KR20230126861A - Ai 비전인식을 이용한 볼트 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼트의 외주면을 연속한 이미지를 AI 알고리즘을 통해 3차원으로 분석하여 불량 여부를 검사하기 위한 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치에 관한 것이다.
또한, 볼트를 순차적으로 공급하는 공급부와 상기 공급부로부터 공급된 볼트가 구르면서 이송되는 이송부와 상기 이송부에서 이송되는 볼트를 촬영하기 위한 카메라와 상기 카메라를 통해 촬영된 이미지를 바탕으로 볼트의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치{bolt inspection device using AI vision recognition}

본 발명은 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼트의 외주면을 연속한 이미지를 AI 알고리즘을 통해 3차원으로 분석하여 불량 여부를 검사하기 위한 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치에 관한 것이다.

전자 산업의 비약적인 발전 및 수요 증대에 힘입어 체결요소 부품도 전자제품의 트렌드를 따라 소형화, 정밀화되고 있다.

이러한 전자제품의 고품질화에는 체결요소 부품의 품질 신뢰도 향상도 수반하게 되었으며, 체결요소 부품의 검사는 품질관리의 중요한 부분으로 정착되고 있다.

체결요소 부품의 검사 방식으로서 일찍이 육안 검사법이 시행되고 있으나, 인력에 의존하는 것이므로 시간과 비용의 소요가 과대하며 신뢰도를 보장하기 어려운 문제점이 있었다.

특히, 소형화된 체결요소 부품은 육안으로 직접 검사하기 매우 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라, 한국공개특허 제10-2020-0089077호 "비전 검사장치 및 이를 포함하는 비전 검사시스템"과 같이 카메라를 이용한 비전 검사 방법이 개발되었으나, 볼트의 한쪽 방향만 촬영이 가능하거나, 도 1에 도시된 바와 같이 볼트(100)를 이송시키기 위한 부재(102)에 의해 볼트(100)의 외주면 일부가 가려지는 문제점으로 인하여 볼트(100)의 외주면 전체를 검사하기 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라, 볼트의 외주면 전체를 검사하기 위한 기술 개발의 필요성이 제기되고 있다.

한국공개특허 제10-2020-0089077호 "비전 검사장치 및 이를 포함하는 비전 검사시스템"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 볼트의 외주면 전체를 촬영하여 검사하기 위한 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치는 볼트를 순차적으로 공급하는 공급부와 상기 공급부로부터 공급된 볼트가 구르면서 이송되는 이송부와 상기 이송부에서 이송되는 볼트를 촬영하기 위한 카메라와 상기 카메라를 통해 촬영된 이미지를 바탕으로 볼트의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송부는 바닥면에 소정의 깊이를 가지는 홈이 이송방향을 따라 형성되어 볼트의 헤드가 걸쳐진 상태로 이송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송부는 원추 형태로 볼트가 나선 형태로 굴러 중앙에서 낙하하도록 구성되며, 바닥면에 소정의 깊이를 가지는 홈이 나선 형태로 이송방향을 따라 형성되어 볼트의 헤드가 걸쳐진 상태로 이송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카메라는 이송부에서 굴러가는 볼트를 연속 촬영하는 방법으로 볼트의 외주면 전체를 촬영하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카메라는 볼트의 측면을 촬영하는 제1 카메라와 볼트의 상면을 촬영하는 제2 카메라로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 카메라는 굴러가는 볼트의 상면을 소정의 각도로 비스듬하게 촬영하여 헤드에 형성된 소켓의 내부를 연속 촬영하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치에 의하면, 이송부에 의해 순차적으로 굴러가는 볼트를 카메라를 통해 연속 촬영하여 볼트의 외주면 전체를 촬영 및 검사할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 검사장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치의 홈에 걸쳐진 상태로 이송되는 볼트를 도시한 도면.
도 4은 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치의 홈에 걸쳐진 볼트를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치의 제 2카메라를 통해 촬영된 이미지를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치의 AI 연산을 간단하게 도시한 도면.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치의 홈에 걸쳐진 상태로 이송되는 볼트를 도시한 도면이고, 도 4은 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치의 홈에 걸쳐진 볼트를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치의 제 2카메라를 통해 촬영된 이미지를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치의 AI 연산을 간단하게 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치는 호퍼, 볼피더, 선형피더 등을 통해 볼트(100)를 일정한 방향으로 순차적으로 공급하는 공급부(1)와 상기 공급부(1)로부터 공급된 볼트(100)가 구르면서 이송되는 이송부(2)와 상기 이송부(2)에서 이송되는 볼트(100)를 촬영하기 위한 카메라(3)와 상기 카메라(3)를 통해 촬영된 이미지를 바탕으로 이송부(2)에서 이송되는 볼트(100)의 불량 여부를 판단하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 카메라(3)는 상부에서 볼트(100)의 측면을 촬영하는 제1 카메라(3a)와 볼트(100)의 헤드 상면을 촬영하는 제2 카메라(3b)로 구성될 수 있다.

