KR101399006B1

KR101399006B1 - Vision apparatus for inspecting surface of object

Info

Publication number: KR101399006B1
Application number: KR1020120082244A
Authority: KR
Inventors: 정승규
Original assignee: 주식회사 서울금속
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-05-30
Also published as: KR20140015934A

Abstract

본 발명은, 대상물을 지지하도록 형성되는 일 주면과 상기 일 주면에 반대되는 타 주면을 갖는 광 투과성의 투과판을 구비하고, 상기 투과판은 상기 대상물을 검사 영역으로 이송하도록 회전 구동되게 형성되는 이송 유닛; 상기 타 주면을 지향하도록 상기 투과판의 하측에 배치되고, 상기 대상물이 상기 검사 영역으로 이송된 상태에서 상기 대상물과 정렬되는 검사 카메라; 상기 검사 카메라와 상기 검사 영역에 이송된 대상물을 연결하는 연장선 상에 배치되도록 상기 검사 카메라와 상기 투과판의 타 주면 사이에 위치하고, 상기 대상물의 표면에서 반사된 광이 굴절 후에 방출되어 상기 검사 카메라로 진행하게 하는 굴절 렌즈와, 상기 굴절 렌즈를 내부에 수용하고 일 측면은 평면인 제1 설치면을 구비하는 하우징을 구비하는 렌즈 유닛; 상기 검사 카메라와 상기 렌즈 유닛 사이에 위치하고, 상기 연장선이 지나는 양 단면에 투과부가 형성되고 일 측면에는 평면인 제2 설치면이 구비되는 박스체와, 상기 박스체 중 상기 연장선이 지나는 부분에서 벗어난 영역에 배치되어 상기 대상물을 향해 진행하는 광을 발생시키는 광원을 구비하는 조명 유닛; 상기 투과판의 하측에 설치되고, 상기 제1 설치면 및 상기 제2 설치면과 마주하여 상기 하우징 및 상기 박스체가 체결되는 평면인 체결면을 구비하여, 상기 체결면에 대한 체결 시에 상기 렌즈 유닛과 상기 조명 유닛이 상기 연장선에 대해 정렬되게 하는 체결대; 및 상기 굴절 렌즈를 거쳐서 상기 검사 카메라로 진행하는 상기 반사된 광에 근거하여 상기 검사 카메라가 상기 대상물의 상기 연장선의 방향을 따른 표면 영역에 대한 평면 이미지를 포착하면, 상기 포착된 평면 이미지를 입력받아 상기 평면 이미지를 근거로 상기 대상물의 양부를 판단하도록 구성되는 판단 유닛을 포함하는, 대상물 표면 비전 검사 장치를 제공한다.The present invention provides a light-transmissive transmissive plate having a main surface formed to support an object and a rubbing surface opposite to the main surface, wherein the transmissive plate is provided with a conveyance unit; An inspection camera disposed on the lower side of the transparent plate so as to face the rubbing surface and aligned with the object while the object is being transferred to the inspection area; And the light reflected from the surface of the object is emitted after the refraction and is reflected by the inspection camera. The inspection camera is disposed between the inspection camera and the other principal surface of the transmission plate so as to be disposed on an extension line connecting the inspection camera and the object transferred to the inspection area. A lens unit having a refracting lens for advancing the refracting lens and a housing having the refracting lens inside and a first mounting surface which is flat on one side; A box body located between the inspection camera and the lens unit, the box body having a transmitting portion formed on both end faces passing through the extension line and a flat second mounting face on one side; and an area And a light source for generating light traveling toward the object; And a coupling surface provided on a lower side of the transparent plate and being a plane in which the housing and the box body are fastened to the first installation surface and the second installation surface so that when the coupling surface is fastened to the fastening surface, And a fastening table for allowing the illumination unit to be aligned with the extension line; And when the inspection camera captures a planar image of a surface area along the direction of the extension of the object based on the reflected light traveling to the inspection camera via the refraction lens, And a determination unit configured to determine a positive part of the object based on the planar image.

Description

대상물 표면 비전 검사 장치{VISION APPARATUS FOR INSPECTING SURFACE OF OBJECT}[0001] VISION APPARATUS FOR INSPECTING SURFACE OF OBJECT [0002]

본 발명은 대상물의 표면에 발생한 결함의 유무에 대해 비전 검사를 하기 위한 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for performing vision inspection on the presence or absence of defects on the surface of an object.

전자 산업의 발전 및 수요 증대에 힘입어 체결요소 부품도 전자대상물의 고품질화 트렌드를 뒷받침하기 위해 소형화·정밀화되고 있다. 이러한 전자대상물의 고품질화에는 체결요소 부품의 품질 신뢰도 향상도 수반하게 된다. 그에 따라, 체결요소 부품의 검사는 품질관리의 중요한 부분으로 정착되고 있다.Thanks to the development of the electronics industry and the increase in demand, fastening component parts are being miniaturized and refined to support the high-quality trend of electronic objects. In order to improve the quality of such electronic objects, it is also accompanied by an improvement in the quality reliability of the fastening element parts. Accordingly, inspection of fastening component parts has become an important part of quality control.

체결요소 부품의 자동화 검사 장비의 하나인 비전 검사 장치는, 체결 요소를 촬영한 이미지를 처리하여 대상물의 외관을 검사할 수 있게 구성된 것이다.The vision inspection apparatus, which is one of the automation inspection apparatuses of the fastening element parts, is configured to examine the appearance of the object by processing the image of the fastening element.

