KR102000906B1 - 페라이트 외관 비전 검사시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페라이트 외관 비전 검사시스템에 관한 발명으로, 페라이트를 로딩하고 좌측영역(Z1)과, 우측영역(Z2)의 촬영데이터를 생성하는 제1외관검사유닛(100); 제1외관검사유닛(100)의 일측에서 페라이트를 이송받고 상부중앙영역(Z3)과, 상부좌측영역(Z4)과, 상부우측영역(Z5)의 촬영데이터를 생성하는 제2외관검사유닛(200); 제2외관검사유닛(200)의 일측에서 페라이트를 이송받고 하부좌측영역(Z6)과, 하부우측영역(Z7)과, 하부중앙영역(Z8)의 촬영데이터를 생성하는 제3외관검사유닛(300); 영역들에 대한 촬영데이터를 수신하고 머신 비전 영상처리에 의해 결함을 검출하는 제어유닛(400); 및 제3외관검사유닛(300)의 일측에서 페라이트를 이송받고 제어유닛(400)과 연동하여 페라이트를 선별 배출하는 선별유닛(500);을 포함하여 구성함에 따라 페라이트의 제조 시 미세 실크랙 등의 결함을 정확하게 효율적으로 검출하는 것이 특징이다.

Description

페라이트 외관 비전 검사시스템{APPEARANCE VISION INSPECTION SYSTEM FOR FERRITE PART}
본 발명은 페라이트 외관 비전 검사시스템에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 페라이트 부품(이하, 페라이트)의 제조 시 미세 실크랙 등 육안으로 식별할 수 없는 결함을 정확하고 신속하게 검출하도록 머신 비전을 이용하는 페라이트 외관 검사시스템에 관한 것이다.
산화철에 망간, 니켈, 아연 등을 배합, 소결한 산화물계 자성재료인 페라이트는 다양한 산업 분야에서 이용되고 있다. 예컨대, 자동차의 배기계통과 같이 내열특성을 필요로하는 부품은 수백 ℃의 온도범위에서 내열 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 합금으로 이루어진 부품이 주로 이용된다. 아울러, 자기특성을 요구하는 각종 전자제품에도 페라이트계 자성체로 이루어진 부품을 탑재한다.
한편, 페라이트는 산화철 화합물로 이루어진 합금 소재를 이용해 성형 제조되므로 정련과정을 거치더라도 각종 불순물이 다량 잔존한다. 따라서, 페라이트는 제조과정에서 크랙 또는 미세 실크랙이 발생하거나 압연 등의 가공과정에서 외관의 손상 또는 변형이 발생하는 등의 문제점이 있다.
이와 같이 페라이트에 크랙 등의 결함이 발생된 상태에서 기기 등에 장착될 경우 기기의 성능 및 수명을 저하시키는 원인이 될 수 있으므로 페라이트의 제조시에는 외관을 검사하는 공정을 진행하여 양품 및 불량품을 선별하는 작업이 이루어지고 있다.
통상적인 페라이트의 외관 검사공정은 페라이트를 이송하는 컨베이어의 일측에 검사대를 마련하고 작업자가 직접 육안으로 부품의 외관을 확인하는 방식이 일반적이며, 최근에는 이송되는 페라이트를 카메라로 촬영하여 모니터 화면을 통해 작업자가 이미지를 확인하는 검사 방식으로 이상 여부를 검출하는 기술이 적용되고 있다.
공지된 기술의 일례로서, 한국공개특허 제 10 - 1997 - 0058518 호에는 반원통형 페라이트코어의 외관을 육안으로 검사하는 것에 있어서, 페라이트코어의 외관을 검사하여 양/불량을 판단하는 주제어부와, 주제어부의 제어로 페라이트코어를 로딩시키는 모터부와, 로딩된 페라이트코어를 감지하는 적외선감지센서와, 페라이트코어의 검사위치를 수정하는 프레임/그래버부와, 적외선감지센서에서 페라이트코어의 정위치를 감지시에 다수의 위치에서 페라이트코어의 영상을 찍는 카메라를 포함하는 검사장치를 구성한다.
