KR20200095799A

KR20200095799A - 검사 시스템

Info

Publication number: KR20200095799A
Application number: KR1020190013605A
Authority: KR
Inventors: 최재형
Original assignee: 주식회사 탑 엔지니어링
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2020-08-11

Abstract

실시 예는, 복수 개의 트레이가 배치된 로딩 테이블; 상기 트레이에 배치된 대상체를 검사하는 복수 개의 검사 유닛; 상기 트레이를 운반하는 운반 유닛; 및 제어 유닛을 포함하고, 상기 복수 개의 검사 유닛 중에 트레이 교체가 필요한 제1 검사 유닛은 상기 제어 유닛으로 트레이 교체 신호를 송신하고, 상기 제어 유닛은 상기 제1 검사 유닛이 검사 가능한 제1 트레이를 선별하여 상기 제1 검사 유닛으로 운반하도록 상기 운반 유닛을 제어하는 검사 시스템을 개시한다.

Description

검사 시스템{TEST SYSTEM}

실시 예는 검사 시스템에 관한 것이다.

휴대폰, PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 단말기 본래의 기능 외에 사진 촬영, 동영상 촬영 등의 기능이 추가되고 있으며, 이와 관련하여 카메라 모듈(camera module)이 중요한 역할을 담당하고 있다.

최근의 카메라 모듈은 고해상도의 화질을 구현하고 있으며, 오토 포커싱(auto focusing), 광학 줌(optical zoom)과 같은 다양한 기능을 포함하고 있다.

통상, 휴대용 단말기에 탑재되는 카메라 모듈은 CCD 또는 CMOS 와 같은 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되는데, 이미지센서는 사물의 이미지를 집광시켜 휴대용 단말기 내의 메모리부에 데이터로 저장시키고, 저장된 이미지 데이터는 휴대용 단말기의 디스플레이부에 영상으로 표시된다.

이러한 카메라 모듈은 생산 후 출하 전에 이상 유무에 대한 일련의 검사 예를 들면, 초점 조정 검사, 해상도 검사, 이미지 검사 등이 행해진다.

따라서, 카메라 모듈의 완성품의 이상 유무를 검사하는데 있어, 검사 시간을 줄이고 정밀한 검사를 가능하게 하여, 결과적으로 생산 효율을 높일 수 있는 카메라 모듈 검사 시스템에 대한 요구가 높다.

그러나 종래의 검사 시스템에서 이송 로봇은 항상 정해진 위치로만 이동하므로 검사 유닛 또는 트레이가 정해진 위치에서 조금이라도 벗어나면 트레이의 로딩 및 언로딩이 어려워질 수 있다. 따라서, 작업자가 일일이 위치를 보정해야 하는 문제가 있다.

또한, 기존의 이송 로봇은 높이 조절 기능이 없으므로 로딩 테이블 내에서 트레이를 순차적으로 올려주는 리프터(lifter)가 필요하다. 따라서, 시스템이 복잡해지는 문제가 있다.

또한, 기존의 이송 로봇은 정해진 위치에 배치된 트레이를 정해진 검사 유닛에 수동적으로 전달할 뿐 능동적으로 검사 유닛에 맞는 트레이를 선별하지 못하는 문제가 있다. 따라서, 작업자의 실수로 로딩 테이블에 트레이가 잘못 배치된 경우에 시스템 상에서 오류를 바로잡기 어려운 문제가 있다.

실시 예는 운반 유닛이 검사 유닛의 위치를 인식할 수 있는 검사 시스템을 제공한다.

또한, 운반 유닛이 트레이의 높이 및 위치를 인식할 수 있는 검사 시스템을 제공한다.

또한, 운반 유닛이 검사 유닛에서 검사 가능한 트레이를 선별할 수 있는 검사 시스템을 제공한다.

또한, 운반 유닛이 검사 유닛에서 트레이를 직접 교체할 수 있는 검사 시스템을 제공한다.

실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.

본 발명의 일 특징에 따른 검사 시스템은 트레이에 수납된 대상체를 검사하는 검사 유닛; 및 상기 검사 유닛에 배치된 트레이를 교체하는 운반 유닛을 포함하고, 상기 운반 유닛은 상기 검사 유닛의 동작을 중지시키고 거치대에서 상기 트레이의 고정을 해제한 후 상기 트레이를 수거한다.

상기 운반 유닛은 상기 검사 유닛에 배치된 물리 버튼을 조작하여 상기 검사 유닛의 동작을 중지시키고, 상기 거치대에 배치된 클램프의 스위치를 당겨 상기 트레이의 고정을 해제할 수 있다.

상기 운반 유닛은 몸체 및 상기 몸체를 이동시키는 복수 개의 회전모듈을 포함하고, 상기 몸체는 상기 몸체의 측면에 배치되는 걸림부 및 누름부를 포함할 수 있다.

상기 누름부는 상기 검사 유닛에 배치된 제1 버튼을 눌러 상기 검사 유닛의 동작을 중지시킬 수 있다.

상기 걸림부는 상기 거치대를 고정하는 클램프의 스위치를 당겨 상기 거치대에서 상기 트레이의 고정을 해제시킬 수 있다.

상기 운반 유닛은 상기 검사가 완료된 트레이를 수거하고, 검사할 트레이를 상기 거치대에 삽입할 수 있다.