이러한 검사 과정에서, 나사의 외면이나 너트의 내면의 전 각도 영역(360°)에 대해 한 번에 이미지를 얻기는 쉽지 않다. 이를 위하여, 나사나 너트 등 대상물을 360° 회전시키기도 하나, 이는 검사 시간이 길어지게 하는 문제가 있다. 또한, 여러 각도에서 이미지를 얻는 방식도 있으나, 이는 이미지 획들을 위한 수단이 여러 개 구비되어야 하는 비효율성의 문제가 있다.
In this inspection process, it is not easy to obtain an image at once on the outer surface of the screw or the entire angular range (360 °) of the inner surface of the nut. For this purpose, the object such as a screw or a nut may be rotated by 360 °, which has a problem that the inspection time is lengthened. In addition, there is a method of obtaining an image at various angles, but there is a problem of inefficiency in which a plurality of means for image strokes must be provided.

일본 공개특허공보 특개2009-150767호(2009.07.09.)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-150767 (2009.07.09.)

본 발명의 일 목적은, 대상물의 표면에 대한 전체적인 이미지를 한 번의 촬영만으로도 획득할 수 있게 하는, 대상물 표면 비전 검사 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an object surface vision inspection apparatus which makes it possible to acquire an entire image of a surface of an object with only one shot.

본 발명의 다른 일 목적은, 한 번의 촬영으로 전체적인 이미지를 획득할 있게 하는 구성을 간단한 방식으로 구현하는, 대상물 표면 비전 검사 장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide an object surface vision inspection apparatus which realizes a configuration in which a whole image is acquired in one shot, in a simple manner.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 대상물 표면 비전 검사 장치는, 대상물을 지지하도록 형성되는 일 주면과 상기 일 주면에 반대되는 타 주면을 갖는 광 투과성의 투과판을 구비하고, 상기 투과판은 상기 대상물을 검사 영역으로 이송하도록 회전 구동되게 형성되는 이송 유닛; 상기 타 주면을 지향하도록 상기 투과판의 하측에 배치되고, 상기 대상물이 상기 검사 영역으로 이송된 상태에서 상기 대상물과 정렬되는 검사 카메라; 상기 검사 카메라와 상기 검사 영역에 이송된 대상물을 연결하는 연장선 상에 배치되도록 상기 검사 카메라와 상기 투과판의 타 주면 사이에 위치하고, 상기 대상물의 표면에서 반사된 광이 굴절 후에 방출되어 상기 검사 카메라로 진행하게 하는 굴절 렌즈와, 상기 굴절 렌즈를 내부에 수용하고 일 측면은 평면인 제1 설치면을 구비하는 하우징을 구비하는 렌즈 유닛; 상기 검사 카메라와 상기 렌즈 유닛 사이에 위치하고, 상기 연장선이 지나는 양 단면에 투과부가 형성되고 일 측면에는 평면인 제2 설치면이 구비되는 박스체와, 상기 박스체 중 상기 연장선이 지나는 부분에서 벗어난 영역에 배치되어 상기 대상물을 향해 진행하는 광을 발생시키는 광원을 구비하는 조명 유닛; 상기 투과판의 하측에 설치되고, 상기 제1 설치면 및 상기 제2 설치면과 마주하여 상기 하우징 및 상기 박스체가 체결되는 평면인 체결면을 구비하여, 상기 체결면에 대한 체결 시에 상기 렌즈 유닛과 상기 조명 유닛이 상기 연장선에 대해 정렬되게 하는 체결대; 및 상기 굴절 렌즈를 거쳐서 상기 검사 카메라로 진행하는 상기 반사된 광에 근거하여 상기 검사 카메라가 상기 대상물의 상기 연장선의 방향을 따른 표면 영역에 대한 평면 이미지를 포착하면, 상기 포착된 평면 이미지를 입력받아 상기 평면 이미지를 근거로 상기 대상물의 양부를 판단하도록 구성되는 판단 유닛을 포함할 수 있다.An object surface vision inspection apparatus according to an embodiment of the present invention for realizing the above object includes a light transmissive transmissive plate having a main surface formed to support an object and a rudder surface opposite to the main surface, The transfer plate is rotatably driven to transfer the object to an inspection area. An inspection camera disposed on the lower side of the transparent plate so as to face the rubbing surface and aligned with the object while the object is being transferred to the inspection area; And the light reflected from the surface of the object is emitted after the refraction and is reflected by the inspection camera. The inspection camera is disposed between the inspection camera and the other principal surface of the transmission plate so as to be disposed on an extension line connecting the inspection camera and the object transferred to the inspection area. A lens unit having a refracting lens for advancing the refracting lens and a housing having the refracting lens inside and a first mounting surface which is flat on one side; A box body located between the inspection camera and the lens unit, the box body having a transmitting portion formed on both end faces passing through the extension line and a flat second mounting face on one side; and an area And a light source for generating light traveling toward the object; And a coupling surface provided on a lower side of the transparent plate and being a plane in which the housing and the box body are fastened to the first installation surface and the second installation surface so that when the coupling surface is fastened to the fastening surface, And a fastening table for allowing the illumination unit to be aligned with the extension line; And when the inspection camera captures a planar image of a surface area along the direction of the extension of the object based on the reflected light traveling to the inspection camera via the refraction lens, And a determination unit configured to determine a portion of the object based on the planar image.

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여기서, 상기 굴절 렌즈는, 원통형, 원추형, 및 절두 원추형 중 어느 하나 또는 이들이 조합된 형태로 형성될 수 있다.Here, the refractive lens may be formed in any one of a cylindrical shape, a conical shape, and a truncated cone shape or a combination thereof.

여기서, 상기 굴절 렌즈는 석영으로 형성될 수 있다.Here, the refractive lens may be formed of quartz.

삭제delete

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 대상물 표면 비전 검사 장치에 의하면, 대상물의 표면에 대한 전체적인 이미지를 한 번의 촬영만으로도 획득할 수 있게 된다.According to the object surface vision inspection apparatus of the present invention constructed as described above, it is possible to acquire an entire image of the surface of the object with only one photographing.