다른 예로서, 한국등록특허 제 10 - 0158400 호에는 페라이트코어가 이송되는 컨베이어 벨트의 일측에 설치되어 페라이트코어를 협지 및 이송토록 설치되는 코어 이송부와, 컨베이어 벨트의 일측으로 마련된 코어 검사대의 카메라 고정 플레이트와, 카메라 고정 플레이트 양측에 지지대를 개재하여 페라이트코어가 위치되는 코어 안치편의 하측에 설치되는 로드셀과, 코어 안치편 상측으로 카메라 고정 플레이트의 상부중앙에 지지고정되는 CCD 카메라가 설치되어 페라이트코어의 검사작업을 수행토록 설치되는 코어검사부를 포함하는 검사장치를 구성한다.
한국공개특허 제 10 - 1997 - 0058518 호 (1997.07.31) 한국등록특허 제 10 - 0158400 호 (1998.12.15) 한국공개특허 제 10 - 1997 - 0048527 (1997.07.29) 한국공개특허 제 10 - 1997 - 0058491 호 (1997.07.31)
종래에는 페라이트의 제조시 작업자가 육안으로 제품 외관의 불량 여부를 확인하는 방식으로 검사를 실시하는 것이 일반적이다. 그러나, 이와 같은 방식은 작업자의 숙련도나 판단 기준에 따라 검사품질에 차이가 발생하므로 신뢰도가 낮을 뿐만 아니라 인건비의 발생 및 공정시간의 지연에 따른 생산성 및 효율성이 낮은 단점이 있다.
이와 같은 문제로 인해, 최근에는 이송중인 페라이트를 디지털 카메라로 촬영하여 모니터 화면을 통해 작업자가 이미지를 확인하는 검사 방식을 적용하고 있다. 그러나 일반 디지털 카메라를 이용한 검사 방식은 단순히 촬영된 이미지로부터 식별 가능한 수준에서의 결함 검출만이 가능한 한계가 있다.
한편, 종래의 페라이트 검사에 일반 디지털 카메라 대신 2D 라인 스캔 카메라나 3D 라인 스캔 카메라를 적용한 예도 있다. 그러나, 2D 라인 스캔 카메라는 주지된 바와 같이 피검사물 또는 카메라를 선형 이동하면서 촬영이 이루어지는 방식이므로 노이즈 발생에 취약하고 특히 페라이트 특유의 어두운 색상 및 표면질감으로 인해 결함을 구분하기가 매우 어렵다. 따라서, 미세 실크랙의 경우 검출율이 미미할 뿐만 아니라 소프트웨어적인 영상처리에 의한 검출 효율이 낮은 문제점으로 인해 셔터 속도나 FPS 등 하드웨어에서 고사양이 요구되는 단점이 있다. 아울러, 3D 카메라의 경우 장비 자체가 고가인 점, 및 피검사물 한 단위당 촬영시간이 약 10 ~ 20초 가량 소요되는 점, 촬영된 데이터의 양이 방대하여 그에 따른 처리시간 역시 장시간 소요되는 점 등 사실상 작업 현장에 적용하기에는 실효성이 현저히 낮은 단점이 있다.
이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
페라이트를 로딩하고 좌측영역(Z1)과 우측영역(Z2)의 촬영데이터를 생성하는 제1외관검사유닛(100)과,
상기 제1외관검사유닛(100)의 일측에서 페라이트를 이송받고 상부중앙영역(Z3)과 상부좌측영역(Z4)과 상부우측영역(Z5)의 촬영데이터를 생성하는 제2외관검사유닛(200)과,
상기 제2외관검사유닛(200)의 일측에서 페라이트를 이송받고 하부좌측영역(Z6)과 하부우측영역(Z7)과 하부중앙영역(Z8)의 촬영데이터를 생성하는 제3외관검사유닛(300)과,
상기 영역들에 대한 촬영데이터를 수신하고 머신 비전 영상처리에 의해 결함을 검출하는 제어유닛(400)과,
상기 제3외관검사유닛(300)의 일측에서 페라이트를 이송받고 상기 제어유닛(400)과 연동하여 페라이트를 선별 배출하는 선별유닛(500)을 포함하는 페라이트 외관 비전 검사시스템을 구성함으로써 페라이트의 제조 시 미세 실크랙 등의 결함을 정확하게 효율적으로 검출할 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 페라이트의 제조 및 가공시 발생하는 미세 실크랙 등의 결함을 효율적으로 검출하기 위하여 머신 비전을 이용한 외관 검사시스템을 제공한다.
