WO2020175752A1 - 가전제품 외관 검사 장치 - Google Patents

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WO2020175752A1
WO2020175752A1 PCT/KR2019/010264 KR2019010264W WO2020175752A1 WO 2020175752 A1 WO2020175752 A1 WO 2020175752A1 KR 2019010264 W KR2019010264 W KR 2019010264W WO 2020175752 A1 WO2020175752 A1 WO 2020175752A1
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정성철
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(주)다원엔지니어링
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Definitions

  • the present disclosure relates to a home appliance appearance inspection apparatus, and more particularly, to an apparatus for detecting appearance defects of household appliances such as refrigerators, washing machines, air conditioners, and the like using a vision inspection algorithm.
  • the present disclosure provides a vision inspection device for detecting appearance defects by inspecting the exterior of a home appliance product. It is possible to improve the quality of the product and establish an efficient inspection system by proceeding with the final inspection of the produced product using the home appliance appearance inspection apparatus proposed in the present disclosure.
  • a home appliance appearance inspection device capable of tracking and managing product production and product history using a database, such as managing records of inspection quantities and defective quantities and providing statistics.
  • a vision inspection unit that photographs the appearance of an inspection object
  • a support frame that supports the vision inspection unit so that the vision inspection unit can move in a vertical direction, and the appearance of the inspection object while the vision inspection unit moves vertically along the support frame
  • the control unit provides a home appliance appearance inspection apparatus that determines whether or not the inspection object is defective based on the image acquired by the vision inspection unit.
  • a home appliance appearance inspection apparatus further comprising: a conveyor unit for transporting an inspection object and an identification code reader for identifying the inspection object by scanning an identification code attached to the inspection object when the inspection object moves on the conveyor unit, and the control unit It provides a home appliance appearance inspection apparatus that loads product information associated with the identified inspection object, and changes a photographing setting of a vision inspection unit based on the product information.
  • a home appliance appearance inspection apparatus wherein the control unit determines a surface metal pattern direction of an inspection target based on product information, and controls the vision inspection unit to operate in a horizontal scan mode or a vertical scan mode based on the determined surface metal pattern direction.
  • the control unit determines a surface metal pattern direction of an inspection target based on product information, and controls the vision inspection unit to operate in a horizontal scan mode or a vertical scan mode based on the determined surface metal pattern direction.
  • a home appliance appearance inspection device further comprising a joint portion for rotating the vision inspection unit 90 degrees according to a horizontal scan mode and a vertical scan mode
  • the vision inspection unit is an image acquisition device for obtaining an image of the inspection object, and irradiates light to the inspection object. It includes a lighting unit for measuring the distance between the inspection object and the vision inspection unit, a distance measurement unit for measuring the distance between the inspection object and the vision inspection unit, and a distance adjustment unit for adjusting the distance between the inspection object and the vision inspection unit.
  • the vision inspection unit moves in a vertical direction along the support frame in the vertical scan mode and controls to photograph the exterior of the inspection object
  • the control unit controls the joint portion when the surface metal of the inspection object has a pattern in the horizontal direction. It provides a home appliance appearance inspection device that rotates 90 degrees and controls the vision inspection unit to photograph the exterior of the inspection object while moving in the horizontal direction.
  • a home appliance appearance inspection apparatus wherein the conveyor unit includes a stopper for stopping the inspection object so that the inspection object is positioned at an inspection position, and an alignment unit for fixing and aligning the inspection object stopped by the stopper, and the alignment unit It provides a home appliance appearance inspection apparatus for aligning by pressing the stationary inspection object from both sides.
  • the vision inspection unit includes a first vision unit located in front of the test object, a second vision unit located on the left side of the test target, a third vision unit located on the right side of the test target, and the first vision unit. It includes a fourth vision unit positioned between the unit and the second vision unit and a fifth vision unit positioned between the first and third vision units, and the first vision unit, the second vision unit, and the third vision unit are left and right. It is possible to horizontally move, the fourth vision unit and the fifth vision unit provides a home appliance appearance inspection apparatus capable of rotating and moving in a fixed position.
  • Each of the first to fifth vision units includes an image acquisition device for obtaining an image of an inspection object, an illumination unit for irradiating light to the inspection object, a distance measuring unit for measuring a distance between the inspection object and the vision unit, and an inspection object. And a distance adjustment unit for adjusting a distance between the vision unit and the vision unit, and the control unit controls the distance adjustment unit based on the distance measured by the distance measurement unit as the vision inspection unit moves in a vertical direction. to provide.
  • a home appliance appearance inspection apparatus further comprising an inspection result output unit for displaying an appearance inspection result of an inspection object, wherein the control unit displays a defective location on an image photographed by the vision inspection unit and outputs the display to the inspection result output unit, Provides a home appliance appearance inspection device.
  • the introduction of a one-stop quality inspection system from the product manufacturing stage to completion can solve the problem of deteriorating inspection quality of a target product and establish a more efficient inspection support system.
  • the inspection time and cost are significantly lowered in the final inspection of the product produced through the manufacturing and production process using the home appliance appearance inspection device, thereby contributing to the increase in productivity and management convenience of the process line.
  • the home appliance appearance inspection apparatus uses the existing camera inspection equipment, inspection costs can be saved, and defects of a plurality of individual products can be easily detected within a short time. It is possible to implement a smart factory by making the production and manufacturing process big data through the high speed of inspection, stability and accumulation of inspection results.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an apparatus for inspecting the appearance of a home appliance.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an apparatus for inspecting the appearance of a home appliance.
  • 3 is a diagram showing that an inspection object is fixed to an inspection position.
  • FIG. 4 is a view showing a support frame supporting the vision inspection unit.
  • FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of a vision inspection unit.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a scan direction of a vision inspection unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an appearance inspection result screen according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flow chart illustrating an appearance inspection of a home appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • 9 to 11 are diagrams showing a procedure for detecting external scratches in a captured image.
  • 12 to 14 are diagrams showing a foreign object detection procedure in a captured image.
  • 15 is a diagram showing an image of a front surface of a home appliance determined as good.
  • 16 is a diagram showing some of the images taken of the front of the home appliance determined as a defective product.
  • 17 is a diagram illustrating a vision unit for photographing a left or right side of an inspection object.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a vision unit for photographing a left corner or a right corner of an inspection object.
  • 19 is a flow chart illustrating an appearance inspection of a home appliance having a metal surface according to an embodiment of the present disclosure.
  • the home appliance appearance inspection apparatus 100 may include a vision inspection unit 110 for photographing the exterior of a home appliance to be inspected, and an inspection result output unit 120 for checking the appearance inspection result.
  • the vision inspection unit 110 may photograph the entire appearance of the inspection object while moving in the vertical direction.
  • the home appliance appearance inspection device 100 is a device that inspects the entire exterior of a household appliance, acquires an image photographed with a high-resolution camera at a specific location on the production line, detects the appearance defect of the product, You can judge the state.
  • the home appliance appearance inspection apparatus 100 may inspect the appearance of a household appliance such as a refrigerator, a washing machine, and an air conditioner, and provide the inspection result. For example, it is possible to detect defect items such as scratches, scratches, dents, dents, foreign substances, black spots, peeling paint, and gaps on the exterior of a home appliance.
  • the vision inspection unit 110 photographs the appearance of the inspection object, and may determine the state of the inspection object good/defective by the vision inspection algorithm.
  • the control unit (not shown) may control the vision inspection unit 110 to move in a vertical direction along the exterior of the inspection object to capture an image.
  • the vision inspection unit 110 may move in a horizontal direction to obtain an image.
  • the control unit may pre-process the image of the inspection object photographed by the vision inspection unit 110 and then compare it with a standard image stored in advance to determine a state of good or defective items of the inspection object.
  • the state of a good or defective product of the inspection object is output to the inspection result output unit 120 so that the user can check it.
  • the test result output unit 120 may include at least one display.
  • the inspection result output unit 120 may display a result of photographing the appearance of the inspection object in different directions.
  • the vision inspection unit 110 photographs the inspection object in five directions of the front, left, right, left corner, and right corner, respectively, and the control unit (not shown) displays the five images captured by the inspection result output unit 120 ) Can be printed.
  • the control unit may output the number of defects detected by comparing the inspection object and the standard image with each other, and statistical values of good/defective products to the inspection result output unit 120, and You can mark the location. Accordingly, the user can check the defect location displayed on the inspection result output unit 120 and quickly and easily identify the defect location in the actual product.
  • the home appliance appearance inspection apparatus 100 may include one master computer (master-pc) and three slave computers (slave-pc).
  • master computer stores various information including standard images for each product
  • the three slave computers can store image data of the front, left/right, and left/right corners of each inspection object taken by the vision inspection unit 110. have.
  • the home appliance appearance inspection device 200 recognizes the identification code of the inspection object loading portion 220 and the inspection object 230 for loading and transporting the inspection object 230 on the conveyor belt portion 210 and the conveyor belt portion. It may include an identification code reader 240 for changing, a setting unit 250 for changing the inspection setting, a process display unit 260 for displaying the current process status, an emergency stop button 270 and a vision inspection unit 280. .
  • the inspection object 230 may be a stand type air conditioner.
  • the conveyor belt unit 210 may sequentially transfer the inspection object 230 to the inspection position of the home appliance appearance inspection apparatus 200.
  • the home appliance appearance inspection device 200 can identify the inspection object by scanning the identification code attached to the inspection object 230 using the identification code reader 240 before the inspection object 230 is transferred to the inspection position. have.
  • the home appliance appearance inspection apparatus 200 may identify a product to be inspected using the identification code reader 240 and load product information related to the corresponding product.
  • the home appliance appearance inspection apparatus 200 may automatically set a photographing setting of the vision inspection unit 280 according to the inspection object 230 based on the loaded product information. For example, the home appliance appearance inspection apparatus 200 changes inspection setting values, such as illumination value, camera position, focus, and scan mode (horizontal scan mode, vertical scan mode) of the vision inspection unit 280 based on product information. I can.
  • the home appliance appearance inspection device 200 compares the image of the home appliance appearance inspection device 200 photographed by the vision inspection unit 280 with a standard image included in the loaded product information, It is possible to determine whether it is a product or not. With such a configuration, the home appliance appearance inspection apparatus 200 may perform custom inspection on various products. In addition, by storing inspection records for each product, it is possible to implement a smart factory through big data.
  • the setting unit 250 may output inspection settings of the vision inspection unit 280 set according to the inspection object 230.
