KR101327277B1 - 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치 및 그의 검사 방법 - Google Patents

조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치 및 그의 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 팬 너트를 검사 영역으로 이송하도록 형성되는 이송 유닛; 상기 팬 너트가 상기 검사 영역 내로 이송된 상태에서 상기 팬 너트의 중공부를 향해 광을 조사하도록 형상되는 조명 유닛; 상기 조명 유닛에서 조사된 후에 상기 팬 너트의 중공부의 내주면에서 반사되어 진행하는 광을 1차 반사시키도록 형성되는 제1 반사면과, 상기 1차 반사된 광을 2차로 반사시켜 모여지도록 하게 형성되는 제2 반사면을 구비하는 반사 유닛; 및 상기 검사 영역에 설치되고, 상기 2차로 반사되어 모여진 광으로부터 상기 팬 너트의 내주면에 대한 이미지를 획득하도록 형성되는 검사 카메라; 상기 검사 카메라에서 상기 팬 너트를 향한 제1 촬영 방향에 교차하는 제2 촬영방향을 따르도록 배치되며, 상기 팬 너트의 위치에 관한 이미지를 획득하도록 배치되는 위치 카메라; 및 상기 위치 카메라가 촬영 가능한 영역 내에 배치되어, 상기 팬 너트의 상대적 위치에 관한 기준을 제공하는 기준 부재를 포함하는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치 및 방법을 제공한다.

Description

조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치 및 그의 검사 방법{VISION APPARATUS FOR INSPECTING INNER CIRCUMFERENTIAL SURFACE OF PAN NUT USING LIGHTING AND METHOD FOR INSPECTING INNER CIRCUMFERENTIAL SURFACE OF PAN NUT}
본 발명은 팬 너트의 내주면에 대해 비전 검사를 하기 위한 장치 및 그 장치를 이용한 내주면 비전 검사 방법에 관한 것이다.
전자 산업의 발전 및 수요 증대에 힘입어 체결요소 부품도 전자제품의 고품질화 트렌드를 뒷받침하기 위해 소형화·정밀화되고 있다. 이러한 전자제품의 고품질화에는 체결요소 부품의 품질 신뢰도 향상도 수반하게 된다. 그에 따라, 체결요소 부품의 검사는 품질관리의 중요한 부분으로 정착되고 있다.
체결요소 부품의 자동화 검사 장비의 하나인 비전 검사 장치는, 체결 요소를 촬영한 이미지를 처리하여 제품의 외관을 검사할 수 있게 구성된 것이다.
이러한 검사 과정에서, 통상적으로 외면의 이미지를 얻으면 되는 나사류와 달리, 너트류는 중공부의 내면의 나사산에 대한 이미지를 얻어야 하는 점에서 이미지 획득 시에 어려움이 있다. 특히, 나사류 중에서도 일 단부가 막힌 팬 너트의 경우에는 그 어려움이 더 크다고 할 수 있다.
본 발명의 목적은, 팬 너트의 내주면에 형성된 나사산에 대한 분명하면서도 전체적인 이미지를 한 번의 촬영만으로도 획득할 수 있게 하는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치는, 팬 너트를 검사 영역으로 이송하도록 형성되는 이송 유닛; 상기 팬 너트가 상기 검사 영역 내로 이송된 상태에서 상기 팬 너트의 중공부를 향해 광을 조사하도록 형상되는 조명 유닛; 상기 조명 유닛에서 조사된 후에 상기 팬 너트의 중공부의 내주면에서 반사되어 진행하는 광을 1차 반사시키도록 형성되는 제1 반사면과, 상기 1차 반사된 광을 2차로 반사시켜 모여지도록 하게 형성되는 제2 반사면을 구비하는 반사 유닛; 상기 검사 영역에 설치되고, 상기 2차로 반사되어 모여진 광으로부터 상기 팬 너트의 내주면에 대한 이미지를 획득하도록 형성되는 검사 카메라; 상기 검사 카메라에서 상기 팬 너트를 향한 제1 촬영 방향에 교차하는 제2 촬영방향을 따르도록 배치되며, 상기 팬 너트의 위치에 관한 이미지를 획득하도록 배치되는 위치 카메라; 및 상기 위치 카메라가 촬영 가능한 영역 내에 배치되어, 상기 팬 너트의 상대적 위치에 관한 기준을 제공하는 기준 부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 반사 유닛은, 상기 팬 너트와 상기 검사 카메라 사이에 위치하고, 상기 내주면에서 반사된 광이 투과하도록 형성되는 투과판; 상기 투과판을 기준으로 상기 검사 카메라 측에 위치하도록 설치되고, 상기 투과된 광이 1차 반사되게 하는 상기 제1 반사면이 형성되는 제1 반사 유닛; 및 상기 제1 반사 유닛보다 상기 검사 카메라의 지향 방향을 따르는 축에 가까이 위치하도록 배치되고, 상기 1차 반사된 광이 2차 반사되게 하는 상기 제2 반사면이 형성되는 제2 반사 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 반사 유닛은 내면에 상기 제1 반사면이 형성되는 콘 미러를 포함하고, 상기 제2 반사 유닛은 외면에 상기 제2 반사면이 형성되는 볼록 미러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 조명 유닛은, 광을 생성하는 광원; 및 상기 광원에서 생성된 광을 반사하도록 형성되어, 상기 반사된 광이 상기 팬 너트의 중공부로 진행하도록 가이드하는 가이드 부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 부재는, 상기 투과판 중 상기 팬 너트를 바라보는 면에 설치될 수 있다.
