KR20220151410A - 다품종 소량생산에 적용가능한 무인검사 장치 및 이를 이용한 비전검사 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시의 일 실시예에 의하면, 검사대상 제품을 적어도 일 방향으로 수송하도록 형성된 수송부; 상기 검사대상 제품의 위치 및 외관을 센싱하도록 구성되며 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부; 상기 검사대상 제품의 종류가 입력되도록 구성된 PLC(programmable logic controller) 유닛; 상기 센서부에 의해 센싱된 검사대상 제품을 촬상하도록 형성된 촬상부로서, 상기 검사대상 제품의 상면을 촬상하는 상면촬상부; 및 상기 검사대상 제품의 측면의 적어도 일부를 촬상하는 측면촬상부를 포함하는 촬상부; 상기 촬상부에 의해 촬상된 이미지를 전달받아 상기 검사대상 제품의 양불 여부를 판단하도록 구성된 PC 유닛; 상기 PC 유닛에 의해 불량품으로 판정된 검사대상 제품을 수용하도록 구성된 불량품 배출부; 및 상기 PC 유닛에 의해 양품으로 판정된 검사대상 제품을 적재함으로 이송하도록 구성된 양품배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치 및 이를 이용한 비전검사 방법을 제공한다.
Description
본 개시는 다품종 소량생산에 적용가능한 무인검사 장치 및 이를 이용한 비전검사 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적인 산업의 생산 절차는, 부품생산, 조립공정 및 유통판매로 이루어진다. 이때, 조립공정 및 유통판매 분야는 AI(artificial intelligence) 및 자동화 공정 등에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 반면, 부품생산 단계에서는 조립공정 및 유통판매 분야에서만큼 자동화 기술이 적극적으로 도입되지 못하고 있는 실정이다.
특히나, 부품생산 방법 중 다품종 소량생산(high-mix low-volume) 생산방법을 채택하는 경우, 각 컨베이어 벨트마다 인력을 배치해서 검사가 진행되는 것이 일반적이다. 이로 인해, 인건비 상승으로 인한 공장 운영비용이 증대된다. 또한, 인력의 개입 없이 기계를 이용한 비전검사(vision inspection)를 수행하는 무인검사 장치는, 소품종 다량생산(low-mix high-volume) 방식을 채택하는 공장에 최적화되어 있다. 이로 인해, 다품종 소량생산 방식을 채택하는 부품생산 업체는, 무인검사 장치를 활용하기 어렵다는 문제점이 있다.
이에, 국내 공개특허공보 제10-2012-0122318호와 같은 다품종 제품을 위한 머신비전 검사기 발명 등이 고안되었다. 그러나, 상기한 발명에 따른 머신비전 검사기는, 검사대상 제품의 종류와 무관하게 검사 환경이 일정하게 유지된다. 이로 인해, 형상이 복잡하거나, 크기가 타 품종에 비하여 지나치게 크거나 작은 검사대상 제품이 촬영되는 경우 사각(blind spot)이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 검사대상 제품의 불량이 제대로 확인되지 않아, 불량률이 증대되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 다품종 무인검사 장치는, 검사대상 제품의 종류는 파악 가능하나, 검사대상 제품의 불량의 종류는 고려하지 아니한 채 불량품을 검출해낸다. 따라서, 불량의 종류의 경향성 등을 파악할 수 없어, 품질 경영에 불리하다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 다품종 무인검사 장치의 경우 하나의 검사대상 제품에서 발생할 수 있는 불량의 종류를 판단할 수는 있으나, 다수의 검사대상 제품에서 발생할 수 있는 다수의 불량의 종류까지 하나의 장치에서 모두 검출해낼 수 없는 문제가 있었다.
이에, 본 개시는 다품종 소량생산 방식에 적합한 무인검사 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 검사대상 제품의 종류에 따라 비전검사 환경을 제어 가능한 무인검사 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 검사대상 제품의 불량의 종류를 구분 가능한 무인검사 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 검사대상 제품을 적어도 일 방향으로 수송하도록 형성된 수송부; 상기 검사대상 제품의 위치 및 외관을 센싱하도록 구성되며 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부; 상기 검사대상 제품의 종류가 입력되도록 구성된 PLC(programmable logic controller) 유닛; 상기 센서부에 의해 센싱된 검사대상 제품을 촬상하도록 형성된 촬상부로서, 상기 검사대상 제품의 상면을 촬상하는 상면촬상부; 및 상기 검사대상 제품의 측면의 적어도 일부를 촬상하는 측면촬상부 및 저면촬상부를 포함하는 촬상부; 상기 촬상부에 의해 촬상된 이미지를 전달받아 상기 검사대0상 제품의 양불 여부를 판단하도록 구성된 PC 유닛; 상기 PC 유닛에 의해 불량품으로 판정된 검사대상 제품을 수용하도록 구성된 불량품 배출부; 및 상기 PC 유닛에 의해 양품으로 판정된 검사대상 제품을 적재함으로 이송하도록 구성된 양품배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치를 제공한다.
또한, 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 취출된 검사대상 제품을 이송하며 3개 이상의 축에 대해 회전하도록 구성된 수송부; 상기 검사대상 제품의 위치 및 외관을 센싱하도록 구성되며 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부; 상기 검사대상 제품의 종류가 입력되도록 구성된 PLC 유닛; 상기 검사대상 제품을 촬상하도록 구성된 하나 이상의 카메라를 포함하는 촬상부; 상기 촬상부에 의해 촬상된 이미지를 전달받아 상기 검사대상 제품의 양불 여부를 판단하도록 구성된 PC 유닛; 및 상기 PC 유닛에 의해 불량품으로 판정된 검사대상 제품을 수용하도록 구성된 불량품 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치를 제공한다.
또한, 본 개시의 실시예들에 따른 무인검사 장치를 이용하는 비전검사 방법에 있어서, 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부에 의해 검사대상 제품이 센싱되는 과정; 상기 검사대상 제품의 종류가 PLC 유닛에 입력되는 과정; PC 유닛에 의해, 상기 검사대상 제품의 종류에 기반하여 주변환경 세팅 값이 변경되는 과정; 하나 이상의 카메라를 포함하는 촬상부에 의해 촬상된 제품의 외관 이미지를 이용하여 PC 유닛에 의해 비전검사가 진행되는 과정; 및 상기 비전검사의 결과가 서버에 전달되는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예들에 의하면, 검사대상 제품의 종류가 구분됨으로써, 소품종 다량생산 방식은 물론, 다품종 소량생산 방식에 적합하다는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면 각 제품의 종류를 고려하여 비전검사 환경을 제어함으로써, 정확하고 신속한 비전검사가 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면, 불량의 종류에 따라 불량품들이 분리되어 적재됨으로써, 불량의 종류에 따른 통계를 취득할 수 있어, 품질관리에 유리하다는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치의 내부를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 따른 센서부의 센싱 시점을 나타낸 확대사시도이다.
도 4는 본 개시의 제1 실시예에 따른 촬상부의 일부를 나타낸 확대사시도이다.
도 5는 본 개시의 제1 실시예에 따른 촬상부의 우측면도이다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 따른 불량품 배출부의 확대사시도이다.
도 7은 본 개시의 제1 실시예에 따른 양품배출부의 확대사시도이다.
도 8은 본 개시의 제2 실시예에 따른 수송부의 사시도이다.
도 9는 본 개시의 제3 실시예에 따른 센서부의 센싱 시점을 나타낸 확대사시도이다.
도 10은 본 개시의 제4 실시예에 따른 촬상부의 일부를 나타낸 확대사시도이다.
도 11은 본 개시의 제5 실시예에 따른 수송부 및 촬상부에 따라 검사대상 제품이 확인되는 모습을 도시한 사시도이다.