  • the user may manually change the test setting value automatically set through the setting unit 250 as necessary.
  • the user can change inspection setting values, such as illumination value, camera position, focus, and scan mode (horizontal scan mode, vertical scan mode) as necessary.
  • the setting unit 250 may include a touch screen.
  • the process display unit 260 displays an operation state of the home appliance appearance inspection apparatus 200, and may display an operation state and a failure of the home appliance appearance inspection apparatus 200.
  • an orange light is displayed, and the vision inspection unit 280 is positioned at the inspection position of the inspection object 230 so that the inspection object 230 A blue light is displayed when the picture is being taken, a green light is displayed when the inspection object 230 is completed, and a red light is displayed when an error occurs in the home appliance appearance inspection device 200 or fails to operate due to abnormal factors.
  • the user can stop the inspection process using the emergency stop button 270.
  • the inspection object 320 is fixed to the inspection position.
  • the inspection object 320 may be loaded on the inspection object loading unit 310 and transferred along the conveyor unit 300.
  • the conveyor unit 300 transfers the inspection object 320 to the inspection position, and may include a configuration for accurately aligning and fixing the inspection object 320 to the inspection position.
  • the conveyor unit 300 includes a stopper 330 that stops advancing when the inspection object loading portion 310 reaches the inspection position, and an alignment for aligning the position and direction of the inspection object loading portion 310 It may include a motor (not shown) that generates power for transporting the worker unit 340 and the inspection target loading unit 310 on the conveyor unit 300.
  • the inspection target loading unit 310 may be in a form in which home appliances can be stably transferred to the inspection position and can be more easily aligned.
  • the inspection object loading unit 310 is a shape and material that supports the inspection object 320 and can be stably transported on the conveyor unit 300, and is a rectangular tray that is easy to align in line units. I can.
  • the stopper 330 rises before the inspection object loading unit 310, which is loaded with the inspection object 320 transported from the conveyor unit 300, reaches the inspection position, so that the inspection object loading unit 310 advances past the inspection position. Can be prevented.
  • the stopper 330 may include a position sensor or a proximity sensor to determine the position of the inspection target loading unit 310.
  • the conveyor unit 300 may be stopped.
  • the stopper 330 is illustrated in the shape of a flat board capable of seating the inspection target loading portion 310 in a forward direction, but is not limited thereto, and may be manufactured in various shapes.
  • the alignment portion 340 may align and fix the inspection object loading portion 310 and the inspection object 320 at the inspection position.
  • the alignment unit 340 performs horizontal alignment of the inspection object 320 by pressing the inspection object loading portion 310 from both sides, and the inspection object loading portion 310 and the inspection object 320 Can be fixed in the inspection position.
  • the alignment unit 340 may adjust the degree of pressing according to the product information identified by the identification code reader.
  • the alignment unit 340 may further include an alignment inspection unit (not shown) for checking an alignment state between the inspection object loading unit 310 and the inspection object 320.
  • the alignment inspection unit (not shown) measures the distance or pixel alignment between the inspection target loading unit 310 and the alignment unit 340, and if not, it provides error information to the inspector through the inspection result output unit or the setting unit. Can provide.
  • the visual inspection of the inspection object 320 by the vision inspection unit may be performed.
  • the alignment unit 340 returns to its original position, and the stopper 330 may descend.
  • the conveyor unit 300 operates again so that the inspection object loading unit 310 and the inspection object 320 may be transferred again along the conveyor unit 300.
  • the inspection object 320 may be transported along a good product conveyor line or a defective product conveyor line according to the inspection result.
  • the home appliance appearance inspection apparatus 400 includes a vision inspection unit 410 for photographing the appearance of an inspection object, a support frame 420 supporting the vision inspection unit 410 so that the vision inspection unit 410 can move in a vertical direction, and inspection It may include an inspection result output unit 430 for displaying the appearance inspection result of the target.
  • the support frame 420 may support the vision inspection unit 410 so that the vision inspection unit 410 moves in a vertical direction along the exterior of the inspection object to take a picture.
  • the support frame 420 may include a position adjustment unit (not shown) for moving the vision inspection unit 410 in a vertical direction.
  • the position control unit may include a motor (not shown) that generates power for vertically moving the vision inspection unit 410.
  • the support frame 420 may also include a guide rail that guides the movement of the vision inspection unit 410 so as not to deviate from the path when the vision inspection unit 410 moves vertically.
  • the vision inspection unit 410 may vertically move along the support frame 420 to obtain an external image of the inspection object.
  • the home appliance appearance inspection apparatus 400 may detect a surface defect of the inspection object by comparing the image of the inspection object acquired by the vision inspection unit 410 with a standard image. In addition, the home appliance appearance inspection apparatus 400 may determine whether the inspection target is good or defective based on the detected surface defect. In one embodiment, the detected surface defect and good/defective determination results are output to the inspection result output unit 430 so that the user can check.
  • the vision inspection unit 500 may include a plurality of vision units 510, 520, 530, 540, and 550.
  • the vision inspection unit 500 includes a first vision unit 510 for photographing the front of the object to be inspected, a second vision unit 520 for photographing the right side of the object to be inspected, and a second vision unit 520 for photographing the right side of the object to be inspected.
  • the vision unit 530, the fourth vision unit 540 and the first vision unit 510 positioned between the first vision unit 510 and the second vision unit 520 to photograph the right corner of the inspection object, It may include a fifth vision unit 550 positioned between the third vision units 530 and photographing a left corner of the inspection object.
  • the first vision unit 510, the second vision unit 520, and the third vision unit 530 may be horizontally moved in the left and right directions on the frame supporting the vision inspection unit 500, and the fourth vision unit 540 and The fifth vision unit 550 can be rotated in a fixed position.
  • the first vision unit 510, the second vision unit 520, and the third vision unit 530 may include a motor and a rail for horizontal movement, and the fourth vision unit 540 and the fifth vision unit ( 550) may include a motor and a rotating plate for rotation in place.
  • Each of the vision units 510, 520, 530, 540, and 550 may include an image acquisition device, an illumination unit, a distance measurement unit, and a distance adjustment unit.
  • the image acquisition device 552, the lighting unit 554, the distance measuring unit 556, and the distance adjusting unit 558 included in the fifth vision unit 550 will be described in detail.
  • the image acquisition device of the first to fourth vision units 510, 520, 530, and 540, a lighting unit, a distance measuring unit, and a distance adjusting unit are also the image acquisition device 552 and the lighting unit 554 of the fifth vision unit 550. ), since it operates similarly to the distance measuring unit 556 and the distance adjusting unit 558, detailed omission will be described.
  • the image acquisition device 552 may be a device for acquiring an image of an inspection object.
  • the image acquisition device 552 has sufficient resolution, frame rate, and line rate necessary to detect appearance defects such as scratches, scratches, imprints, dents, foreign matters, black spots, paint peeling, gaps, etc. Line rate).
  • the image acquisition device may be a high-resolution camera having a high field of view (FOV) setting value.
  • FOV field of view
  • the image acquisition device 552 may be a line scan camera capable of photographing an inspection object while moving in a vertical direction.
  • the controller may synthesize a plurality of images captured by the image acquisition device 552 into one image and correct distortion or the like.
  • the image of the inspection object synthesized and corrected as described above may be used to inspect whether the inspection object is defective through comparison with a standard image, and may be output to the inspection result output unit together with the inspection result.
  • the lighting unit 554 may include a light source that irradiates light to an inspection object.
  • lighting greatly affects the inspection quality, and makes appearance defects such as scratches, scratches, imprints, dents, foreign substances, black spots, paint peeling off, and gaps on the inspection subject's appearance more prominent. Since the image may be photographed differently depending on the selection of the lighting unit 554, the shape, wavelength, color, angle and amount of light of illumination may be set differently according to the inspection environment and the inspection object.
  • the lighting unit 554 may be LED lighting such as surface lighting, bar type lighting, or the like.
  • the distance measurement unit 556 may measure a distance between the test object and the fifth vision unit 550.
  • the distance measuring unit 556 may be a laser distance sensor.
  • the distance adjustment unit 558 may adjust the distance between the inspection object and the fifth vision unit 550 by moving the fifth vision unit 550 forward/backward based on the distance information measured by the distance measurement unit 556. I can.
  • the distance adjusting unit 558 may include a motor for moving the fifth vision unit 550 back and forth.
  • the controller may scan the inspection object by adjusting the distance between the fifth vision unit 550 and the inspection object in real time even when the inspection object has a curvature through auto-focus.
  • the auto-focus inspection is for responding to the external curvature of the product, and when the vision inspection unit 500 is moving in a vertical direction and photographs an inspection object, the control unit measures the distance information measured by the distance measurement unit 556 Based on the driving of the distance adjusting unit 558 in real time, it is possible to adjust the distance between the fifth vision unit 550 and the inspection object to be kept constant.
  • the control unit may change the test setting values of the first to fifth vision units 510, 520, 530, 540, and 550 based on the product information of the inspection target identified by the identification code scanner. For example, the distance between the vision unit and the inspection object, the focus position of the image acquisition device, the illumination intensity of the illumination unit, the left and right sides of the first vision unit 510, the second vision unit 520 and the third vision unit 530 The position, the rotation angle of the fourth vision unit 540 and the fifth vision unit 550 may be changed.
  • the front image of the object to be inspected taken by the first vision unit 510 is stored in the first slave computer, and captured by the second vision unit 520 and the third vision unit 530, respectively.
  • the right image and the left image of the object to be inspected are stored in the second slave computer, and the right corner image and the left corner image respectively photographed by the fourth vision unit 540 and the fifth vision unit 550 are stored in the third slave computer.
  • the control unit converts the front image, right image, left image, right corner image, and left corner image of the object to be inspected stored in the first to third slave computers to the good standard image (front standard image, right standard image) of the target product previously stored in the master computer.
  • the type of defect e.g., scratch, scratch, stamp, dent, foreign matter, black spot, paint peeling, gap, etc.
  • the vision inspection unit 620 is a vision unit that photographs the front of the inspection object, a vision unit that photographs the right side of the inspection object, a vision unit that examines the left side of the inspection object, and the right corner of the inspection object. It may include a vision unit and a vision unit for photographing a left corner of the inspection object.
  • the vision inspection unit 620 may be supported by the support frame 630 so as to be movable in a vertical direction, and may be moved in a vertical direction along the support frame 630 by the vision inspection unit position adjusting unit 610.