또한, 이송 유닛에 의해 검사 영역으로 이송된 대상물로부터의 반사광을 렌즈 유닛이 검사 카메라를 향해 진행하도록 굴절시켜주는 구성을 채택하여, 전체적인 이미지를 한 번의 촬영만으로 획득하도록 하는데 필요한 구성을 간단하게 할 수 있게 한다.
Further, it is possible to adopt a configuration in which reflected light from an object transferred to the inspection region by the transfer unit is refracted so that the lens unit advances toward the inspection camera, thereby simplifying the configuration required to acquire the entire image by only one photographing Let's do it.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 표면 비전 검사 장치(100)에 대한 개념적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 대상물 표면 비전 검사 장치(100) 중 표면검사 유닛(150)의 구성을 구체적으로 보인 사시도이다.
도 3은 도 2의 조명 유닛(155)의 구성을 보인 사시도 이다.
도 4는 도 2의 표면검사 유닛(150)에 의해 너트(N)의 내면 이미지를 획득하는 모습을 보인 개념도이다.
도 5는 도 4의 구성에 의해 검사 카메라(151)가 획득한 이미지를 보인 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면검사 유닛(150')에 의해 볼트(B)의 외면 이미지를 획득하는 모습을 보인 개념도이다.1 is a conceptual plan view of an object surface vision inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the surface inspection unit 150 in the object surface vision inspection apparatus 100 of FIG. 1 in detail.
3 is a perspective view showing a configuration of the illumination unit 155 of FIG.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a state in which an inner surface image of the nut N is obtained by the surface inspection unit 150 of FIG.
5 is a conceptual diagram showing an image acquired by the inspection camera 151 according to the configuration of FIG.
6 is a conceptual diagram showing a state in which an outer surface image of the bolt B is obtained by the surface inspection unit 150 'according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대상물 표면 비전 검사 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.Hereinafter, an object surface vision inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 표면 비전 검사 장치(100)에 대한 개념적인 평면도이다.1 is a conceptual plan view of an object surface vision inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

본 도면을 참조하면, 대상물 표면 비전 검사 장치(100)는, 공급 유닛(110)과, 정렬 유닛(120)과, 이송유닛(130)과, 표면검사 유닛(150)과, 형상측정 유닛(160)과, 배출 유닛(170)을 포함할 수 있다.Referring to the drawings, an object surface vision inspection apparatus 100 includes a supply unit 110, an alignment unit 120, a transfer unit 130, a surface inspection unit 150, a shape measurement unit 160 And an exhaust unit 170, as shown in FIG.

공급 유닛(110)은 호퍼(hopper) 형태로 형성되어 있으며, 대상물을 시간당 일정 양만큼 정렬 유닛(120)에 공급한다. 여기서, 대상물은 체결 요소로서, 예를 들어 너트(N)일 수 있다. 상기 대상물의 구체적인 형태는 도 2를 참조하여 설명한다.The supply unit 110 is formed in the form of a hopper and supplies an object to the alignment unit 120 by a predetermined amount of time. Here, the object may be a fastening element, for example, a nut (N). A specific form of the object will be described with reference to Fig.

다시 도 1을 참조하면, 정렬 유닛(120)은 서로 모여져 있는 대상물(N)을 겹치지 않게 낱개 단위로 분리하고 일정한 자세로 정렬시킨다. 구성적인 측면에 있어서, 정렬 유닛(120)은 볼(bowl) 피더(121), 직선 피더(122), 및 스페이서(123)를 포함할 수 있다.Referring again to FIG. 1, the aligning unit 120 separates the objects N, which are gathered together, in units of one without overlapping and aligns them in a predetermined posture. In an aspect, the alignment unit 120 may include a bowl feeder 121, a straight feeder 122, and a spacer 123.

볼 피더(121)는 대상물(N)이 모여져 있는 상태에서 진동에 의하여 상호 분리되면서 특정 방향을 따라 안내되도록 구성된다. 볼 피더(121)는 대상물(N)을 이송하는 중에 가이드의 형상에 의하여 대상물(N)이 특정 자세를 갖도록 유도하거나 특정된 자세를 갖지 않는 대상물(N)을 탈락시킨다. 종류에 있어서 볼 피더(121)는 계단형, 원추형, 원통형, 접시형, 단종형 등 알려져 있는 다양한 타입이 적용 가능하다.The ball feeder 121 is configured to be guided along a specific direction while being separated from each other by vibration in a state where the objects N are gathered. The ball feeder 121 induces the object N to have a specific posture by the shape of the guide while the object N is being conveyed, or drops off the object N having no specified posture. The ball feeder 121 may be of various types such as a stepped shape, a conical shape, a cylindrical shape, a saucer shape, a discontinuous shape, and the like.

볼 피더(121)에 의해 일정 자세로 공급된 대상물(N)은 직선피더(122)에 의해 일렬로 이송유닛(130)에 정렬될 수 있도록 준비된다. 직선피더(122)는 대상물(N)의 무게에 의해 자연적으로 이송되어 먼저 진행된 대상물(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 대상물(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.The objects N supplied in a predetermined posture by the ball feeder 121 are prepared to be aligned with the transfer unit 130 in a line by the linear feeder 122. [ The linear feeder 122 is naturally conveyed by the weight of the object N and brought into close contact with the object N advanced first. The straight feeder 122 may be provided with a pusher, such as a pneumatic nozzle, to increase the feed rate and maintain a constant spacing between the feeders. The end of the linear feeder 122 may include a mechanical or electronic device for preventing a plurality of objects N from being fed at a time (jam). Such an anti-jamming device may be an arm or a gate or a roller that can be tilted by a spring.

