KR20180049947A - 용기 내부의 이물질 검사 장치 - Google Patents
용기 내부의 이물질 검사 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 용기 내부의 이물질 존재 여부를 판별하기 위한 해당 용기 내부에 대한 영상이 근적외선 영상으로 획득됨에 따라, 해당 용기의 난반사 및 색상 변화에도 안정적인 이물질 검사가 이루어질 수 있도록 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치는 용기의 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 용기 내면 영상 획득장치와, 상기 용기 내면 영상 획득장치에서 획득되는 근적외선 영상을 분석하여 상기 용기 내면의 이물질 존재 여부를 판별하는 용기 이물질 판별부를 포함할 수 있고, 또한 상기 용기의 내부에 압축공기를 불어 넣는 에어 분사부를 더 포함하여, 상기 용기 이물질 판별부는 상기 용기 내면의 상기 에어 분사부를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상을 비교하여 상기 용기 내면의 이물질 존재 여부를 판별하는 것일 수 있다.
Description
본 발명은 용기 내부의 이물질 존재 여부를 판별하기 위한 해당 용기 내부에 대한 영상이 근적외선 영상으로 획득됨에 따라, 해당 용기의 난반사 및 색상 변화에도 안정적인 이물질 검사가 이루어질 수 있도록 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 화장품, 치약, 의약품, 세제류 등 액상 또는 젤상의 제품은 유리, 합성수지 또는 튜브 용기 등에 수납되어 보관 및 판매된다.
따라서, 유리, 합성수지 또는 튜브 용기(이하 “용기”라 통칭함) 등 용기의 내부에 화장품, 치약, 의약품, 세제류(이하 “내용물”이라 통칭함) 등의 내용물을 충전하기 전 해당 용기 내에 머리카락, 벌레 등의 이물질이 존재하는지를 검사하는 것은 필수 과정으로 인식되고 있다. 이는 용기 내에 이물질이 존재할 경우 해당 용기 내의 내용물 사용 시 언젠가는 이물질이 내용물과 함께 배출될 것이므로, 제품의 품질 보장 및 제품 품질에 대한 사용자의 신뢰도 측면을 고려할 때 반드시 진행되어야 하는 과정에 해당된다.
용기 내에 이물질이 유입되는 상황들에 대해 예를 들면, 인쇄공정, 쇼울더 조립공정 또는 적재 공정 등 용기의 성형 과정에서 이물질이 삽입되는 경우, 용기 내에 내용물을 충전하는 공정 간에 해당 용기 내로 이물질이 유입되는 경우, 펌프 및 캡 속에 이물질이 삽입된 경우 등이 있을 수 있다.
다시 말해, 용기 내에 내용물을 충전하기 위한 일련의 공정들 모두에서 해당 용기 내에 이물질이 유입될 가능성이 있고, 이에 따라 용기에 내용물을 충전하기 직전 해당 용기 내 이물질의 존재 여부를 검사한 후 내용물을 충전하는 것이 최선이다. 따라서 현재 실시되고 있는 통상의 용기 내 이물질 검사들 역시 대부분 용기 내에 내용물이 충전되기 직전에 진행된다.
그리고 용기 내 이물질이 존재하는지에 대한 검사는 대부분 용기 내의 영상을 획득 후 이렇게 획득된 영상 정보를 분석하여 해당 용기 내 이물질의 존재 여부를 확인하는 방식이었다.
그러나 상술한 종래의 용기 내 이물질 검사는 용기 내부에 대한 일반적인 영상정보를 기반으로 해당 용기 내 이물질 존재 여부를 확인하는 방식이므로, 비교적 부피가 큰 이물질의 존재 여부를 확인하는 데는 유효하지만 부피가 작은 이물질의 존재 여부를 확인하는 데는 정확도가 크게 떨어지는 것이었다. 예를 들어, 용기의 성형 과정에서 해당 용기의 내면에 이물질로 오인될 수 있는 미세 영역이 형성된 것인지 아니면 이물질인지 여부를 정확하게 판별할 수 없었다.