또한, 상기 카메라(3)는 도 3에 도시된 바와 같이 이송부(2)에서 굴러가는 볼트(100)를 연속 촬영하는 방법으로 볼트(100)의 외주면 전체를 촬영하게 된다.

이를 통해, 볼트(100)를 촬영하는 동안 특정 부분이 가려지지 않고, 외주면 전체를 촬영할 수 있다.

이때, 상기 이송부(2)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 볼트(100)가 항상 같은 경로를 따라 굴러갈 수 있도록 바닥면에 소정의 깊이를 가지는 홈(4)이 볼트(100)가 굴러가는 이송방향을 따라 형성됨으로써 볼트(100)의 헤드가 홈(4)에 걸쳐진 상태로 굴러서 이송되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 이송부(2)는 원추 형태로 볼트(100)가 나선 형태로 굴러 중앙에서 낙하하도록 구성될 수 있으며, 이때 바닥면에 형성되는 홈(4)은 나선 형태로 이송방향을 따라 형성됨이 바람직하다.

또 다른 실시예로써, 상기 이송부(2)가 이송방향을 향해 하향으로 경사진 직선 형태를 가지며, 홈(4)도 이송방향을 따라 직선형태로 구성될 수도 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2 카메라(3b)는 굴러가는 볼트(100)의 헤드 상면에 수직한 방향에서 볼트(100)를 촬영하도록 구성될 수 있으며, 이때홈에 걸쳐진 헤드의 일부가 가려질 수 있으나, 제2 카메라(3b)를 통해 굴러가는 볼트(100)를 연속 촬영하여 볼트(100)의 상면 전체를 촬영 및 검사하게 된다.

또는, 상기 제2 카메라(3b)가 볼트(100)의 상면을 소정의 각도로 비스듬하게 촬영하여 볼트(100)의 상면 전체를 한번에 촬영하거나, 볼트(100)의 헤드에 형성된 소켓(101)의 내부를 연속 촬영하여 제어부가 소켓(101) 내부의 가공 불량 여부를 검사할 수 있도록 실시될 수도 있다.

이와 같이, 상기 카메라(3)를 통해 촬영된 이미지를 바탕으로 제어부가 볼트의 형상을 3차원으로 복원하여 기 설정된 데이트와 비교 연산하여 볼트의 불량 여부를 판단하게 된다.

이때, 상기 제어부는 도 6에 도시된 바와 같이 카메라를 통해 촬영된 이미지 중 누락된 방향의 형상은 Denoising Auto-Encoding 기법을 활용한 AI 딥러닝을 통해 누락 이미지를 복원한 후 불량 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 공급부
2 : 이송부
3 : 카메라
4 : 홈
100 : 볼트
101 : 소켓

Claims (8)

1. 볼트를 순차적으로 공급하는 공급부와;
   상기 공급부로부터 공급된 볼트가 구르면서 이송되는 이송부와;
   상기 이송부에서 이송되는 볼트를 촬영하기 위한 카메라와;
   상기 카메라를 통해 촬영된 이미지를 바탕으로 볼트의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는
   AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치.
   
2. 볼트를 순차적으로 공급하는 공급부와;
   상기 공급부로부터 공급된 볼트가 구르면서 이송되는 이송부와;
   상기 이송부에서 이송되는 볼트를 촬영하기 위한 카메라와;
   상기 카메라를 통해 촬영된 이미지를 바탕으로 볼트의 형상을 3차원으로 복원하여 볼트의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는
   AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어부는
   카메라를 통해 촬영된 이미지 중 누락된 방향의 형상은 Denoising Auto-Encoding 기법을 활용한 AI 딥러닝을 통해 누락 이미지를 복원한 후 불량 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는
   AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 이송부는
   바닥면에 소정의 깊이를 가지는 홈이 이송방향을 따라 형성되어 볼트의 헤드가 걸쳐진 상태로 이송되는 것을 특징으로 하는
   AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 이송부는
   원추 형태로 볼트가 나선 형태로 굴러 중앙에서 낙하하도록 구성되며,
   바닥면에 소정의 깊이를 가지는 홈이 나선 형태로 이송방향을 따라 형성되어 볼트의 헤드가 걸쳐진 상태로 이송되는 것을 특징으로 하는
   AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치.
   
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 카메라는
   이송부에서 굴러가는 볼트를 연속 촬영하는 방법으로 볼트의 외주면 전체를 촬영하는 것을 특징으로 하는
   AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 카메라는
   볼트의 측면을 촬영하는 제1 카메라와;
   볼트의 상면을 촬영하는 제2 카메라로 구성된 것을 특징으로 하는
   AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치.
   
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 카메라는
   볼트의 측면을 촬영하는 제1 카메라와;
   볼트의 상면을 촬영하는 제2 카메라로 구성되며,
   상기 제2 카메라는
   굴러가는 볼트의 상면을 소정의 각도로 비스듬하게 촬영하여 헤드에 형성된 소켓의 내부를 연속 촬영하도록 구성된 것을 특징으로 하는
   AI 비전인식을 이용한 볼트 검사장치.