KR20190078227A - 스트립 표면의 검사 장치 - Google Patents

스트립 표면의 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치는 본체, 상기 본체에 위치하며 스트립에 광을 조사하여 상기 스트립 표면을 검사하는 발광 모듈, 상기 발광 모듈을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 발광 모듈은 복수개의 광원이 행렬로 배치된 발광부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 복수개의 광원 중 일부 열에 위치하는 광원을 오프시켜 상기 스트립의 표면에 서로 이격된 복수개의 직사광 영역을 형성한다.

Description

스트립 표면의 검사 장치{INSPECTION APPARATUS FOR STRIP SURFACE}
본 발명은 스트립 표면의 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 초속 2m 내지 4m의 이동 속도로 움직이는 스트립(Strip) 표면을 검사하기 위하여 스트로보스코프(Stroboscope)가 사용된다.
이러한 스트로보스코프는 주기적으로 깜박이는 광을 스트립 표면에 조사함으로써, 급속히 움직이는 물체를 정지했을 때와 같은 상태로 관측하는 장치이며, 검사자는 스트로보스코프를 통해 스트립 표면의 결함을 육안으로 확인할 수 있다.
스트립 표면에는 좁은 영역을 차지하는 높은 휘도의 직사광과 넓은 영역을 차지하는 낮은 휘도의 반사광이 조사된다. 따라서, 스트립 표면에 발생한 3μm 이하의 작은 요철성 결함은 반사광으로는 휘도가 낮아 식별이 어렵고, 직사광은 좁은 영역을 차지하므로, 검사자가 집중하지 않은 경우에는 직사광 영역을 벗어나게 되므로 결함을 발견하기 어렵다.
본 발명은 식별성이 향상된 스트립 표면의 검사 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치는 본체, 상기 본체에 위치하며 스트립에 광을 조사하여 상기 스트립 표면을 검사하는 발광 모듈, 상기 발광 모듈을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 발광 모듈은 복수개의 광원이 행렬로 배치된 발광부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 복수개의 광원 중 일부 열에 위치하는 광원을 오프시켜 상기 스트립의 표면에 서로 이격된 복수개의 직사광 영역을 형성한다.
상기 행렬로 배치된 복수개의 광원 중 오프되는 광원의 열 방향은 상기 스트립의 진행 방향과 평행할 수 있다.
상기 스트립의 표면에는 상기 직사광 영역보다 휘도가 낮은 반사광 영역이 형성되며, 상기 복수개의 직사광 영역 사이에 반사광 영역이 위치할 수 있다.
복수개의 직사광 영역과 상기 반사광 영역은 서로 중첩하며, 상기 복수개의 직사광 영역과 상기 반사광 영역의 경계부의 식별력은 상기 직사광 영역 및 상기 반사광 영역의 내부의 식별력보다 높을 수 있다.
상기 복수개의 광원 중 일부 열에 위치하는 광원을 오프 시킨 경우의 상기 경계부의 수는 상기 복수개의 광원을 모두 온 시킨 경우의 상기 경계부의 수보다 많을 수 있다.
상기 발광 모듈은 상기 발광부를 지지하는 지지판, 그리고 상기 발광부를 둘러싸며 60도 내지 90도의 반사각을 가지는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
상기 발광부는 상기 스트립과 소정 경사각을 가지며 경사지게 설치될 수 있다.
상기 소정 경사각은 15도 내지 30도일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치는 복수개의 광원 중 일부 열에 위치한 광원들을 오프 시켜 복수 쌍의 경계부를 형성함으로써, 결함을 용이하게 식별할 수 있다.
또한, 작업자가 미세한 결함에 대해 추적 관리가 용이해지며 제품의 불량률을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1의 발광 모듈의 구체적인 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광 모듈을 이용하여 스트립 표면에 직사광 및 반사광을 형성하는 상태를 도시한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치의 복수개의 광원을 모두 온시킨 경우의 스트립 표면의 직사광 영역 및 반사광 영역의 형상을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치의 복수개의 광원 중 일부 열에 위치한 광원을 오프 시킨 경우의 스트립 표면의 직사광 영역 및 반사광 영역의 형상을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점과 특징 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 개시되는 실시예들에 한정되지 않으며 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 아래의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치의 측면도이고, 도 2는 도 1의 발광 모듈의 구체적인 평면도이며, 도 3은 도 1의 발광 모듈을 이용하여 스트립 표면에 직사광 및 반사광을 형성하는 상태를 도시한 설명도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치는 본체(10), 본체(10)에 위치하며 스트립(1) 표면을 검사하는 발광 모듈(20), 발광 모듈(20)을 제어하는 제어부(30)를 포함한다. 발광 모듈(20)은 스트립(1)의 표면으로부터 30 내지 50cm 이격될 수 있다.
발광 모듈(20)은 복수개의 광원(2)이 행렬로 배치된 발광부(21), 발광부(21)를 지지하는 지지판(22), 그리고 발광부(21)를 둘러싸는 렌즈부(23)를 포함한다. 발광 모듈(20)은 주기적으로 깜박이는 광을 스트립(1) 표면에 조사함으로써, 급속히 움직이는 물체를 정지했을 때와 같은 상태로 관측한다.