또한, 용기의 입구에서 용기 내부에 대한 영상을 획득함에 따라, 용기 내부의 전체 영역에 대한 영상 획득이 불가능하고, 따라서 촬상 각도를 벗어나는 사각지대가 존재할 수 밖에 없으므로, 정확도가 떨어지는 측면이 있었다.
본 발명의 실시 예는 용기 내부의 이물질 존재 여부를 판별하기 위한 해당 용기 내부에 대한 영상이 근적외선 영상으로 획득됨에 따라, 해당 용기의 난반사 및 색상 변화에도 안정적인 이물질 검사가 이루어질 수 있도록 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예는 근적외선 영상을 통해 용기 내 이물질의 존재 여부를 판별하는 동시에 이러한 판별 과정에서 에어 퍼징 공정을 연계하여 에어 퍼징 전 근적외선 영상 및 에어 퍼징 후 근적외선 영상 간의 비교를 통해 용기 내 이물질의 존재 여부를 판별하는 용기 내부의 이물질 검사 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 용기의 내부에서 해당 용기의 깊이 방향과 이루는 각도가 120°내외의 각도로 별도의 회전없이 한 번에 해당 용기의 내측으로 점차적인 삽입이 이루어지는 특수 제작된 내시경 타입의 근적외선 영상 획득 장치를 통해 해당 용기의 측면에 대한 이물질 존재 여부를 정밀하게 획득할 수 있도록 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치는 용기의 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 용기 내면 영상 획득장치와, 상기 용기 내면 영상 획득장치에서 획득되는 근적외선 영상을 분석하여 상기 용기 내면의 이물질 존재 여부를 판별하는 용기 이물질 판별부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 용기 내면 영상 획득장치는 상기 용기의 내부에서 상기 용기의 깊이 방향에 대해 115°∼125°의 범위에서 교차되는 설치 형태로 별도의 회전 없이 한 번에 상기 용기 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 것일 수 있다.
또한, 상기 용기 내면 영상 획득장치는 상기 용기의 내부에 상기 용기의 깊이 방향으로 점차적인 삽입이 이루어지는 동작을 포함하여 상기 용기 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치는 상기 용기의 내부에 압축공기를 불어 넣는 에어 분사부를 더 포함하며, 상기 용기 이물질 판별부는 상기 용기 내면의 상기 에어 분사부를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상을 비교하여 상기 용기 내면의 이물질 존재 여부를 판별하는 것일 수 있다.
또한, 상기 용기 이물질 판별부는 상기 에어 분사부를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상의 비교 결과 위치 변화는 없으나 이물질로 의심되는 영상 영역의 존재 시 해당 영상 영역을 색 좌표 변환(color coordinate transformation)기법을 통해 이물질인지 여부를 판별하는 것일 수 있다.
또한, 상기 용기 이물질 판별부는 상기 에어 분사부를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상의 비교 결과 이물질로 의심되는 영상 영역이 에어 분사 후 인식되지 않는 동시에 해당 용기 내에 음영 또는 어두운 색상의 영역이 존재 시 상기 음영 또는 어두운 색상의 영역에 대한 threshold 기법 적용을 통해 이물질의 존재 여부를 판별하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치는 상기 용기 내면 영상 획득장치를 통해 상기 용기 내면의 근적외선 영상이 획득되는 과정에서 상기 용기의 내부를 향해 광을 조사하는 용기 조명부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 용기 조명부는 상기 용기의 하부 또는 상기 용기를 중심으로 상기 용기 내면 영상 획득장치와 마주하는 위치에 job change 방식의 작동이 가능한 상태로 설치될 수 있다.