  • the vision inspection unit 620 is moved from the top position to the bottom position along the support frame 630 to prepare for starting the visual inspection. I can.
  • the visual inspection of the product is started while the vision inspection unit 620 is located at the bottom of the product, and the vision inspection unit 620 rises along the support frame 630 (in the direction of the arrow in FIG. 6).
  • Vision units can simultaneously photograph the front, left/right, and left/right corners of the subject.
  • the vision inspection unit 620 may photograph the appearance of the inspection target while rising for about 3 seconds along the support frame 630.
  • the support frame 630 guides vertical movement so as not to deviate from the path when the vision inspection unit 620 moves, and may support the vision inspection unit 620. As shown, the support frame 630 may include two rails that support the vision inspection unit 620 from one side and guide vertical movement. In one embodiment, the vision inspection unit position control unit 610 may include a motor for generating power for vertically moving the vision inspection unit 620.
  • the appearance test result screen 700 may be output to the test result output unit, and may provide the tester with the appearance test result.
  • the first area 710 of the inspection result screen 700 may include images in five directions (a front image, a left image, a right image, a left corner image, and a right corner image) captured by the five vision units.
  • the location 720 of the detected appearance defect may be displayed on the image of the inspection object. For example, a location of a defect in appearance of the object to be inspected, such as scratches, foreign matter, black spots, peeling of paint, etc., may be displayed as red dots on the image of the object to be inspected.
  • the second area 730 of the inspection result screen 700 may display numerical statistics and a final determination result for the appearance inspection result.
  • the model number of the object to be inspected the number of front defects to be inspected, the number of defects on the left side, and the number of defective items by item on the right side are displayed.
  • the final judgment result can be displayed.
  • the model number identified by the reader and the number of defects detected due to defects such as scratches, scratches, imprints, dents, foreign substances, black spots, paint peeling, gaps on the front, left and right sides are shown in detail. The judgment result can be provided to the inspector.
  • inspection statistics for products produced in the production line may be displayed. For example, the number of good products, the good cost, the number of defective products and the defective ratio of products inspected on the production line are displayed, so that the process status of the production line can be statistically checked.
  • the state of each device such as an image acquisition device, a lighting unit, a distance measurement unit, and an identification code reader, may be shown in the third area 740. For example, when each device is in a normal state, a green circle may be displayed, and when the device is in a defective state, a red circle may be displayed.
  • a system log may be displayed in the fourth area 750 of the test result screen 700.
  • a history of appearance inspection, contents of changes in settings of the vision unit, and occurrence time of the non-vision unit may be stored and displayed as a system log.
  • the object to be inspected may be a household appliance product such as a refrigerator, washing machine, and air conditioner.
  • the inspection of the appearance of the home appliance may be initiated by receiving the inspection object on the conveyor and identifying the inspection object by an identification code reader (810).
  • the identification code may be an optical recognition code such as a barcode, and the barcode may be attached to the exterior of the inspection object.
  • the control unit of the inspection apparatus may load product information associated with the inspection object identified by the identification code reader, and change the photographing setting of the vision inspection unit based on the loaded product information.
  • the inspection object When the inspection object enters the inspection position, the inspection object may be aligned and fixed to the inspection position by a stopper and an alignment unit (820).
  • the inspection apparatus may include one or more sensors for detecting that the inspection object approaches the inspection position, and when the inspection object approaches the inspection position, a stopper may rise to stop the advance of the inspection object.
  • the alignment portion When the inspection object loading portion is stopped by the stopper, the alignment portion is pressed from both sides of the inspection object loading portion to perform alignment, thereby accurately aligning and fixing at the inspection position.
  • the vision inspection unit measures the distance to the inspection object, adjusts the position of each vision unit, and adjusts the shooting settings according to the inspection setting according to the identified product information.
  • the vision unit that photographs the left and right corners, it is possible to rotate in place, so that the corner-side photographing angle can be changed according to the appearance of the product.
  • the vision inspection unit may take a picture of the appearance of the inspection target while moving in the vertical direction along the support frame (830 ).
  • the vision inspection unit may photograph the appearance of the inspection target while moving from the bottom to the top.
  • the vision inspection unit may include a plurality of line scan cameras to photograph the appearance of the inspection object during vertical movement.
  • the vision inspection unit may photograph the front, left, right, left and right corners of the inspection object while vertically moving up and down.
  • the control unit may detect an appearance defect of the inspection target by comparing the image captured by the vision inspection unit in a vertical direction with a standard image (840 ).
  • the control unit converts the photographed front image, left image, right image, left corner image, and right corner image into a front standard image, a left standard image, a right standard image, and a left corner previously stored for the inspection object.
  • the standard image and the right corner standard image respectively, it is possible to detect surface defects such as scratches, scratches, imprints, dents, foreign matter, black spots, paint peeling, and gaps.
  • the control unit may determine a good product or a defective product based on the detected surface defect.
  • the inspection result is output to the user, and the inspection object may be shipped (850).
  • the photographed images of the front, left, right, left corner, and right corner of the inspection object may be output to the inspection result output unit, and an exact location of the appearance defect may be displayed on each photographed image.
  • statistics for each defect type and determination results for good or defective products may be displayed separately. Inspection results may be stored in a database to enable record management of inspection quantities and defective quantities, and product production history management and tracking management using the database.
  • 9 to 11 are diagrams showing a procedure for detecting external scratches in a captured image.
  • 9(a) shows an external image of an inspection object taken by a vision inspection unit.
  • 9(b) shows the result of performing a soften process after emphasizing the difference in contrast of the image by adjusting the contrast of the photographed exterior image.
  • an afterimage may remain, so a softton process is performed to smooth the edge of the image to remove the afterimage.
  • the local binarization high variable may be automatically calculated according to the position of the image. After that, by calculating the blob area of the binarized image, it is possible to determine the scratchability defect.
  • the scratch defect detection size can be set.
  • FIGs 12 to 14 are diagrams showing a foreign object detection procedure in a captured image.
  • 12 shows an external image of an inspection object taken by a vision inspection unit.
  • FIG. 13 shows the result of performing a soften process after enhancing the contrast of the image by adjusting the contrast of the photographed exterior image.
  • an afterimage may remain, so a softton process is performed to smooth the edge of the image to remove the afterimage.
  • the local binarization low variable may be automatically calculated according to the position of the image.
  • a blob is extracted by dividing an area from the binarized image, and the area of the blob is calculated to determine whether a foreign object exists.
  • the size of detection of foreign matter defects can be set.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an image 1100 in which the front of a home appliance determined to be good is taken. As shown, it can be seen that there are no scratches, scratches, dents, dents, foreign matters, black spots, paint peelings, gaps, etc. on the front surface of the good product.
  • 16 is a diagram illustrating a part 1200 of images taken of the front of a home appliance determined as a defective product. As shown, there may be surface defects such as imprints 1210 and scratches 1220 on the front surface of the defective product.
  • the home appliance appearance inspection apparatus detects such surface defects by comparing a photographed image and a standard image, or detects a surface defect through image processing described with reference to FIGS. 9 and 10. I can.
  • the vision unit 1310 may include an image acquisition device 1312, an illumination unit 1314, a distance measurement unit 1316, and a distance adjustment unit 1318.
  • the functions and operations of the image acquisition device 1312, the lighting unit 1314, the distance measurement unit 1316, and the distance adjustment unit 1318 are illustrated in FIG. 5, the image acquisition device 552, the lighting unit 554, and the distance measurement unit. It may be the same as 556 and the distance adjustment unit 558.
  • the vision unit 1310 may move left and right on the frame 1320 of the vision inspection unit.
  • the vision unit 1310 may additionally include a servo motor (not shown) and a reducer (not shown) for moving left and right along the frame 1320.
  • the vision unit 1310 may move left and right on the frame 1320 using a servo motor and a speed reducer to move to a position suitable for photographing an inspection object.
  • the vision unit 1310 may further include a joint portion (not shown) for rotating the vision unit 1310 by 90 degrees.
  • the vision unit 1310 may be rotated 90 degrees by the joint unit if necessary, and may take an image of the object to be examined while moving in the horizontal direction along the frame 1320.
  • the vision unit 1310 may be referred to as a horizontal scan mode to photograph an object to be inspected while moving in the horizontal direction.
  • 17 is a description of the vision unit 1310 for photographing the left or right side of the inspection object, but the vision unit for photographing the front of the inspection object is similarly provided with a servo motor, a reducer, and a joint portion, and the front surface of the inspection object is You can shoot.
  • the vision unit 1410 may include an image acquisition device 1412, an illumination unit 1414, a distance measurement unit 1416 and a distance adjustment unit 1418.
  • the vision unit 1410 is the image acquisition device 1412, the illumination unit 1414, the distance measurement unit 1416, and the distance control unit 1418 function and operation of the image acquisition device 552, the illumination unit ( 554), may be the same as the distance measuring unit 556 and the distance adjusting unit 558.
  • the vision unit 1410 may be rotatably fixed on the frame 1420 of the vision inspection unit.
  • the vision unit 1410 may additionally include a servo motor (not shown) and a reducer (not shown) for rotational movement.
  • the vision unit 1410 may be disposed in a suitable position for photographing a left corner or a right corner according to the inspection object by rotating in place using a servo motor and a reducer.
  • the worn inspection object may be a home appliance having a metallic metal surface.
  • the inspection object may be a household refrigerator, and a metal pattern in which fine concave portions and convex portions extending elongately are repeatedly arranged may be formed on the front surface.
  • the control unit of the visual inspection apparatus may determine whether the surface metal of the inspection object has a pattern in a vertical direction or a pattern in a horizontal direction based on the identification code (1520).
  • an image of the overexposed state is taken under the influence of light reflected by the surface metal pattern (concave portion and convex portion) of the object to be inspected, and the appearance inspection is normally performed. May not be performed. Therefore, it is necessary to make the exterior photographing direction of the inspection object different according to the direction of the surface metal pattern of the inspection object.
  • the vision inspection unit may acquire an external image of the inspection object in the vertical scan mode (1530). That is, as illustrated in FIG. 6, in a state in which the vision units are arranged horizontally, the vision inspection unit may move vertically along the support frame to take a photograph of the inspection object.
  • the controller may compare the photographed image with a previously stored standard image (good product image) to detect a surface defect and determine whether it is good/defective (1540).