스페이서(123)는 직선피더(122)에 의하여 이송유닛(130)에 놓여진 대상물(N)이 이송유닛(130) 상에서 일정한 위치에 놓여 지도록 안내한다. 이송유닛(130)에 놓여진 대상물(N)은 관성 또는 흔들림에 의해 설정된 위치에서 벗어나 있을 수 있으므로, 이를 맞추기 위해 스페이서(123)는 대상물(N)이 스페이서(123)에 접촉하는 동안 이송유닛(130)의 반경 방향으로 이동되도록 구성된다.The spacer 123 guides the object N placed on the conveying unit 130 by the linear feeder 122 to be placed at a predetermined position on the conveying unit 130. The object N placed on the transfer unit 130 may be displaced from the set position by inertia or shake so that the spacer 123 is moved to the position where the object N contacts the transfer unit 130 In the radial direction.

도 1에는 이송유닛(130)의 상면에 대상물(N)이 '놓여 지는' 방식이어서 정렬 유닛(120)도 그에 적용될 수 있는 일 예를 보인 것이나, 정렬을 위한 메커니즘은 대상물에 따라 다양한 형태가 될 수 있다. 1 shows an example in which the object N is placed on the upper surface of the transfer unit 130 so that the alignment unit 120 may be applied thereto. However, the mechanism for alignment may be various forms depending on the object .

이송유닛(130)은 일정한 속도로 회전 구동되는 회전 원판(135, 도 2)을 갖는다. 대상물(N)은 원판(135)에 놓여지게 되며, 이송되는 동안 대상물(N) 단계에 따라 측정(검사)을 받고, 측정이 끝난 후 배출되도록 한다. 원판(135)의 구동을 위하여 구동모터 및 속도 제어를 위한 감속 장치 등이 포함될 수 있다. 원판(135)은 대상물(N)을 상면에 배치하고 원판(135)의 저면에서도 측정 가능하도록 투명 글라스 형태로 형성되는 투과판일 수 있다. 이외에도 원판(135)은 외주의 측면에 대상물(N)이 끼워질 수 있는 홈이 일정 간격으로 형성된 타입으로도 형성될 수 있다. The transfer unit 130 has a rotary disk 135 (Fig. 2) rotated and driven at a constant speed. The object N is placed on the disk 135 and is measured (inspected) according to the stage N of the object during transportation, and is discharged after the measurement is finished. A driving motor for driving the disk 135 and a decelerating device for speed control may be included. The circular plate 135 may be a transparent plate formed in a transparent glass form so that the object N is disposed on the upper surface and the lower surface of the circular plate 135 is measurable. In addition, the disk 135 may be formed in a shape in which grooves are formed at regular intervals so that the object N can be fitted on the side of the outer periphery.

대상물감지 유닛(140)은 이송유닛(130)에 옮겨진 대상물(N) 하나하나를 감지한다. 대상물감지 유닛(140)은 대상물(N)이 설정된 지점을 지나쳐서 검사 영역으로 향하는지 감지하여 위치 및 대상물 간의 간격에 관한 정보를 데이터 처리부에 전송한다. 대상물(N)의 감지를 위하여 광센서, 근접센서 등이 사용될 수 있다. 이외에도 대상물감지 유닛(140)은 엔코더 형태로 구현될 수 있다.The object detection unit 140 detects each object N transferred to the transfer unit 130. [ The object sensing unit 140 senses whether the object N passes the set point and is directed to the inspection area, and transmits information about the position and the space between the objects to the data processing unit. For sensing the object N, a light sensor, a proximity sensor, or the like may be used. In addition, the object detection unit 140 may be implemented in an encoder form.

표면검사 유닛(150)은 대상물(N)이 검사 영역 내의 설정된 위치(범위)에 왔을 때 대상물(N)의 표면, 구체적으로 대상물(N)의 내주면[또는 외주면]에 대한 이미지를 얻을 수 있게 구성된다. 얻어진 이미지은 나사산의 결손이나 결함 또는 크랙의 존재 등을 평가하는데 활용된다. 표면검사 유닛(150)의 상세한 구성 및 작용에 대하여는 도 2를 참조로 하여 후술한다.The surface inspection unit 150 is configured to obtain an image of the surface of the object N, specifically, the inner circumferential surface (or outer circumferential surface) of the object N when the object N arrives at a predetermined position (range) do. The obtained image is used to evaluate the defect of thread, defect, or crack. The detailed configuration and operation of the surface inspection unit 150 will be described later with reference to Fig.

다시 도 1을 참조하면, 형상측정 유닛(160)은 대상물(N)의 헤드 규격, 몸체의 직경, 몸체의 길이 등 다양한 크기 요소를 측정할 수 있게 구성된다. 형상측정 유닛(160)은 대상물(N)의 일 측에 배치되는 광원(백라이트)과, 광원의 반대쪽에 배치되는 카메라를 갖춤으로써 대상물(N)의 실루엣을 검사할 수 있게 구성될 수 있다.Referring again to FIG. 1, the shape measuring unit 160 is configured to measure various size factors such as the head size of the object N, the diameter of the body, and the length of the body. The shape measuring unit 160 can be configured to examine the silhouette of the object N by having a light source (backlight) disposed on one side of the object N and a camera disposed on the opposite side of the light source.

배출 유닛(170)은 검사가 완료되었거나 재검사가 필요한(측정되지 않은) 대상물(N)을 분류하여 배출시킨다. 배출 유닛(170)은 적어도 하나의 양품 배출부(171, 172), 불량품 배출 유닛(173), 재검사품 배출부(174)를 포함할 수 있다. 정확한 배출을 위하여 배출 유닛(170)은 공압으로 대상물(N)을 이동시키는 공압 노즐을 포함할 수 있다.The discharge unit 170 classifies and discharges objects N that have been inspected or need to be retested (unmeasured). The discharge unit 170 may include at least one good product discharge unit 171 and 172, a defective product discharge unit 173, and a re-inspection product discharge unit 174. For accurate ejection, the discharge unit 170 may include a pneumatic nozzle that moves the object N with air pressure.