여기서, 상기 가이드 부재는, 원추형 또는 반구형 미러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 부재는, 상기 제2 반사 유닛의 내면에 형성되는 반구형의 반사면이고, 상기 광원은, 상기 생성된 광이 상기 투과판을 투과하여 상기 반사면으로 진행하도록 배치될 수 있다.
삭제
본 발명의 다른 실시예에 따른 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 방법은, 이송 유닛을 가동하여 팬 너트를 검사 영역 내로 이송하는 단계; 상기 팬 너트가 상기 검사 영역 내의 설정 위치로 도달할 때, 조명 유닛을 가동하여 상기 팬 너트의 중공부를 향해 광이 조사되도록 하는 단계; 상기 조명 유닛에 의해 조사되어 상기 팬 너트의 내주면에서 반사된 광이 진행 중에 제1 반사면에서 1차 반사된 후에 제2 반사면에서 2차로 반사되어 모여지도록 하는 단계; 검사 카메라를 작동하여 상기 2차로 반사되어 모여진 광으로부터 상기 내주면의 이미지를 획득하는 단계; 상기 검사 카메라로 상기 내주면의 이미지를 획득하는 시점에, 위치 카메라로 상기 팬 너트의 위치에 관한 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 팬 너트의 위치에 관한 이미지에 근거하여, 상기 내주면의 이미지 획득 시에 상기 팬 너트의 위치가 설정 위치에서 벗어나는 경우에 상기 팬 너트를 재검사 대상으로 분류하는 단계를 포함할 수 있다.
삭제
삭제
여기서, 상기 팬 너트의 위치에 관한 이미지에 근거하여, 상기 내주면의 이미지 획득 시에 상기 팬 너트의 위치가 설정 위치 내인 경우에 상기 팬 너트를 양품 또는 불량품으로 분류하는 단계가 더 구비될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치 및 방법에 의하면, 팬 너트의 내주면에 형성된 나사산에 대한 분명하면서도 전체적인 이미지를 한 번의 촬영만으로도 획득할 수 있다.
따라서, 팬 너트를 회전시키거나 또는 카메라를 회전시키는 등을 위한 구성을 사용하지 않을 수 있게 되어, 팬 너트에 대한 검사를 간단화할 수 있다.
또한, 팬 너트의 길이가 길더라도, 광량의 부족으로 인한 문제를 해소하여 내부 나사산에 대한 분명한 이미지를 획득할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치(100)에 대한 개념적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치(100)의 표면 검사부(150)의 구성을 구체적으로 보인 개념도이다.
도 3은 도 2의 위치 카메라(156)가 촬영한 팬 너트(N)의 위치 이미지를 기준 부재(157) 관련하여 예시한 개념도이다.
도 4는 도 2의 표면 검사부(150)의 일 변형예에 따른 표면 검사부(150')를 보인 개념도이다.
도 5는 도 2의 표면 검사부(150)의 다른 변형예에 따른 표면 검사부(150")를 보인 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 방법에 대한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치 및 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치(100)에 대한 개념적인 평면도이다.
본 도면을 참조하면, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치(100)는, 공급부(110)와, 정렬부(120)와, 이송유닛(130)과, 표면 검사부(150)와, 형상 측정부(160)와, 배출부(170)를 포함할 수 있다.
공급부(110)는 호퍼(hopper) 형태로 형성되어 있으며, 제품(N)을 시간당 일정 양만큼 정렬부(120)에 공급한다. 여기서, 제품(N)은 팬 너트(pan nut)가 될 수 있다. 상기 팬 너트의 구체적인 형태는 도 2를 참조하여 설명한다.