  • the vision inspection unit may acquire an exterior image of the inspection object in the horizontal scan mode (1550). That is, after the joint portion rotates the vision portion by 90 degrees, the vision portion may be moved horizontally while the vision portion is arranged vertically to take a photograph of the object to be examined.
  • the controller may compare the photographed image with a previously stored standard image (good product image) to detect a surface defect and determine whether it is good/defective (1560).
  • the appearance inspection procedure is terminated and the inspection object may be released (1570).
  • the present invention it is possible to improve the quality of the product and establish an efficient inspection system by performing the final inspection of the product produced using the appearance inspection device of all products, and by automatically detecting the appearance defects of household appliances in the product production line. , It minimizes the inspection time, and can perform the inspection of various items more accurately.

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Abstract

가전제품 외관 검사 장치로서, 검사 대상의 외관을 촬영하는 비전검사부, 비전검사부가 수직 방향으로 이동 가능하도록 비전검사부를 지지하는 지지 프레임, 비전검사부가 지지 프레임을 따라 수직 방향으로 이동하면서 검사 대상의 외관을 촬영하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 비전검사부에 의해 획득된 이미지에 기초하여 검사 대상의 불량품 여부를 판별하는, 가전제품 외관 검사 장치를 제공한다.

Description

가전제품 외관 검사 장치
본 개시는 가전제품 외관 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 비전검사 알고리즘을 이용하여 냉장고, 세탁기, 에어컨 등과 같은 생활가전 제품의 외관 불량을 검출하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고, 세탁기, 에어컨과 같은 생활가전 제품은 공정 중 혹은 운반과정 중에서 스크래치나 찍힘을 포함하는 결함이 발생될 수 있고, 이와 같은 결함은 소비자의 제품 신뢰도 하락으로 이어질 수 있다. 따라서 생활가전 제품의 표면의 결함을 검사하는 외관 검사 과정이 요구되며, 일반적으로 육안을 통해 외관 검사가 수행되고 있다. 그러나 육안에 의한 외관 검사는 작업성이 떨어지고, 검사자의 실수에 의해 결함을 놓칠 수 있어 신뢰성이 높지 않다는 단점이 있다.
본 개시에서는 생활가전 제품의 외관을 검사하여 외관 불량을 검출하는 비전검사 장치를 제공한다. 본 개시에서 제안한 가전제품 외관 검사 장치를 사용하여 생산된 제품의 최종 검수를 진행하여 제품의 품질을 높이고 효율적인 검사 체계를 확립할 수 있다.
제품 생산라인에서 생활가전의 외관 불량을 자동으로 검출함으로써, 검사 시간을 최소화하며, 다양한 항목의 검사를 보다 정확하게 수행할 수 있다.
또한, 검사 수량 및 불량 수량에 대한 기록을 관리하고 통계를 제공하는 등 데이터베이스를 활용한 제품 생산 및 제품 이력에 대한 추적관리가 가능한 가전제품 외관 검사장치를 제공한다.
가전제품 외관 검사 장치로서, 검사 대상의 외관을 촬영하는 비전검사부, 비전검사부가 수직 방향으로 이동 가능하도록 비전검사부를 지지하는 지지 프레임, 비전검사부가 지지 프레임을 따라 수직 방향으로 이동하면서 검사 대상의 외관을 촬영하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 비전검사부에 의해 획득된 이미지에 기초하여 검사 대상의 불량품 여부를 판별하는, 가전제품 외관 검사 장치를 제공한다.
가전제품 외관 검사 장치로서, 검사 대상을 이송하기 위한 컨베이어부 및 검사 대상이 컨베이어부 상에서 이동할 때, 검사 대상에 부착된 식별코드를 스캔하여 검사 대상을 식별하는 식별코드 리더기를 더 포함하고, 제어부는 식별된 검사 대상과 연관된 제품 정보를 로드하고, 제품 정보에 기초하여 비전검사부의 촬영 설정을 변경하는, 가전제품 외관 검사 장치를 제공한다.
가전제품 외관 검사 장치로서, 제어부는 제품 정보에 기초하여 검사 대상의 표면 금속 무늬 방향을 판정하고, 판정된 표면 금속 무늬 방향에 기초하여 비전검사부가 가로 스캔 모드 또는 세로 스캔 모드로 작동하도록 제어하는, 가전제품 외관 검사 장치를 제공한다.
가전제품 외관 검사 장치로서, 가로 스캔 모드 및 세로 스캔 모드에 따라 비전검사부를 90도 회전시키는 관절부를 더 포함하고, 비전검사부는 검사 대상의 이미지를 획득하기 위한 이미지 획득 장치, 검사 대상에 광을 조사하기 위한 조명부, 검사 대상과 비전검사부 사이의 거리를 측정하기 위한 거리측정부 및 검사 대상과 비전검사부 사이의 거리를 조절하기 위한 거리조절부를 포함하고, 제어부는 검사 대상의 표면 금속이 세로 방향의 무늬를 가지는 경우, 비전검사부가 세로 스캔 모드에서 지지 프레임을 따라 수직 방향으로 이동하면서 검사 대상의 외관을 촬영하도록 제어하고, 제어부는 검사 대상의 표면 금속이 가로 방향의 무늬를 가지는 경우, 관절부가 비전검사부를 90도 회전시키고 비전검사부가 수평 방향으로 이동하면서 검사 대상의 외관을 촬영하도록 제어하는, 가전제품 외관 검사 장치를 제공한다.
가전제품 외관 검사 장치로서, 컨베이어부는, 검사 대상이 검사 위치에 위치하도록 검사 대상을 정지시키는 스토퍼 및 스토퍼에 의해 정지된 검사 대상을 고정 및 정렬시키기 위한 얼라인부를 포함하고, 얼라인부는 스토퍼에 의해 정지된 검사 대상을 양 측면에서 가압하여 정렬시키는, 가전제품 외관 검사 장치를 제공한다.
가전제품 외관 검사 장치로서, 비전검사부는 검사 대상의 정면에 위치하는 제1 비전부, 검사 대상의 좌측면에 위치하는 제2 비전부, 검사 대상의 우측면에 위치하는 제3 비전부, 제1 비전부와 제2 비전부 사이에 위치하는 제4 비전부 및 제1 비전부와 제3 비전부 사이에 위치하는 제5 비전부를 포함하고, 제1 비전부, 제2 비전부 및 제3 비전부는 좌우 수평 이동이 가능하고, 제4 비전부 및 제5 비전부는 고정된 위치에서 회전 이동이 가능한, 가전제품 외관 검사 장치를 제공한다.
제1 내지 제5 비전부 각각은, 검사 대상의 이미지를 획득하기 위한 이미지 획득 장치, 검사 대상에 광을 조사하기 위한 조명부, 검사 대상과 비전부 사이의 거리를 측정하기 위한 거리측정부 및 검사 대상과 비전부 사이의 거리를 조절하기 위한 거리조절부를 포함하고, 제어부는 비전검사부가 수직 방향으로 이동함에 따라 거리측정부에 의해 측정된 거리에 기초하여 거리조절부를 제어하는, 가전제품 외관 검사 장치를 제공한다.
가전제품 외관 검사 장치로서, 검사 대상에 대한 외관 검사 결과를 표시하기 위한 검사결과출력부를 더 포함하고, 제어부는 비전검사부에 의해 촬영된 이미지 상에 불량 위치를 표시하여 검사결과출력부에 출력하는, 가전제품 외관 검사 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 제품 제조 단계에서부터 완성까지 One-Stop 품질 검사 시스템의 도입으로 대상 제품의 검사 품질이 저하되는 문제점을 해결하고 보다 효율적인 검사 지원 체계를 확립할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가전제품 외관 검사 장치를 사용한 제조 및 생산 과정을 통해 생산된 제품의 최종 검수를 진행함에 있어 검시 시간과 비용을 대폭 낮추어, 공정라인의 생산성 및 관리 편의성 증대에 기여할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가전제품 외관 검사 장치는 기존 카메라 검사 장비를 이용하므로 검사 비용을 절약할 수 있으며 단시간 내에 다수의 개별제품의 결함 검출이 용이할 수 있다. 검사의 고속성, 안정성 및 검사 결과의 축적을 통한 생산 및 제조 공정의 빅데이터화로 스마트 공장의 구현이 가능하다.
본 개시의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 가전제품 외관 검사 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 가전제품 외관 검사 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 검사 대상이 검사 위치에 고정되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 비전검사부를 지지하는 지지 프레임을 도시한 도면이다.
도 5는 비전검사부의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 비전검사부의 스캔 방향을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 외관 검사 결과 화면을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 가전제품에 대한 외관 검사 순서도이다.
도 9내지 도 11은 촬영된 이미지에서 외관 스크래치 검출 절차를 나타내는 도면이다.
도 12 내지 도 14는 촬영된 이미지에서 이물 검출 절차를 나타내는 도면이다.
도 15는 양품으로 판정된 가전제품의 전면이 촬영된 이미지를 나타내는 도면이다.
도 16은 불량품으로 판정된 가전제품의 전면이 촬영된 이미지 중 일부를 나타내는 도면이다.
도 17은 검사 대상의 좌측 또는 우측을 촬영하는 비전부를 나타내는 도면이다.
도 18은 검사 대상의 좌측 코너 또는 우측 코너를 촬영하는 비전부를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 메탈 표면을 가지는 가전제품에 대한 외관 검사 순서도이다.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여될 수 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다. 상대적인 위치를 표현한 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
도 1은 가전제품 외관 검사 장치(100)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 가전제품 외관 검사 장치(100)는 검사 대상인 가전제품의 외관을 촬영하는 비전검사부(110)와 외관 검사 결과를 확인하기 위한 검사결과출력부(120)를 구비할 수 있다. 비전검사부(110)는 검사 대상이 검사 위치에 도달하면, 수직 방향으로 이동하면서 검사 대상의 외관 전체를 촬영할 수 있다.
가전제품 외관 검사 장치(100)는 생활가전 제품의 전체 외관을 검사하는 장치로, 생산라인의 특정 위치에서 고해상도 카메라로 촬영한 영상을 획득하고, 제품의 외관 불량을 검출하여 검사 대상물의 양품 또는 불량품 상태를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 가전제품 외관 검사 장치(100)는 냉장고, 세탁기, 에어컨 등의 생활가전 제품의 외관을 검사하고, 검사 결과를 제공할 수 있다. 예를 들어, 가전제품의 외관 상의 스크래치, 긁힘, 찍힘, 찌그러짐, 이물질, 흑점, 도색 칠 벗겨짐, 유격 등의 불량 항목을 검출할 수 있다.