도 12는 본 개시의 제6 실시예에 따른 양품배출부 및 양품배출부에 따라 양품이 적재되는 것을 나타낸 확대사시도이다.
도 13은 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법의 순서도이다.
도 14는 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법 중 제품의 종류에 따라 세팅 값이 변경되는 과정의 상세한 순서도이다.
도 15는 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법 중 비전검사가 수행되는 과정의 상세한 순서도이다.
도 16은 본 개시의 제1 실시예에 따른 수송부를 지지하도록 형성된 텐션부를 나타낸 것이다.
도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치의 내부를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 따른 센서부의 센싱 시점을 나타낸 확대사시도이다.
도 4는 본 개시의 제1 실시예에 따른 촬상부의 일부를 나타낸 확대사시도이다.
도 5는 본 개시의 제1 실시예에 따른 촬상부의 우측면도이다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 따른 불량품 배출부의 확대사시도이다.
도 7은 본 개시의 제1 실시예에 따른 양품배출부의 확대사시도이다.
도 8은 본 개시의 제2 실시예에 따른 수송부의 사시도이다.
도 9는 본 개시의 제3 실시예에 따른 센서부의 센싱 시점을 나타낸 확대사시도이다.
도 10은 본 개시의 제4 실시예에 따른 촬상부의 일부를 나타낸 확대사시도이다.
도 11은 본 개시의 제5 실시예에 따른 수송부 및 촬상부에 따라 검사대상 제품이 확인되는 모습을 도시한 사시도이다.
도 12는 본 개시의 제6 실시예에 따른 양품배출부 및 양품배출부에 따라 양품이 적재되는 것을 나타낸 확대사시도이다.
도 13은 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법의 순서도이다.
도 14는 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법 중 제품의 종류에 따라 세팅 값이 변경되는 과정의 상세한 순서도이다.
도 15는 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법 중 비전검사가 수행되는 과정의 상세한 순서도이다.
도 16은 본 개시의 제1 실시예에 따른 수송부를 지지하도록 형성된 텐션부를 나타낸 것이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에서, 확대사시도는 발명의 설명에 필요한 부분만을 강조하여 도시되었으며, 그 외에 설명에 불필요하거나 간접적으로 설명이 되는 구성 요소들은 자세히 도시되지 않거나 생략되었음에 유의한다.
또한, 본 개시에서, 검사대상 제품(A)은 바람직하게는 사출성형된 것을 특징으로 한다. 그러나, 반드시 이에 한정될 것은 아니며, 다양한 제조방식에 의해 제조된 검사제품 대상들이 본 개시에 의한 무인검사 장치(1)를 이용한 비전검사의 대상이 될 수 있다.
또한, 본 개시에서는 설명의 편의를 위하여, 취출된 검사대상 제품(A)이 무인검사 장치(1)에 안착된 후로부터 무인검사 장치(1)로부터 배출될 때까지의 일련의 과정이 시계열적 순서를 바탕으로 설명되었다.
또한, 본 개시에서 "전방"이라 함은, 검사대상 제품(A)이 수송부(12)에 의해 수송될 때, 시계열적으로 앞선 지점을 의미한다. 또한, 본 개시에서 "후방"이라 함은, 상기한 설명에 따라, 시계열적으로 뒤의 지점을 의미한다.
또한, 본 개시의 순서도의 각 과정은 시계열적으로 순차적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 하나 이상의 과정은 순차적 또는 동시에 수행될 수 있음에 유의한다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치의 사시도이다. 도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치의 내부를 도시한 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 무인검사 장치(1)는 PLC 유닛(programmable logic unit, 10), PC 유닛(pc unit, 11), 수송부(12), 센서부(sensor unit, 13; 도 3 참조), 촬상부(14), 불량품 배출부(15), 얼라인유닛(align unit, 16; 도 7 참조) 및 양품배출부(17)의 전부 또는 일부를 포함한다.
PLC 유닛(10)은 무인검사 장치(1)의 내부에 배치된다. PLC 유닛(10)은 검사대상 제품(A)의 종류와 관련된 전기적 신호를 인가 받으며, 인가 받은 전기적 신호를 PC 유닛(11)에게 전달함으로써, 다품종 제품의 검사가 가능하게 된다.
PC 유닛(11)의 적어도 일부는 무인검사 장치(1)의 내부에 배치된다. PC 유닛(11)은 센서부(13), PLC 유닛(10), 촬상부(14), 조명(미도시) 및 불량품 배출부(15)의 전부 또는 일부와 전기적으로 또는 무선으로 연결되어 있다.
PC 유닛(11)은 PLC 유닛(10)으로부터 제품의 정보에 관한 전기적 신호를 인가 받거나 무선으로 전달받는다. 이하에선, PC 유닛(11)이 다른 구성요소들과 전기적 신호를 주고받는 것을 전제로 설명하도록 한다. PC 유닛(11)은, 제품의 종류에 따라 비전검사 환경 조건이 조절되도록 촬상부(14) 및 조명을 제어하도록 구성된다. 촬상부(14)에 의해 촬상된 이미지들은 전기적 신호의 형태로 PC 유닛(11)에게 전달된다. 또한, 센서부(13)에 의해 센싱된 정보는 전기적 신호로 PC 유닛(11)에게 전달된다.
PC 유닛(11)은 본체부(110), 디스플레이(display, 112) 및 쿨러(cooler, 114)를 포함할 수 있다.
본체부(110)는 무인검사 장치(1)의 내부에 배치된다. 본체부(110)는 센서부(13) 및 촬상부(14)로부터 전달된 전기적 신호를 데이터베이스(database)에 저장하고, 이를 이용하여 해당 상품의 종류 및 양불 여부를 확인하도록 구성된다.
디스플레이(112)는, 무인검사 장치(1)의 외부에 배치된다. 비전검사 수행 전에 검사대상 제품(A)의 종류가, 작업자에 의해 디스플레이(112)에 직접 입력될 수 있다. 또한, 디스플레이(112)에는 비전검사 결과가 표시될 수 있다.
쿨러(114)는 본체부(110)에 인접하여 무인검사 장치(1)의 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 쿨러(114)는 본체부(110)로부터 발생한 열을 무인검사 장치(1)의 외부로 방출시킴으로써, 본체부(110)가 과열되는 것을 방지하도록 구성된다.
수송부(12)는 검사대상 제품(A)을 적어도 일 방향으로 수송하도록 형성된다. 수송부(12)의 일단인 최전방에는 취출된 검사대상 제품(A)들이 수송방향을 따라 배열된다. 이때, 검사대상 제품(A)들은 취출로봇(take out robot, 미도시)에 의해 수송부(12) 상에 배치 및 배열될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것이 아니며, 직접 작업자에 의해 사출장치로부터 수송부(12)로 옮겨질 수 있다.
수송부(12)의 일단에 배치된 검사대상 제품(A)은 일 방향(도 2에서 좌측을 향하는 방향)을 향해 이동한다. 이를 위해, 본 개시의 제1 실시예에 따른 수송부(12)는 컨베이어 벨트(conveyor belt)의 구조로 형성된다. 제1 실시예에 따른 수송부(12)는 벨트(belt, 120)를 포함한다.
제1 실시예에 따른 벨트(120)는, 지면에 평행한 일 축을 중심으로 360도 회전하도록 구성된다. 즉, 검사대상 제품(A)을 일 방향으로 수송한 벨트는 수송부(12)의 타단에서 하방으로 수송방향이 우회되어, 일 방향의 반대 방향으로 이동함으로써, 원위치로 복귀할 수 있다.