광원(2)의 직경은 8 내지 10mm일 수 있다. 이러한 광원(2)은 LED를 포함할 수 있다. 그러나, 광원(2)의 종류는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류가 가능하다. 또한, 본 실시예에서 12개의 광원(2)을 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 수의 광원(2)을 적용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서 광원(2)은 4x3의 행렬로 배치되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 행렬로 광원(2)은 배치될 수 있다.
발광부(21)는 스트립(1)과 소정 경사각(θ1)을 가지며 경사지게 설치될 수 있다. 소정 경사각(θ1)은 15도 내지 30도일 수 있다. 발광부(21)와 스트립(1) 간의 소정 경사각(θ1)이 15도보다 작은 경우에는 스트립(1) 표면에 작은 크기(D2)의 직사광 영역(A2)이 대부분 형성되므로 스트립(1) 표면의 결함(1a)을 신속하게 찾아내기 어렵고, 발광부(21)와 스트립(1) 간의 소정 경사각(θ1)이 30도보다 큰 경우에는 스트립(1) 표면에 낮은 휘도의 반사광 영역(A1)이 대부분 형성되므로, 스트립(1) 표면을 결함(1a)을 정확하게 찾아내기 어렵다.
도 3에 도시한 바와 같이, 렌즈부(23)는 광원(2)에서 발광된 광이 스트립(1)으로 조사되도록 굴절 및 반사시키며, 이러한 렌즈부(23)의 직경은 15 내지 25mm이고, 반사각(θ2)은 60도 내지 90도일 수 있다. 따라서, 렌즈부(23)는 난반사를 발생시켜 결함(1a)에 대한 식별력을 향상시킬 수 있다.
광원(2)에서 직접 스트립(1)에 조사된 직사광(L1)은 광원(2)에서 렌즈부(23) 등을 통해 반사되어 스트립(1)에 조사된 반사광(L2)보다 높은 휘도를 가질 수 있다. 각각의 광원(2)에서 조사된 직사광이 스트립(1)의 표면에서 서로 일부 중첩하여 연속된 직사광 영역(A2)을 형성하도록 광원(2)의 수 및 행렬을 조절할 수 있다.
한편, 제어부(30)는 복수개의 광원(2) 모두를 온 및 오프 시킬 수도 있고, 복수개의 광원(2) 중 일부만을 온 및 오프 시킬 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치의 복수개의 광원을 모두 온시킨 경우의 스트립 표면의 직사광 영역 및 반사광 영역의 형상을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 복수개의 광원(2)을 배치함으로써, 하나의 광원(2)을 배치한 경우에 비해 직사광 영역(A2)의 크기(D2)를 증가시켜 결함(a1)이 직사광 영역(A2)을 벗어나 정지상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 반사광(L2)이 조사된 영역인 반사광 영역(A1)의 크기(D1)는 직사광 영역(A2)의 크기(D2)보다 크게 된다. 이 때, 반사광 영역(A1)과 직사광 영역(A2)은 서로 일부 중첩하므로, 복수개의 광원(2)을 모두 온시킨 경우 직사광과 반사광(L2) 사이에 한 쌍의 경계부(B)가 형성될 수 있다. 이러한 경계부(B)의 식별력은 직사광 영역(A2)의 내부 또는 반사광 영역(A1)의 내부의 식별력보다 높다. 그러나, 한 쌍의 경계부(B)만이 스트립(1) 표면에 형성되므로 검사자가 집중하지 않은 경우에는 결함(1a)을 발견하기 어려울 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 실시예에서는 경계부(B)의 수를 증가시켜 식별력을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 표면의 검사 장치의 복수개의 광원 중 일부 열에 위치한 광원을 오프 시킨 경우의 스트립 표면의 직사광 영역 및 반사광 영역의 형상을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 복수개의 광원(2) 중 일부 열 즉, 제2 열에 위치한 광원(2)들을 오프 시킬 수 있다. 복수개의 광원(2) 중 오프되는 광원(2)의 열 방향(C)은 스트립(1)의 진행 방향(Y)과 평행할 수 있다.
이 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 스트립(1)의 표면에 서로 이격된 복수개의 직사광 영역(A2)을 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 직사광 영역(A2)을 형성하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 광원(2)의 수, 오프하는 열의 수 등을 조절하여 다양한 수의 직사광 영역(A2)을 형성할 수 있다.
복수개의 직사광 영역(A2)과 반사광 영역(A1)은 서로 일부 중첩하고, 복수개의 직사광 영역(A2)이 서로 이격되므로, 복수개의 직사광 영역(A2) 사이에 반사광 영역(A1)이 위치할 수 있다. 따라서, 직사광과 반사광(L2) 사이에 복수 쌍의 경계부(B1, B2, B3, B4)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 직사광 영역(A2)이 형성되므로, 4쌍의 경계부(B1, B2, B3, B4)가 형성된다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수의 경계부가 형성될 수 있다.
이와 같이, 복수개의 광원(2) 중 일부 열에 위치한 광원(2)들을 오프 시키는 경우, 스트립(1) 표면에는 식별력이 높은 복수 쌍의 경계부(B1, B2, B3, B4)가 형성되므로, 식별력을 향상시킬 수 있다. 즉, 결함(1a)의 크기가 3μm 이하의 작은 요철성 결함인 경우에는 복수개의 광원(2) 중 일부 열에 위치한 광원(2)들을 오프 시켜 복수 쌍의 경계부를 형성함으로써, 결함을 용이하게 식별할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 본체 20: 발광 모듈
30: 제어부 21: 발광부
22: 지지판 23: 렌즈부
A1: 반사광 영역 A2: 직사광 영역

