KR20190101107A

KR20190101107A - 환산된 명도값 분석을 통한 사출성형제품의 불량 여부 판단방법

Info

Publication number: KR20190101107A
Application number: KR1020180021056A
Authority: KR
Inventors: 홍봉희; 이지완; 김재욱
Original assignee: (주)비에스피; 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-08-30

Abstract

본 발명은, 결함이 없는 제품의 디지털이미지 D1을 준비하는 단계; 디지털이미지 D1을 복수 개로 균등하여 분할한 디지털이미지 D2를 준비하는 단계; 결함이 없는 제품과 동일한 방식으로 사출성형된 제품의 디지털이미지 D1′을 준비하는 단계; 디지털이미지 D1′을 복수 개로 균등하여 분할한 디지털이미지 D2′를 준비하는 단계; 상호 간에 대응되는 위치의 디지털이미지 D2 및 디지털이미지 D2′를 조합하여 순차적으로 추출하는 단계; 순차적으로 추출되어 조합을 이루는 디지털이미지 D2 및 디지털이미지 D2′ 각각의 명도분포로 환산하는 단계; 각 조합에 따라 환산된 명도분포에 따라 사출성형된 제품에 있어 결함 부위를 판단하는 단계; 디지털이미지 D2′ 각각에 결함으로 판단된 특정 부위를 표시하는 단계;를 포함하는 환산된 명도값 분석을 통한 사출성형제품의 불량여부 판단방법을 제공한다.

Description

환산된 명도값 분석을 통한 사출성형제품의 불량 여부 판단방법{Method for detecting a defect in molding products using by analysis of conversion brightness}

본 발명은 사출성형제품의 불량 여부를 판단하는 방법으로서, 더욱 구체적으로는 결함이 없는 기준 제품과 동일한 방식으로 제작된 사출성형제품 각각을 촬영한 디지털이미지를 복수 개로 분할한 다음, 분할된 디지털이미지를 위치별로 조합하여 환산된 명도값으로 상호 비교함으로써 제작된 제품의 외관에 발생한 결함을 보다 완전하게 검출하여 불량 여부를 판단하는 방법에 관한 것이다.

사출성형이란 일정 형상으로 이루어지는 공동공간이 마련되는 금형을 합형한 상태에서 용융된 수지를 금형의 공동공간에 주입하고 경화시켜 제품을 제작하는 방식으로, 일반 생활용품에서 자동차 부품까지 매우 다양한 산업 분야에 활용되고 있다.

이러한 사출성형에 있어, 장치의 오작동이나 부적절한 압력 및 온도 조절, 그리고 금형에 주입되는 재료의 흐름 특성 등에 따라 제품에는 다양한 형태의 결함들이 발생하게 되며, 제품에 나타나는 이러한 결함들은 제품 자체의 가치를 떨어뜨리는 주요한 요인으로 작용하기 때문에 작업과정에서 이들을 적절하게 식별하여 제거할 필요가 있다.

종래 사출성형 작업 과정에서 주로 사용하였던 방식이 작업자의 육안을 통한 결함 식별이었으나 이러한 방식은 인력과 시간이 많이 소요될 뿐 아니라, 작업자의 숙련도에 따라 그 판단 자체가 달라질 수 있다는 점에서 객관적인 운용이 불가능한 문제가 있었다.

이에 대한 대안으로 제안되고 있는 것이 생산되는 제품의 외관을 영상으로 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 제품의 외관에 발생하는 결함을 판단하는 방식이다. 하지만, 이들 대부분은 촬영된 제품의 외관 영상을 기준이 되는 영상과 단순 비교하여 결함 여부를 판단하고 있다는 점에서, 제품의 표면에 나타나는 다양한 결함에 적절하게 대응하지 못하는 단점이 있었다.