이외에도 대상물 표면 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. 이러한 데이터 처리부는 대상물에 대한 양부를 판단하는 점에서, 판단 유닛이라 칭해질 수도 있다.In addition, the object surface vision inspection apparatus 100 may include a data processing unit for controlling each electronic component, receiving the sensed or measured result, and a display for visually displaying the inspection state. The data processing unit includes software including an algorithm for distinguishing good products, defective products, and re-inspected products, and also includes a graphic user interface (GUI) for facilitating operation or notification of the user's vision inspection apparatus 100. [ GUI). Such a data processing unit may be referred to as a judgment unit in that it judges the affirmative for the object.

이상에서, 대상물(N)의 표면의 이미지를 획득하기 위한 표면검사 유닛(150)의 구체적 구성에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the specific configuration of the surface inspection unit 150 for acquiring the image of the surface of the object N will be described with reference to Figs. 2 and 3. Fig.

먼저, 도 2는 도 1의 대상물 표면 비전 검사 장치(100) 중 표면검사 유닛(150)의 구성을 구체적으로 보인 사시도이다.2 is a perspective view showing the structure of the surface inspection unit 150 of the object surface vision inspection apparatus 100 of FIG. 1 in detail.

본 도면을 참조하면, 표면검사 유닛(150)은 이송 유닛(130)에 연관되어 설치되며, 표면검사 유닛(150)에서 획득된 대상물(N)의 표면에 대한 이미지는 상기 판단 유닛으로 전송된다. Referring to this figure, the surface inspection unit 150 is installed in association with the transfer unit 130, and an image of the surface of the object N obtained in the surface inspection unit 150 is transmitted to the determination unit.

먼저, 이송 유닛(130)은, 앞서 설명한 바대로 회전 구동되는 광 투과성의 투과판(135)을 포함한다. 투과판(135)은 회전 구동되는 것임을 감안하여, 원판의 형태로 구성될 수 있다. 투과판(135)의 일 주면(main surface)에는 대상물(N)이 놓여 진다. 구체적으로, 너트(N)의 중공부(HP, 이상 도 4 참조)가 상기 일 주면을 마주하도록 너트(N)가 놓여질 수 있다. First, the transfer unit 130 includes a light transmissive transmissive plate 135 that is rotatively driven as described above. The transmissive plate 135 may be configured in the form of a disc, considering that the transmissive plate 135 is rotationally driven. The object N is placed on a main surface of the transmission plate 135. Specifically, the nut N may be placed so that the hollow portion HP of the nut N (see FIG. 4) faces the one main surface.

표면검사 유닛(150)은 투과판(135)의 타 주면 측에 설치될 수 있다. 다시 말해서, 투과판(135)을 기준으로 일 측에는 대상물(N)이, 타 측에는 표면검사 유닛(150)이 배치되는 것이다. The surface inspection unit 150 may be provided on the other principal surface side of the transmission plate 135. In other words, the object N is disposed on one side and the surface inspection unit 150 is disposed on the other side with respect to the transmission plate 135.

표면검사 유닛(150)은, 구체적으로, 검사 카메라(151)와, 렌즈 유닛(152)과, 조명 유닛(155)과, 체결대(157)를 포함할 수 있다. Specifically, the surface inspection unit 150 may include an inspection camera 151, a lens unit 152, an illumination unit 155, and a fastening table 157.

검사 카메라(151)는 대상물(N)이 검사 영역으로 이송된 상태에서 대상물(N)에 대해 지향되도록 배치된다. 구체적으로, 검사 카메라(151)는 렌즈 유닛(152) 보다는 대상물(N) 또는 투과판(135)에서 떨어져서 배치된다. 또한, 검사 카메라(151)와 상기 검사 영역에서의 대상물(N)은 하나의 연장선(C) 상에 놓이게 된다. 이러한 연장선(C)은 대상물(N)의 중심선과 대체로 일치하는 것이다.The inspection camera 151 is arranged to be oriented with respect to the object N in a state in which the object N is transferred to the inspection region. Specifically, the inspection camera 151 is disposed apart from the object N or the transmission plate 135 rather than the lens unit 152. [ In addition, the inspection camera 151 and the object N in the inspection area are placed on one extension line C. This extension line C is substantially coincident with the center line of the object N. [

렌즈 유닛(152)은 위의 연장선(C) 상에 놓이도록 설치되며, 대상물(N)과 검사 카메라(151) 사이에 위치하게 된다. 렌즈 유닛(152)은 굴절 렌즈(153)와, 하우징(154)을 포함할 수 있다. 굴절 렌즈(153)는 대상물(N)에서 반사되어 입사한 반사광이 굴절 후에 방출되게 한다. 그에 의해, 굴절된 반사광은 검사 카메라(151)를 향해 진행하게 된다. 굴절 렌즈(153)는 다양한 형태를 가질 수 있으나, 본 실시예에서는 대략 절두 원추형인 것일 수 있다. 하우징(154)은 굴절 렌즈(153)를 내부에 수용하도록 형성될 수 있다. 하우징(154)의 형태는 굴절 렌즈(153)의 형상에 대응하여 결정되며, 재질은 광을 투과시키지 않은 것일 수 있다. The lens unit 152 is installed so as to lie on the extension line C above and is positioned between the object N and the inspection camera 151. The lens unit 152 may include a refraction lens 153 and a housing 154. The refracting lens 153 reflects the light reflected by the object N and causes the reflected light to be emitted after refraction. Thereby, the refracted reflected light proceeds toward the inspection camera 151. The refracting lens 153 may have various shapes, but in this embodiment, it may be approximately frusto-conical. The housing 154 may be formed to receive the refraction lens 153 therein. The shape of the housing 154 is determined corresponding to the shape of the refraction lens 153, and the material may not transmit light.