따라서, 기존에 작업자의 육안에 의존하여 페라이트의 외관을 검사하는 것에 비해 생산성 및 효율성을 현저히 증대할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 2D 에어리어 스캔 카메라를 적용하도록 구성하여 기존의 2D 라인 스캔 카메라나 3D 라인 스캔 카메라에 비해 저비용으로 시스템을 구축하면서도 3초 이내에 고해상도 영상 촬영데이터를 획득할 수 있으며, 소프트웨어 영상처리 및 머신 비전 딥러닝 기술을 적용하여 변별력을 현저히 향상함으로써 검사정확도 및 신뢰도를 증진하는 이점이 있다.
아울러, 본 발명은 종래 기술과 차별하여 피검사물인 페라이트의 종류에 따라서 상이한 규격 및 형상에 따른 시스템의 위치설정 및 검사기준을 보다 정밀하게 반영할 수 있으므로 결함의 발생 형태나 위치에 따른 검출 오류를 최소화할 수 있으며, 더 나아가 페라이트 외관 검사 작업 전반의 무인화를 가능하게 하는 등의 다양한 효과를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 제1외관검사유닛 사시도.
도 5는 도 4의 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 제2외관검사유닛의 사시도.
도 7은 도 6의 측면도.
도 8은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 제3외관검사유닛의 사시도.
도 9는 도 8의 측면도.
도 10은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의의 선별유닛의 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 촬영부 및 조명부 분해도.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 작동 상태 예시도.
이하, 본 발명의 페라이트 외관 비전 검사시스템의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 설명에서 당해 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 개략적인 블록도, 도 2는 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 평면도, 도 4는 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 제1외관검사유닛 사시도, 도 5는 도 4의 측면도, 도 6은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 제2외관검사유닛의 사시도, 도 7은 도 6의 측면도, 도 8은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 제3외관검사유닛의 사시도, 도 9는 도 8의 측면도, 도 10은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의의 선별유닛의 사시도, 도 11은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 촬영부 및 조명부 분해도, 도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템의 작동 상태 예시도를 도시한 것이다.
본 발명의 기술이 적용되는 페라이트 외관 비전 검사시스템은 페라이트 부품(이하, 페라이트)의 제조 시 육안으로 식별하기 어려운 미세 실크랙과 같은 결함을 보다 정확하게 검출하도록 이루어진 머신 비전을 이용한 외관 검사시스템에 관한 것임을 주지한다.
이를 위한 본 발명의 페라이트 외관 비전 검사시스템은 페라이트 제조시스템의 후반부, 예컨대 형삭유닛 및 세정유닛을 거쳐 불순물이 제거된 상태로 취출되는 페라이트를 로딩하여 미세 실크랙, 크랙 및 이물질 여부를 검사하도록 구축한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템은 곡면을 가지는 입체 형태로 이루어진 페라이트의 외관을 좌측영역(Z1), 우측영역(Z2), 상부중앙영역(Z3), 상부좌측영역(Z4), 상부우측영역(Z5), 하부좌측영역(Z6), 하부우측영역(Z7), 및 하부중앙영역(Z8)으로 구분하여 각 영역을 검사하도록 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 제1외관검사유닛(100), 제2외관검사유닛(200), 제3외관검사유닛(300), 및 제어유닛(400)과 선별유닛(500)을 포함하여 구성한다.
도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1외관검사유닛(100)은 페라이트를 로딩하고 좌측영역(Z1)과, 우측영역(Z2)의 촬영데이터를 생성하도록 구성하며 제1이송모듈(110)과, 좌측면검사모듈(120)과, 우측면검사모듈(130)을 포함한다.
상기 제1이송모듈(110)은 페라이트를 일렬로 로딩하여 이송하도록 이루어지며 제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112)와, 제1좌측승강대(113) 및 제1우측승강대(114)와, 복수의 제1이송핸들(115)을 포함한다.