상기 운반 유닛은 상기 클램프 스위치를 조작하여 상기 거치대에 상기 검사할 트레이를 고정시킬 수 있다.

상기 누름부는 상기 트레이의 교체 완료 후에 상기 검사 유닛에 배치된 제2 버튼을 눌러 상기 검사 유닛을 동작시킬 수 있다.

상기 운반 유닛을 제어하는 제어 유닛을 더 포함하고, 상기 몸체는 하우징에 배치되는 영상 획득 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은 상기 검사 유닛에 배치된 인식 마크의 위치를 인식하여 상기 검사 유닛의 위치를 검출하고, 이를 기초로 상기 몸체의 위치를 보정할 수 있다.

실시 예에 따르면, 운반 유닛이 트레이의 높이를 인식할 수 있으므로 트레이가 복수 개 적층된 경우에도 순차적으로 운반이 가능할 수 있다. 따라서, 별도의 리프터를 생략할 수 있다.

또한, 운반 유닛이 트레이의 위치를 인식할 수 있으므로 트레이가 미리 지정된 위치에서 어긋나게 배치된 경우에도 그립핑(Gripping)이 가능할 수 있다.

또한, 운반 유닛이 검사 유닛의 위치를 인식할 수 있으므로 검사 유닛이 미리 정해진 위치에서 어긋나게 배치된 경우에도 검사 유닛의 현 위치에 따라 운반 유닛의 위치를 조정할 수 있다. 따라서, 검사 유닛의 위치가 어긋나게 배치된 경우에도 검사 유닛의 트레이를 교체할 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 시스템의 개념도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이고,
도 3은 운반 유닛의 사시도이고,
도 4a는 운반 유닛이 트레이의 높이를 감지하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 4b는 운반 유닛이 트레이의 영상을 획득하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 4c는 획득한 트레이의 이미지 영상을 보여주는 도면이고,
도 4d는 운반 유닛이 트레이를 그립핑하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 5는 트레이가 미리 정해진 위치에서 벗어난 경우 운반 유닛이 트레이의 위치를 검출하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 6은 운반 유닛이 트레이의 현 위치에 맞게 자신의 위치를 보정하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 7은 운반 유닛이 자신의 위치를 보정하여 트레이를 그립핑하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 8은 검사 유닛에 접근하는 운반 유닛을 보여주는 도면이고,
도 9는 도 8의 A 부분 확대도이고,
도 10a는 운반 유닛이 검사 유닛의 위치를 검출하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 10b는 검사 유닛이 미리 정해진 위치에서 벗어난 경우 운반 유닛이 검사 유닛의 위치를 검출하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 10c는 운반 유닛이 검사 유닛의 현 위치에 맞게 자신의 위치를 보정하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 11은 운반 유닛의 걸림부와 누름부를 보여주는 사시도이고,
도 12는 운반 유닛이 검사 유닛을 교체 모드로 동작시키는 과정을 보여주는 도면이고,
도 13 및 도 14는 운반 유닛이 검사 유닛에 배치된 트레이를 반출하기 위해 클램프를 동작시키는 과정을 보여주는 도면이고,
도 15는 운반 유닛이 검사 유닛에 배치된 트레이를 그립핑하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 16은 운반 유닛이 검사 유닛을 검사 모드로 동작시키는 과정을 보여주는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 시스템의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 시스템은 복수 개의 트레이(T100)가 배치된 로딩 테이블(10)과 언로딩 테이블(30), 트레이(T100)에 배치된 대상체를 검사하는 복수 개의 검사 유닛(300), 트레이(T100)를 운반하는 운반 유닛(20), 및 제어 유닛(40)을 포함할 수 있다.

로딩 테이블(10)에는 검사 대상체가 적재된 복수 개의 트레이(T100)가 배치될 수 있다. 검사 대상체의 종류는 특별히 제한하지 않는다. 실시 예에 따른 검사 대상체는 검사가 필요한 다양한 전자(광학) 디바이스를 포함할 수 있다. 예시적으로 검사 대상체는 카메라 모듈, 반도체 웨이퍼, 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드, 디스플레이 패널 등을 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 이하에서는 예시적으로 카메라 모듈로 설명한다.

복수 개의 트레이(T100)는 로딩 테이블(10)에 로트(Lot) 단위로 배치될 수 있다. 즉, 검사가 필요한 카메라 모듈의 개수에 따라 복수 개의 트레이(T100)가 하나의 로트(Lot)로 구분될 수 있다. 예시적으로 도 1에서는 3개의 트레이(T100)가 1번 로트(E1)로 할당될 수 있다.

언로딩 테이블(30)은 로딩 테이블(10)과 이격 배치될 수 있다. 로딩 테이블(10)과 언로딩 테이블(30) 사이의 간격은 검사 유닛(300)의 개수에 따라 적절히 조절될 수 있다.

언로딩 테이블(30)에는 검사 유닛(300)에서 검사가 완료된 트레이(T100)가 배치될 수 있다. 언로딩 테이블(30)에는 정상으로 판단된 트레이(T100)가 배치되는 영역(31) 및 불량으로 판단된 트레이(T100)가 배치되는 영역(32)이 구획될 수 있다.

로딩 테이블(10)과 언로딩 테이블(30) 사이에는 복수 개의 검사 유닛(300)이 배치될 수 있다. 실시 예에서는 8개의 검사 유닛(301 내지 308)을 예시하였으나 검사 유닛(300)의 개수는 특별히 한정하지 않는다. 각각의 검사 유닛(300)은 트레이(T100)에 적재된 카메라 모듈을 검사 영역(350)으로 이송하여 불량 여부를 검출할 수 있다.