대한민국 등록특허 제1110066호

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 사출성형과정에서 발생하여 제품의 외관에 영향을 미치는 다양한 종류의 결함을 보다 정확하게 판별할 수 있는 방법을 제안함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 결함이 없는 제품의 디지털이미지 D1을 준비하는 단계; 디지털이미지 D1을 복수 개로 균등하여 분할한 디지털이미지 D2를 준비하는 단계; 결함이 없는 제품과 동일한 방식으로 사출성형된 제품의 디지털이미지 D1′을 준비하는 단계; 디지털이미지 D1′을 복수 개로 균등하여 분할한 디지털이미지 D2′를 준비하는 단계; 상호 간에 대응되는 위치의 디지털이미지 D2 및 디지털이미지 D2′를 조합하여 순차적으로 추출하는 단계; 순차적으로 추출되어 조합을 이루는 디지털이미지 D2 및 디지털이미지 D2′ 각각의 명도분포로 환산하는 단계; 각 조합에 따라 환산된 명도분포에 따라 사출성형된 제품에 있어 결함 부위를 판단하는 단계; 디지털이미지 D2′ 각각에 결함으로 판단된 특정 부위를 표시하는 단계;를 포함하여 이루어지는 기술적 특징이 있다.

상기 사출성형된 제품에 있어 결함 부위를 판단하는 단계에는, 디지털이미지 D2′에 있어 환산된 명도 평균값을 디지털이미지 D2에 있어 환산된 명도값과 대비하여 평탄부위와 비평탄부위로 분리하는 단계가 포함될 수 있다.

본 발명은 결함이 전혀 없이 기준이 되는 제품 및 동일한 사출성형방식으로 제작된 제품 상호 간을 대비함에 있어 각각의 디지털이미지를 복수 개로 분할한 다음 서로 대응되는 위치별로 조합한 상태에서, 이들 각 조합을 명도분포로 환산하여 그 차이로서 결함 부위를 파악하고 그 결과를 디지털이미지에 표시함으로써, 제작된 제품에 있어 결함 부위를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능함은 물론 해당 설비에 있어 오작동 부분을 신속하게 점검하여 제어하는 것이 가능하다.

도 1a 내지 도 1h 각각은 본 발명에 따른 사출성형제품의 불량여부를 판단하는 각 단계의 일례를 보여주는 개략도.
도 2a는 결함이 있는 부위의 디지털이미지 D2′에 있어 환산된 명도분포 일례를 보여주는 개략도.
도 2b는 정상적인 부위의 디지털이미지 D2′에 있어 환산된 명도분포 일례를 보여주는 개략도.
도 3은 사출성형제품에 있어 비평탄부위의 일례를 보여주는 개략도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 디지털이미지 D1, D1′를 준비하는 단계, 디지털이미지 D1, D1′ 각각을 분할하여 디지털이미지 D2, D2′를 준비하는 단계, 서로 대응되는 위치의 특정 디지털이미지 D2 및 디지털이미지 D2′를 순차적으로 추출하여 명도분포로 환산하는 단계, 환산된 명도분포에 따라 결함여부를 판단하고 이를 표시하는 단계를 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이하 이들 각 단계를 구체적으로 살펴본다.

먼저, 디지털이미지 D1, D1′ 각각을 준비한다. 디지털이미지 D1은 기준이 되는 것으로서, 결함이 전혀 없는 제품의 디지털이미지이다. 도 1a에는 디지털이미지 D1의 일례가 개시되어 있다.

디지털이미지 D1′는 디지털이미지 D1과 동일한 제품을 촬영한 것으로서, 결함이 전혀 없는 제품과 동일한 방식으로 사출성형된 제품의 디지털이미지이다. 이는 사출성형장치의 금형 전면에 통상적인 디지털카메라를 설치하여 금형이 개방되어 추출된 제품을 촬영하는 방식으로 얻을 수 있다.