한편, 도 1의 확대된 부분을 참조하면, 수송부(12)는 안착홈(122)을 더 포함할 수 있다. 안착홈(122)이 수송부(12)의 일단에 형성됨에 따라, 취출된 검사대상 제품(A)이 검사되기 용이하도록 배열된다. 바람직하게는, 안착홈(122)은 일단의 적어도 일부에, 수송부(12)의 길이 방향을 따라 형성된다. 이러한 경우, 검사대상 제품(A)의 적어도 일부가 안착홈(122)에 삽입되고, 수송부(12)에 의한 이동방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다.
수송부(12)에 안착된 검사대상 제품(A)은 무인검사 장치(1)의 내부로 진입한다. 검사장치의 내부로 진입한 검사대상 제품(A)은 센서부(13)에 의해 센싱된다. 한편, 센서부(13)의 센싱방법과 관련된 상세한 내용은 도 3과 관련된 내용에서 자세하게 설명하도록 한다.
센서부(13)는 복수의 센서를 포함하며, 적어도 일부가 무인검사 장치(1)의 내부에 배치된다. 센서부(13)는 검사대상 제품(A)의 외관 및 위치 중 적어도 하나 이상을 센싱하도록 구성된다. 검사대상 제품(A)의 외관 및 위치에 관한 정보는 전기적 신호로 변환되어, PC 유닛(11)에게 전달될 수 있다.
작업자에 의한 입력으로 검사대상 제품(A)의 종류가 판단되면, PC 유닛(11)은 무인검사 장치(1) 내부의 복수의 환경 세팅(setting) 값을 조절함으로써, 비전검사에 최적화되도록 무인검사 장치(1)의 내부 환경을 제어한다.
예컨대, PC 유닛(11)은 하나 이상의 조명(미도시)을 제어하도록 구성된다. 여기서, 하나 이상의 조명은 무인검사 장치(1)의 내부에 비치되는 조명을 의미한다. 예컨대, 검사대상 제품(A)의 색상에 따라 밝은 빛이 필요하거나 어두운 빛이 필요한 경우가 있을 수 있다. 이때, 제품의 종류에 따른 조명 세팅 값은 PC 유닛(11)에 기 저장되어 있을 수 있다. 즉, PC 유닛(11)은, 기 저장된 정보를 바탕으로 하나 이상의 조명을 제어하도록 구성된다.
또한, PC 유닛(11)은 촬상부(14)의 적어도 일부를 제어하도록 구성된다. 구체적으로, 촬상부(14)에 포함된 복수의 카메라의 전부 또는 일부의 세팅 값을 제어한다. 여기서, 복수의 카메라의 세팅 값이라 함은, 카메라의 전원, 조리개 개방정도, 카메라의 셔터스피드, 카메라의 감도 등을 의미한다. 검사대상 제품의 종류가 상이해지면 제품의 크기 및 요철 특성이 상이해질 수 있다. 검사대상 제품 중 일부는 복수의 카메라 중 일부만이 구동되어도 검사대상 제품의 모든 측면을 촬상가능하다. 이러한 경우, 복수의 카메라 중 일부 카메라만의 전원만을 인가함으로써, 무인검사 장치(1)의 구동 효율을 제고할 수 있다. 또한, 조명 세팅 값이 변경됨에 따라, 카메라의 조리개 개방정도, 카메라의 셔터스피드, 카메라의 감도 중 하나 이상이 변경되어야 한다. 이때, 제품의 종류에 따른 카메라의 세팅 값은 PC 유닛(11)에 기 저장되어 있을 수 있다. 즉, PC 유닛(11)은 기 저장된 정보를 바탕으로 하나 이상의 카메라를 제어하도록 구성된다.
또한, PC 유닛(11)은 조명의 세팅 값 및 카메라의 세팅 값을 제어함에 있어, 센서부(13)로부터 센싱된 검사대상 제품(A)의 위치 및 종류 중 하나 이상에 기반하여 세팅 값을 제어하도록 구성된다. 이때, 검사대상 제 종류는, PLC 유닛(10)에 작업자에 의해 입력된 정보이거나, 별도로 구비된 감별용 카메라(미도시)에 의해 촬상된 이미지를 바탕으로 PC 유닛(11)이 판단한 정보일 수 있다.
즉, 본 개시에 의한 PC 유닛(11)은 제품의 위치 또는 종류에 따라, 비전검사 환경을 제어함으로써, 사각지대(blind spot) 없이 제품을 검사할 수 있다는 장점이 있다.
또한, PC 유닛(11)은 제품의 크기에 따른 촬영 시점이 상이하도록 촬상부(14)를 제어할 수 있다. 이와 관련된 상세한 설명은 도 3 및 도 9에서 자세히 설명하도록 한다.
촬상부(14)의 적어도 일부는 센서부(13)와 동일한 지점 또는 후방에 배치된다. 센서부(13)에 의해 센싱된 검사대상 제품(A)은, 센싱되는 시점과 동시에 또는 센싱되는 시점 이후에 촬상부(14)에 의해 촬상된다. 한편, 촬상부(14)의 상세한 구성 등과 관련하여, 도 4 내지 도 5에서 설명하도록 한다.
촬상부(14)에 의해 촬상된 이미지는 PC 유닛(11)에게 전기적 신호의 형태로 전달될 수 있다. 촬상된 이미지들을 이용하여, PC 유닛(11)은 검사대상 제품(A)의 양불 여부를 판단한다. 한편, 양불 여부를 판단하는 로직과 관련하여, 도 13 내지 도 15에서 자세히 설명하도록 한다.
불량품 배출부(15)는 촬상부(14)의 후방에 배치되며, 불량품 배출부(15)의 적어도 일부는 무인검사 장치(1)의 내부에 배치된다. 불량품으로 판정된 검사대상 제품은, 불량품 배출부(15)에 의해 수송부(12)로부터 이탈되어 별도로 수용된다. 또한, 양품으로 판정된 검사대상 제품은, 불량품 배출부(15)를 통과하여 무인검사 장치(1)의 외부로 배출된다. 한편, 불량품 배출부(15)의 구성 및 작동과 관련하여 도 6에서 자세히 설명하도록 한다.
얼라인유닛(16)의 적어도 일부는 불량품 배출부(15)의 후방에 배치된다. 이때, 바람직하게는, 얼라인유닛(16)의 적어도 일부는 무인검사 장치(1)의 외부에 배치될 수 있다. 양품으로 판정된 검사대상 제품은, 얼라인유닛(16)에 의해 수송부(12) 상에서 재정렬될 수 있다.
양품배출부(17)는 얼라인유닛(16)의 후방에 배치되며, 무인검사 장치(1)의 외부에 구비된다. 양품배출부(17)는 양품으로 판정된 검사대상 제품(A)을 적재함(미도시)으로 이송하도록 구성된다. 이때, 적재함은 무인검사 장치(1)의 외부에 별도로 마련된다.
이하에서는, 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 무인검사 장치의 일부 구성요소의 구체적인 구성 및 해당 구성요소의 구동 방법에 관해 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 따른 센서부의 센싱 시점을 나타낸 확대사시도이다.
도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 센서부(13)에 의해 검사대상 제품(A)이 센싱되는 시점은, 촬상부(14)에 의해 검사대상 제품(A)이 촬상되는 시점과 동일하다. 이러한 구성이 가능하기 위해서, 검사대상 제품(A)의 종류는, 검사대상 제품(A)이 무인검사 장치(1)에 놓이기 전에 작업자에 의해 디스플레이(112)에 입력되는 것이 바람직할 것이다. 또는, 검사대상 제품의 종류를 판단하기 위해 구비된 하나 이상의 감별용 카메라(미도시)에 의해 촬상된 이미지를 바탕으로, PC 유닛(11)에 의해 그 종류가 판단될 수 있다. 여기서, 하나 이상의 감별용 카메라는 검사대상 제품(A)의 불량을 판단하기 위해 구성된 촬상부(14)에 포함된 복수의 카메라와는 별개임에 유의하여야 한다.
