및
   상기 롤러 위에 상기 스케일을 유지하도록 구성된 스케일 유지부로서, 상기 스케일 유지부는 상기 스케일의 자유로운 삽입 및 제거를 가능하게 하도록 배치되는, 상기 스케일 유지부를 포함하는, 코팅 치수 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케일은, 상기 카메라가 상기 시트의 이미지를 캡처링할 때에는 이미지 캡처링 범위 밖에 배치되고, 상기 카메라가 상기 스케일의 이미지를 캡처링할 때에만 상기 롤러 상에 배치되는, 코팅 치수 측정 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케일은 상기 롤러의 외주부 (outer periphery) 상에, 그리고 롤러 축을 따라 상기 롤러와 접촉하여 배치되는, 코팅 치수 측정 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케일을 상기 롤러와 접촉하게 할 때, 상기 스케일을 유지하는 상기 스케일 유지부의 회전, 또는 회전과 병진 이동을 결합한 복합 제한된 이동 (compound restricted movement) 에 의해, 롤러 접촉 포지션 및 후퇴된 포지션 (retracted position) 이 확립되며,
   상기 시트가 생산 중일 때에는, 상기 스케일이 상기 롤러로부터 후퇴되고, 캘리브레이션이 수행 중일 때에는, 상기 스케일이 상기 롤러 쪽으로 이동되는, 코팅 치수 측정 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케일 유지부는 카운터밸런스 (counterbalance) 를 포함하며,
   상기 카메라는, 상기 카메라의 이미지 캡처링 방향이 상기 롤러의 회전 방향에 대하여 임의의 포지션에 있도록 배치되고,
   상기 스케일은, 상기 스케일 유지부에서의 중력 또는 토션 스프링에 의한 토크 (torque) 가 상기 카메라의 포지션에 대응하는 상기 롤러 상의 스케일 접촉 방향에 대하여 상기 스케일이 상기 롤러 쪽으로 이동하게 하도록 구성되는, 코팅 치수 측정 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케일 유지부는, 회전 솔레노이드, 회전 실린더, 가스 스프링, 모터, 및 선형 모션 실린더 중 적어도 하나를 포함하는 액추에이터를 이용함으로써, 원격으로나 또는 자동으로 프로그램가능한 방식으로, 자동으로 스위칭될 수 있는, 코팅 치수 측정 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케일은, 상기 스케일의 중심에서 들어올려지도록 상기 롤러의 축에 대하여 보우잉 (bowing) 되며, 상기 스케일은 상기 스케일의 중심에서 상기 롤러와 접촉 상태가 되고, 상기 스케일은 회전 토크에 의해 야기된 변형에 의해, 갭 없이 상기 롤러와 전체 접촉 상태가 되는, 코팅 치수 측정 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   스프링, 플런저, 스폰지, 고무 시트, 또는 심 (shim) 중 하나 또는 이들의 조합과 같은 엘리먼트를 포함하는 스페이서가 상기 스케일의 중심을 들어올리도록 상기 스케일 유지부에 포함된 스케일 지지 프레임과 상기 스케일 사이에 배치되는, 코팅 치수 측정 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   레진 시트 또는 고무와 같은 엘리먼트를 포함하는 보호 테이프가 상기 스케일의 표면에 부착되어, 상기 스케일과 상기 롤러 사이의 직접 접촉을 방지하는, 코팅 치수 측정 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일 유지부는 회전 스프링 또는 충격 흡수장치, 충격 흡수 스프링, 가스 스프링, 또는 마찰 저항 발생기 (토크 힌지) 와 같은 엘리먼트를 포함하는 충격 흡수 메커니즘을 포함하는, 코팅 치수 측정 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    리플렉터 플레이트가 상기 스케일 유지부에 포함된 스케일 지지 프레임의 길이 방향을 따라 배치되며,
    조명 부재로부터 나온 직사광 및 상기 리플렉터 플레이트로부터 반사된 광은 양 사이드들로부터 상기 롤러를 조명하는, 코팅 치수 측정 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일 유지부에 포함된 스케일 지지 프레임이 반사 부재에 의해 형성되며,
    조명 부재로부터 나온 직사광 및 상기 반사 부재로부터 반사된 광은 양 사이드들로부터 상기 롤러를 조명하는, 코팅 치수 측정 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라가 상기 스케일의 이미지를 캡처링할 때 상기 스케일의 두께에 대해 확대 보상 (magnification compensation) 이 행해지는, 코팅 치수 측정 장치.

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