상기 제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112)는 페라이트의 이송방향에 평행하는 2열로 설치한다. 페라이트는 그 종류에 따라서 규격이 상이한 바, 본 발명에서는 제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112)로 구분하여 페라이트의 좌측 및 우측 저면을 거치하여 로딩하도록 구성함으로써 필요에 따라서 거치대 사이의 거리를 조정 가능하도록 구비한다.
상기 제1좌측승강대(113) 및 제1우측승강대(114)는 후술하게 될 제1좌측조명부(121) 및 제1우측조명부(131)의 사이에서 제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112) 상에 장착한다. 제1좌측승강대(113) 및 제1우측승강대(114) 각각의 일측에는 상호 동일 가동범위로 연동하는 소정의 수직 실린더를 탑재한다. 페라이트의 종류에 따라서 거치대와 동일 높이에 위치하는 승강대를 승강하여 페라이트의 높이를 조정 가능하도록 구성함으로써 촬영시점에 제1좌측조명부(121) 및 제1우측조명부(131)의 중심에 페라이트가 위치할 수 있도록 구비한다.
상기 제1이송핸들(115)은 제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112)의 상측에서 페라이트를 한 단위씩 피딩하도록 복수를 구비한다. 제1이송핸들(115)의 일측에는 제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112)와 평행하게 횡동하는 소정의 횡동수단과 제1이송핸들(115)의 높이를 조정하는 종동수단을 구비한다. 본 발명에서는 상기 제1좌측승강대(113) 및 제1우측승강대(114)를 기점으로 전, 후측에 복수의 제1이송핸들(115)을 구비하여 전측에서는 거치대에 로딩된 페라이트를 승강대의 상측에 위치하도록 피딩하고, 후측에서는 승강대로부터 제2외관검사유닛(200)을 향해 피딩하는 작동이 동시에 이루어지도록 구성한다.
한편, 상기 제1이송모듈(110)의 일측에는 제1조정수단(116)을 장착한다. 상기한 바와 같이 페라이트는 그 종류에 따라서 규격이 상이하므로 제1외관검사유닛(100)에 로딩되는 페라이트를 기준으로 좌측에 위치하는 상기 제1좌측거치대(111) 제1좌측승강대(113) 좌측면검사모듈(120) 일체와, 우측에 위치하는 상기 제1우측거치대(112) 제1우측승강대(114) 우측면검사모듈(130) 일체 사이의 거리를 제1조정수단(116)을 통해 조정하도록 구성한다.
상기 좌측면검사모듈(120)은 제1이송모듈(110)의 좌측에서 제1좌측조명부(121) 및 제1좌측촬영부(122)를 수평으로 정렬하여 장착하는 제1좌측위치부(123)를 구비한다.
상기 제1좌측조명부(121)는 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고, 상기 제1좌측거치대(111)의 일측에서 제1좌측승강대(113)의 중심부를 향하도록 위치한다. 돔 형상의 내부에는 다수의 조명을 장착하고 내주면을 통해 빛을 반사하여 페라이트의 좌측영역(Z1)에 빛을 조사하도록 구비한다.
상기 제1좌측촬영부(122)는 제1좌측조명부(121)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하여 중심홀을 통해 조명부의 전방 승강대 상에 위치하는 페라이트의 좌측영역(Z1)을 촬영하도록 구비한다.
상기 제1좌측위치부(123)는 제1좌측조명부(121)와 제1좌측촬영부(122)를 장착하는 소정의 브래킷을 형성하여 중심부가 동축선상에 위치하도록 정렬된 상태로 제1좌측거치대(111)의 일측에 고정한다.
상기 우측면검사모듈(130)은 제1이송모듈(110)의 우측에서 좌측면검사모듈(120)에 대향하도록 제1우측조명부(131) 및 제1우측촬영부(132)를 수평으로 정렬하여 장착하는 제1우측위치부(133)를 구비한다.
상기 제1우측조명부(131)는 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고, 상기 제1우측거치대(112)의 일측에서 제1우측승강대(114)의 중심부를 향하도록 위치한다. 돔 형상의 내부에는 다수의 조명을 장착하고 내주면을 통해 빛을 반사하여 페라이트의 우측영역(Z2)에 빛을 조사하도록 구비한다.