센서부(13)는 송신부(도면부호 미표시) 및 수신부(도면부호 미표시)를 포함할 수 있다. 송신부는 광신호를 송신하고, 수신부는 송신부로부터 송신된 광신호의 전부 또는 일부를 수신하도록 구성된다. 센서부(13)의 광신호 경로에, 검사대상 제품(A)이 통과함으로써 검사대상 제품(A)이 감지될 수 있다. 센서부(13)에 의해 검사대상 제품(A)이 감지되면, 촬상부(14)에 의해 검사대상 제품(A)이 촬상된다.
제1 실시예의 경우, 작업자에 의해 입력된 검사대상 제품(A)의 종류가 PLC 유닛(10)에게 전달되고, 입력된 검사대상 제품(A)의 종류에 기반하여 무인검사 장치(1)의 내부 환경 세팅 값이 변경된다. 그 후, 무인검사 장치(1)가 구동되어 비전검사가 이루어지므로, 센서부(13)에 의해 검사대상 제품(A)이 감지됨과 동시에, 촬상이 이루어질 수 있다.
도 4는 본 개시의 제1 실시예에 따른 촬상부의 일부를 나타낸 확대사시도이다.
도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 촬상부(14)는 검사대상 제품(A)의 적어도 일면을 촬상하도록 구성된다. 이를 위해, 촬상부(14)는 상면촬상부(140) 및 측면촬상부(142)를 포함한다.
상면촬상부(140)는 검사대상 제품(A)의 상면을 촬상하도록 구성된다. 이를 위해, 촬상부(14)에 포함된 카메라의 렌즈는 검사대상 제품(A)의 상면을 정면으로 바라보도록 배치된다.
측면촬상부(142)는 검사대상 제품(A)의 측면의 적어도 일부를 촬상하도록 구성된다. 제1 실시예에 따른 측면촬상부(142)는 복수의 카메라 지지부(1420) 및 복수의 측면카메라(1422)를 포함한다.
복수의 카메라 지지부(1420)의 일단이 무인검사 장치(1) 내부의 천정에 고정되며, 복수의 카메라 지지부(1420)의 타단에는 복수의 측면카메라(1422)가 장착된다. 이때, 측면카메라(1422)는 검사대상 제품(A)의 측면만 촬영하는 것이 아니라 상면의 적어도 일부 및 일 측면의 적어도 일부를 동시에 촬상하도록 배치되는 것이 바람직하다.
본 개시에선, 제1 실시예에 따른 측면촬상부(142)에는 8개의 카메라 지지부(1420)-측면카메라(1422) 결합이 제공된다. 이로 인해, 촬상부(14)는 사각지대 없이 검사대상 제품(A)의 상면 및 측면을 촬상할 수 있다.
도 5는 본 개시의 제1 실시예에 따른 촬상부의 우측면도이다.
도 5를 참조하면, 본 개시에 따른 촬상부(14)는 저면촬상부(144)를 더 포함할 수 있다. 저면촬상부(144)는 검사대상 제품(A)의 저면을 촬영하도록, 벨트(120)의 하방 배치된다. 이때, 검사대상 제품(A)은 벨트(120) 상에 안착되어 이동하므로, 본 개시에 따른 수송부(12)의 벨트(120)의 적어도 일부는 투명색 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 따른 불량품 배출부의 확대사시도이다.
도 6을 참조하면, 제1 실시예에 따른 불량품 배출부(15)는 수송부(12)에 의해 수송된 검사대상 제품(A)의 적어도 일부를 수송부(12)로부터 이탈시키며, 이탈된 검사대상 제품을 별도로 수용하도록 구성된다. 이를 위해, 불량품 배출부(15)는 하나 이상의 블로워(blower, 150), 하나 이상의 불량품 이송관(152) 및 하나 이상의 불량품 적재부(154)의 전부 또는 일부를 포함한다
하나 이상의 블로워(150)는 수송부(12)에 인접하여 배치된다. 불량품으로 판정된 검사대상 제품이 블로워(150)의 전방을 지나갈 때, PC 유닛(11)은 하나 이상의 블로워(150)에 전기적 신호를 인가함으로써, 블로워(150)를 구동시킬 수 있다. 블로워(150)가 전기적 신호에 상응하여 구동되면, 블로워(150)에 의해 발생된 고압의 압축공기가 검사대상 제품(A)을 향해 제공된다. 여기서 고압이라 함은, 대기압에 비해 상대적으로 높은 압력을 의미한다.
한편, 본 개시에 의한 불량품 배출부(15)는 불량품으로 판정된 검사대상 제품을 수송부(12)로부터 이탈시키기 위한 구성으로서, 반드시 블로워를 포함하여야 하는 것은 아니다. 예컨대, 불량품 배출부(15)는 블로워 대신 푸셔(pusher, 미도시)를 포함할 수 있다.
하나 이상의 불량품 이송관(152)은 수송부(12)로부터 이탈된 검사대상 제품을 이송하도록 구성된다. 하나 이상의 불량품 이송관(152)은 이탈된 검사대상 제품이 유입되도록 적절한 형상을 가지며 적절한 위치에 배치된다. 예컨대, 검사대상 제품이 수송되는 직선속도 및 블로워(150)에 의한 수직속도의 벡터합을 고려하여, 불량품 이송관(152)의 개구(opening)가 불량품 이송관(152)의 일단에 형성될 수 있다.
불량품 이송관(152)의 타단에 형성되는 개구는, 불량품 적재부(154)에 인접하여 형성된다. 불량품 이송관(152)은 일 개구와 타 개구 사이를 연장하도록 형성됨으로써, 불량품을 가이드하도록 형성된다.
하나 이상의 불량품 적재부(154)는 불량품 이송관(152)으로부터 이송된 불량품을 수용하도록 구성된다.
불량품 배출부(15)는, 일단이 블로워(150)의 적어도 일부를 감싸도록 형성되며 타단이 불량품 이송관(152)의 일 개구에 대면하도록 형성되는 하나 이상의 불량품 가이드부재(156)를 더 포함할 수 있다. 불량품 가이드부재(156)는 블로워(150) 및 불량품 이송관(152)의 개구 사이에 배치되며 블로워(150)에 의해 수송부(12)로부터 이탈되는 검사대상 제품을 불량품 이송관(152)으로 이동하도록 가이드하도록 형성된다.
불량품 배출부(15)는 불량의 종류에 따라 불량품을 구분하여 배출하도록 구성될 수 있다. 이때, 불량품 배출부(15)는 복수의 블로워(150a, 150b 및 150c), 복수의 불량품 이송관(152a, 152b 및 152c) 및 복수의 불량품 적재부(154a, 154b 및 154c)를 포함한다. PC 유닛(11)은 불량의 종류에 따라, 복수의 블로워(150) 중 어느 하나가 구동되도록 복수의 블로워(150)에게 전기적 신호를 인가할 수 있다. 예컨대, 불량의 종류가 '제품 미성형'인 것으로 판단된 검사대상 제품이 제1 블로워(150a)에 인접한 경우, 제1 블로워(150a)가 구동된다.
또한, 불량의 종류가 '흑점포함'인 것으로 판단된 검사대상 제품이 제1 블로워(150a)에 인접한 경우, 제1 블로워(150a)는 구동되지 아니하고 해당 검사대상 제품은 제1 블로워(150a)를 통과한다. 해당 검사대상 제품이 제2 블로워(150b)에 인접할 때, 제2 블로워(150b)가 구동된다.
또한, 불량의 종류가 '홀(hole)막힘'인 것으로 판단된 검사대상 제품이 제1 블로워(150a) 및 제2 블로워(150b)에 인접한 경우, 제1 블로워(150a) 및 제2 블로워(150b)는 구동되지 아니하며, 해당 검사대상 제품은 제1 블로워(150a) 및 제2 블로워(150b)를 통과한다. 해당 검사대상 제품이 제3 블로워(150c)에 인접할 때, 제3 블로워(150c)가 구동된다.