또한, 상기 용기 내면 영상 획득장치는 상기 용기 내면의 근적외선 영상을 핀홀 방식으로 획득하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치는 상기 용기의 이송을 위한 용기 이송라인과, 상기 용기 이송라인을 따라 이동되며, 상기 용기가 거치되는 용기 지지블록과, 상기 용기 이송라인의 폭 방향 일측에 상기 용기 이송라인과 수직을 이루는 방향으로 세워져 설치되는 승하강 가이드 포스트와, 상기 승하강 가이드 포스트에 승하강 가능하게 설치되어 상기 용기 지지블록으로부터 상기 용기를 상기 용기 내면 영상 획득장치를 통해 근적외선 영상이 획득되는 위치로 승강시키거나, 승강된 상기 용기를 다시 용기 지지블록으로 하강시키는 용기 승하강 홀더를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치는 상기 용기 이송라인의 폭 방향을 기준으로 상기 승하강 가이드 포스트와 동일 선상을 따라 상기 용기 이송라인의 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 가드 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 용기 내부의 이물질 존재 여부를 판별하기 위한 해당 용기 내부에 대한 영상이 근적외선 영상으로 획득됨에 따라, 해당 용기의 난반사 및 색상 변화에도 안정적인 이물질 검사가 이루어질 수 있게 된다.
또한, 근적외선 영상을 통해 용기 내 이물질의 존재 여부를 판별하는 동시에 이러한 판별 과정에서 에어 퍼징 공정을 연계하여 에어 퍼징 전 근적외선 영상 및 에어 퍼징 후 근적외선 영상 간의 비교를 통해 용기 내 이물질의 존재 여부를 더 정확하게 판별할 수 있게 된다.
또한, 용기의 내부에서 해당 용기의 깊이 방향과 이루는 각도가 120°내외의 각도로 별도의 회전없이 한 번에 해당 용기의 내측으로 점차적인 삽입이 이루어지는 특수 제작된 내시경 타입의 근적외선 영상 획득 장치를 통해 해당 용기의 측면에 대한 이물질 존재 여부를 정밀하게 획득할 수 있고 이를 통해 용기 내 이물질의 존재 여부를 매우 정확하게 판별할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치를 개념적으로 보인 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치의 외형적 구조의 일 예를 보인 도면
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치에서 용기 내면에 대한 획득된 근적외선 영상을 예시한 도면
도 5 및 도 6은 도 3 및 도 4에서 획득되는 근적외선 영상에 대해 color coordinate transformation 기법이 적용되는 예를 보인 도면
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치에서 용기 내면에 대한 획득된 근적외선 영상에 대해 threshold 기법이 적용되는 예를 보인 도면
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치가 자동화 공정을 통해 용기 내면의 이물질 검사를 하는 예를 순차적으로 예시한 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치의 외형적 구조의 일 예를 보인 도면
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치에서 용기 내면에 대한 획득된 근적외선 영상을 예시한 도면
도 5 및 도 6은 도 3 및 도 4에서 획득되는 근적외선 영상에 대해 color coordinate transformation 기법이 적용되는 예를 보인 도면
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치에서 용기 내면에 대한 획득된 근적외선 영상에 대해 threshold 기법이 적용되는 예를 보인 도면
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치가 자동화 공정을 통해 용기 내면의 이물질 검사를 하는 예를 순차적으로 예시한 사시도
이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, ＂…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치를 개념적으로 보인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치의 외형적 구조의 일 예를 보인 도면이다.
도시된 바와 같이, 용기 내부의 이물질 검사 장치(100)는 크게 용기 내면 영상 획득 장치(110) 및 용기 이물질 판별부(120)를 포함하여 구성된다. 그리고 용기 내부의 이물질 검사 장치(100)는 에어 분사부(130) 및 용기 조명부(140)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
용기 내면 영상 획득장치(110)는 용기(10)의 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 기능을 한다. 이에 따라, 용기 내면 영상 획득장치(110)는 통상의 근적외선 카메라로 형성되면 될 것이지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시 예에서는 용기 내면 영상 획득장치(110)가 통상의 근적외선 카메라로 형성되는 것을 예로 하였다.
이와 같이 용기 내면 영상 획득장치(110)를 통해 용기(10) 내면의 영상이 근적외선 영상으로 획득됨에 따라, 용기(10)의 난반사 및 색상 변화에도 안정적인 이물질 검사가 이루어질 수 있다.