구체적으로 검사 유닛(300)에는 3개의 트레이(T101, T102, T103)가 배치될 수 있다. 모듈 트레이(T101)는 검사할 카메라 모듈이 배치될 수 있고, OK 트레이(T102)는 정상인 제품이 분류될 수 있고, NG 트레이(T103)는 불량인 제품이 분류될 수 있다. 검사 유닛(300)은 모듈 트레이(T101)에서 검사할 카메라 모듈을 검사 영역(350)으로 이송한 후, 검사 결과에 따라 OK 트레이(T102) 또는 NG 트레이(T103)에 분류할 수 있다.

검사 유닛(300)은 카메라 모듈의 검사가 모두 완료되어 모듈 트레이(T101)가 빈 경우 모듈 트레이(T101)를 교체해줄 것을 제어 유닛(40)에 요청할 수 있다. 또한, 검사 유닛(300)은 OK 트레이(T102) 또는 NG 트레이(T103)가 가득 찬 경우, 제어 유닛(40)에 트레이(T100) 교체를 요청할 수 있다. 제어 유닛(40)은 교체를 요청한 검사 유닛(300)의 정보를 운반 유닛(20)에 제공할 수 있다. 이때, 제어 유닛(40)은 별도의 독립된 유닛(예: 컴퓨터 또는 서버)일 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 운반 유닛(20)의 내부의 제어부(IC)일 수도 있다.

운반 유닛(20)은 로딩 테이블(10)과 언로딩 테이블(30) 사이에 배치되어 교체를 요청한 검사 유닛(이하 제1 검사 유닛)의 트레이(T100)를 교체할 수 있다. 즉, 검사 유닛의 모듈 트레이(T101)를 교체할 수 있고, OK 트레이(T102)나 NG 트레이(T103)가 가득 찬 경우 빈 트레이로 교체할 수도 있다.

운반 유닛(20)은 이동 부재(22)에 의해 로딩 테이블(10)에서 언로딩 테이블(30)까지 이동하면서 트레이 교체가 필요한 검사 유닛(300)에 트레이(T100)를 전달 또는 수거할 수 있다. 이동 부재(22)는 컨베이어 벨트 또는 레일일 수 있으나 운반 유닛(20)을 이동시킬 수 있는 구성이면 특별히 한정하지 않는다. 또한, 운반 유닛(20)에 바퀴 등이 구비되어 자체적으로 움직일 수 있는 경우 이동 부재(22)는 생략될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예에 따른 검사 방법은 운반 유닛(20)이 검사 유닛(300)에 제공하기 위한 제1 트레이(T100)를 선별하는 단계, 검사 유닛(300)이 검사를 완료한 트레이(T100)를 교체하는 단계, 및 수거한 트레이(T100)를 언로딩 테이블(30)로 이송하는 단계를 포함할 수 있다.

제1 트레이(T100)를 선별하는 단계에서, 제1 검사 유닛(300)이 제어 유닛(40)에 교체 요청 신호를 출력한 경우 제어 유닛(40)은 교체를 위한 제어 신호를 운반 유닛(20)에 출력할 수 있다. 이에 따라 운반 유닛(20)은 로딩 테이블(10)로 이동하여(S101), 로딩 테이블(10)에서 제1 검사 유닛(300)이 검사 가능한 트레이(T100)를 선별할 수 있다. 검사 가능한 트레이란 검사 유닛(300)이 검사할 수 있는 카메라 모듈이 수납된 트레이일 수 있다.

카메라 모듈은 장착되는 대상 및 스펙에 따라 종류가 다양할 수 있다. 예시적으로 이동 단말에 장착되는 카메라 모듈과 PC에 장착되는 카메라 모듈은 크기 및 스펙이 전혀 상이할 수 있다. 따라서, 복수의 검사 유닛(300)은 각각 할당된 카메라 모듈을 검사할 수 있도록 프로그래밍될 수 있다.

예시적으로 이동 단말에 장착될 카메라 모듈을 검사하는 검사 유닛(300)이 PC에 장착될 카메라 모듈을 검사하는 경우 정상여부를 측정하기 어려울 수 있다. 경우에 따라, 정상인 제품이 모두 불량인 것으로 판정될 수도 있다. 따라서, 검사 유닛(300)이 검사할 수 있는 트레이(T100)를 선별할 필요가 있다.

운반 유닛(20)은 트레이(T100)의 이미지 영상을 획득할 수 있고, 제어 유닛(40)은 이미지 영상에서 트레이(T100)에 대한 정보를 추출할 수 있다(S102). 예시적으로 운반 유닛(20)은 트레이(T100)의 로트 번호, 검사할 카메라 모듈의 정보를 추출할 수 있다. 정보는 트레이(T100)에 2차원 또는 3차원 코드 형태로 제공될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.

제어 유닛(40)은 트레이(T100)의 정보를 확인하여 제1 검사 유닛(300)이 검사할 수 있는 트레이인지 확인할 수 있다(S103). 제어 유닛(40)은 검사한 트레이(T100)가 제1 검사 유닛(300)과 매칭되지 않는 경우 다른 트레이(T100)와 매칭 여부를 판단할 수 있다. 따라서 작업자가 트레이를 잘못 배치한 경우에도 잘못된 검사 유닛에 전송되는 오류를 방지할 수 있다.