PC 유닛(11)은 검사대상 제품(A)의 종류에 따른 불량률을 연산할 수 있다. 나아가, PC 유닛(11)이 제1 내지 제3 블로워(150a 내지 150c)를 개별제어 함으로 인해, 불량의 종류에 따라 불량품들이 구분 적재될 수 있다. 이로 인해, 불량의 종류에 따른 제품 불량률이 파악될 수 있다. 본 개시에 의한 무인검사 장치(1)가 전체 불량률 및 불량 종류에 따른 불량률 각각에 대한 통계를 취득함으로써, 통계 결과는 제품의 품질 개선에 사용될 수 있다.
한편, 본 개시는 반드시 불량의 종류가 제품 미성형, 흑점포함 및 홀막힘 일 필요는 없다. 본 개시에 있어 불량의 종류는 예컨대, 스크래치 발생, 버(bur) 발생, 얼룩 발생 색바램 발생, 웰드라인, 표면굴곡 형성, 수축 발생, 기포 발생, 백화 발생, 실버라인 발생, 치수불량 발생, 오타 발생, 플로우마크 발생 및 오삽 등을 포함할 수 있다.
도 7은 본 개시의 제1 실시예에 따른 양품배출부의 확대사시도이다.
도 7을 참조하면, 제1 실시예에 따른 양품배출부(17)는 얼라인유닛(16)의 후방에 배치되며, 양품으로 판정된 검사대상 제품들을 이송하도록 구성된다. 제1 실시예에 따른 양품배출부(17)는 두 개 이상의 축에 대해 직선이동하는 지그(jig)를 포함한다. 예컨대, 제1 실시예에 따른 양품배출부(17)는 수평방향 지그(도면부호 미표시) 및 수직방향 지그(도면부호 미표시)를 포함한다.
수평방향 지그는 검사대상 제품(A) 간의 간격, 검사대상 제품(A)의 크기 및 수송 속도 등을 고려하여 PC 유닛(11)에 의해 위치가 조정될 수 있다.
수직방향 지그는 검사대상 제품(A)의 크기 및 수송 속도 등을 고려하여, PC 유닛(11) 에 의해 위치가 조정되거나, 또는, 작업자에 의해 수동적으로 조정될 수 있다. 또한, 수직방향 지그의 일단에는 그리퍼유닛(gripper unit)이 부착되어 있다. 그리퍼유닛의 일단에는 검사대상 제품(A)이 부착되도록 형성된다. 이때, 그리퍼유닛은 핑거그리퍼(finger gripper) 및 진공그리퍼(vacuum gripper) 중 어느 하나일 수 있다.
그리퍼유닛에 의해 검사대상 제품(A) 클램핑되면 수직방향 지그는 상승하고, 수평방향 지그는 양품적재함(미도시)을 향해 이동한다. 이때, 양품적재함은 양품으로 판정된 검사대상 제품을 적재하도록 구성되며 별도로 구비된다. 그리퍼유닛은 검사대상 제품(A)에 대한 클램핑을 해제한다. 이로 인해, 양품으로 판정된 검사대상 제품(A)이 무인검사 장치(1)로부터 이격되어 적재 및 보관될 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 제1 실시예에 따른 얼라인유닛(16)은 불량품 배출부(15)의 후방에 배치된다. 양품으로 판정된 검사대상 제품은, 얼라인유닛(16)에 의해 수송부(12) 상에서 재정렬될 수 있다. 얼라인유닛(16)은 일 축에 대해 회동하도록 구성된 솔터(sorter, 160)를 포함한다.
솔터(160)는, 도 7에 도시된 바와 같이 좌우로 회동하면서, 수송되는 검사대상 제품(A)이, 양품배출부(17)에 의해 그립될 수 있도록 검사대상 제품(A)의 적어도 일부를 재정렬하도록 구성된다. 이로 인해, 양품으로 판정된 검사대상 제품(A)이 양품배출부(17)에 의해 적절하게 양품적재함으로 이송될 수 있다.
또한, 솔터(160)는 서로 다른 두 종류 이상의 검사대상 제품이 섞여 있는 경우, 검사대상 제품들을 서로 다른 종류로 구분하도록 구성된다. 예컨대, a 제품 및 b 제품이 섞여서 검사되는 경우, 솔터(160)는 a 제품을 수송부(12)의 좌측으로 정렬할 수 있다. 또한, 솔터(160)는 b 제품을 수송부(12)의 우측으로 정렬할 수 있다. 수송부(12)의 양측에 양품배출부(17)가 배치되는 경우, a 제품 및 b 제품이 수송부(22)의 양측으로 재정렬됨으로써, 양품도 종류별로 구분하여 양품배출부(17)에 의해 적재될 수 있다.
도 8은 본 개시의 제2 실시예에 따른 수송부의 사시도이다.
도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 수송부(22)는 검사대상 제품(A)을 적어도 일 방향으로 수송하도록 구성된다. 제2 실시예에 따른 수송부(22)는 지그 타입(jig-type)으로 구성된다. 구체적으로, 수송부(22)는 레일(rail, 220) 및 복수의 수송 플레이트(conveying plate, 222)을 포함한다.
제2 실시예에 따른 레일(220)은, 지면에 수직한 일 축을 중심으로 360도 회전하도록 구성된다. 즉, 검사대상 제품(A)을 일 방향으로 수송한 벨트는 수송부(12)의 타단에서 상방 또는 하방으로의 변화 없이, 수송방향이 우회된다. 이로 인해, 레일(220)은 일 방향의 반대 방향으로 이동함으로써, 원위치로 복귀할 수 있다.
수송 플레이트(222) 상에는 하나의 검사대상 제품(A)이 배치 및 안착될 수 있다. 복수의 수송 플레이트(222)는 상호 이격되어, 등간격으로 레일(220) 상에 구비되는 것이 바람직하다.
도 9는 본 개시의 제3 실시예에 따른 센서부의 센싱 시점을 나타낸 확대사시도이다.
제3 실시예에 따른 센서부(33)의 검사 지점은, 제3 실시예에 따른 상면촬상부(340)의 촬상 지점의 전방에서 형성된다.
제3 실시예에 따른 센서부(33)는 검사대상 제품(A)의 외관 및 위치를 센싱하도록 구성된다. 검사대상 제품(A)의 외관 및 위치에 관한 정보는 전기적 신호로 변환되어, PC 유닛(11)에게 전달된다. 센서부(33)로부터 수신한 검사대상 제품(A)의 외관에 관한 정보를 바탕으로, PC 유닛(11)은 기 입력된 판단 알고리즘을 이용하여 검사대상 제품(A)의 종류를 분류할 수 있다. 그러나, 본 개시는 반드시 이에 한정되지 아니하고, PC 유닛(11)은 인공지능(artificial intelligence)을 이용함으로써, 검사대상 제품(A)의 종류를 판단할 수 있다.
제3 실시예에 따른 PC 유닛(11)에 의해 검사대상 제품(A)의 종류가 판단되면, PC 유닛(11)은 무인검사 장치(1)의 내부 환경에 관한 세팅 값을 제어한다. 내부 환경 제어와 관련된 상세한 내용은 제1 실시예에 관한 내용과 중복되는바, 제1 실시예에 관한 설명으로 갈음한다.
한편, 제3 실시예에 따른 센서부(33)에 의한 센싱 지점과 상면촬상부(340)에 의한 촬상 지점간의 시간적 간격은, 수송부(12)의 이동 속도 및 검사대상 제품간의 거리를 고려하여 PC 유닛(11)에 의해 결정되는 것이 바람직하다.