그리고 용기 내면 영상 획득장치(110)는 용기(10)의 내부에서 해당 용기(10)의 깊이 방향에 대래 115°∼125°의 범위에서 교차되는 설치 형태로 별도의 회전 없이 한 번에 용기(10) 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 형태로 설치될 수 있다. 이때, 용기 내면 영상 획득장치(110)는 용기의 내부에 용기의 깊이 방향으로 점차적인 삽입이 이루어지는 동작을 포함하여 용기 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 것일 수 있다. 이에 따라, 용기 내부의 이물질 검사 장치(100)는 용기 내면 영상 획득장치(110)가 용기(10)의 깊이 방향으로 점차적인 삽입 동작이 이루어지기 위한 승하강 구동부(145)를 포함할 수 있다.
또한, 용기 내면 영상 획득장치(110)는 용기(10) 내면의 근적외선 영상을 핀홀 방식으로 획득하는 것일 수 있다.
이와 같이 용기 내면 영상 획득장치가 구성될 경우, 해당 용기 내면 영상 획득장치를 포함하는 용기 내부의 이물질 검사 장치는 용기(10)의 내면 중 특히 측면에 대한 이물질 존재 여부를 보다 정확하게 검사할 수 있는 특성을 가질 수 있다.
용기 이물질 판별부(120)는 용기 내면 영상 획득장치(110)에서 획득되는 근적외선 영상을 분석하여 용기(10) 내면의 이물질 존재 여부를 판별하는 기능을 한다.
다음은 용기 내부의 이물질 검사 장치(100)에 더 포함되는 에어 분사부(130) 및 용기 조명부(140)에 대해 설명한다.
에어 분사부(130)는 용기(10)의 내부에 압축공기를 불어 넣는 기능을 한다.
이에 따라, 용기 이물질 판별부(120)는 용기(10) 내면의 에어 분사부(130)를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상을 비교하여 용기(10) 내면의 이물질 존재 여부를 판별하는 것일 수 있다.
즉, 용기 내면 영상 획득장치(110)를 통해 획득되는 근적외선 영상에서 이물질로 의심되는 영역이 이물질인지 아니면 용기 내면(10)의 미세한 변색 등에 의한 것인지 더 정확한 판별이 이루어질 필요성이 있다.
따라서, 에어 분사부(130)를 통해 용기(10) 내부에 에어를 분산하여 이러한 에어 분사 후 이물질로 의심되는 영역의 위치 변경이 발생할 경우 용기(10) 내 이물질이 존재하는 것으로 판별되고, 이와 반대로 에어 분사 후에도 이물질로 의심되는 영역이 최초 발견된 위치에 동일하게 위치할 경우 용기(10) 내면의 미세한 변색 등으로 판별하게 되는 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치에서 용기 내면에 대한 획득된 근적외선 영상을 예시한 도면으로써, 이를 참조하면, 도 3은 용기(10) 내부에 대한 에어 분사 전 상태를 예시한 것이고, 도 4는 용기(10) 내부에 에어를 분사한 후의 상태를 예시한 것이다. 도시된 것처럼, 이물질로 의심되는 영역의 위치 변화가 없었으므로, 용기 이물질 판별부(120)는 해당 영역이 이물질이 아닌 것으로 판별하게 된다.
다시 도 1 및 도 2로 돌아가서, 용기 이물질 판별부(120)는 에어 분사부(130)를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상의 비교 결과 위치 변화는 없으나 이물질로 의심되는 영상 영역의 존재 시 해당 영상 영역을 색 좌표 변환(color coordinate transformation) 기법을 통해 이물질인지 여부를 판별하는 과정을 추가로 진행할 수 있다.
색 좌표 변환(color coordinate transformation) 기법에 대해 간략하게 서술하면, 색 좌표 변환(color coordinate transformation)은 하나의 원색 세트에 대한 색의 3자극값을 다른 원색 세트에 대한 같은 색의 3자극값에서 계산하는 것을 말한다.
도 5 및 도 6은 도 3 및 도 4에서 획득되는 근적외선 영상에 대해 color coordinate transformation 기법이 적용되는 예를 보인 도면으로써, 이를 참조하면, 용기 이물질 판별부(120)는 도 5에 도시된 것처럼 어두운 영역과 이물의 gray value 차이가 미미하여 이물 검출에 어려움이 있으므로, 도 6에 도시된 것처럼 이물의 특정 color coordinate를 분석하여 이를 통해 이물을 검출하는 것이다.