사출성형제품의 경우 그 종류는 물론 크기 자체가 매우 다양한데, 본 발명은 대형의 사출성형제품은 1장의 원본 디지털이미지를 준비한 다음 이 원본 디지털이미지를 도 1b와 같이 복수 개로 분할하여 이를 디지털이미지 D1으로 사용하는 경우도 배제하지 않는다.

이는 특정 사출성형제품에 대한 디지털이미지를 준비함에 있어, 기준이 되는 제품(결함이 전혀 없는 제품)에 대하여 준비된 디지털이미지 D1과 대비되는 디지털이미지 D1′을 디지털이미지 D1과 완전히 동일한 환경(주위 조명, 촬영 각도 등)을 통해 구현하는 것이 불가능하기 때문이다.

디지털이미지 D1, D1′ 각각이 준비되면, 이를 복수 개로 균등하게 분할한다. 도 1c는 디지털이미지 D1을 복수 개로 균등하게 분할한 디지털이미지 D2의 일례를 보여준다. 디지털이미지 D1을 어느 정도로 분할하여 몇 개의 디지털이미지 D2를 준비하느냐 여부는 임의 사항이다.

이때, 디지털이미지 D1′의 분할로 이루어지는 디지털이미지 D2′는 디지털이미지 D1의 분할로 이루어지는 디지털이미지 D2보다 그 크기가 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 디지털이미지 D1′에 존재할 수 있는 결함 부위를 보다 정밀하게 파악하기 위함이다. 크기 비율은 절대적인 값이 있는 것이 아니라 상대적이기만 하면 족하다.

복수 개로 균등하게 분할된 디지털이미지 D2, D2′ 각각이 준비되면, 상호 간에 대응되는 위치의 디지털이미지 D2 및 디지털이미지 D2′를 순차적으로 추출하여 조합한 다음, 이들 각각을 명도분포로 환산한다.

도 1d에는 디지털이미지 D2, D2′ 각각에 있어 상호 간에 대응하는 위치의 조합으로서 디지털이미지 D2′에 결함이 존재하는 경우가 개시되어 있으며, 도 1e에는 디지털이미지 D2, D2′ 각각에 있어 상호 간에 대응하는 위치의 조합으로서 디지털이미지 D2′에 결함이 없는 경우가 개시되어 있다. 대비되는 디지털이미지 D2′가 상대적으로 작은 크기를 가짐은 전술한 바와 같다.

한편, 도 2a 및 도 2b 각각은 도 1d 및 도 1e 각각과 같은 방법으로 순차적으로 조합된 디지털이미지 D2′의 명도분포 환산값을 보여준다. 이러한 명도분포 환산은 관련 업계에서 널리 사용되고 있는 FCM(filtered convolution map) 방식을 통해 이루어질 수 있다.

디지털이미지 D2, D2′ 각각의 조합에 대한 명도분포가 환산되면, 이를 통해 사출성형된 제품에 있어 결함 부위를 판단한다. 즉, 디지털이미지 D2의 환산 명도 평균값보다 디지털이미지 D2′의 환산 명도값이 큰 경우에는 결함으로 판단하고, 디지털이미지 D2의 환산 명도 평균값보다 디지털이미지 D2′의 환산 명도값이 작은 경우에는 정상으로 판단하게 된다.

도 1f는 디지털이미지 D2, D2′ 각각의 조합에 대하여 환산 명도분포를 보여주는 도 2a 및 도 2b 각각에 있어 중앙 부위 가로선(점선)을 기준으로 한 디지털이미지 D2의 환산 명도 평균값과 디지털이미지 D2′의 환산 명도값의 분포를 보여준다.

도 1f에서 중간 점선은 디지털이미지 D2의 환산 명도 평균값이며, 상측 부위의 그래프는 도 2a에 개시된 디지털이미지 D2′의 환산 명도값의 분포이며, 하측 부위의 그래프는 도 2b에 개시된 디지털이미지 D2′의 환산 명도값의 분포로서, 디지털이미지 D2의 환산 명도 평균값보다 디지털이미지 D2′의 환산 명도값이 크게 나타나고 있는 상측 부위 그래프는 결함으로 판정된다.