다시 도 1을 참조하면, 정렬부(120)는 서로 모여져 있는 제품(N)을 겹치지 않게 낱개 단위로 분리하고 일정한 자세로 정렬시킨다. 구성적인 측면에 있어서, 정렬부(120)는 볼(bowl) 피더(121), 직선 피더(122), 및 스페이서(123)를 포함할 수 있다.
볼 피더(121)는 제품(N)이 모여져 있는 상태에서 진동에 의하여 상호 분리되면서 특정 방향을 따라 안내되도록 구성된다. 볼 피더(121)는 제품(N)을 이송하는 중에 가이드의 형상에 의하여 제품(N)이 특정 자세를 갖도록 유도하거나 특정된 자세를 갖지 않는 제품(N)을 탈락시킨다. 종류에 있어서 볼 피더(121)는 계단형, 원추형, 원통형, 접시형, 단종형 등 알려져 있는 다양한 타입이 적용 가능하다.
볼 피더(121)에 의해 일정 자세로 공급된 제품(N)은 직선피더(122)에 의해 일렬로 이송유닛(130)에 정렬될 수 있도록 준비된다. 직선피더(122)는 제품(N)의 무게에 의해 자연적으로 이송되어 먼저 진행된 제품(N)에 밀착시킨다. 공급 속도를 증대시키고 상호 간의 간격을 일정하게 유지하기 위해 직선피더(122)에는 공압 노즐과 같은 푸셔(pusher)가 구비될 수 있다. 직선피더(122)의 끝단에는 한꺼번에 제품(N)이 복수 개가 공급되는 것(잼)을 방지하기 위한 기계적 또는 전자적 장치를 포함할 수 있다. 그러한 잼 방지 장치는 스프링에 의해 젖혀질 수 있는 암(arm) 또는 게이트(gate)나 롤러(roller) 등이 채택될 수 있다.
스페이서(123)는 직선피더(122)에 의하여 이송유닛(130)에 놓여진 제품(N)이 이송유닛(130) 상에서 일정한 위치에 놓여 지도록 안내한다. 이송유닛(130)에 놓여진 제품(N)은 관성 또는 흔들림에 의해 설정된 위치에서 벗어나 있을 수 있으므로, 이를 맞추기 위해 스페이서(123)는 제품(N)이 스페이서(123)에 접촉하는 동안 이송유닛(130)의 반경 방향으로 이동되도록 구성된다.
도 1에는 이송유닛(130)의 상면에 제품(N)이 '놓여 지는' 방식으로서 정렬부(120)도 그에 적용될 수 있는 일 예를 보인 것이나, 정렬을 위한 메커니즘은 제품에 따라 다양한 형태가 될 수 있다. 그러한 예로서, 정렬부(120)는 제품(N)이 끼워지는 홈이 일정한 간격으로 외주 측면에 형성된 회전 원판을 포함할 수 있다.
이송유닛(130)은 일정한 회전 속도를 갖는 회전 원판(135, 도 2)을 갖는다. 제품(N)은 원판(135)에 놓여지게 되며, 이송되는 동안 제품(N) 단계에 따라 측정(검사)을 받도록 하고 측정이 마쳐진 후 배출되도록 한다. 원판(135)의 구동을 위하여 구동모터 및 속도 제어를 위한 감속 장치 등이 포함될 수 있다. 원판(135)은 제품(N)을 상면에 배치하고 원판(135)의 저면에서도 측정이 가능하도록 투명 글라스 형태로 형성될 수도 있다. 이외에도 원판(135)은 외주의 측면에 제품(N)이 끼워질 수 있는 홈이 일정 간격으로 형성된 타입으로도 형성될 수 있다.
제품감지부(140)는 이송유닛(130)에 옮겨진 제품(N)을 감지한다. 제품감지부(140)는 제품(N)이 제품감지부(140)를 지나쳐서 검사 영역으로 향하는지 감지하여 위치 및 제품 간의 간격에 관한 정보를 테이터 처리부에 전송한다. 제품(N)의 감지를 위하여 광센서, 근접센서 등이 사용될 수 있다. 이외에도 제품감지부(140)는 엔코더 형태로 구현될 수 있다.
표면 검사부(150)는 제품(N)이 검사 영역 내의 설정된 위치(범위)에 왔을 때 제품(N)의 표면, 구체적으로 팬 너트(N)의 내주면(IS, 이상 도 2)에 대한 이미지를 얻을 수 있게 구성된다. 얻어진 내주면 영상은 나사산의 결손이나 결함 또는 크랙의 존재 등을 평가하는데 활용된다. 표면 검사부(150)의 상세한 구성 및 작용에 대하여는 도 2를 참조로 하여 후술한다.