다시 도 1 및 도 2로 돌아가서, 용기 이물질 판별부(120)는 에어 분사부(130)를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상의 비교 결과 이물질로 의심되는 영상 영역이 에어 분사 후 인식되지 않는 동시에 해당 용기(10) 내에 음영 또는 어두운 색상의 영역이 존재 시 상기 음영 또는 어두운 색상의 영역에 대한 threshold 기법 적용을 통해 이물질의 존재 여부를 판별하는 과정을 추가로 진행할 수 있다.
예를 들어, 용기 내에 검정 또는 회색이나 짙은 회색의 영역이 존재하는 동시에서 에어 분사 전 이물질로 의심되었던 영상 영역이 에어 분사 후 확인되지 않을 시 상기 검정 또는 회색이나 짙은 회색의 영역에 대해 threshold 기법을 적용하여 이물질의 존재 여부를 판별하는 것이다.
상기 threshold 기법에 대해 포토샵 프로그램을 예로 설명하면, 검은색과 하얀색으로만 나타나게 해주는 기능을 말한다. 부연 설명하면, threshold level 기능이 있어, 이를 통해 높아질수록 검은색이 많아지고 작아질수록 하얀색이 많아지게 된다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치에서 용기 내면에 대한 획득된 근적외선 영상에 대해 threshold 기법이 적용되는 예를 보인 도면으로써, 이를 참조하면, 용기 이물질 판별부(120)는 blue 계열 이미지의 gray value 차이를 이용하여 이물을 검출하게 된다.
다시 도 1 및 도 2로 돌아가서, 용기 조명부(140)는 용기 내면 영상 획득장치(110)를 통해 용기(10) 내면의 근적외선 영상이 획득되는 과정에서 용기(10)의 내부를 향해 광을 조사하는 기능을 한다. 이렇게 용기 조명부(140)가 용기(10) 내부에 광을 조사함에 따라, 용기 내면 영상 획득장치(110)를 통해 획득되는 용기(10) 내면의 근적외선 영상이 보다 선명하고 정확한 영상으로 획득될 수 있다.
또한, 용기 조명부(140)는 용기(10)를 중심으로 용기 내면 영상 획득장치(110)와 마주하는 상태로 설치될 수 있다. 이는 용기 내면 영상 획득장치(110)를 통한 용기(10) 내면의 영상 획득 과정에서 용기 조명부(140)의 광 조명 기능이 극대화될 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 용기 조명부(140)는 용기(10)의 하부 또는 용기(10)를 중심으로 용기 내면 영상 획득장치와 마주하는 위치에 job change 방식의 작동이 가능한 상태로 설치될 수 있다.
그리고 본 실시 예에서는 에어 분사부(130) 및 용기 조명부(140)의 작동이 용기 이물질 판별부(120)를 통해 제어되는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 용기 내부의 이물질 검사 장치(100)는 에어 분사부(130) 및 용기 조명부(140)의 작동 제어는 물론 필요에 따라 용기 내면 영상 획득장치(110) 및 용기 이물질 판별부(120)의 작동까지 제어할 수 있는 별도의 메인 제어부를 포함하는 구성일 수 있다.
다음은 도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치가 자동화 공정을 통해 용기 내부의 이물질을 검사하는 예를 설명한다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치가 자동화 공정을 통해 용기 내면의 이물질 검사를 하는 예를 순차적으로 예시한 사시도이다.
설명에 앞서, 본 실시 예에서는 용기 내면 영상 획득장치가 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 용기 내면 영상 획득장치(100)의 구성인 것을 예로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도시된 바와 같이, 용기 내부의 이물질 검사 장치는 용기 이송라인(150), 용기 지지블록(160), 승하강 가이드 포스트(170), 용기 승하강 홀더(180)를 포함할 수 있다. 또한, 용기 내부의 이물질 검사 장치는 한 쌍의 가드 부재(190)를 더 포함할 수 있다.
용기 이송라인(150)은 용기(10)를 순차적으로 이송시키는 기능을 하며, 통상 컨베이어 벨트가 사용될 수 있다.