한편, 본 개시에 의한 무인검사 장치(1)는, 반드시 센서를 이용함으로써 검사대상 제품의 위치를 확인할 필요는 없다. 예컨대, 인코더(encoder)에 의해, 벨트(120)를 회전시키도록 구성된 하나 이상의 전기 모터(electric motor)의 회전이 감지될 수 있다. PC 유닛(11)은 인코더에 의해 취득된 모터의 회전정보를 이용하여, 검사대상 제품(A)의 위치를 파악할 수 있다. 검사대상 제품(A)이 기 설정된 위치에 수송된 것으로 판단된 경우, PC 유닛(11)은 검사대상 제품(A)이 촬상되도록 촬상부(14)를 제어할 수 있다.
도 10은 본 개시의 제4 실시예에 따른 촬상부의 일부를 나타낸 확대사시도이다.
도 10을 참조하면, 제4 실시예에 따른 측면촬상부(442)는, 회전형 지지부(4420) 및 측면카메라(4422)를 포함한다.
회전형 지지부(4420)의 일단이 무인검사 장치(1)의 내부 천정에 부착되며, 타단에는 측면카메라(4422)가 결합된다. 이때, 회전형 지지부(4420)는 하나의 레그(leg)로 구성될 수 있다. 그러나, 본 실시예는 반드시 이에 한정될 것은 아니며, 복수의 레그로 구성될 수 있다.
회전형 지지부(4420)는 지면에 대해 수직한 축을 중심으로 회전하도록 구성된다. 이때, 측면촬상부(4422)는 연속적으로 또는 불연속적이나 짧은 시간적 간격으로 검사대상 제품(A)을 촬상한다. 이로 인해, 검사대상 제품(A)의 측면은 하나의 측면카메라(4422)만으로 사각 없이 모두 촬상될 수 있다.
회전형 지지부(4420)는 BLDC 모터(미도시) 및 하모닉 드라이브(harmonic drive, 미도시)를 포함할 수 있다. 이로 인해, 회전형 지지부(4420)의 회전각은 정교하게 조절될 수 있다.
도 11은 본 개시의 제5 실시예에 따른 수송부 및 촬상부에 따라 검사대상 제품이 확인되는 모습을 도시한 사시도이다.
도 11을 참조하면, 제5 실시예에 따른 수송부(52)의 적어도 일부는, EOAT(End of Arm Tooling) 로봇으로 구성된 것을 특징으로 한다. 이때, 도 11에서 도시된 제5 실시예에 따른 수송부(52)는, 일 예시에 불과하며, 수송부(52)는 EOAT 기술 분야에서 적절히 채택할 수 있는 수준의 EOAT 로봇 종류일 수 있다.
수송부(52)는 취출된 검사대상 제품(A)을 저면촬상부(54)에 인접한 위치에 이송시킨다. 검사대상 제품(A)이 저면촬상부(54)에 인접한 경우, 저면촬상부(54)는 검사대상 제품(A)을 촬상한다. 이때, EOAT 로봇은 3축에 대해 회전 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 저면촬상부(54)에 의해 검사대상 제품(A)의 저면을 촬상할 수 있다.
저면촬상부(54)에 의해 검사대상 제품의 저면이 촬상된 후, 수송부(52)는 검사대상 제품을 다시 벨트 또는 수송 플레이트에 안착시킨다. 안착된 검사대상 제품은, 상면촬상부(140) 및 측면촬상부(142)에 의해 정면 및 측면의 적어도 일부가 촬상될 수 있다. 요컨대, 제5 실시예에 의한 무인검사 장치는, 검사대상 제품의 모든 면을 촬상할 수 있다.
도 12는 본 개시의 제6 실시예에 따른 양품배출부 및 양품배출부에 따라 양품이 적재되는 것을 나타낸 확대사시도이다.도 12를 참조하면, 제6 실시예에 따른 양품배출부(67)는 다축로봇일 수 있다. 양품배출부(67)는 양품인 것으로 판정되어, 무인검사 장치(1)의 외부로 배출된 검사대상 제품(A)을 별도의 적재함에 이송시키도록 구성된다. 제6 실시예에 따르면, 얼라인유닛이 따로 구비되지 않더라도, 양품배출부(67)에 의해 적절히 적재함으로 이송될 수 있다는 장점이 있다.
도 13은 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법의 순서도이다.
도 13을 참조하면, 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치(1)를 이용한 비전검사는, 검사대상 제품의 종류가 PLC 유닛에 입력되는 과정을 포함한다(S130). 제1 실시예에 따르면, 검사대상 제품의 종류가 작업자에 의해 직접 입력되는 것이 특징이다. 한편, 다른 실시예에서, 검사대상 제품의 종류는 센서에 의해 미리 센싱되고, PC 유닛(11)에 의해 제품의 종류가 판정될 수 있다. 이때, PC 유닛(11)은, 제품의 종류를 판단함에 있어, 기 입력된 판단 알고리즘을 이용할 수 있다. 또는 인공지능 모듈을 이용하여 제품의 종류를 판단할 수 있다. 다른 실시예에서, PC 유닛(11)에 의해 판단된 검사대상 제품의 종류와 관련된 정보는, PLC 유닛(10)에게 전달된다. PC 유닛(11) 및 PLC 유닛(10)이 정보를 송수신할 때, 양자는 전기적으로 연결됨으로써 전기적 신호를 주고받을 수 있다. 또는, 양자는 무선통신을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다.
검사대상 제품의 종류가 PLC 유닛(10)에 입력되면, PC 유닛(11)에 의해 무인검사 장치(1) 내부의 환경이 제어된다(S131). 이때, PC 유닛(11)은 주변환경과 관련된 세팅 값을 변화시킴으로써, 적절한 비전검사 환경이 되도록, 무인검사 장치(1) 내부의 구성요소들을 제어할 수 있다.
주변환경 세팅 값이 적절하게 변경된 후, 촬상부(14)에 의해 검사대상 제품의 외관이 촬상된다(S132).
촬상부(14)에 의해 촬상된 제품 외관의 이미지는 PC 유닛(11)에게 송신된다. 수신된 이미지를 바탕으로 PC 유닛(11)은, 검사대상 제품(A)의 비전검사를 수행한다(S133). 비전검사 결과, PC 유닛(11)은, 검사대상 제품(A)의 양불 여부를 판단하여 검사대상 제품(A)을 양품 또는 불량품으로 판정한다.
판정된 양불 여부는 중앙 서버(미도시)에게 전달된다(S134).
중앙 서버는, 전달된 정보들을 바탕으로 제품 생산량, 전체 불량률, 불량의 종류에 따른 불량률을 연산한다(S135).
도 14는 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법 중 제품의 종류에 따라 세팅 값이 변경되는 과정의 상세한 순서도이다.
도 14를 참조하여, S131 과정의 구체적인 방법을 설명하도록 한다. 도 14를 참조하면, 제품의 종류가 PLC에게 입력됨으로써, 검사대상 제품의 종류가 확인된다(S140).
검사대상 제품의 종류가 확인된 후, PC 유닛(11)에 의해 조명의 세팅 값이 변경된다(S141). 예컨대, 검사대상 제품(A)의 종류가 달라지면, 제품의 색채, 명도에 따라 밝은 빛이 필요하거나 어두운 빛이 필요한 경우가 있을 수 있다. 이때, 제품의 종류에 따른 조명의 세팅 값은 PC 유닛(11)에 기 저장되어 있을 수 있다.