다시 도 1을 참조하면, 형상 측정부(160)는 제품(N)의 헤드 규격, 몸체의 직경, 몸체의 길이 등 다양한 크기적 요소를 측정할 수 있게 구성된다. 형상 측정부(160)는 제품(N)의 일측에 배치되는 광원(백라이트)과, 광원의 반대쪽에 배치되는 카메라를 갖춤으로써 제품(N)의 실루엣을 검사할 수 있게 구성될 수 있다.
배출부(170)는 검사가 완료되었거나 재검사가 필요한(측정되지 않은) 제품(N)을 분류하여 배출시킨다. 배출부(170)는 적어도 하나의 양품 배출부(171, 172), 불량품 배출부(173), 재검사품 배출부(174)를 포함할 수 있다. 정확한 배출을 위하여 배출부(170)는 공압으로 제품(N)을 이동시키는 공압 노즐을 포함할 수 있다.
이외에도 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치(100)는 각 전자 부품들을 제어하거나 감지 또는 측정된 결과를 받는 데이터 처리부와, 검사 상태를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 데이터 처리부는 양품과 불량품, 및 재검사품을 구별하기 위한 알고리즘이 포함된 소프트웨어를 내장하고, 또한 사용자의 비전 검사 장치(100)에 대한 조작 또는 알림을 용이하게 하기 위한 시각적 사용자 인터페이스(graphic user interface: GUI)를 갖출 수 있다.
이상에서, 팬 너트(N)의 내주면(IS)의 이미지를 획득하기 위한 표면 검사부(150)의 구체적 구성에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치(100)의 표면 검사부(150)의 구성을 구체적으로 보인 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 먼저 팬 너트(N)는, 헤드(NH)와, 몸체(NB)를 포함한다. 헤드(NH)는 통상 몸체(NB)보다 큰 폭을 가진다. 몸체(NB)의 헤드(NH) 쪽 단부는 막히나, 반대쪽 단부는 중공부(HP)를 외부에 연통시키도록 개방된 형태이다. 중공부(HP)의 실린더형의 내주면(IS)에는 나사산이 형성된다. 팬 너트(N)는 헤드(NH)가 원판(135)에 접촉하는 채로 원판(135)에 거꾸로 세워진 형태로 놓여 진다.
이러한 팬 너트(N)의 내주면(IS)에 대한 검사를 위한 표면 검사부(150)는, 반사 유닛(151)과, 검사 카메라(155), 나아가, 위치 카메라(156)와, 기준 부재(157), 및 조명 유닛(158 및 159)를 포함할 수 있다.
반사 유닛(151)은 팬 너트(N)의 내주면(IS)에서 반사된 광이 검사 카메라(155)를 향해 진행하도록 하는 구성이다. 이때 팬 너트(N)는, 앞서 설명한 바대로, 이송유닛(130)의 원판(135)에 놓여져서 상기 검사 영역 내로 이송된다. 상기 검사 영역 내의 설정된 위치에 팬 너트(N)가 위치되는 순간에, 반사 유닛(151)은 검사 카메라(155)가 팬 너트(N)의 내주면(IS)에 관한 이미지를 얻을 수 있도록 광의 진행 방향을 조절하는 것이다.
반사 유닛(151)은, 제1 반사 유닛(152)과, 제2 반사 유닛(153)과, 투과판(154)을 포함할 수 있다.
제1 반사 유닛(152)은 팬 너트(N)의 내주면(IS)에서 반사된 광을 1차로 반사시키기 위한 제1 반사면(152a)을 가진다. 본 실시에에서 제1 반사 유닛(152)은 내면에 제1 반사면(152a)이 형성되는 콘 미러(cone mirror)일 수 있다. 이러한 제1 반사 유닛(152)은 투과판(154)을 기준으로 나뉜 양측 영역 중에 검사 카메라(155) 측 영역에 설치된다.
제2 반사 유닛(153)은 제1 반사 유닛(152)에서 1차로 반사된 광이 2차로 반사되고 모여져서 검사 카메라(155)를 향해 진행하도록 하는 제2 반사면(153a)을 갖는 구성이다. 제2 반사 유닛(153)은 검사 카메라(155)의 지향 방향을 따르는 축에 제1 반사 유닛(152) 보다 가까이에 위치할 수 있다. 본 실시예에서 제2 반사 유닛(153)은 검사 카메라(155)의 지향 방향을 따르는 축 상에 위치하는 볼록 미러일 수 있다. 그에 의해, 제2 반사 유닛(153)은 제1 반사 유닛(152)에 의해 감싸진 공간 내에 위치할 수 있다. 상기 볼록 미러의 볼록한 외면이 제2 반사면(153a)을 이루게 된다.