비전검사부(110)는 제품 공정라인을 따라 이동하는 검사 대상물이 검사 위치에 정지하면, 검사 대상물의 외관을 촬영하여, 비전 검사 알고리즘에 의해 검사 대상물의 양품/불량품 상태를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(미도시)가 비전검사부(110)를 검사 대상의 외관을 따라 수직방향으로 이동하며 이미지를 촬영하도록 제어할 수 있다. 또한, 필요에 따라 비전검사부(110)는 수평방향으로 이동하며 이미지를 획득할 수도 있다.
제어부(미도시)는 비전검사부(110)가 촬영한 검사 대상의 이미지를 전처리한 후, 미리 저장되어 있는 표준 이미지와 상호 비교하여, 검사 대상물의 양품 또는 불량품 상태를 판정할 수 있다. 검사 대상물의 양품 또는 불량품 상태는 검사결과출력부(120)에 출력되어 사용자가 확인할 수 있다. 도시된 것과 같이, 검사결과출력부(120)는 적어도 하나의 디스플레이를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 검사결과출력부(120)는 검사 대상의 외관을 서로 다른 방향에서 촬영한 결과를 표시할 수 있다. 예를 들어, 비전검사부(110)는 검사 대상을 정면, 좌측, 우측, 좌측 코너 및 우측 코너의 다섯 방향에서 각각 촬영하고, 제어부(미도시)는 촬영된 5개의 이미지를 검사결과출력부(120)에 출력할 수 있다. 또한, 제어부(미도시)는 검사 대상과 표준 이미지를 상호 비교하여 검출된 불량의 개수와, 양품/불량품의 통계치를 검사결과출력부(120)에 함께 출력할 수 있으며, 촬영된 이미지 상에 불량 위치를 표시할 수 있다. 따라서, 사용자는 검사결과출력부(120)에 표시되는 불량 위치를 확인하고 실제 제품에서의 불량 위치를 쉽고 빠르게 파악할 수 있다.
일 실시예에서, 가전제품 외관 검사 장치(100)는 1개의 마스터 컴퓨터(master-pc)와 3개의 슬레이브 컴퓨터(slave-pc)를 포함할 수 있다. 마스터 컴퓨터는 각 제품별 표준 이미지를 포함한 다양한 정보를 저장하며, 3개의 슬레이브 컴퓨터는 비전검사부(110)에 의해 촬영된 각각 검사 대상의 정면, 좌/우측, 좌/우측 코너의 이미지 데이터를 저장할 수 있다.
도 2는 가전제품 외관 검사 장치(200)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 가전제품 외관 검사 장치(200)는 컨베이어 벨트부(210)와 컨베이어 벨트부 상에 검사 대상(230)을 적재, 이송하기 위한 검사 대상 적재부(220), 검사 대상(230)의 식별코드를 인식하기 위한 식별코드 리더기(240), 검사 설정을 변경하기 위한 설정부(250), 현재 공정상태를 표시하는 공정표시부(260), 비상정지버튼(270) 및 비전검사부(280)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 검사 대상(230)은 스탠드형 에어컨일 수 있다.
컨베이어 벨트부(210)는 검사 대상(230)을 순차적으로 가전제품 외관 검사 장치(200)의 검사 위치로 이송할 수 있다. 가전제품 외관 검사 장치(200)는 검사 대상(230)이 검사 위치로 이송되기 전에, 식별코드 리더기(240)를 이용하여 검사 대상(230)에 부착된 식별코드를 스캔하여 검사 대상을 식별할 수 있다. 구체적으로, 가전제품 외관 검사 장치(200)는 식별코드 리더기(240)를 이용하여 검사 대상이 어떤 제품인지 식별하고, 해당 제품과 연관된 제품 정보를 로드할 수 있다.
일 실시예에서, 가전제품 외관 검사 장치(200)는 로드된 제품 정보에 기초하여 비전검사부(280)의 촬영 설정을 검사 대상(230)에 맞춰 자동으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 가전제품 외관 검사 장치(200)는 제품 정보에 기초하여 비전검사부(280)의 조명값, 카메라 위치, 포커스, 스캔 모드(가로 스캔 모드, 세로 스캔 모드) 등의 검사 설정값을 변경할 수 있다. 또한, 가전제품 외관 검사 장치(200)는 비전검사부(280)에 의해 촬영된 가전제품 외관 검사 장치(200)의 이미지를 로드된 제품 정보에 포함된 표준 이미지와 비교하여 검사 대상(230)의 불랑품 여부를 판별할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 가전제품 외관 검사 장치(200)는 다양한 제품에 대한 맞춤 검사를 실시할 수 있다. 또한, 제품 별로 검사 기록을 저장하여, 빅데이터를 통한 스마트 공장의 구현이 가능하다.
설정부(250)는 식별코드 리더기(240)에 의해 검사 대상(230)의 제품 정보가 인식되면, 검사 대상(230)에 맞춰 설정된 비전검사부(280)의 검사 설정을 출력할 수 있다. 사용자는 설정부(250)를 통해 자동으로 설정된 검사 설정값을 필요에 따라 수동으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 조명값, 카메라 위치, 포커스, 스캔 모드(가로 스캔 모드, 세로 스캔 모드) 등의 검사 설정값을 필요에 따라 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 설정부(250)는 터치스크린을 포함할 수 있다.
공정표시부(260)는 가전제품 외관 검사 장치(200)의 동작 상태를 표시하며, 가전제품 외관 검사 장치(200)의 운전 상태 및 고장 등을 표시할 수 있다. 예를 들어, 컨베이어 벨트부(210) 상에 검사 대상(230)이 적재되어 이송 중인 경우 주황색 전등으로 표시하고, 검사 대상(230) 검사 위치에 위치하여 비전검사부(280)가 검사 대상(230)을 촬영 중인 경우 파란색 전등을 표시하고, 검사 대상(230)에 대한 검사 완료된 경우 초록색 전등을 표시하고, 가전제품 외관 검사 장치(200)에 오류가 발생하거나 비정상적인 요인으로 인해 작동하지 못하는 경우 붉은색 전등을 표시하여, 사용자에게 가전제품 외관 검사 장치(200)의 현재 상태를 알릴 수 있다. 또한, 검사 도중 오류 또는 사고가 발생하여 가전제품 외관 검사 장치(200)를 정지시켜야 할 경우, 사용자는 비상정지버튼(270)을 이용하여 검사 공정을 정지할 수 있다.
도 3은 검사 대상(320)이 검사 위치에 고정되는 것을 나타내는 도면이다. 검사 대상(320)은 검사 대상 적재부(310)에 적재되어, 컨베이어부(300)를 따라 이송될 수 있다. 컨베이어부(300)는 검사 대상(320)을 검사 위치까지 이송하며, 검사 대상(320)을 검사 위치에 정확히 정렬하고 고정하기 위한 구성을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 컨베이어부(300)는 검사 대상 적재부(310)가 검사 위치에 도달할 경우 전진을 멈추게 하는 스토퍼(330), 검사 대상 적재부(310)의 위치와 방향을 정렬하기 위한 얼라인부(340) 및 컨베이어부(300) 상의 검사 대상 적재부(310)를 이송하기 위한 동력을 생성하는 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 검사 대상 적재부(310)는 가전제품을 검사 위치로 안정적으로 이송하고, 보다 쉽게 정렬할 수 있는 형태일 수 있다. 예를 들어, 검사 대상 적재부(310)는 검사 대상(320)을 평평하게 받치며 컨베이어부(300) 상에서 안정적으로 이송될 수 있는 형태와 재질이며, 선 단위로 정렬하기 쉬운 사각형 모양의 트레이일 수 있다.
컨베이어부(300)에서 이송되는 검사 대상(320)을 적재한 검사 대상 적재부(310)가 검사 위치에 도달하기 전에 스토퍼(330)가 상승하여 검사 대상 적재부(310)가 검사 위치를 지나서 전진하는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 스토퍼(330)는 검사 대상 적재부(310)의 위치를 파악하기 위한 위치 센서 혹은 근접 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 검사 대상(320)이 스토퍼(330)에 의해 검사 위치에 정지하는 경우, 컨베이어부(300)가 정지할 수 있다. 도 3에는 스토퍼(330)가 검사 대상 적재부(310)를 정방향으로 안착시킬 수 있는 편평한 판자 모양으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 형상의 모양으로 제작될 수 있다.
검사 대상 적재부(310)가 스토퍼(330)에 의해 정지하는 경우, 얼라인부(340)가 검사 대상 적재부(310)와 검사 대상(320)을 검사 위치에 정렬시키고 고정시킬 수 있다. 일 실시예에서, 얼라인부(340)는 검사 대상 적재부(310)를 양 측면에서 가압하여 검사 대상(320)의 수평 얼라인을 실시하며, 검사 대상 적재부(310)와 검사 대상(320)을 검사 위치에 고정할 수 있다. 얼라인부(340)는 식별코드 리더기에 의해 식별된 제품 정보에 따라 가압 정도를 조절할 수 있다.
얼라인부(340)는 검사 대상 적재부(310)와 검사 대상(320)의 얼라인 상태를 확인하기 위한 얼라인 검사부(미도시)를 추가로 구비할 수 있다. 얼라인 검사부(미도시)는 검사 대상 적재부(310)와 얼라인부(340) 사이의 간격 혹은 픽셀 얼라인 정도를 측정하게 되며, 부적격일 경우 검사결과출력부 또는 설정부를 통해 검사자에게 오류 정보를 제공할 수 있다.
검사 대상 적재부(310)와 검사 대상(320)이 검사 위치에 정렬되어 고정된 후, 비전검사부에 의한 검사 대상(320)에 대한 외관 검사가 수행될 수 있다. 검사 대상(320)에 대한 외관 검사가 종료된 후, 얼라인부(340)가 원위치로 복귀하고, 스토퍼(330)는 하강할 수 있다. 이 후, 컨베이어부(300)가 다시 동작하여 검사 대상 적재부(310)와 검사 대상(320)이 컨베이어부(300)를 따라 다시 이송될 수 있다. 일 시시예에서, 검사 대상(320)은 검사 결과에 따라 양품 컨베이어 라인 또는 불량품 컨베이어 라인을 따라 이송될 수 있다.