Claims (8)

  1. 본체,
    상기 본체에 위치하며 스트립에 광을 조사하여 상기 스트립 표면을 검사하는 발광 모듈,
    상기 발광 모듈을 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 발광 모듈은 복수개의 광원이 행렬로 배치된 발광부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 복수개의 광원 중 일부 열에 위치하는 광원을 오프시켜 상기 스트립의 표면에 서로 이격된 복수개의 직사광 영역을 형성하는 스트립 표면의 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 행렬로 배치된 복수개의 광원 중 오프되는 광원의 열 방향은 상기 스트립의 진행 방향과 평행한 스트립 표면의 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스트립의 표면에는 상기 직사광 영역보다 휘도가 낮은 반사광 영역이 형성되며, 상기 복수개의 직사광 영역 사이에 반사광 영역이 위치하는 스트립 표면의 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    복수개의 직사광 영역과 상기 반사광 영역은 서로 중첩하며,
    상기 복수개의 직사광 영역과 상기 반사광 영역의 경계부의 식별력은 상기 직사광 영역 및 상기 반사광 영역의 내부의 식별력보다 높은 스트립 표면의 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수개의 광원 중 일부 열에 위치하는 광원을 오프 시킨 경우의 상기 경계부의 수는 상기 복수개의 광원을 모두 온 시킨 경우의 상기 경계부의 수보다 많은 스트립 표면의 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발광 모듈은
    상기 발광부를 지지하는 지지판, 그리고
    상기 발광부를 둘러싸며 60도 내지 90도의 반사각을 가지는 렌즈부
    를 더 포함하는 스트립 표면의 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발광부는 상기 스트립과 소정 경사각을 가지며 경사지게 설치되는 스트립 표면의 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소정 경사각은 15도 내지 30도인 스트립 표면의 검사 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001304817A (ja) * 2000-04-21 2001-10-31 Juki Corp 照明装置
KR20090104652A (ko) * 2008-03-31 2009-10-06 우시오덴키 가부시키가이샤 조명용 광원 및 그를 이용한 패턴 검사 장치

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