용기 지지블록(160)은 용기 이송라인(150)을 따라 이동되며, 이러한 용기 지지블록(160)에 용기(10)가 거치되고, 용기 지지블록(160)이 용기 이송라인(150)을 따라 순차적으로 이동함에 따라, 용기 지지블록(160)별 용기(10)가 용기 이송라인(150)을 순차적으로 이동하게 된다.
승하강 가이드 포스트(170)는 용기 이송라인(150)의 폭 방향 일측에 용기 이송라인(150)과 수직을 이루는 방향으로 세워져 설치된다.
용기 승하강 홀더(180)는 승하강 가이드 포스트(170)에 승하강 가능하게 설치되어 용기 지지블록(160)으로부터 용기(10)를 용기 내면 영상 획득장치(110)를 통해 근적외선 영상이 획득되는 위치로 승강시키거나, 승강된 용기(10)를 다시 용기 지지블록(160)으로 하강시키는 기능을 한다.
가드 부재(190)는 한 쌍으로 구성되어 이러한 한 쌍의 가드 부재(190)가 용기 이송라인(150)의 폭 방향을 기준으로 승하강 가이드 포스트(170)와 동일 선상을 따라 용기 이송라인(160)의 양측에 각각 설치된다.
상술한 구성에 의해서, 용기(10)들이 용기 지지블록(160)을 통해 용기 이송라인(150)을 따라 순차적으로 이동하며, 이러한 이송 과정에서 승하강 가이드 포스트(170) 및 용기 승하강 홀더(180)에 의해 용기 내면 영상 획득장치(110)로부터 용기 내면의 근적외선 영상이 획득되는 과정을 거친 후 다시 용기 이송라인(150)을 통해 다음 공정라인으로 이송되게 된다.
또한, 용기 내부의 이물질 검사장치의 전체적인 구동을 서보(servo)화 함으로써, 작업 변환 시마다 용기 조명부(140)에 대한 광학계 셋업을 필요로 하지 않을 수 있다.
도 9 내지 도 13의 각 과정에 대해 간략하게 설명하면, 도 9는 용기(10) 및 그 용기 지지블록(160)이 용기 승하강 홀더(180)로 진입되려는 상태를 예시한 것이고, 도 10은 용기(10)가 용기 승하강 홀더(180)를 통해 파지되기 전 상태를 예시한 것이다. 또한, 도 11은 용기(10)가 용기 승하강 홀더(180)를 통해 파지되어 용기 내면 영상 획득장치(110)를 통해 근적외선 영상이 획득되는 위치로 승강된 상태를 예시한 것이고, 도 12는 용기 내명 영상 획득장치(110)를 통해 내면의 근적외선 영상이 획득되어진 용기(10)가 다시 용기 지지블록(160)으로 거치되는 상태를 예시한 것이다. 마지막으로 도 13은 용기 지지블록(160)에 다시 거치된 용기(10)가 용기 이송라인(150)을 통해 다음 공정이 이루어지는 방향으로 이송이 시작되는 상태를 예시한 것이다.
상술한 도 1 내지 도 13을 참조한 설명을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 용기 내부의 이물질 검사 장치는 용기 내부의 이물질 존재 여부를 판별하기 위한 해당 용기 내부에 대한 영상이 근적외선 영상으로 획득될 수 있게 하고, 이에 따라 해당 용기의 난반사 및 색상 변화에도 안정적인 이물질 검사가 이루어질 수 있게 한다.
또한, 근적외선 영상을 통해 용기 내 이물질의 존재 여부를 판별하는 동시에 이러한 판별 과정에서 에어 퍼징 공정을 연계하여 에어 퍼징 전 근적외선 영상 및 에어 퍼징 후 근적외선 영상 간의 비교를 통해 용기 내 이물질의 존재 여부를 더 정확하게 판별할 수 있게 한다.