매칭 여부는 해당 트레이(T100)의 로트 번호와 검사 유닛(300)에서 검사할 트레이의 로트 번호가 일치하지는 지로 판단할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 다양한 매칭 알고리즘이 적용될 수 있다.

운반 유닛(20)은 트레이(T100)의 이미지 영상을 제어 유닛(40)으로 송신할 수 있다. 제어 유닛(40)은 이미지 영상을 이미지 처리하여 카메라 모듈의 불량 여부를 검출할 수 있다. 또한, 제어 유닛(40)은 트레이에 정위치에 배열되지 않는 카메라 모듈을 검출할 수도 있다. 또한, 제어 유닛(40)은 카메라 모듈의 개수를 카운팅할 수도 있다. 이러한 이미지 처리 방법은 일반적으로 사용되는 영상 처리 기법이 모두 적용될 수 있다.

제어 유닛(40)은 카메라 모듈의 일부가 불량인 경우 검사 유닛(300)으로 전송하지 않고 로딩 테이블(10)의 NG 로드 영역(반송 영역)으로 이송시킬 수 있다.

예시적으로 제어 유닛(40)은 트레이(T100)에 적재된 복수 개의 카메라 모듈 중 1/3 이상이 불량이거나 정위치에 배치되는지 않은 것으로 판단되면 NG 트레이로 판단할 수도 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하기 않고, NG 트레이로 판단하는 불량의 개수는 작업자에 의해 적절히 수정될 수 있다.

제어 유닛(40)은 불량으로 판단된 카메라 모듈을 표시하여 작업자에게 디스플레이할 수 있다. 따라서, 작업자는 해당 트레이(T100)에서 불량으로 판단된 카메라 모듈을 교체하고 다시 로딩 테이블(10)에 트레이(T100)를 배치할 수 있다.

이러한 구성에 의하면 외관상 불량이거나 위치가 불량인 카메라 모듈을 미리 검출할 수 있어 검사 속도가 개선될 수 있다. 즉, 외관상 불량이거나 위치가 불량인 카메라 모듈은 비전 검사에서 검출하고, 검사 유닛(300)은 해상도 및/또는 오토 포커스 등을 검사하여 동작 불량 여부를 검출할 수 있다.

제어 유닛(40)은 로딩 테이블(10) 내에서 트레이(T100)가 정확한 위치에 배치되었는지 판단할 수 있다. 트레이(T100)는 작업자에 의해 로딩 테이블(10)에 적재되므로 작업자의 실수 또는 로딩 테이블(10)의 위치 변경으로 인해 미리 정해진 위치에서 어긋나게 배치될 수 있다.

따라서, 운반 유닛(20)은 미리 정해진 위치로 이동하였음에도 트레이(T100) 을 그립핑하는데 실패할 수 있다. 운반 유닛(20)에 전송되는 제어 신호는 트레이(T100)가 미리 지정된 자리에 배치된 것을 기초로 좌표가 설정되므로, 트레이(T100)가 미리 지정된 자리에서 이탈한 경우 운반 유닛(20)은 제어 신호에 따라 미리 정해진 위치로 이동하였음에도 트레이(T100)의 그립핑에 실패할 수 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해 실시 예에 따른 제어 유닛(40)은 트레이(T100)에 배치된 인식 마크를 인식하여 트레이(T100)의 위치를 검출할 수 있다(S104). 또한, 인식 마크를 인식하여 트레이(T100)의 틀어짐 정도를 검출할 수 있다. 즉, 마크를 인식하여 X축과 Y축 좌표를 검출하고 이를 기반으로 운반 유닛의 위치 좌표를 보정할 수 있다(S105). 따라서, 트레이(T100)의 위치가 미리 정해진 위치와 달라져도 운반 유닛(20)은 트레이(T100)를 그립핑할 수 있다.

운반 유닛(20)은 제1 검사 유닛(300)이 검사 가능한 트레이(T100)로 판단된 경우 해당 트레이(T100)를 데스크(21)에 적재하여 제1 검사 유닛(300)으로 이동할 수 있다.

검사 유닛의 트레이를 교체하는 단계에서, 운반 유닛(20)은 미리 정해진 위치로 이동하여 검사 유닛(300)의 트레이(T100)를 교체할 수 있다.

그러나, 검사 유닛(300)은 다양한 이유로 미리 정해진 위치에서 벗어나게 배치될 수 있다. 예시적으로 검사 유닛(300)은 작업자의 미세 조정 실패로 정해진 위치에서 더 가까이 또는 더 멀리 배치될 수 있다. 또는 다양한 외력(예: 건물 흔들림)에 의해 미리 정해진 위치에서 틀어지게 배치될 수도 있다.