상기 제1우측촬영부(132)는 제1우측조명부(131)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하여 중심홀을 통해 조명부의 전방 승강대 상에 위치하는 페라이트의 우측영역(Z2)을 촬영하도록 구비한다.
상기 제1우측위치부(133)는 제1우측조명부(131)와 제1우측촬영부(132)를 장착하는 소정의 브래킷을 형성하여 중심부가 동축선상에 위치하도록 정렬된 상태로 제1우측거치대(112)의 일측에 고정한다.
도 6 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 제2외관검사유닛(200)은 상기 제1외관검사유닛(100)의 일측에서 페라이트를 이송받고 상부중앙영역(Z3)과, 상부좌측영역(Z4)과, 상부우측영역(Z5)의 촬영데이터를 생성하도록 구성하며 제2이송모듈(210)과, 상부중앙검사모듈(220)과, 상부좌측검사모듈(230)과, 상부우측검사모듈(240)을 포함한다.
상기 제2이송모듈(210)은 제1외관검사유닛(100)을 거친 페라이트를 일렬로 로딩하여 이송하도록 이루어지며 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)와, 제2좌측승강대(213) 및 제2우측승강대(214)와, 제2이송핸들(215)을 포함한다.
상기 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)는 페라이트의 이송방향에 평행하는 2열로 설치한다. 본 발명에서는 공간 및 동선의 효율화를 위해 제1외관검사유닛(100)의 제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112)의 후단에서 직교하는 일측으로 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)를 설치한다. 아울러 상기한 바와 같이 페라이트는 그 종류에 따라서 규격이 상이하므로 상기 제1외관검사유닛(100)과 마찬가지로 제2외관검사유닛(200)에서도 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)로 구분하여 페라이트의 좌측 및 우측 저면을 거치하여 로딩하도록 구성함으로써 필요에 따라서 거치대 사이의 거리를 조정 가능하도록 구비한다.
상기 제2좌측승강대(213) 및 제2우측승강대(214)는 후술하게 될 제2좌측조명부(231) 및 제2우측조명부(241) 사이의 하측에서 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212) 상에 장착한다. 제2좌측승강대(213) 및 제2우측승강대(214) 각각의 일측에는 상호 동일 가동범위로 연동하는 소정의 수직 실린더를 탑재한다. 상기 제2좌측승강대(213) 및 제2우측승강대(214)의 높이는 후술하게 될 제4조정수단(234) 및 제5조정수단(244)과 연동하여 조정되도록 구성함이 마땅하다. 페라이트의 종류에 따라서 거치대와 동일 높이에 위치하는 승강대를 승강하여 페라이트의 높이를 조정 가능하도록 구성함으로써 촬영시점에 제2좌측조명부(231) 및 제2우측조명부(241)의 중심에 페라이트가 위치할 수 있도록 구비한다.
상기 제2이송핸들(215)은 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)의 일측에서 페라이트를 한 단위씩 피딩하도록 구비한다. 제2이송핸들(215)의 일측에는 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)와 평행하게 횡동하는 소정의 횡동수단을 구비하여 거치대에 로딩된 페라이트를 상부중앙검사모듈(220)의 연직 하방, 및 승강대의 상측에 위치하도록 피딩하는 작동이 연속적으로 이루어지도록 구성한다.
한편, 상기 제2이송모듈(210)의 일측에는 제2조정수단(216)을 장착한다. 상기한 바와 같이 페라이트는 그 종류에 따라서 규격이 상이하므로 제2외관검사유닛(200)에 로딩되는 페라이트를 기준으로 좌측에 위치하는 상기 제2좌측거치대(211) 및 제2좌측승강대(213)와, 우측에 위치하는 상기 제2우측거치대(212) 및 제2우측승강대(214) 사이의 거리를 조정한다.
상기 상부중앙검사모듈(220)은 제2이송모듈(210)의 상측에서 제2중앙조명부(221) 및 제2중앙촬영부(222)를 수직으로 정렬하여 장착하는 제2중앙위치부(223)를 구비한다.
상기 제2중앙조명부(221)는 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고, 상기 제2좌측거치대(211)와 제2우측거치대(212)의 사이의 중심을 향하도록 위치한다. 돔 형상의 내부에는 다수의 조명을 장착하고 내주면을 통해 빛을 반사하여 페라이트의 상부중앙영역(Z3)에 빛을 조사하도록 구비한다.