투과판(154)은 팬 너트(N)와 검사 카메라(155) 사에 위치하고, 팬 너트(N)의 내주면(IS)에서 반사된 광이 제1 반사 유닛(152)에서 반사되기 전에 투과하도록 형성되는 구성이다. 투과판(154)은 평판 형태를 가지며, 검사 카메라(155)를 마주하는 상면(154a)과, 팬 너트(N)를 마주하는 하면(154b)을 가질 수 있다. 투과판(154)의 상면(154a)에는 제1 반사 유닛(152)과 제2 반사 유닛(153)이 장착될 수 있다.
검사 카메라(155)는 상기 검사 영역에 설치되고, 제2 반사 유닛(153)에 의해 2차로 반사되어 모여진 광으로부터 팬 너트(N)의 내주면(IS)에 대한 이미지를 획득하도록 형성되는 것이다.
위치 카메라(156)는 팬 너트(N)의 측방에 위치하여, 팬 너트(N)의 상측에 위치하는 검사 카메라(155)와 다른 방향에서 팬 너트(N)를 촬영하도록 구성된다. 구체적으로, 위치 카메라(156)는, 검사 카메라(155)에서 팬 너트(N)를 향한 제1 촬영 방향(P1)에 대해 교차하는 제2 촬영 방향(P2)을 따르도록 배치된다. 본 실시예에서 제2 촬영 방향(P2 )은 제1 촬영 방향(P1)에 대하여 대략 수직한 방향이다. 위치 카메라(156)는 팬 너트(N)의 위치에 관한 이미지[팬 너트(N)를 측면에서 촬영한 이미지]를 획득한다. 상기 위치 이미지는, 검사 카메라(155)가 팬 너트(N)를 촬영하는 순간에 팬 너트(N)가 설정된 위치에 제대로 위치하는지를 판단하기 위해 사용된다.
기준 부재(157)는 위치 카메라(156)가 촬영 가능한 영역 내에 위치하는 것으로서, 팬 너트(N)가 설정 위치에 위치한 것인지를 판단할 때의 기준이 될 수 있다. 기준 부재(157)는, 본 실시예에서와 같이, 서로 일정 간격으로 이격된 한 쌍의 막대를 포함할 수 있다. 기준 부재(157)는 투과판(154)의 하면(154b)에 부착될 수 있다.
조명 유닛(158 및 159)은 팬 너트(N)의 중공부(HP)를 향해 광을 조사하도록 형성되는 구성이다. 팬 너트(N)의 경우에는 헤드(NH) 쪽이 막힌 상태가 되므로, 개방된 부분으로 광을 조사해주는 것이 내주면(IS)에 대한 보다 분명한 이미지 획득을 위해 필요할 수 있다. 주로는 몸체(NB)의 길이가 긴 팬 너트(N)의 경우에, 상기 광을 조사할 필요성이 생길 수 있을 것이다.
조명 유닛(158 및 159)은, 광원(158)과, 가이드 부재(159)을 포함할 수 있다.
광원(158)은 광을 생성하는 것으로서, 각종 형태의 전등이 될 수 있다. 광원(158)에서 발생된 광은 바로 팬 너트(N)의 중공부(HP)로 조사될 수 있으나, 구조적 제약에 의해 가이드 부재(159)의 도움을 받을 수 있다. 본 실시예에서 광원(158)은 투과판(154)과 대체로 평행한 방향으로 광을 출력하도록 배치되므로, 광원(158)은 투과판(154)의 하면(154b)에 설치될 수 있을 것이다.
가이드 부재(159)는 광원(158)에서 생성된 광을 반사하여, 상기 반사된 광이 팬 너트(N)의 중공부(HP)를 향해 진행하도록 상기 생성된 광을 가이드 한다. 본 실시예에서, 가이드 부재(159)는 투과판(154)의 하면(154b)에 설치되며, 원추형의 미러일 수 있다. 가이드 부재(159)는 대체로 팬 너트(N)의 중심축에 대응하도록 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 광원(158)에서 발생된 광은 가이드 부재(159)로 입사한다. 가이드 부재(159)에 입사된 광은 가이드 부재(159)에 의해 반사되어 팬 너트(N)의 내주면(IS)을 향해 진행하게 된다. 팬 너트(N)의 중공부(HP)를 향해 진행한 광은 팬 너트(N)의 내주면(IS)에서 반사된다.