조명 유닛(155)은 검사 카메라(151)와 렌즈 유닛(152) 사이에 배치되어, 대상물(N)의 표면을 향해 광을 조사하는 구성이다. 조명 유닛(155)에서 출력된 광은 대상물(N)의 표면에서 반사되어, 상기 반사광의 세기를 강화시키게 된다. 조명 유닛(155)의 구체적인 구성은 도 3을 참조하여 설명한다.The illumination unit 155 is disposed between the inspection camera 151 and the lens unit 152 to irradiate light toward the surface of the object N. [ The light output from the illumination unit 155 is reflected on the surface of the object N to enhance the intensity of the reflected light. The specific configuration of the illumination unit 155 will be described with reference to Fig.

다시 도 2를 참조하면, 체결대(157)는 투과판(135)의 하측에 배치되어, 렌즈 유닛(152)과 조명 유닛(155)이 체결되도록 하는 구성이다. 이때, 체결대(157)는 연장선(C)에 평행한 체결면(157a)을 갖는다. 이러한 체결면(157a)에 대하여 렌즈 유닛(152)과 조명 유닛(155)을 체결하면, 렌즈 유닛(152)과 조명 유닛(155)이 간편하게 연장선(C)에 대해 정렬되게 할 수 있다. 이때, 렌즈 유닛(152)은 체결면(157a)에 체결됨과 동시에, 조명 유닛(155) 상에 얹혀져서 조명 유닛(155)에 의해 지지될 수도 있다.Referring again to FIG. 2, the fastening table 157 is disposed below the transmission plate 135, so that the lens unit 152 and the illumination unit 155 are fastened together. At this time, the fastening table 157 has a fastening surface 157a parallel to the extension line C. When the lens unit 152 and the illumination unit 155 are fastened to this fastening surface 157a, the lens unit 152 and the illumination unit 155 can be easily aligned with the extension line C. [ At this time, the lens unit 152 is fastened to the fastening surface 157a and may be supported on the illumination unit 155 by the illumination unit 155. [

이상의 조명 유닛(155)에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.The illumination unit 155 described above will be described with reference to Fig.

도 3은 도 2의 조명 유닛(155)의 구성을 보인 사시도 이다.3 is a perspective view showing a configuration of the illumination unit 155 of FIG.

본 도면을 참조하면, 조명 유닛(155)은 커버부(155a)와 광원(155c)을 포함할 수 있다.Referring to this figure, the illumination unit 155 may include a cover portion 155a and a light source 155c.

커버부(155a)는 광원(155c)을 내부에 수용하는 것으로서, 본 실시예에서는 박스체로서 형성된다. 구체적으로, 상기 박스체는 직육면체의 형상을 이룰 수 있다. 상기 박스체의 여러 외면 중에 연장선(C)이 지나는 2 개의 평행한 면들에는 투명부(155b)가 형성된다. 투명부(155b)를 통해서, 광원(155c)에서 발생된 광(L)이 렌즈 유닛(152)을 향해 진행하며, 또한 대상물(N)에서 반사된 반사광이 검사 카메라(151, 도 2)를 향해 진행하기도 하기 위함이다.The cover portion 155a accommodates the light source 155c therein, and is formed as a box body in the present embodiment. Specifically, the box body can have the shape of a rectangular parallelepiped. A transparent portion 155b is formed on two parallel sides of the outer surface of the box body where the extension line C passes. The light L generated by the light source 155c advances toward the lens unit 152 through the transparent portion 155b and the reflected light reflected by the object N is reflected toward the inspection camera 151 It is also for progress.

광원(155c)은 광을 발생시키기 위한 구성으로서, 커버부(155a)의 내부에 설치될 수 있다. 본 실시예에서, 광원(155c)은 투명부(155b)가 형성되지 않은 가장자리 영역에 위치할 수 있다. The light source 155c is configured to generate light and may be installed inside the cover portion 155a. In this embodiment, the light source 155c may be located in an edge region where the transparent portion 155b is not formed.

이상의 이송 유닛(130)과, 표면검사 유닛(150), 및 상기 판단 유닛을 이용한 대상물(N)의 표면에 대한 양부 판단에 대해 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 이하에서, 설명의 편의상 조명 유닛(155)은 생략한 채로 설명한다.4 and 6, a description will be given of the determination of the surface of the object N using the transfer unit 130, the surface inspection unit 150, and the determination unit. Hereinafter, the lighting unit 155 is omitted for convenience of explanation.

먼저, 도 4는 도 2의 표면검사 유닛(150)에 의해 너트(N)의 내면 이미지를 획득하는 모습을 보인 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing a state in which an inner surface image of the nut N is acquired by the surface inspection unit 150 of FIG.

본 도면을 참조하면, 너트 형의 대상물(N)은 내부에 중공부(HP)가 형성되고, 중공부(HP)의 내주면에는 나사산(IT)이 형성된 것이다. 대상물(N)의 투명부(155b)과 마주하는 면 중에서 중공부(HP)가 형성되지 않은 가장자리 영역은 링 부분(RP)이라고 칭해질 수 있다. 이때, 중공부(HP)는 투명부(155b)을 마주하도록 대상물(N)이 투명부(155b) 상에 배치된다. Referring to this figure, a nut (N) is formed with a hollow portion (HP) therein, and an inner peripheral surface of the hollow portion (HP) is formed with a threaded portion (IT). An edge region where the hollow portion HP is not formed in the surface facing the transparent portion 155b of the object N may be referred to as a ring portion RP. At this time, the object N is disposed on the transparent portion 155b so that the hollow portion HP faces the transparent portion 155b.