한편, 사출성형제품의 외관 대부분은 평탄부위가 주를 이루나, 손잡이, 고리, 홈 등과 같이 비평탄부위가 존재할 수도 있다. 도 3에는 이러한 비평탄부위 중에서 홈의 일례가 개시되어 있는데, 좌측은 비평탄부위에 대한 디지털이미지 D2이며, 우측은 비평탄부위에 대한 디지털이미지 D2′이다.

이러한 비평탄부위의 결함 여부 판단을 위해 본 발명은, 디지털이미지 D2′에 있어 환산된 명도 평균값을 디지털이미지 D2에 환산된 명도 평균값과 대비하여 평탄부위와 비평탄부위로 분리하는 경우를 배제하지 않는다.

즉, 도 1g와 같이, 디지털이미지 D2′에 있어 환산된 명도값(실선 그래프)을 디지털이미지 D2에 환산된 명도 평균값(점선)과 대비하여 디지털이미지 D2′에 있어 환산된 명도값이 디지털이미지 D2의 그것보다 큰 경우에는 비평탄부위로 분리하는 것이다.

이때, 디지털이미지 D2′에 있어 환산된 명도값이 디지털이미지 D2의 그것보다 큰 경우에는 도 1f와 같이 평탄부위의 결함도 포함될 수 있기 때문에, 디지털이미지 D2′의 평균값에 대한 기준 오차 편차를 설정하고 디지털이미지 D2의 환산된 명도값이 기준 오차 편차를 상회하는 경우에는 결함으로 판단한다.

도 1g에 있어 점선은 디지털이미지 D2의 환산된 명도 평균값이며, 점선 상측은 디지털이미지 D2의 환산된 명도 평균값에 대한 기준 오차 편차그래프이고, 기준 오차 편차그래프 상측은 디지털이미지 D2′의 환산 명도그래프로서, 이럴 경우 비평탄부위는 결함으로 판단되는 것이다.

사출성형된 제품에 있어 결함 부위 판단이 완료되면, 디지털이미지 D2′ 각각에 결함으로 판단된 특정 부위를 표시하여 디스플레이한다. 도 1h는 결함 부위가 표시된 디지털이미지 D1′의 일례를 보여주며, 이를 통해 작업자는 해당 설비에 있어 특정 부분에서 발생하는 오작동을 적절하게 시정할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

Claims

결함이 없는 제품의 디지털이미지 D1을 준비하는 단계;
디지털이미지 D1을 복수 개로 균등하여 분할한 디지털이미지 D2를 준비하는 단계;
결함이 없는 제품과 동일한 방식으로 사출성형된 제품의 디지털이미지 D1′을 준비하는 단계;
디지털이미지 D1′을 복수 개로 균등하여 분할한 디지털이미지 D2′를 준비하는 단계;
상호 간에 대응되는 위치의 디지털이미지 D2 및 디지털이미지 D2′를 조합하여 순차적으로 추출하는 단계;
순차적으로 추출되어 조합을 이루는 디지털이미지 D2 및 디지털이미지 D2′ 각각의 명도분포로 환산하는 단계;
각 조합에 따라 환산된 명도분포에 따라 사출성형된 제품에 있어 결함 부위를 판단하는 단계;
디지털이미지 D2′ 각각에 결함으로 판단된 특정 부위를 표시하는 단계;를
포함하는 환산된 명도값 분석을 통한 사출성형제품의 불량여부 판단방법.
제1항에 있어서,
상기 사출성형된 제품에 있어 결함 부위를 판단하는 단계에는, 디지털이미지 D2′에 있어 환산된 명도 평균값을 디지털이미지 D2에 있어 환산된 명도값과 대비하여 평탄부위와 비평탄부위로 분리하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 환산된 명도값 분석을 통한 사출성형제품의 불량여부 판단방법.