또한, PC 유닛(11)에 의해 카메라의 세팅 값이 변경된다(S142). 구체적으로, 촬상부(14)에 포함된 복수의 카메라의 전부 또는 일부의 세팅 값을 제어한다. 여기서, 복수의 카메라의 세팅 값이라 함은, 카메라의 전원, 카메라의 조리개 개방정도, 카메라의 셔터스피드, 카메라의 감도 등을 의미한다. 제품의 종류가 상이해지면 제품의 크기 및 요철 특성이 상이해질 수 있다. 또한, 조명 세팅 값이 변경됨에 따라, 카메라의 세팅 값이 변경되어야 한다. 이때, 제품의 종류에 따른 카메라의 세팅 값은 PC 유닛(11)에 기 저장되어 있을 수 있다.
또한, PC 유닛(11)에 의해 촬상부의 촬상 시점이 변경될 수 있다. 구체적으로, 센서부(13)에 의해 센싱되는 시점에 대한 촬상부(14)에 의해 촬상되는 시점의 지연시간, 즉, 딜레이 값이 변경될 수 있다(S143). 검사대상 제품(A)의 크기는 다양하다. 이때, 작은 크기일 때의 센서부(13)에 의해 센싱되는 시점 및 촬상부(14)에 의해 촬상되는 시점 사이의 딜레이 값은, 그보다 큰 크기일 때의 딜레이 값보다 더 커야할 것이다.
즉, 본 개시에 의하면, 검사대상 제품의 종류에 따라 주변 세팅 값이 변경됨으로써, 하나의 무인검사 장치(1)만으로도 정확한 다제품 검사가 가능하다. 또한, 일련의 검사 과정에 있어, 작업자의 직접 개입이 거의 없다. 따라서, 검사대상 제품의 종류가 달라짐에 따라, 작업자에 의해 별개의 판정 알고리즘이 선택될 필요가 없다. 이로 인해, 신속한 다제품 검사가 가능하다.
도 15는 본 개시의 제1 실시예에 따른 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법 중 비전검사가 수행되는 과정의 상세한 순서도이다.
도 15를 참조하여, S133 과정의 구체적인 방법을 설명하도록 한다. 도 15를 참조하면, PC 유닛(11)은 검사대상 제품의 틀어짐을 보정한다(S150). 검사대상 제품(A)이 취출로봇에 의해 취출되어, 수송부(12)에 놓일 때, 놓이는 위치 및 각도가 검사대상 제품(A)의 종류에 따라 상이해질 수 있고, 기 저장된 제품의 정보에 비해 틀어짐이 발생할 수 있다. PC 유닛(11)은 패턴매칭(pattern matching) 기법을 이용함으로써, 이러한 틀어짐을 보정할 수 있다.
PC 유닛(11)은, 틀어짐이 보정된 이미지를 이용하여, 검사대상 제품(A)의 미성형 여부를 판단한다(S151). 검사대상 제품(A)은 사출되는 제품이므로, 일부가 미성형될 수 있다. 검사대상 제품(A)의 미성형 여부가 감지되는 경우, PC 유닛(11)은 검사대상 제품(A)을 불량품으로 판단한다.
또한, PC 유닛(11)은, 틀어짐이 보정된 이미지를 이용하여, 검사대상 제품(A)에 흑점이 형성되었는지 여부를 판단한다(S152). 검사대상 제품(A)은 고온의 환경에서 사출성형되는데, 이때, 적정 온도보다 높거나 낮은 온도에서 성형되는 경우, 흑점이 발생할 수 있다. 검사대상 제품(A)에 흑점이 감지된 경우, PC 유닛(11)은 검사대상 제품(A)을 불량품으로 판단한다.
또한, PC 유닛(11)은 틀어짐이 보정된 이미지를 이용하여 검사대상 제품(A)에 존재하는 홀(hole)이 막혀있는지 여부를 판단한다. 홀막힘이 감지된 경우, PC 유닛(11)은 검사대상 제품(A)을 불량품으로 판단한다.
한편, PC 유닛(11)은, 검사대상 제품의 미성형 여부, 흑점 여부 및 홀막힘 여부를 판단하기 위해 blob labeling 알고리즘에 의해 작동될 수 있다.
또한, PC 유닛(11)은, 이미지 프로세싱 유닛(image processing unit)을 더 포함함으로써, 비전검사에 적절하도록 촬상 이미지를 처리할 수 있다. 이로 인해, S150 내지 S153의 검사과정이 용이해지고, 정확성이 증대될 수 있다.
도 16은 본 개시의 제1 실시예에 따른 수송부를 지지하도록 형성된 텐션부를 나타낸 것이다. 도 16a는 텐션부가 수송부를 지지하는 상태를 도시한 사시도이다. 도 16b는 도 16a를 B - B' 방향을 따라 절단한 종단면도이다. 도 16c는 본 개시의 제1 실시예에 따른 텐션부(124)의 정면사시도이다.
도 16a를 참조하면, 본 개시의 제1 실시예에 따른 수송부(12)는 텐션부(124)를 더 포함한다. 텐션부(124)는, 벨트(120)의 저면의 적어도 일부를 지지하도록 배치된다.
도 16b 및 도 16c를 참조하면, 텐션부(124)는 복수의 롤러(1240)를 포함한다. 복수의 롤러(1240)는 벨트(120)의 이동 방향을 따라 회전하도록 구성된다.
또한, 본 개시에서는 도시되지 않았으나, 텐션부(124)는, 벨트(120)의 길이방향을 따라 복수 개 이격되어 배치될 수 있다. 벨트(120)는 폭에 비해, 길이가 길게 형성되는 것이 일반적이므로, 벨트(120)의 길이방향으로의 처짐이 쉽게 발생될 수 있다. 한편, 텐션부(124)가 벨트(120)의 길이방향을 따라 복수 개 이격되어 배치됨에 따라 벨트(120)의 평탄도를 확보할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 텐션부(124)가 벨트(120)의 길이방향을 따라 복수 개 배치됨으로써, 벨트(120)의 처짐으로 인한 수송 시 문제점들이 방지될 수 있다. 여기서, 벨트(120)의 처짐으로 인한 문제점이라 함은, 검사대상 제품의 이탈, 이로 인한 촬상이미지 불량, 벨트(120)의 엉킴 등을 포함한다.