도 4는 비전검사부(410)를 지지하는 지지 프레임(420)을 도시한 도면이다. 가전제품 외관 검사 장치(400)는 검사 대상의 외관을 촬영하기 위한 비전검사부(410), 비전검사부(410)가 수직 방향으로 이동 가능하도록 비전검사부(410)를 지지하는 지지 프레임(420) 및 검사 대상에 대한 외관 검사 결과를 표시하기 위한 검사결과출력부(430)를 포함할 수 있다. 지지 프레임(420)은 비전검사부(410)가 검사 대상의 외관을 따라 수직 방향으로 이동하면서 촬영할 수 있도록 비전검사부(410)를 지지할 수 있다.
일 실시예에서, 지지 프레임(420)은 비전검사부(410)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 위치조절부(미도시)를 포함할 수 있다. 위치조절부는 비전검사부(410)를 수직 이동시키기 위한 동력을 생성하는 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 지지 프레임(420)은 비전검사부(410)가 수직 이동할 때, 경로에서 벗어나지 않도록 비전검사부(410)의 이동을 가이드하는 가이드 레일(guide rail)도 포함할 수 있다.
비전검사부(410)는 지지 프레임(420)을 따라 수직 이동하여 검사 대상의 외관 이미지를 획득할 수 있다. 가전제품 외관 검사 장치(400)는 비전검사부(410)에 의해 획득된 검사 대상의 이미지를 표준 이미지와 비교하여 검사 대상의 표면 불량을 검출할 수 있다. 또한, 가전제품 외관 검사 장치(400)는 검출된 표면 불량에 기초하여 검사 대상의 양품 또는 불량품 여부를 판정할 수 있다. 일 실시예에서 검출된 표면 불량 및 양품/불량품 판정 결과는 검사결과출력부(430)에 출력되어 사용자가 확인할 수 있다.
도 5는 비전검사부(500)의 상세 구성을 나타내는 도면이다. 비전검사부(500)는 복수의 비전부(510, 520, 530, 540, 550)로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 비전검사부(500)는 검사 대상의 정면을 촬영하는 제1 비전부(510), 검사 대상의 우측면을 촬영하는 제2 비전부(520), 검사 대상의 좌측면을 검사하는 제3 비전부(530), 제1 비전부(510)와 제2 비전부(520) 사이에 위치하여 검사 대상의 우측 코너를 촬영하는 제4 비전부(540) 및 제1 비전부(510)와 제3 비전부(530) 사이에 위치하여 검사 대상의 좌측 코너를 촬영하는 제5 비전부(550)를 포함할 수 있다.
제1 비전부(510), 제2 비전부(520) 및 제3 비전부(530)는 비전검사부(500)를 지지하는 프레임 상에서 좌우 방향으로 수평 이동할 수 있으며, 제4 비전부(540)와 제5 비전부(550)는 고정된 위치에서 회전이 가능하다. 제1 비전부(510), 제2 비전부(520) 및 제3 비전부(530)는 수평 이동을 위한 모터와 레일을 구비할 수 있으며, 제4 비전부(540)와 제5 비전부(550)는 제자리 회전을 위한 모터와 회전판을 구비할 수 있다.
각각의 비전부(510, 520, 530, 540, 550)는 이미지 획득 장치, 조명부, 거리측정부 및 거리조절부를 포함할 수 있다. 이하에서는 제5 비전부(550)에 포함된 이미지 획득 장치(552), 조명부(554), 거리측정부(556) 및 거리조절부(558)에 대해서 상세히 설명한다. 제1 비전부 내지 제4 비전부(510, 520, 530, 540)의 이미지 획득 장치, 조명부, 거리측정부 및 거리조절부도 제5 비전부(550)의 이미지 획득 장치(552), 조명부(554), 거리측정부(556) 및 거리조절부(558)와 유사하게 동작하므로, 상세한 생략은 설명한다.
이미지 획득 장치(552)는 검사 대상의 이미지를 획득하기 위한 장치일 수 있다. 이미지 획득 장치(552)는 검사 대상 외관 상의 스크래치, 긁힘, 찍힘, 찌그러짐, 이물질, 흑점, 도색 칠 벗겨짐, 유격 등의 외관 불량을 검출하기 위해 필요한 충분한 해상도, 프레임 레이트(frame rate), 라인 레이트(Line rate)를 가질 수 있다. 예를 들어, 이미지 획득 장치는 FOV(Field Of View) 설정 값이 높은 고해상도의 카메라일 수 있다.
일 실시예에서, 이미지 획득 장치(552)는 수직 방향으로 이동하면서 검사 대상을 촬영할 수 있는 라인 스캔(Line scan) 카메라일 수 있다. 이 경우, 제어부가 이미지 획득 장치(552)가 촬영한 복수의 이미지들을 하나의 이미지로 합성하고 왜곡 등을 보정할 수 있다. 이와 같이 합성 및 보정된 검사 대상의 이미지는 표준 이미지와의 비교를 통해 검사 대상의 불량품 여부를 검사하는데 사용될 수 있으며, 검사 결과와 함께 검사결과출력부에 출력될 수 있다.
조명부(554)는 검사 대상에 광을 조사하는 광원을 포함할 수 있다. 비전검사에서 조명은 검사 품질에 큰 영향을 미치며, 검사 대상 외관 상의 스크래치, 긁힘, 찍힘, 찌그러짐, 이물질, 흑점, 도색 칠 벗겨짐, 유격 등의 외관 불량을 더욱 두드러져 보이게 한다. 조명부(554)의 선택에 따라 이미지가 다르게 촬영될 수 있으므로, 검사 환경과 검사 대상물에 따라 조명의 형태, 파장, 색상, 각도와 광량 등을 다르게 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 조명부(554)는 면 조명, 바 타입 조명 등과 같은 LED 조명일 수 있다.
거리측정부(556)는 검사 대상과 제5 비전부(550) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 거리측정부(556)는 레이저 거리 센서일 수 있다. 거리조절부(558)는 거리측정부(556)가 측정한 거리 정보에 기초하여, 제5 비전부(550)를 전/후로 이동시킴으로써 검사 대상과 제5 비전부(550) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 거리조절부(558)는 제5 비전부(550)를 전후로 이동하기 위한 모터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는 오토포커스(Auto-Focus)로 검사 대상에 굴곡이 있는 경우에도 실시간으로 제5 비전부(550)와 검사 대상 사이의 거리를 조절하여 검사 대상을 스캔할 수 있다. 오토포커스(Auto-Focus) 검사는 제품의 외관 굴곡에 대응하기 위한 것으로, 비전검사부(500)가 수직 방향으로 이동하면서 검사 대상을 촬영할 경우, 제어부가 거리측정부(556)에 의해 측정된 거리 정보에 기초하여 실시간으로 거리조절부(558)를 구동하여 제5 비전부(550)와 검사 대상 사이의 거리가 일정하게 유지되도록 조절할 수 있다.
제어부는 식별코드 스캐너에 의해 식별된 검사 대상의 제품 정보에 기초하여 제1 비전부 내지 제5 비전부(510, 520, 530, 540, 550)의 검사 설정 값을 변경할 수 있다. 예를 들어, 비전부와 검사 대상 사이의 거리, 이미지 획득 장치의 초점 위치, 조명부의 조명 세기, 제1 비전부(510), 제2 비전부(520) 및 제3 비전부(530)의 좌우 위치, 제4 비전부(540) 및 제5 비전부(550)의 회전 각도 등을 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 비전부(510)에 의해 촬영된 검사 대상의 전면 이미지는 제1 슬레이브 컴퓨터에 저장되고, 제2 비전부(520) 및 제3 비전부(530)에 의해 각각 촬영된 검사 대상의 우측 이미지 및 좌측 이미지는 제2 슬레이브 컴퓨터에 저장되고, 제4 비전부(540) 및 제5 비전부(550)에 의해 각각 촬영된 우측 코너 이미지 및 좌측 코너 이미지는 제3 슬레이브 컴퓨터에 저장될 수 있다. 제어부는 제1 내지 제3 슬레이브 컴퓨터에 저장된 검사 대상의 전면 이미지, 우측 이미지, 좌측 이미지, 우측 코너 이미지, 좌측 코너 이미지를 마스터 컴퓨터에 기 저장된 대상 제품의 양품 표준 이미지(정면 표준 이미지, 우측 표준 이미지, 좌측 표준 이미지, 우측 코너 표준 이미지, 좌측 코너 표준 이미지)와 비교하여 불량 여부와 불량 종류(예를 들어, 스크래치, 긁힘, 찍힘, 찌그러짐, 이물질, 흑점, 도색 칠 벗겨짐, 유격 등)를 판별할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 비전검사부(620)의 스캔 방향을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 비전검사부(620)는 검사 대상의 정면을 촬영하는 비전부, 검사 대상의 우측면을 촬영하는 비전부, 검사 대상의 좌측면을 검사하는 비전부, 검사 대상의 우측 코너를 촬영하는 비전부 및 검사 대상의 좌측 코너를 촬영하는 비전부를 포함할 수 있다. 비전검사부(620)는 수직 방향으로 이동 가능하도록 지지 프레임(630)에 의해 지지될 수 있으며, 비전검사부 위치조절부(610)에 의해 지지 프레임(630)을 따라 수직방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 검사 대상이 스토퍼와 얼라인부에 의해 검사 위치에 정렬 및 고정된 후에, 비전검사부(620)가 지지 프레임(630)을 따라 최상단 위치에서 최하단 위치로 이동하여 외관 검사 개시를 준비할 수 있다. 이 경우, 비전검사부(620)가 제품 하단에 위치한 상태에서 제품 외관 검사를 개시하여, 비전검사부(620)가 지지 프레임(630)을 따라 상승하면서(도 6의 화살표 방향) 비전검사부(620)의 비전부들이 검사 대상의 정면, 좌/우측, 좌/우측 코너의 외관을 동시에 촬영할 수 있다. 예를 들어, 비전검사부(620)는 지지 프레임(630)을 따라 약 3초간 상승하면서 검사 대상의 외관을 촬영할 수 있다.