내주면(IS)에서 반사된 광은 투과판(154)을 투과하여 제1 반사 유닛(152)으로 진행하게 된다. 제1 반사 유닛(152)의 제1 반사면(152a)에서 1차로 반사된 광은 제2 반사 유닛(153)으로 입사된다. 제2 반사 유닛(153)으로 입사된 광은 제2 반사면(153a)에서 2차로 반사되어, 검사 카메라(155)를 향해 진행하게 된다. 2차로 반사된 광은 검사 카메라(155)에 대응하는 영역 내로 모여지게 된다.
이러한 조명 유닛(158 및 159), 반사 유닛(151), 및 검사 카메라(155)의 작동과 동시에, 위치 카메라(156)는 기준 부재(157)를 기준으로 팬 너트(N)의 위치에 관한 이미지를 획득한다.
위의 기준 부재(157) 및 위치 카메라(156)를 이용한 팬 너트(N)의 위치 파악 방식에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 도 2의 위치 카메라(156)가 촬영한 팬 너트(N)의 위치 이미지를 기준 부재(157) 관련하여 예시한 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 위치 카메라(156)에서 촬영된 팬 너트(N)에 대한 이미지에는 기준 부재(157)에 대한 이미지가 함께 포함될 수 있다.
먼저, 도 3 (a)와 같이, 기준 부재(157) 사이에 팬 너트(N)가 위치하는 경우에는, 팬 너트(N)가 설정된 위치에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
그러나, 도 3 (b)와 같이, 기준 부재(157)에 의해 팬 너트(N)의 일부가 가려지는 경우에는, 팬 너트(N)가 상기 설정된 위치에서 벗어난 것으로 판단할 수 있다.
이러한 판단을 위하여, 기준 부재(157)를 이루는 한 쌍의 막대는, 위치 카메라(156)와의 관계에서, 팬 너트(N)가 상기 설정된 위치에 위치할 때에 팬 너트(N)의 폭에 대응하는 폭으로 이격되어야 한다.
이와 달리, 기준 부재(157)가 없더라도, 상기 설정된 위치에 대해 위치 카메라(156)를 정조준하여 배치한다면, 팬 너트(N)에 대한 위치 이미지의 중앙에 팬 너트(N)가 위치한 지 여부로서, 팬 너트(N)가 상기 설정 위치에 위치한 것인지를 판단할 수도 있다.
다음으로, 앞서의 표면 검사부(150)의 다른 형태에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 도 2의 표면 검사부(150)의 일 변형예에 따른 표면 검사부(150')를 보인 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 표면 검사부(150')는, 앞선 실시예의 표면 검사부(150)와 대체로 동일하나, 가이드 부재(159')이 앞선 실시예의 가이드 부재(159)와는 상이하다.
본 실시예에서, 가이드 부재(159')는 대체로 반구형의 볼록 미러일 수 있다. 가이드 부재(159')의 볼록한 부분은 팬 너트(N)를 마주하도록 배열된다.
다음으로, 표면 검사부(150)의 또 다른 형태에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 도 2의 표면 검사부(150)의 다른 변형예에 따른 표면 검사부(150")를 보인 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 표면 검사부(150")는 광원(158")과, 가이드 부재(159")를 포함한다.
이때, 광원(158")은 검사 카메라(155)의 촬영 방향(P1)에 대해 예각을 이루는 각도록 비스듬히 배치된다. 그에 의해, 광원(158")에서 출력된 광은 투과판(154)을 투과하여 제2 반사 유닛(153)의 내면을 향해 진행하게 된다.
이때, 가이드 부재(159")는 제2 반사 유닛(153)의 내면에 형성되는 반구형의 반사면이다. 상기 반구형의 반사면에서 반사된 광은 팬 너트(N)의 중공부(HP)를 향해 진행하게 된다.
이러한 구성에 의하면, 앞선 실시예들과 달리 가이드 부재를 형성하기 위해 별도의 부재를 도입하지 않고, 제2 반사 유닛(153)의 미 활용 부분을 가이드 부재(159")로 활용할 수 있는 이점이 있다.
이상의 표면 검사부(150, 150', 및 150")를 이용한 팬 너트의 내주면에 대한 비전 검사 방법에 대해서는 도 6을 참조하여 설명한다. 이때, 편의상 첫 번째로 설명한 표면 검사부(150)를 중심으로 설명하나, 상기 방법은 두 번째 및 세 번째로 설명한 표면 검사부(150' 및 150")에도 동일하게 적용될 수 있음은 당업자라면 충분히 추론할 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 방법에 대한 순서도이다.