복수의 롤러(1240)는, 바람직하게는 중공기둥형으로 형성된다. 복수의 롤러(1240)에 형성된 중공의 사이로 지지막대(1242)의 적어도 일부가 삽입된다. 지지막대(1242)는 양단이 고정되어 있어, 복수의 롤러(1240)가 벨트(120)의 이동방향으로의 이동이 방지될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 무인검사 장치
10: PLC 유닛
11: PC 유닛 12: 수송부
13: 센서부 14: 촬상부
15: 불량품 배출부 16: 얼라인유닛
17: 양품배출부 A: 검사대상 제품
11: PC 유닛 12: 수송부
13: 센서부 14: 촬상부
15: 불량품 배출부 16: 얼라인유닛
17: 양품배출부 A: 검사대상 제품
Claims (20)
- 검사대상 제품을 적어도 일 방향으로 수송하도록 형성된 수송부;
상기 검사대상 제품의 위치 및 외관을 센싱하도록 구성되며 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부;
상기 검사대상 제품의 종류가 입력되도록 구성된 PLC(programmable logic controller) 유닛;
상기 센서부에 의해 센싱된 검사대상 제품을 촬상하도록 형성된 촬상부로서,
상기 검사대상 제품의 상면을 촬상하는 상면촬상부; 및
상기 검사대상 제품의 측면의 적어도 일부를 촬상하는 측면촬상부
를 포함하는 촬상부;
상기 촬상부에 의해 촬상된 이미지를 전달받아 상기 검사대상 제품의 양불 여부를 판단하도록 구성된 PC 유닛;
상기 PC 유닛에 의해 불량품으로 판정된 검사대상 제품을 수용하도록 구성된 불량품 배출부; 및
상기 PC 유닛에 의해 양품으로 판정된 검사대상 제품을 적재함으로 이송하도록 구성된 양품배출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 PC 유닛은,
상기 센서부로부터 센싱된 상기 검사대상 제품의 정보를 이용하여 상기 검사대상 제품의 위치를 판단하고,
상기 센서부에 인접하여 구비된 하나 이상의 감별용 카메라로부터 촬상된 이미지를 이용하여 상기 검사대상 제품의 종류를 판단하고,
상기 검사대상 제품의 위치 및 종류 중 하나 이상에 기반하여, 상기 촬상부의 세팅 값 또는 조명의 세팅 값을 변경하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 PC 유닛은,
상기 검사대상 제품의 미성형 여부, 상기 검사대상 제품의 흑점 여부, 상기 검사대상 제품의 홀막힘 여부, 스크래치 발생여부, 버(bur) 발생여부, 얼룩 발생여부, 색바램 발생여부, 웰드라인 여부, 표면굴곡 형성여부, 수축 발생여부, 기포 발생여부, 백화 발생여부, 실버라인 발생여부, 치수불량 발생여부, 오타 발생여부, 플로우마크 발생여부 및 오삽여부 중 하나 이상을 판단함으로써, 상기 검사대상 제품의 양불 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 수송부는,
상기 검사대상 제품을 수송하기 위한 벨트; 및
상기 검사대상 제품의 적어도 일부가 삽입되도록 상기 벨트 상의 적어도 일부에 형성된 안착홈
을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 수송부는,
상기 벨트의 적어도 일부를 지지하도록 배치되며
상기 벨트의 이동방향을 따라 회전하도록 구성된 중공기둥형 복수의 롤러; 및
적어도 일부가 상기 복수의 롤러의 중공에 삽입되며 상기 복수의 롤러를 지지하는 지지막대
를 포함하는 텐션부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 벨트는 적어도 일부가 투명한 재질로 형성되고,
상기 촬상부는, 상기 벨트의 하방에 배치됨으로써 상기 검사대상 제품의 저면을 촬상하도록 구성된 저면촬상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 측면촬상부는,
상기 무인검사 장치의 내부 천정에 고정되어 상기 검사대상 제품을 향해 연장되며 등간격으로 배치된 복수의 카메라 지지부; 및
상기 카메라 지지부의 일단에 장착되며 상기 검사대상 제품의 측면의 적어도 일부를 촬상하도록 구성된 복수의 측면카메라
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 검사대상 제품이 상기 센서부에 의해 상기 검사대상 제품이 센싱되는 시점은, 상기 검사대상 제품이 상기 촬상부에 의해 촬상되는 시점과 동일한 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 불량품 배출부는,
상기 PC 유닛에 의해 인가된 전기적 신호에 상응하여 상기 PC 유닛에 의해 불량품으로 판정된 검사대상 제품을 향해 송풍하도록 구성된 블로워;
상기 블로워에 의해 상기 수송부로부터 이탈된 검사대상 제품을 이송하도록 구성된 불량품 이송관; 및
상기 불량품 이송관에 의해 이송된 제품을 수용하도록 구성된 불량품 적재부;를 포함하고,
상기 불량의 종류에 따라 상기 검사대상 제품을 분리하여 배출하는 것을 특징으로 하는,무인검사 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 수송부는,
지면에 수직한 축에 대하여 회전하도록 구성된 레일; 및
상기 레일에 등간격으로 배치되며, 상기 검사대상 제품이 놓이는 복수의 수송 플레이트
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 검사대상 제품이 상기 센서부에 의해 상기 검사대상 제품이 센싱되는 시점은, 상기 검사대상 제품이 상기 촬상부에 의해 촬상되는 시점보다 이전인 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 측면촬상부는,
일단이 상기 무인검사 장치 내부의 천정에 부착되며, 하나 이상의 모터를 포함함으로써, 지면에 수직한 축에 대하여 회전하도록 구성된 회전형 지지부; 및
상기 회전형 지지부의 일단에 장착되며 상기 검사대상 제품의 측면의 적어도 일부를 촬상하도록 구성된 측면카메라
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 취출된 검사대상 제품을 이송하며, EOAT(end of arm tooling) 로봇으로 구성된 수송부;
상기 검사대상 제품의 위치 및 외관을 센싱하도록 구성되며 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부;
상기 검사대상 제품의 종류가 입력되도록 구성된 PLC 유닛;
상기 검사대상 제품을 촬상하도록 구성된 하나 이상의 카메라를 포함하는 촬상부;
상기 촬상부에 의해 촬상된 이미지를 전달받아 상기 검사대상 제품의 양불 여부를 판단하도록 구성된 PC 유닛; 및
상기 PC 유닛에 의해 불량품으로 판정된 검사대상 제품을 수용하도록 구성된 불량품 배출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 하나에 있어서,
상기 PC 유닛에 의해 양품으로 판정된 검사대상 제품 간의 간격을 조정하도록 구성된 얼라인유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인검사 장치.
- 무인검사 장치를 이용한 비전검사 방법에 있어서,
하나 이상의 센서를 포함하는 센서부에 의해 검사대상 제품이 센싱되는 과정;
상기 검사대상 제품의 종류가 PLC 유닛에 입력되는 과정;
PC 유닛에 의해, 상기 검사대상 제품의 종류에 기반하여 주변환경 세팅 값이 변경되는 과정;
하나 이상의 카메라를 포함하는 촬상부에 의해 촬상된 제품의 외관 이미지를 이용하여 PC 유닛에 의해 비전검사가 진행되는 과정; 및
상기 비전검사의 결과가 서버에 전달되는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 검사대상 제품의 종류는 상기 PC 유닛에 포함된 디스플레이부에 의해 입력되거나,
기계학습을 이용하여 상기 PC 유닛에 의해 판별되는 것을 특징으로 하는 비전검사 방법.
- 제16항에 있어서,
상기 주변환경 세팅 값은,
조명의 광속, 광도, 조도 및 휘도; 및
상기 카메라의 전원, 위치, 조리개값 및 감도 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사 방법.
- 제17항에 있어서,
상기 제품의 종류에 따라 촬상 시점이 상이한 것을 특징으로 하는 비전검사 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 비전검사가 진행되는 과정은,
상기 검사대상 제품의 틀어짐이 보정되는 과정;
상기 검사대상 제품의 미성형 여부가 판단되는 과정;
상기 검사대상 제품의 흑점 발생 여부가 판단되는 과정; 및
상기 검사대상 제품의 홀(hole)의 막힘 여부가 확인되는 과정
중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사 방법.
- 제19항에 있어서,
상기 비전검사가 진행되는 과정은,
스크래치 발생여부, 버(bur) 발생여부, 얼룩 발생여부, 색바램 발생여부, 웰드라인 여부, 표면굴곡 형성여부, 수축 발생여부, 기포 발생여부, 백화 발생여부, 실버라인 발생여부, 치수불량 발생여부, 오타 발생여부, 플로우마크 발생여부 및 오삽여부 중 하나 이상을 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020210058616A KR102646278B1 (ko) | 2021-05-06 | 2021-05-06 | 다품종 소량생산에 적용가능한 무인검사 장치 및 이를 이용한 비전검사 방법 |
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| KR1020210058616A KR102646278B1 (ko) | 2021-05-06 | 2021-05-06 | 다품종 소량생산에 적용가능한 무인검사 장치 및 이를 이용한 비전검사 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102563230B1 (ko) * | 2022-12-09 | 2023-08-03 | (주)일주지앤에스 | Ai비전 결함탐지 시스템 |
| KR102599785B1 (ko) * | 2023-02-27 | 2023-11-08 | (주)일주지앤에스 | Ai비전 결함탐지 시스템 및 방법 |
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- 2021-05-06 KR KR1020210058616A patent/KR102646278B1/ko active IP Right Grant
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