따라서, 운반 유닛(20)은 미리 정해진 위치로 이동하였음에도 트레이(T100) 교체에 실패할 수 있다. 운반 유닛(20)에 전송되는 제어 신호는 검사 유닛(300)이 미리 지정된 자리에 배치된 것을 기초로 좌표가 설정되므로, 검사 유닛(300)이 미리 지정된 자리에서 이탈한 경우 운반 유닛(20)은 제어 신호에 따라 미리 정해진 위치로 이동하였음에도 트레이(T100) 교체에 실패할 수 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해 실시 예에 따른 운반 유닛(20)은 제1 검사 유닛(300)에 배치된 인식 마크를 검출하여 제1 검사 유닛(300)의 위치를 검출할 수 있다(S202). 또한, 인식 마크를 검출하여 제1 검사 유닛(300)의 틀어짐 정도를 검출할 수 있다. 즉, 마크를 인식하여 X축과 Y축 좌표를 검출하고 이를 기반으로 운반 유닛의 위치 좌표를 보정할 수 있다(S203). 따라서, 검사 유닛(300)의 위치가 미리 정해진 위치와 달라져도 운반 유닛(20)은 트레이(T100)를 교체에 성공할 수 있다.

운반 유닛(20)이 제1 검사 유닛(300)의 위치를 인식한 경우, 운반 유닛(20)은 제1 검사 유닛(300)의 동작 제어부(310)를 조작하여 제1 검사 유닛(300)을 교체 모드로 변경할 수 있다(S204). 제1 검사 유닛(300)은 교체 모드시 트레이(T100)가 교체될 수 있도록 대기할 수 있다.

운반 유닛(20)은 트레이(T100)가 제1 검사 유닛(300)에서 분리 가능하도록 클램프(322)를 조작할 수 있다. 운반 유닛(20)은 제1 검사 유닛(300)에서 분리된 트레이(T100)를 그립핑하여 데스크(21)으로 이송하고, 로딩 테이블(10)에서 가져온 트레이(T100)를 삽입할 수 있다(S205).

이후, 운반 유닛(20)은 제1 검사 유닛(300)의 동작 제어부(310)를 조작하여 제1 검사 유닛(300)을 다시 검사 모드로 변경할 수 있다(S206). 따라서, 제1 검사 유닛(300)은 다시 검사를 시작할 수 있다.

검사 유닛에서 수거한 트레이를 언로딩 테이블로 이송하는 단계에서, 운반 유닛(20)은 모듈 트레이(T101), NG 트레이(T103), 및 OK 트레이(T102) 중 적어도 하나를 데스크(21)에 적재하여 언로딩 테이블(30)로 이동할 수 있다(S301). 이후, 운반 유닛(20)은 수거한 트레이(T100)들을 언로딩 테이블(30)에 적재할 수 있다. 이때, 운반 유닛(20)은 언로딩 테이블(30)에 적재된 트레이들(T100)의 높이를 측정하여 그 위에 트레이(T100)들을 적재할 수 있다.

실시 예에 따르면, 하나의 운반 유닛(20)이 로딩 테이블(10)에 적재된 트레이(T100)의 이송, 검사 유닛(300)의 트레이(T100) 교체, 및 수거한 트레이(T100)를 언로딩 테이블(30)에 적재하는 것까지 모두 수행할 수 있으므로 무인 자동화 시스템을 간소화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 운반 유닛(20)이 트레이(T100) 및 검사 유닛(300)의 위치를 검출하므로 작업자의 실수 또는 외부 충격에 의해 트레이(T100) 및 검사 유닛(300)의 위치가 변경되어도 시스템 오류 없이 작업이 연속적으로 진행될 수 있는 장점이 있다.

도 3은 운반 유닛의 사시도이고, 도 4a는 운반 유닛이 트레이의 높이를 감지하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 4b는 운반 유닛이 트레이의 영상을 획득하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 4c는 획득한 트레이의 이미지 영상을 보여주는 도면이고, 도 4d는 운반 유닛이 트레이를 그립핑하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 운반 유닛(20)은 구동 모듈(23), 구동 모듈(23)의 상부에 배치되는 데스크(21), 및 핸들러(200)를 포함할 수 있다. 구동 모듈(23)은 레일과 같은 이동 부재를 따라 이동할 수도 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 별도의 이동 부재 없이 직접 이동(예: 바퀴) 할 수도 있다.

데스크(21)는 로딩 테이블(10)에서 선별한 트레이(T100)를 적재하는 제1 영역(21a)과 검사 유닛(300)에서 수거한 트레이(T100)를 거치하는 제2 영역(21b)을 포함할 수 있다. 데스크(21)는 충분한 개수의 트레이(T100)를 거치할 수 있도록 적절한 면적을 가질 수 있다.

핸들러(200)는 몸체(210) 및 몸체(210)를 복수 개의 회전모듈(271, 272)을 포함할 수 있다. 복수 개의 회전모듈(271, 272)은 몸체를 자유롭게 회전시킬 수 있는 구성이면 특별히 한정하지 않는다. 예시적으로 복수 개의 회전모듈(271, 272)의 개수는 6개일 수 있다. 핸들러(200)는 데스크(21)에 고정될 수 있다.

몸체(210)는 하우징(221), 영상을 촬영하는 이미지 획득 유닛(220), 높이를 측정하는 높이 센서(230), 및 트레이(T100)를 그립핑하는 집게부(240)를 포함할 수 있다. 이미지 획득 유닛(220)은 하우징(221) 내부에 배치될 수 있으며, 높이 센서(230) 및 집게부(240)는 하우징(221)의 외측에 배치될 수 있다.

복수 개의 회전 모듈(271 내지 276)은 6개로 구성되어 몸체(210)를 자유롭게 3축 회전시킬 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 회전 모듈의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 4a를 참조하면, 몸체(210)는 로딩 테이블(10)로 이동하여 트레이(T100)가 배치된 지점의 상부에서 트레이(T100)의 높이를 측정할 수 있다. 높이 센서(230)는 트레이(T100)를 향해 광을 출력하는 송신부(231) 및 반사된 광을 수신하는 수신부(232)를 포함할 수 있다.