이러한 너트형 대상물(N)의 중공부(HP)의 나사산(IT)에 대한 이미지를 얻기 위해, 굴절 렌즈(153)는 절두 원추형으로 형성된다. 굴절 렌즈(153)는 석영으로 형성될수 있다. 굴절 렌즈(153)의 내면에는 단면상 대상물(N)을 향해 갈수록 좁아지는 반사면(153a)이 형성된다. In order to obtain an image of the thread IT of the hollow portion HP of the nut-like object N, the refraction lens 153 is formed into a frusto-conical shape. The refraction lens 153 may be formed of quartz. On the inner surface of the refracting lens 153, a reflecting surface 153a which becomes narrower toward the object N on the cross section is formed.

이러한 구성에 의하면, 대상물(N)에서 반사된 광은 굴절 렌즈(153)로 입사한 후에 반사면(153a)에서 반사되어, 입사될 때에 비하여 굴절된 방향으로 출력된다. 이렇게 출력된 반사광(R)은 검사 카메라(151)를 향해 진행하게 된다. According to this configuration, the light reflected by the object N is reflected by the reflecting surface 153a after being incident on the refraction lens 153, and is output in the refracted direction as compared with the incident light. The reflected light R outputted in this way goes toward the inspection camera 151.

이에 의해 검사 카메라(151)가 포착하는 대상물(N)에 대한 이미지를 도 5를 참조하여 설명한다.An image of the object N captured by the inspection camera 151 will be described with reference to FIG.

도 5는 도 4의 구성에 의해 검사 카메라(151)가 획득한 이미지를 보인 개념도이다.5 is a conceptual diagram showing an image acquired by the inspection camera 151 according to the configuration of FIG.

본 도면을 참조하면, 검사 카메라(151)는 이상의 구성에 의해 연장선(C, 도 4 참조)을 따른 표면 영역의 360° 전 각도 영역에 대한 하나의 평면 이미지를 제공할 수 있다. 이때, 상기 이미지는 실제 대상물(N)의 각 부분의 배치 관계와는 반대로 표시될 수 있다.Referring to this figure, the inspection camera 151 can provide one plane image for a 360 ° full-angle region of the surface region along the extension line C (see FIG. 4) with the above configuration. At this time, the image may be displayed in reverse to the arrangement relationship of each part of the actual object N. [

다시 말해서, 실제 대상물(N)에서는 링 부분(RP)이 나사산(IT)을 둘러싸는 형태이나, 상기 이미지에서는 나사산(IT)이 링 부분(RP)을 둘러싸는 형태이다. 그에 의해, 링 부분(RP) 및 나사산(IT)에 대한 표면 검사가 가능하다.In other words, in the actual object N, the ring portion RP surrounds the thread IT, but in the image, the thread IT surrounds the ring portion RP. Thereby, the surface inspection for the ring portion RP and the thread IT is possible.

본 실시예에서, 상기 이미지의 결손부(F)는 나사산의 일부가 떨어져 나간 것으로서, 상기 판단 유닛에 의해 판단될 수 있다. 그에 의해, 사기 판단 유닛은 결손부(F)를 가진 대상물(N)을 불량품으로 판단되게 된다. In this embodiment, the defective portion F of the image is a part of the thread has fallen off and can be judged by the judging unit. Thereby, the fraud determination unit judges that the object N having the defective portion F is a defective product.

다음으로, 이상의 검사 장치를 이용하여 볼트(B)를 검사하는 경우에 대해 도 6을 참조하여 설명한다. Next, a case of inspecting the bolt B using the above inspection apparatus will be described with reference to Fig.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면검사 유닛(150')에 의해 볼트(B)의 외면 이미지를 획득하는 모습을 보인 개념도이다.6 is a conceptual diagram showing a state in which an outer surface image of the bolt B is obtained by the surface inspection unit 150 'according to another embodiment of the present invention.

본 도면을 참조하면, 투과판(135)의 상면에는 볼트(B)가 거꾸로 세워진 채로 놓여질 수 있다. 다시 말해서, 볼트(B)의 몸통부의 자유단이 투과판(135)과 접촉하고 볼트(B)의 헤드부는 투과판(135)에서 이격된 채로 볼트(B)가 세워진 것이다.Referring to this figure, the bolt (B) can be placed upside down on the upper surface of the transmission plate (135). In other words, the free end of the body portion of the bolt B is in contact with the transmitting plate 135, and the head portion of the bolt B is upturned with the bolt B being spaced apart from the transmitting plate 135.

이때, 볼트(B)의 외면의 이미지를 얻기 위하여, 굴절 렌즈(153')는 앞선 굴절 렌즈(153)와 달리 높이는 낮으면서 옆으로 보다 펼쳐진 형태의 단면을 가질 수 있다. 그에 의해, 굴절 렌즈(153')의 상부는 원통형이고 하부는 원추형일 수 있다. In order to obtain an image of the outer surface of the bolt B, the refraction lens 153 'may have a cross-sectional shape that is lower in height than the refraction lens 153 and spreads laterally. Thereby, the upper part of the refractive lens 153 'may be cylindrical and the lower part may be conical.