본 도면(및 도 1 내지 도 3)을 참조하면, 팬 너트(N)의 내주면(IS)에 대한 비전 검사 방법은, 팬 너트(N)를 검사 영역 내로 이송하는 것으로 시작된다(S1). 이러한 이송은 이송유닛(130)에 의해 이루어진다.
팬 너트(N)가 상기 검사 영역 내에서 설정된 위치에 위치하게 되면, 팬 너트(N)의 중공부(HP)에 대한 조명이 설정되어 있는지 여부가 검토된다(S3).
조명을 사용하는 것으로 설정되어 있다면, 조명 유닛(158 및 159)을 가동시킨다(S5). 조명 유닛(158 및 159)의 가동으로, 팬 너트(N)의 내주면(IS)에는 가동 전보다 많은 량의 광이 입사된다.
조명 유닛(158 및 159)의 가동에 의해, 또는 자연적인 조건에 의해 팬 너트(N)의 중공부(HP)로 입사된 광은 내주면(IS)에서 반사된다. 내주면(IS)에서 반사된 광은 반사 유닛(151)에 의해 2회 반사되어 검사 카메라(155)로 진행하게 된다(S7). 구체적으로, 내주면(IS)에서 반사된 빛은 제1 반사면(152a)과 제2 반사면(153a)에 의해 각각 반사된다.
제2 반사면(153a)에서 2차로 반사된 빛이 입사됨에 의해, 검사 카메라(155)는 팬 너트(N)의 내주면(IS)의 이미지를 획득하게 된다(S9). 이때, 조명 유닛(158 및 159)이 가동된 경우라면, 검사 카메라(155)는 내주면(IS)에 대한 보다 명확한 이미지를 획득하게 될 것이다. 그러나, 주변의 자연적인 광량 만으로도 내주면(IS)에 대한 이미지의 판별에 어려움이 없다면, 앞서 설명한 대로(S3) 조명 유닛(158 및 159)은 가동되지 않을 수 있다.
검사 카메라(155)가 내주면(IS)에 대한 이미지를 획득하는 순간에, 위치 카메라(156)는 팬 너트(N)의 위치에 대한 이미지를 획득한다(S11). 팬 너트(N)의 내주면(IS)에 대한 이미지와 팬 너트(N)의 위치 이미지는 데이터 처리부로 전송된다.
상기 데이터 처리부는 팬 너트(N)의 위치 이미지로부터, 팬 너트(N)가 설정 위치 범위 내인지를 판단한다(S13). 팬 너트(N)가 상기 설정 위치 범위를 벗어나 위치한 순간에 검사 카메라(155)가 내주면(IS)의 이미지를 획득한 것이라면, 상기 데이터 처리부는 해당 팬 너트(N)를 재검사품으로 분류하게 된다(S21). 이러한 경우는, 팬 너트(N)의 이송 과정에서 팬 너트(N)가 넘어지는 등으로 검사 카메라(155) 작동 환경의 변화가 생긴 경우이다. 이때 촬영된 내주면(IS) 이미지에 대해 판단하기는 어려우므로, 해당 팬 너트(N)를 아예 재검사품으로 분류하여 공급부(110)에 다시 투입하는 것이다.
팬 너트(N)가 상기 설정 위치 범위 내라면, 상기 데이터 처리부는 내주면(IS)의 이미지가 적합한지를 판단하게 된다(S15). 내주면(IS)에 대한 이미지 판단은 다양한 이미지 프로세싱(image processing) 기술에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 내주면(IS)의 이미지에 대한 명암 대비를 최대화하여, 내주면(IS)의 나사산에 발생한 크랙이나 결손 부위에 의해 상기 이미지 중에서 불균일하거나 연속적인 흐름에서 벗어나는 부분이 있는지 여부로 상기 이미지의 적합 여부를 판단할 수 있다.
내주면(IS)에 대한 이미지의 판단 결과로서, 상기 이미지에 문제가 없는 경우에 해당 팬 너트(N)는 양품으로 분류된다(S17). 내주면(IS)에 대한 이미지의 판단 결과로서, 상기 이미지에 문제가 있는 경우에 해당 팬 너트(N)는 불량품으로 분류된다(S19).