운반 유닛(20)은 수신부(232)에서 반사된 광을 이용하여 적층된 트레이(T100)의 높이를 계산할 수 있다. 그러나, 높이 센서(230)는 이외에도 다양한 방식으로 높이를 측정하는 구조가 모두 선택될 수 있다.

로딩 테이블(10)에는 홈(H1)이 형성되어 트레이(T100)의 지지부(T12)가 삽입될 수 있다. 따라서, 트레이(T100)는 로딩 테이블(10) 상에서 정위치에 배치될 수 있다.

도 4b를 참조하면, 핸들러(200)는 가장 상부층에 배치된 트레이(T100)의 상면까지 하강하여 트레이(T100)의 이미지 영상을 획득할 수 있다. 이때, 핸들러(200)는 트레이(T100)에 표시된 정보를 읽어 트레이(T100)에 대한 정보를 추출할 수 있다. 예시적으로 핸들러(200)는 트레이(T100)의 로트 번호, 검사할 카메라 모듈의 정보를 추출할 수 있다. 정보는 트레이(T100)에 2차원 또는 3차원 코드 형태로 제공될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.

만약 검사한 트레이(T100)가 제1 검사 유닛(300)이 검사 가능한 트레이(T100)가 아닌 경우 핸들러(200)는 검사한 트레이(T100)를 다른 곳으로 이동시킨 후 하부에 배치된 트레이(T100)를 검사할 수 있다. 이때, 도 4a 와 도 4b에서 설명한 단계가 반복될 수 있다.

도 4c를 참조하면 이미지 획득 유닛(220)은 트레이(T100)에 대한 이미지(IM1, IM2, IM3)를 3부분으로 나누어 획득한 후 합성할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 트레이(T100)를 1개의 이미지로 촬영할 수도 있다.

트레이(T100)에는 카메라 모듈(CM)이 배치되는 복수 개의 홈(T11) 및 인식 마크(T13)가 배치될 수 있다.

제어 유닛(40)은 이미지 영상을 이미지 처리하여 카메라 모듈(CM)의 개수 및 불량을 여부를 판단할 수 있다. 이때, 개수 및 불량 여부를 판단하는 이미지 처리 방법은 일반적으로 사용되는 영상 처리 기법이 모두 적용될 수 있다.

도 4d를 참조하면, 제어 유닛은 높이 센서(230)에서 측정한 트레이의 높이 정보를 이용하여 운반 유닛(20)의 몸체(210)를 트레이(T100)를 향해 하강시킬 수 있다. 실시 예에 따르면, 운반 유닛(20)이 트레이(T100)의 높이를 측정할 수 있으므로 트레이의 적층 높이가 달라져도 그랩핑이 가능해질 수 있다.

실시 예에 따르면, 운반 유닛(20)은 최상부에 배치된 트레이(T100)부터 순서대로 그립핑할 수 있다. 따라서, 별도의 리프트 장치를 생략할 수 있다.

운반 유닛(20)의 집게부(240)는 실린더(241)에 의해 좌우로 넓어졌다가 좁아져 트레이(T100)의 측면에 결합할 수 있다. 집게부(240)는 트레이(T100)의 측면과 접촉하는 부분에 탄성부재(242)가 배치될 수 있다. 집게 구조는 진공 척 등에 비해 안정적으로 트레이를 운반할 수 있는 장점이 있다.

도 5는 트레이가 미리 정해진 위치에서 벗어난 경우 운반 유닛이 트레이의 위치를 검출하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 6은 운반 유닛이 트레이의 현 위치에 맞게 자신의 위치를 보정하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 7은 운반 유닛이 자신의 위치를 보정하여 트레이를 그립핑하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 운반 유닛(20)은 인식 마크(T13)를 비전 인식하여 위치를 인식할 수 있다. 예시적으로 제1마크(T131)와 제2마크(T132) 사이의 가상선을 형성하고, 미리 정해진 기준선과의 각도 차를 계산하여 트레이(T100)의 틀어짐 각도를 계산할 수 있다. 그러나, 비전 인식을 이용한 물체의 위치 인식 방법은 이에 한정하는 것이 아니라 다양한 비전 인식 기술이 모두 적용될 수 있다.

도 6을 참조하면, 운반 유닛(20)은 몸체(210)와 트레이(T100)의 각도 차를 연산하고 이를 보상하기 위해 몸체(210)를 회전시킬 수 있다. 즉, 운반 유닛(20)은 트레이(T100)의 변경 위치에 따라 자신의 위치를 보정할 수 있다.

도 7을 참조하면, 위치가 매칭된 것으로 판단되면 몸체(210)의 집게부(240)를 동작시켜 트레이(T100)의 양측을 그립핑할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 트레이(T100)가 로딩 테이블(10)의 정해진 위치에서 벗어나게 배치된 경우에도 용이하게 그립핑할 수 있는 장점이 있다.