지지 프레임(630)은 비전검사부(620)가 이동할 때 경로에서 벗어나지 않도록 수직 이동을 가이드하며, 비전검사부(620)를 지지할 수 있다. 도시된 바와 같이 지지 프레임(630)은 비전검사부(620)를 일측에서 지지하며 수직이동을 가이드하는 2개의 레일을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 비전검사부 위치조절부(610)는 비전검사부(620)를 수직이동하기 위한 동력을 생성하기 위한 모터를 포함할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 외관 검사 결과 화면(700)을 나타내는 도면이다. 외관 검사 결과 화면(700)은 검사결과출력부에 출력될 수 있으며, 검사자에게 외관 검사 결과를 제공할 수 있다. 검사 결과 화면(700)의 제1 영역(710)에는 5개의 비전부에 의해 촬영된 5 방향의 이미지(정면 이미지, 좌측 이미지, 우측 이미지, 좌측 코너 이미지 및 우측 코너 이미지)가 포함될 수 있다. 또한, 검사 대상의 이미지 상에는 검출된 외관 불량의 위치(720)가 표시될 수 있다. 예를 들어, 스크래치, 이물, 흑점, 도색 칠 벗겨짐 등과 같은 검사 대상의 외관 불량 위치가 붉은색 점으로 검사 대상의 이미지 상에 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 검사 결과 화면(700)의 제2 영역(730)에는 외관 검사 결과에 대한 수치 통계와 최종 판정 결과가 표시될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 영역(730)에는 검사 대상의 모델번호, 검사 대상의 정면 불량 개수, 좌측면의 불량 개수 및 우측면의 항목별 불량 개수가 표시되며, 검사 대상이 양품인지 불량품인지에 대한 최종 판정 결과가 표시될 수 있다. 예를 들어, 리더기로 식별된 모델 번호와 정면, 좌측면 및 우측면의 스크래치, 긁힘, 찍힘, 찌그러짐, 이물질, 흑점, 도색 칠 벗겨짐, 유격 등과 같은 불량에 따른 불량 검출 수를 상세하게 도시하며 이에 따른 판정 결과를 검사자에게 제공할 수 있다.
검사 결과 화면(700)의 제3 영역(740)에는 생산 라인에서 생산되는 제품에 대한 검사 통계가 표시될 수 있다. 예를 들어, 생산 라인에서 검사된 제품들의 양품의 수, 양품비, 불량품의 수 및 불량비가 표시되어 생산 라인의 공정 상태를 통계적으로 확인할 수 있다. 또한, 제3 영역(740)에는 이미지 획득 장치, 조명부, 거리측정부, 식별코드 리더기 등의 각 장치의 상태가 도시될 수 있다. 예를 들어, 각 장치가 정상 상태일 경우, 초록색 원이 표시되고, 불량 상태일 경우 붉은색 원이 표시될 수 있다.
검사 결과 화면(700)의 제4 영역(750)에는 시스템 로그가 표시될 수 있다. 일 실시예에서, 외관 검사 이력, 비전부의 설정 변경 내용 및 발생시간 등이 시스템 로그로서 저장되고 표시될 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 가전제품에 대한 외관 검사 순서도이다. 일 실시예에서, 검사 대상은 냉장고, 세탁기, 에어컨과 같은 생활가전 제품일 수 있다. 가전제품 외관 검사는 컨베이어부에 검사 대상이 입고되고, 식별코드 리더기에 의해 검사 대상을 식별함으로써 개시될 수 있다(810). 일 실시예에서, 식별코드는 바코드와 같은 광학적 인식 코드일 수 있으며, 바코드는 검사 대상의 외관에 부착되어 있을 수 있다. 검사 장치의 제어부는 식별코드 리더기에 의해 식별된 검사 대상과 연관된 제품 정보를 로드하고, 로드된 제품 정보에 기초하여 비전검사부의 촬영 설정을 변경할 수 있다.
검사 대상이 검사 위치로 진입하는 경우, 스토퍼 및 얼라인부에 의해 검사 대상이 검사위치에 정렬 및 고정될 수 있다(820). 이를 위해 검사 장치는 검사 대상이 검사 위치에 접근하는 것을 감지하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 검사 대상이 검사 위치에 접근할 경우 스토퍼가 상승하여 검사 대상의 전진을 멈추게 할 수 있다. 스토퍼에 의해 검사 대상 적재부가 정지하는 경우, 얼라인부는 검사 대상 적재부의 양 측면에서 가압하여 정렬을 실시하여 검사 위치에 정확히 정렬하고 고정할 수 있다.
검사 대상이 검사 위치에 고정되면, 비전검사부가 검사 대상 과의 거리를 측정하여 각 비전부의 위치를 조정하고, 식별된 제품 정보에 따른 검사 설정에 맞게 촬영 설정을 조절할 수 있다. 또한, 좌측 코너 및 우측 코너를 촬영하는 비전부의 경우, 제자리 회전이 가능하여 제품의 외관에 따라 코너측 촬영 각도를 변경할 수 있다.
검사 준비가 완료되면, 비전검사부가 지지 프레임을 따라 수직 방향으로 이동하면서 검사 대상의 외관을 촬영할 수 있다(830). 일 실시예에서, 비전검사부는 하단에서 상단을 향해 이동하면서 검사 대상의 외관을 촬영할 수 있다. 상하 수직 이동 중 검사 대상의 외관을 촬영하기 위해 비전검사부는 복수의 라인 스캔 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비전검사부는 상하 수직 이동하면서 검사 대상의 정면, 좌측면, 우측면, 좌측 코너 및 우측 코너를 촬영할 수 있다.
제어부는 비전검사부가 수직 방향으로 이동하면서 촬영한 이미지를 표준 이미지와 비교하여 검사 대상의 외관 불량을 검출할 수 있다(840). 일 실시예에서, 제어부는 촬영된 정면 이미지, 좌측면 이미지, 우측면 이미지, 좌측 코너 이미지 및 우측 코너 이미지를 검사 대상에 대한 미리 저장되어 있는 정면 표준 이미지, 좌측면 표준 이미지, 우측면 표준 이미지, 좌측 코너 표준 이미지 및 우측 코너 표준 이미지와 각각 비교하여 스크래치, 긁힘, 찍힘, 찌그러짐, 이물질, 흑점, 도색 칠 벗겨짐, 유격 등과 같은 표면 불량을 검출할 수 있다. 또한, 제어부는 검출된 표면 불량에 기초하여 양품 또는 불량품을 판정할 수 있다.
검사가 완료되면, 검사 결과가 사용자에게 출력되고, 검사 대상이 출고될 수 있다(850). 일 실시예에서, 검사결과출력부에 검사 대상의 정면, 좌측면, 우측면, 좌측 코너 및 우측 코너의 촬영 이미지가 출력되고, 각 촬영 이미지 상에 외관 불량의 정확한 위치가 표시될 수 있다. 또한, 불량 형태별 통계와 양품 또는 불량품에 대한 판정 결과가 별도로 표시될 수 있다. 검사 결과는 데이터베이스에 저장되어 검사 수량 및 불량 수량에 대한 기록관리 및 데이터베이스를 활용한 제품 생산 이력관리 및 추적관리가 가능할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 촬영된 이미지에서 외관 스크래치 검출 절차를 나타내는 도면이다. 도 9(a)은 비전검사부에 의해 촬영된 검사 대상의 외관 이미지를 나타낸다. 도 9(b)는 촬영된 외관 이미지의 명암대비(Contrast)를 조정하여 이미지의 명암 차를 강조한 후, 소프튼(soften) 처리를 실시한 결과를 나타낸다. 명암대비가 조정된 이미지의 경우, 잔상이 남을 수 있으므로, 잔상을 제거하기 위하여 이미지 모서리를 부드럽게 하는 소프튼 처리를 실시하는 것이다.
도 11은 명암대비가 강조되고 잔상이 제거된 영상에서 국부적 이진화 하이(high) 변수를 계산하여 이진화를 실시한 결과를 나타낸다. 여기서, 국부적 이진화 하이(high) 변수는 화상의 위치에 따라 자동으로 계산될 수 있다. 그 후, 이진화된 이미지의 블랍(blob) 면적을 계산하여, 스크래치성 불량을 판단할 수 있다. 여기서, 스크래치 불량 검출 크기는 설정 가능하다.
도 12 내지 도 14는 촬영된 이미지에서 이물 검출 절차를 나타내는 도면이다. 도 12는 비전검사부에 의해 촬영된 검사 대상의 외관 이미지를 나타낸다. 도 13은 촬영된 외관 이미지의 명암대비(Contrast)를 조정하여 이미지의 명암 차를 강조한 후, 소프튼(soften) 처리를 실시한 결과를 나타낸다. 명암대비가 조정된 이미지의 경우, 잔상이 남을 수 있으므로, 잔상을 제거하기 위하여 이미지 모서리를 부드럽게 하는 소프튼 처리를 실시하는 것이다.
도 14는 명암대비가 강조되고 잔상이 제거된 영상에서 국부적 이진화 로우(low) 변수를 계산하여 이진화를 실시한 결과를 나타낸다. 여기서, 국부적 이진화 로우(low) 변수는 화상의 위치에 따라 자동으로 계산될 수 있다. 그 후, 이진화된 이미지에서 영역을 구분하여 블랍(blob)을 추출하고 블랍(blob)의 면적을 계산하여, 이물 존재 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 이물 불량 검출 크기는 설정 가능하다.
도 15는 양품으로 판정된 가전제품의 전면이 촬영된 이미지(1100)를 나타내는 도면이다. 도시된 것과 같이, 양품의 전면 표면에는 스크래치, 긁힘, 찍힘, 찌그러짐, 이물질, 흑점, 도색 칠 벗겨짐, 유격 등이 없는 것을 확인할 수 있다. 도 16은 불량품으로 판정된 가전제품의 전면이 촬영된 이미지 중 일부(1200)를 나타내는 도면이다. 도시된 것과 같이, 불량품의 전면 표면에는 찍힘(1210) 및 스크래치(1220) 등의 표면 불량이 있을 수 있다. 본 개시에 따른 가전제품 외관 검사 장치는 촬영된 이미지와 표준 이미지를 비교하여 이와 같은 표면 불량을 검출하거나, 촬영된 이미지를 도 9 및 10을 참조하여 설명한 이미지 처리를 등을 통해 포면 불량을 검출할 수 있다.
도 17은 검사 대상의 좌측 또는 우측을 촬영하는 비전부(1310)를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 비전부(1310)는 이미지 획득 장치(1312), 조명부(1314), 거리측정부(1316) 및 거리조절부(1318)를 포함할 수 있다. 이미지 획득 장치(1312), 조명부(1314), 거리측정부(1316) 및 거리조절부(1318)의 기능 및 동작은 도 5에 도시된 이미지 획득 장치(552), 조명부(554), 거리측정부(556) 및 거리조절부(558)와 동일할 수 있다.