이러한 구성에 의하면, 볼트(B)의 외면[상기 몸통부의 밑면, 상기 몸통부의 외주면{나사산부(OT)}, 및 상기 헤드부의 저면]에서 반사된 반사광이 굴절 렌즈(153')로 입사된다. 입사된 반사광은 반사면(153a')에 의해 반사되어 검사 카메라(151)를 향해 진행하게 된다. 그에 의해, 볼트(B)의 외면에 대하여 연장선(C) 방향을 따른 표면 영역에 대해 전 각도 범위에 대한 이미지를 한 번의 촬영으로 얻을 수 있게 된다. With this configuration, the reflected light reflected from the outer surface of the bolt B (the bottom surface of the body portion, the outer peripheral surface of the body portion (the threaded portion OT), and the bottom surface of the head portion) is incident on the refraction lens 153 '. The incident reflected light is reflected by the reflecting surface 153a 'and travels toward the inspection camera 151. [ Thereby, it is possible to obtain an image of the entire angular range with respect to the surface area along the direction of the extension line C with respect to the outer surface of the bolt B in one shot.

상기와 같은 대상물 표면 비전 검사 장치는 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.
The above-described object surface vision inspection apparatus is not limited to the construction and the manner of operation of the embodiments described above. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.

100: 대상물 표면 비전 검사 장치 110: 공급 유닛
120: 정렬 유닛 130: 이송 유닛
135: 원판(투과판) 140: 대상물감지 유닛
150,150': 표면검사 유닛 151: 검사 카메라
152: 렌즈 유닛 153: 굴절 렌즈
154: 하우징 155: 조명 유닛
157: 체결대 157a: 체결면
160: 형상측정 유닛 170: 배출 유닛100: object surface vision inspection device 110: supply unit
120: alignment unit 130: transfer unit
135: original plate (transmission plate) 140: object detection unit
150, 150 ': Surface inspection unit 151: Inspection camera
152: lens unit 153: refractive lens
154: housing 155: illumination unit
157: fastening base 157a: fastening surface
160: shape measuring unit 170: exhaust unit

Claims

대상물을 지지하도록 형성되는 일 주면과 상기 일 주면에 반대되는 타 주면을 갖는 광 투과성의 투과판을 구비하고, 상기 투과판은 상기 대상물을 검사 영역으로 이송하도록 회전 구동되게 형성되는 이송 유닛;
상기 타 주면을 지향하도록 상기 투과판의 하측에 배치되고, 상기 대상물이 상기 검사 영역으로 이송된 상태에서 상기 대상물과 정렬되는 검사 카메라;
상기 검사 카메라와 상기 검사 영역에 이송된 대상물을 연결하는 연장선 상에 배치되도록 상기 검사 카메라와 상기 투과판의 타 주면 사이에 위치하고, 상기 대상물의 표면에서 반사된 광이 굴절 후에 방출되어 상기 검사 카메라로 진행하게 하는 굴절 렌즈와, 상기 굴절 렌즈를 내부에 수용하고 일 측면은 평면인 제1 설치면을 구비하는 하우징을 구비하는 렌즈 유닛;
상기 검사 카메라와 상기 렌즈 유닛 사이에 위치하고, 상기 연장선이 지나는 양 단면에 투과부가 형성되고 일 측면에는 평면인 제2 설치면이 구비되는 박스체와, 상기 박스체 중 상기 연장선이 지나는 부분에서 벗어난 영역에 배치되어 상기 대상물을 향해 진행하는 광을 발생시키는 광원을 구비하는 조명 유닛;
상기 투과판의 하측에 설치되고, 상기 제1 설치면 및 상기 제2 설치면과 마주하여 상기 하우징 및 상기 박스체가 체결되는 평면인 체결면을 구비하여, 상기 체결면에 대한 체결 시에 상기 렌즈 유닛과 상기 조명 유닛이 상기 연장선에 대해 정렬되게 하는 체결대; 및
상기 굴절 렌즈를 거쳐서 상기 검사 카메라로 진행하는 상기 반사된 광에 근거하여 상기 검사 카메라가 상기 대상물의 상기 연장선의 방향을 따른 표면 영역에 대한 평면 이미지를 포착하면, 상기 포착된 평면 이미지를 입력받아 상기 평면 이미지를 근거로 상기 대상물의 양부를 판단하도록 구성되는 판단 유닛을 포함하는, 대상물 표면 비전 검사 장치.
And a transmissive plate having a light-transmissive plate having a main surface formed to support the object and a rubbing surface opposite to the main surface, wherein the transmissive plate is rotatably driven to transfer the object to the inspection region;
An inspection camera disposed on the lower side of the transparent plate so as to face the rubbing surface and aligned with the object while the object is being transferred to the inspection area;
And the light reflected from the surface of the object is emitted after the refraction and is reflected by the inspection camera. The inspection camera is disposed between the inspection camera and the other principal surface of the transmission plate so as to be disposed on an extension line connecting the inspection camera and the object transferred to the inspection area. A lens unit having a refracting lens for advancing the refracting lens and a housing having the refracting lens inside and a first mounting surface which is flat on one side;
A box body located between the inspection camera and the lens unit, the box body having a transmitting portion formed on both end faces passing through the extension line and a flat second mounting face on one side; and an area And a light source for generating light traveling toward the object;
And a coupling surface provided on a lower side of the transparent plate and being a plane in which the housing and the box body are fastened to the first installation surface and the second installation surface so that when the coupling surface is fastened to the fastening surface, And a fastening table for allowing the illumination unit to be aligned with the extension line; And
When the inspection camera captures a plane image of a surface area along the direction of the extension line of the object based on the reflected light proceeding to the inspection camera through the refraction lens, And a determination unit configured to determine a positive part of the object based on the planar image.

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제1항에 있어서,
상기 굴절 렌즈는, 원통형, 원추형, 및 절두 원추형 중 어느 하나 또는 이들이 조합된 형태로 형성되는, 대상물 표면 비전 검사 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the refracting lens is formed in any one of a cylindrical shape, a conical shape, and a truncated cone shape or a combination thereof.

제3항에 있어서,
상기 굴절 렌즈는 석영으로 형성되는, 대상물 표면 비전 검사 장치.
The method of claim 3,
Wherein the refractive lens is formed of quartz.

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