도 8은 검사 유닛에 접근하는 운반 유닛을 보여주는 도면이고, 도 9는 도 8의 A 부분 확대도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 실시 예에 따른 검사 유닛(300)은 모듈 트레이(T101), OK 트레이(T102), 및 NG 트레이(T103)가 거치되는 거치대(321), 거치대(321)를 고정하는 클램프(322), 모듈 트레이(T101)에 적재된 카메라 모듈을 검사영역으로 이동시키는 픽커(331), 및 검사 유닛(300)의 작동 모드를 변경하는 동작 제어부(310)를 포함할 수 있다.

거치대(321)는 모듈 트레이(T101), OK 트레이(T102), 및 NG 트레이(T103)가 삽입될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 3개의 트레이(T101, T102, T103)는 클램프(322)에 의해 거치대(321)에 고정될 수 있다.

클램프(322)의 스위치(323)가 잠기면 고정부재(324)가 트레이(T100)에 밀착된다. 따라서, 트레이(T100)가 거치대(321)에 고정될 수 있다. 또한, 클램프(322) 스위치(323)가 열리면 고정부재(324)가 후퇴하여 트레이(T100)가 거치대(321)에서 해제될 수 있다.

픽커(331)는 모듈 트레이(T101)에 적재된 카메라 모듈을 검사영역으로 이동시킬 수 있다. 또한, 픽커(331)는 검사가 완료된 카메라 모듈을 OK 트레이(T102) 또는 NG 트레이(T103)에 분류할 수 있다.

거치대(321)는 제1 이동부재(322)에 의해 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있고, 픽커(331)는 제2 이동부재(332)에 의해 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 따라서, 거치대(321)가 제1 방향(D1)으로 이동하고 픽커(331)가 제2 방향(D2)으로 이동하면서 원하는 카메라 모듈을 로딩 또는 언로딩할 수 있다. 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 서로 수직일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 카메라 모듈을 로딩 또는 언로딩하는 방법은 다양하게 변형될 수 있다. 예시적으로 거치대(321)는 고정되고 픽커(331)가 제1 방향과 제2 방향으로 이동할 수도 있다.

도 10a는 운반 유닛이 검사 유닛의 위치를 검출하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 10b는 검사 유닛이 미리 정해진 위치에서 벗어난 경우 운반 유닛이 검사 유닛의 위치를 검출하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 10c는 운반 유닛이 검사 유닛의 현 위치에 맞게 자신의 위치를 보정하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 10a를 참조하면, 동작 제어부(310)는 검사 유닛(300)의 동작을 제어할 수 있는 제1 버튼(311) 및 제2 버튼(312)을 포함할 수 있다. 제1 버튼(311)은 검사 유닛(300)을 교체 모드로 변경할 수 있으며 제2 버튼(312)은 검사 유닛(300)을 검사 모드로 변경할 수 있다.

제1 버튼(311)이 클릭된 경우 트레이(T100)가 교체될 수 있도록 거치대(321)는 미리 정해진 위치에 트레이(T100)를 오픈시키고 대기할 수 있다. 또한, 제2 버튼(312)이 클릭된 경우 검사 유닛(300)은 다시 검사를 재개할 수 있다. 동작 제어부(310)에는 제2 인식 마크(313)가 배치되어 제어 유닛(40)이 검사 유닛(300)의 위치를 인식할 수 있다.

운반 유닛(20)은 검사 유닛(300)으로 이동하여 제2 인식 마크(313)를 인식할 수 있다. 따라서, 검사 유닛(300)이 미리 정해진 위치에 배치된 것으로 판단한 경우 운반 유닛(20)은 제1 버튼(311)을 클릭하여 거치대(321)를 미리 정해진 위치로 이동시킬 수 있다.

도 10b를 참조하면, 운반 유닛(20)은 검사 유닛(300)의 위치가 미리 정해진 위치에서 어긋난 경우 위치를 보정할 수 있다. 예시적으로 제어 유닛(40)은 제2 인식 마크(313)의 제1마크(313a)와 제2마크(313b) 사이의 가상선을 형성하고, 미리 정해진 기준선과의 각도 차를 계산하여 검사 유닛의 틀어짐 각도를 계산할 수 있다. 그러나, 비전 인식을 이용한 물체의 위치 인식 방법은 이에 한정하는 것이 아니라 다양한 비전 인식 기술이 모두 적용될 수 있다.

도 10c를 참조하면, 운반 유닛(20)은 자신의 몸체(210)와 검사 유닛(300)의 각도 차에 따라 이를 보상하기 위해 몸체(210)의 위치를 회전시킬 수 있다. 즉, 운반 유닛(20)은 트레이(T100)의 변경 위치에 따라 자신의 위치 좌표를 변경할 수 있다.

검사 유닛(300)의 위치가 틀어진 것으로 판단된 경우, 운반 유닛(20)은 자신의 위치를 보정할 수 있다. 예시적으로 제1 검사 유닛(300)이 약 20도 오른쪽으로 틀어진 경우 운반 유닛(20)은 몸체(210)를 20도 오른쪽으로 회전시켜 좌표를 수정할 수 있다. 따라서, 현재 보정된 좌표에서 미리 정해진 지점으로 이동하면 제1 검사 유닛(300)의 트레이(T100)를 교체할 수 있다. 이상에서는 각도 차가 발생한 경우만을 예시하였으나 검사 유닛(300)의 위치가 변경된 경우에도 제2 인식 마크(313)가 이동한 위치를 기초로 운반 유닛(20)의 몸체(210)를 이동시킬 수 있다.