또한, 용기의 내부에서 해당 용기의 깊이 방향과 이루는 각도가 120° 내외의 각도로 별도의 회전 없이 한 번에 해당 용기의 내측으로 점차적인 삽입이 이루어지는 특수 제작된 내시경 타입의 근적외선 영상 획득 장치를 통해 해당 용기의 측면에 대한 이물질 존재 여부에 대한 영상 정보가 더 정밀하게 획득될 수 있게 하고, 이를 통해 용기 내 이물질의 존재 여부를 매우 정확하게 판별할 수 있게 한다.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 용기 내부의 이물질 검사 장치 110 : 용기 내면 영상 획득장치
120 : 용기 이물질 판별부 130 : 에어 분사부
140 : 용기 조명부 145 : 승하강 구동부
150 : 용기 이송라인 160 : 용기 지지블록
170 : 승하강 가이드 포스트 180 : 용기 승하강 홀더
190 : 가드 부재
120 : 용기 이물질 판별부 130 : 에어 분사부
140 : 용기 조명부 145 : 승하강 구동부
150 : 용기 이송라인 160 : 용기 지지블록
170 : 승하강 가이드 포스트 180 : 용기 승하강 홀더
190 : 가드 부재
Claims (11)
- 용기의 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 용기 내면 영상 획득장치;
상기 용기 내면 영상 획득장치에서 획득되는 근적외선 영상을 분석하여 상기 용기 내면의 이물질 존재 여부를 판별하는 용기 이물질 판별부를 포함하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 용기 내면 영상 획득장치는 상기 용기의 내부에서 상기 용기의 깊이 방향에 대해 115°∼125°의 범위에서 교차되는 설치 형태로 별도의 회전 없이 한 번에 상기 용기 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 용기 내면 영상 획득장치는 상기 용기의 내부에 상기 용기의 깊이 방향으로 점차적인 삽입이 이루어지는 동작을 포함하여 상기 용기 내면에 대한 근적외선 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 용기의 내부에 압축공기를 불어 넣는 에어 분사부를 더 포함하며,
상기 용기 이물질 판별부는 상기 용기 내면의 상기 에어 분사부를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상을 비교하여 상기 용기 내면의 이물질 존재 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 용기 이물질 판별부는 상기 에어 분사부를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상의 비교 결과 위치 변화는 없으나 이물질로 의심되는 영상 영역의 존재 시 해당 영상 영역을 색 좌표 변환(color coordinate transformation)기법을 통해 이물질인지 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 용기 이물질 판별부는 상기 에어 분사부를 통한 에어 분사 전 근적외선 영상 및 에어 분사 후 근적외선 영상의 비교 결과 이물질로 의심되는 영상 영역이 에어 분사 후 인식되지 않는 동시에 해당 용기 내에 음영 또는 어두운 색상의 영역이 존재 시 상기 음영 또는 어두운 색상의 영역에 대한 threshold 기법 적용을 통해 이물질의 존재 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 용기 내면 영상 획득장치를 통해 상기 용기 내면의 근적외선 영상이 획득되는 과정에서 상기 용기의 내부를 향해 광을 조사하는 용기 조명부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 용기 조명부는 상기 용기의 하부 또는 상기 용기를 중심으로 상기 용기 내면 영상 획득장치와 마주하는 위치에 job change 방식의 작동이 가능한 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 용기 내면 영상 획득장치는 상기 용기 내면의 근적외선 영상을 핀홀 방식으로 획득하는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 용기의 이송을 위한 용기 이송라인;
상기 용기 이송라인을 따라 이동되며, 상기 용기가 거치되는 용기 지지블록;
상기 용기 이송라인의 폭 방향 일측에 상기 용기 이송라인과 수직을 이루는 방향으로 세워져 설치되는 승하강 가이드 포스트;
상기 승하강 가이드 포스트에 승하강 가능하게 설치되어 상기 용기 지지블록으로부터 상기 용기를 상기 용기 내면 영상 획득장치를 통해 근적외선 영상이 획득되는 위치로 승강시키거나, 승강된 상기 용기를 다시 용기 지지블록으로 하강시키는 용기 승하강 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 용기 이송라인의 폭 방향을 기준으로 상기 승하강 가이드 포스트와 동일 선상을 따라 상기 용기 이송라인의 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 가드 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 내부의 이물질 검사 장치.
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