상기와 같은 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치 및 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치 110: 공급부
120: 정렬부 130: 이송 유닛
135: 원판 140: 제품 감지부
150,150',150:: 표면 검사부 151,151'; 반사 유닛
152: 제1 반사 유닛 152a,152': 제1 반사면
153: 제2 반사 유닛 153a,153': 제2 반사면
154: 투과판 155: 검사 카메라
156: 위치 카메라 157: 기준 부재
158,158": 광원 159,159',159": 가이드 부재
160: 형상 측정부 170: 배출부

Claims (12)

  1. 팬 너트를 검사 영역으로 이송하도록 형성되는 이송 유닛;
    상기 팬 너트가 상기 검사 영역 내로 이송된 상태에서 상기 팬 너트의 중공부를 향해 광을 조사하도록 형상되는 조명 유닛;
    상기 조명 유닛에서 조사된 후에 상기 팬 너트의 중공부의 내주면에서 반사되어 진행하는 광을 1차 반사시키도록 형성되는 제1 반사면과, 상기 1차 반사된 광을 2차로 반사시켜 모여지도록 하게 형성되는 제2 반사면을 구비하는 반사 유닛;
    상기 검사 영역에 설치되고, 상기 2차로 반사되어 모여진 광으로부터 상기 팬 너트의 내주면에 대한 이미지를 획득하도록 형성되는 검사 카메라;
    상기 검사 카메라에서 상기 팬 너트를 향한 제1 촬영 방향에 교차하는 제2 촬영방향을 따르도록 배치되며, 상기 팬 너트의 위치에 관한 이미지를 획득하도록 배치되는 위치 카메라; 및
    상기 위치 카메라가 촬영 가능한 영역 내에 배치되어, 상기 팬 너트의 상대적 위치에 관한 기준을 제공하는 기준 부재를 포함하는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사 유닛은,
    상기 팬 너트와 상기 검사 카메라 사이에 위치하고, 상기 내주면에서 반사된 광이 투과하도록 형성되는 투과판;
    상기 투과판을 기준으로 상기 검사 카메라 측에 위치하도록 설치되고, 상기 투과된 광이 1차 반사되게 하는 상기 제1 반사면이 형성되는 제1 반사 유닛; 및
    상기 제1 반사 유닛보다 상기 검사 카메라의 지향 방향을 따르는 축에 가까이 위치하도록 배치되고, 상기 1차 반사된 광이 2차 반사되게 하는 상기 제2 반사면이 형성되는 제2 반사 유닛을 포함하는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 반사 유닛은 내면에 상기 제1 반사면이 형성되는 콘 미러를 포함하고, 상기 제2 반사 유닛은 외면에 상기 제2 반사면이 형성되는 볼록 미러를 포함하는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조명 유닛은,
    광을 생성하는 광원; 및
    상기 광원에서 생성된 광을 반사하도록 형성되어, 상기 반사된 광이 상기 팬 너트의 중공부로 진행하도록 가이드하는 가이드 부재를 포함하는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 부재는,
    상기 투과판 중 상기 팬 너트를 바라보는 면에 설치되는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 원추형 또는 반구형 미러를 포함하는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 제2 반사 유닛의 내면에 형성되는 반구형의 반사면이고,
    상기 광원은, 상기 광원에서 생성된 광이 상기 투과판을 투과하여 상기 반사면으로 진행하도록 배치되는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 장치.
  8. 삭제
  9. 이송 유닛을 가동하여 팬 너트를 검사 영역 내로 이송하는 단계;
    상기 팬 너트가 상기 검사 영역 내의 설정 위치로 도달할 때, 조명 유닛을 가동하여 상기 팬 너트의 중공부를 향해 광이 조사되도록 하는 단계;
    상기 조명 유닛에 의해 조사되어 상기 팬 너트의 내주면에서 반사된 광이 진행 중에 제1 반사면에서 1차 반사된 후에 제2 반사면에서 2차로 반사되어 모여지도록 하는 단계;
    검사 카메라를 작동하여 상기 2차로 반사되어 모여진 광으로부터 상기 내주면의 이미지를 획득하는 단계;
    상기 검사 카메라로 상기 내주면의 이미지를 획득하는 시점에, 위치 카메라로 상기 팬 너트의 위치에 관한 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 팬 너트의 위치에 관한 이미지에 근거하여, 상기 내주면의 이미지 획득 시에 상기 팬 너트의 위치가 설정 위치에서 벗어나는 경우에 상기 팬 너트를 재검사 대상으로 분류하는 단계를 포함하는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 팬 너트의 위치에 관한 이미지에 근거하여, 상기 내주면의 이미지 획득 시에 상기 팬 너트의 위치가 설정 위치 내인 경우에 상기 팬 너트를 양품 또는 불량품으로 분류하는 단계를 더 포함하는, 조명을 이용한 팬 너트 내주면 비전 검사 방법.
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