도 11은 운반 유닛의 걸림부와 누름부를 보여주는 사시도이고, 도 12는 운반 유닛이 검사 유닛을 교체 모드로 동작시키는 과정을 보여주는 도면이고, 도 13 및 도 14는 운반 유닛이 검사 유닛에 배치된 트레이를 반출하기 위해 클램프를 동작시키는 과정을 보여주는 도면이고, 도 15는 운반 유닛이 검사 유닛에 배치된 트레이를 그립핑하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 16은 운반 유닛이 검사 유닛을 검사 모드로 동작시키는 과정을 보여주는 도면이다.

도 11을 참조하면, 운반 유닛(20)은 몸체(210)에서 연장된 걸림부(250) 및 걸림부(250)의 후방으로 돌출된 누름부(260)를 포함할 수 있다. 걸림부(250)는 몸체(210)의 측면에서 돌출된 돌출부(252) 및 돌출부(252)에서 몸체(210)의 측면과 평행하도록 절곡된 절곡부(251)를 포함할 수 있다. 누름부(260)는 걸림부(250)의 돌출부(252)에 배치될 수 있다.

도 12를 참조하면, 운반 유닛(20)은 누름부(260)가 제1 버튼(311) 상에 배치되도록 몸체(210)를 회전시킨 후, 하강하여 제1 버튼(311)을 클릭할 수 있다. 실시 예에 따르면, 운반 유닛(20)이 제1 검사 유닛(300)의 물리 버튼을 동작시켜 검사 유닛(300)을 제어할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 작업자가 사용하는 물리 버튼을 사용하므로 기존의 검사 유닛을 그대로 활용할 수 있다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 운반 유닛(20)은 제1 버튼(311)이 배치된 지점에서 미리 정해진 위치로 이동하여 클램프(322)의 스위치(323)에 결합할 수 있다. 구체적으로 걸림부(250)의 절곡부(251)가 스위치(323)에 걸릴 수 있도록 몸체(210)를 이동시킬 수 있다. 이후, 운반 유닛(20)은 후퇴하여 스위치(323)를 당김으로써 스위치(323)를 오픈시킬 수 있다. 그 결과 고정부재(324)가 후퇴하여 트레이(T100)에서 이격될 수 있다.

도 15를 참조하면, 운반 유닛(20)은 미리 정해진 위치로 이동하여 교체가 필요한 트레이(T100)를 그립핑하여 검사 유닛(300)에서 수거할 수 있다. 이후, 운반 유닛(20)은 가져온 트레이(T100)를 거치대(321)에 삽입할 수 있다. 이후, 운반 유닛은 클램프(322)의 스위치(323)를 조작하여 트레이(T100)를 거치대(321)에 고정할 수 있다.

도 16을 참조하면, 운반 유닛(20)은 다시 동작 제어부로 이동하여 제2 버튼(312)을 클릭할 수 있다. 따라서, 검사 유닛(300)은 트레이(T100)가 교체된 상태에서 다시 검사를 시작할 수 있다.

실시 예에 따르면, 작업자가 수작업으로 진행하여야 할 업무를 운반 유닛(20)이 자동으로 수행할 수 있으므로 작업 내용이 정확해지고 빨라질 수 있다. 또한, 물리 버튼에 의해 조작하는 기존 검사 장비를 그대로 이용할 수 있으므로 설비 투자 비용이 절감될 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

트레이에 수납된 대상체를 검사하는 검사 유닛; 및
상기 검사 유닛에 배치된 트레이를 교체하는 운반 유닛을 포함하고,
상기 운반 유닛은 상기 검사 유닛의 동작을 중지시키고 거치대에서 상기 트레이의 고정을 해제한 후 상기 트레이를 수거하는 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 운반 유닛은 몸체 및 상기 몸체를 이동시키는 복수 개의 회전모듈을 포함하고,
상기 몸체는 상기 몸체의 측면에 배치되는 걸림부 및 누름부를 포함하는 검사 시스템.
제2항에 있어서,
상기 누름부는 상기 검사 유닛에 배치된 제1 버튼을 눌러 상기 검사 유닛의 동작을 중지시키는 검사 시스템.
제3항에 있어서,
상기 걸림부는 상기 거치대를 고정하는 클램프의 스위치를 조작하여 상기 거치대에서 검사가 완료된 트레이의 고정을 해제시키는 검사 시스템.
제4항에 있어서,
상기 운반 유닛은 상기 검사가 완료된 트레이를 수거하고, 검사할 트레이를 상기 거치대에 삽입하는 검사 시스템.
제5항에 있어서,
상기 운반 유닛은 상기 클램프의 스위치를 조작하여 상기 거치대에 상기 검사할 트레이를 고정시키는 검사 시스템.
제6항에 있어서,
상기 누름부는 상기 트레이의 교체 완료 후에 상기 검사 유닛에 배치된 제2 버튼을 눌러 상기 검사 유닛을 동작시키는 검사 시스템.
제2항에 있어서,
상기 운반 유닛을 제어하는 제어 유닛을 더 포함하고,
상기 몸체는 하우징에 배치되는 영상 획득 유닛을 더 포함하는 검사 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 검사 유닛에 배치된 인식 마크의 위치를 인식하여 상기 검사 유닛의 위치를 검출하고, 이를 기초로 상기 몸체의 위치를 보정하는 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 검사 유닛은 상기 트레이에 수납된 대상체를 검사 영역으로 이송하는 픽커를 포함하는 검사 시스템.