도시된 바와 같이, 비전부(1310)는 비전검사부의 프레임(1320) 상에서 좌우로 이동할 수 있다. 일 실시예에서, 비전부(1310)는 프레임(1320)을 따라 좌우로 이동하기 위한 서보모터(미도시)와 감속기(미도시)를 추가로 구비할 수 있다. 비전부(1310)는 서보모터와 감속기를 이용하여 프레임(1320) 상에서 좌우로 이동하여 검사 대상을 촬영하기에 적합한 위치로 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 비전부(1310)는 비전부(1310)를 90도 회전시키기 위한 관절부(미도시)를 추가로 구비할 수 있다. 이 경우, 비전부(1310)는 필요에 따라 관절부에 의해 90도 회전되어 프레임(1320)을 따라 좌우 수평 방향으로 이동하면서 검사 대상을 촬영할 수도 있다. 이와 같이 비전부(1310)가 좌우 수평 방향으로 이동하면서 검사 대상을 촬영하는 것을 가로 스캔 모드라고 지칭할 수 있다. 도 17은 검사 대상의 좌측 또는 우측을 촬영하는 비전부(1310)에 대한 설명이지만, 검사 대상의 전면을 촬영하는 비전부도 유사하게 서보모터, 감속기 및 관절부를 구비하여 가로 스캔 모드로 검사 대상의 전면을 촬영할 수 있다.
도 18은 검사 대상의 좌측 코너 또는 우측 코너를 촬영하는 비전부(1410)를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 비전부(1410)는 이미지 획득 장치(1412), 조명부(1414), 거리측정부(1416) 및 거리조절부(1418)를 포함할 수 있다. 비전부(1410)는 이미지 획득 장치(1412), 조명부(1414), 거리측정부(1416) 및 거리조절부(1418)의 기능 및 동작은 도 5에 도시된 이미지 획득 장치(552), 조명부(554), 거리측정부(556) 및 거리조절부(558)와 동일할 수 있다.
도시된 바와 같이, 비전부(1410)는 비전검사부의 프레임(1420) 상에 회전 가능하게 고정될 수 있다. 일 실시예에서, 비전부(1410)는 회전 이동하기 위한 서보모터(미도시) 및 감속기(미도시)를 추가로 구비할 수 있다. 이 경우, 비전부(1410)는 서보모터와 감속기를 사용하여 제자리 회전함으로써, 검사 대상에 따라 좌측 코너 또는 우측 코너를 촬영하기 위한 적합한 위치로 배치될 수 있다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 메탈 표면을 가지는 가전제품에 대한 외관 검사 순서도이다. 외관 검사는 컨베이어 벨트를 통해 검사 대상이 입고됨으로써 개시될 수 있다(1510). 검사 대상이 외관 검사 장치 내로 입고되면서, 식별코드 리더기는 입고된 검사 대상에 부착된 식별코드를 인식할 수 있다. 일 실시예에서, 입고된 검사 대상은 금속 메탈 표면을 가지는 가전 제품일 수 있다. 예를 들어, 검사 대상은 가정용 냉장고일 수 있으며, 전면에는 길게 연장되는 미세한 오목부와 볼록부가 반복적으로 배열되는 금속 패턴이 형성되어 있을 수 있다.
외관 검사 장치의 제어부는 식별코드에 기초하여 검사 대상의 표면 금속이 세로 방향의 무늬를 가지는지 가로 방향의 무늬를 가지는지 판정할 수 있다(1520). 검사 대상의 표면 금속 패턴과 직교하는 방향으로 외관 촬영을 진행할 경우, 검사 대상의 표면 금속 패턴(오목부와 볼록부)에 의해 반사되는 빛의 영향으로 과노출 상태의 이미지가 촬영되어 외관 검사를 정상적으로 수행되지 않을 수 있다. 따라서, 검사 대상의 표면 금속 패턴의 방향에 따라 검사 대상의 외관 촬영 방향을 상이하게 할 필요가 있다.
제어부가 검사 대상의 표면 금속이 세로 방향의 무늬를 가지는 것으로 판정하는 경우, 비전검사부가 세로 스캔 모드로 검사 대상의 외관 이미지를 획득할 수 있다(1530). 즉, 도 6에 도시된 것과 같이, 비전부들이 수평으로 배열된 상태에서 비전검사부가 지지 프레임을 따라 수직으로 이동하면서 검사 대상을 촬영할 수 있다. 제어부는 촬영된 이미지를 기존에 저장된 표준 이미지(양품 이미지)와 비교하여 표면 불량을 검출하고 양품/불량품 여부를 판별할 수 있다(1540).
반면, 제어부가 검사 대상의 표면 금속이 가로 방향의 무늬를 가지는 것으로 판정하는 경우, 비전검사부가 가로 스캔 모드로 검사 대상의 외관 이미지를 획득할 수 있다(1550). 즉, 관절부가 비전부를 90도로 회전시킨 후, 비전부가 수직으로 배열된 상태에서 비전부가 가로 방향으로 이동하면서 검사 대상을 촬영할 수 있다. 제어부는 촬영된 이미지를 기존에 저장된 표준 이미지(양품 이미지)와 비교하여 표면 불량을 검출하고 양품/불량품 여부를 판별할 수 있다(1560). 가로 촬영 모드 또는 세로 촬영 모드에 의한 검사 대상 촬영 및 검사 대상에 대한 양품/불량품 판별이 완료되면, 외관 검사 절차가 종료되고 검사 대상이 출고될 수 있다(1570).
본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
본 발명에 따르면, 전제품 외관 검사 장치를 사용하여 생산된 제품의 최종 검수를 진행하여 제품의 품질을 높이고 효율적인 검사 체계를 확립할 수 있고, 제품 생산라인에서 생활가전의 외관 불량을 자동으로 검출함으로써, 검사 시간을 최소화하며, 다양한 항목의 검사를 보다 정확하게 수행할 수 있다.

Claims (8)

  1. 가전제품 외관 검사 장치로서,
    검사 대상의 외관을 촬영하는 비전검사부;
    상기 비전검사부가 수직 방향으로 이동 가능하도록 상기 비전검사부를 지지하는 지지 프레임;
    상기 비전검사부가 상기 지지 프레임을 따라 수직 방향으로 이동하면서 상기 검사 대상의 외관을 촬영하도록 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 비전검사부에 의해 획득된 이미지에 기초하여 검사 대상의 불량품 여부를 판별하는, 가전제품 외관 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사 대상을 이송하기 위한 컨베이어부; 및
    상기 검사 대상이 상기 컨베이어부 상에서 이동할 때, 상기 검사 대상에 부착된 식별코드를 스캔하여 상기 검사 대상을 식별하는 식별코드 리더기를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 식별된 검사 대상과 연관된 제품 정보를 로드하고, 상기 제품 정보에 기초하여 상기 비전검사부의 촬영 설정을 변경하는, 가전제품 외관 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제품 정보에 기초하여 상기 검사 대상의 표면 금속 무늬 방향을 판정하고, 판정된 표면 금속 무늬 방향에 기초하여 상기 비전검사부가 가로 스캔 모드 또는 세로 스캔 모드로 작동하도록 제어하는, 가전제품 외관 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    가로 스캔 모드 및 세로 스캔 모드에 따라 상기 비전검사부를 90도 회전시키는 관절부를 더 포함하고,
    상기 비전검사부는,
    상기 검사 대상의 이미지를 획득하기 위한 이미지 획득 장치;
    상기 검사 대상에 광을 조사하기 위한 조명부;
    상기 검사 대상과 상기 비전검사부 사이의 거리를 측정하기 위한 거리측정부; 및
    상기 검사 대상과 상기 비전검사부 사이의 거리를 조절하기 위한 거리조절부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 검사 대상의 표면 금속이 세로 방향의 무늬를 가지는 경우, 상기 비전검사부가 세로 스캔 모드에서 상기 지지 프레임을 따라 수직 방향으로 이동하면서 상기 검사 대상의 외관을 촬영하도록 제어하고,
    상기 제어부는 상기 검사 대상의 표면 금속이 가로 방향의 무늬를 가지는 경우, 상기 관절부가 상기 비전검사부를 90도 회전시키고 상기 비전검사부가 수평 방향으로 이동하면서 상기 검사 대상의 외관을 촬영하도록 제어하는, 가전제품 외관 검사 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 컨베이어부는,
    상기 검사 대상이 검사 위치에 위치하도록 상기 검사 대상을 정지시키는 스토퍼; 및
    상기 스토퍼에 의해 정지된 상기 검사 대상을 고정 및 정렬시키기 위한 얼라인부를 포함하고,
    상기 얼라인부는 상기 스토퍼에 의해 정지된 상기 검사 대상을 양 측면에서 가압하여 정렬시키는, 가전제품 외관 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비전검사부는 상기 검사 대상의 정면에 위치하는 제1 비전부, 상기 검사 대상의 좌측면에 위치하는 제2 비전부, 상기 검사 대상의 우측면에 위치하는 제3 비전부, 상기 제1 비전부와 상기 제2 비전부 사이에 위치하는 제4 비전부 및 상기 제1 비전부와 상기 제3 비전부 사이에 위치하는 제5 비전부를 포함하고,
    상기 제1 비전부, 상기 제2 비전부 및 상기 제3 비전부는 좌우 수평 이동이 가능하고,
    상기 제4 비전부 및 상기 제5 비전부는 고정된 위치에서 회전 이동이 가능한, 가전제품 외관 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 내지 제5 비전부 각각은,
    상기 검사 대상의 이미지를 획득하기 위한 이미지 획득 장치;
    상기 검사 대상에 광을 조사하기 위한 조명부;
    상기 검사 대상과 비전부 사이의 거리를 측정하기 위한 거리측정부; 및
    상기 검사 대상과 비전부 사이의 거리를 조절하기 위한 거리조절부
    를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 비전검사부가 수직 방향으로 이동함에 따라 상기 거리측정부에 의해 측정된 거리에 기초하여 상기 거리조절부를 제어하는,
    가전제품 외관 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 검사 대상에 대한 외관 검사 결과를 표시하기 위한 검사결과출력부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 비전검사부에 의해 촬영된 이미지 상에 불량 위치를 표시하여 상기 검사결과출력부에 출력하는,
    가전제품 외관 검사 장치.
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