상기 제2중앙촬영부(222)는 제2중앙조명부(221)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하여 중심홀을 통해 조명부의 연직 하방에 위치하는 페라이트의 상부중앙영역(Z3)을 촬영하도록 구비한다.
상기 제2중앙위치부(223)는 제2중앙조명부(221)와 제2중앙촬영부(222)를 장착하는 소정의 브래킷을 형성하여 중심부가 동축선상에 위치하도록 정렬된 상태로 제2좌측거치대(211) 또는 제2우측거치대(212)의 일측에 직립하는 소정의 수직프레임 상에 고정한다.
상기 상부좌측검사모듈(230)은 제2이송모듈(210)의 상부 좌측에서 제2좌측조명부(231) 및 제2좌측촬영부(232)를 사선 방향으로 정렬하여 장착하는 제2좌측위치부(233)를 구비한다.
상기 제2좌측조명부(231)는 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고, 상기 제2좌측거치대(211)의 일측에서 제2좌측승강대(213)의 중심부를 향하도록 위치한다. 돔 형상의 내부에는 다수의 조명을 장착하고 내주면을 통해 빛을 반사하여 페라이트의 상부좌측영역(Z4)에 빛을 조사하도록 구비한다.
상기 제2좌측촬영부(232)는 제2좌측조명부(231)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하여 중심홀을 통해 조명부의 사선 방향에 위치하는 페라이트의 상부좌측영역(Z4)을 촬영하도록 구비한다.
상기 제2좌측위치부(233)는 제2좌측조명부(231)와 제2좌측촬영부(232)를 장착하는 소정의 브래킷을 형성하여 중심부가 동축선상에 위치하도록 정렬된 상태로 제2좌측거치대(211)의 일측에 직립하는 소정의 수직프레임 상에 사선 방향으로 고정한다.
상기 상부우측검사모듈(240)은 제2이송모듈(210)의 상부 우측에서 상부좌측검사모듈(230)에 대칭하도록 제2우측조명부(241) 및 제2우측촬영부(242)를 사선 방향으로 정렬하여 장착하는 제2우측위치부(243)를 구비한다.
상기 제2우측조명부(241)는 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고, 상기 제2우측거치대(212)의 일측에서 제2우측승강대(214)의 중심부를 향하도록 위치한다. 돔 형상의 내부에는 다수의 조명을 장착하고 내주면을 통해 빛을 반사하여 페라이트의 상부우측영역(Z5)에 빛을 조사하도록 구비한다.
상기 제2우측촬영부(242)는 제2우측조명부(241)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하여 중심홀을 통해 조명부의 사선 방향에 위치하는 페라이트의 상부우측영역(Z5)을 촬영하도록 구비한다.
상기 제2우측위치부(243)는 제2우측조명부(241)와 제2우측촬영부(242)를 장착하는 소정의 브래킷을 형성하여 중심부가 동축선상에 위치하도록 정렬된 상태로 제2우측거치대(212)의 일측에 직립하는 소정의 수직프레임 상에 사선 방향으로 고정한다.
아울러, 상기 제2중앙위치부(223)와 제2좌측위치부(233) 및 제2우측위치부(243)에는 각각 제3조정수단 내지 제5조정수단(224,234,244)을 장착하여, 페라이트의 규격에 따라서 상기 제2조정수단(216)과 제3조정수단 내지 제5조정수단(224,234,244)을 연동하여 상기 상부중앙검사모듈(220)과 상부좌측검사모듈(230) 및 상부우측검사모듈(240)에서 상기 제2이송모듈(210) 사이의 사선 방향 거리를 조정하도록 구성한다.
도 8 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제3외관검사유닛(300)은 상기 제2외관검사유닛(200)의 일측에서 페라이트를 이송받고 하부좌측영역(Z6)과, 하부우측영역(Z7)과, 하부중앙영역(Z8)의 촬영데이터를 생성하도록 구성하며 제3이송모듈(310)과, 하부좌측검사모듈(320)과, 하부우측검사모듈(330)과, 하부중앙검사모듈(340)을 포함한다.
상기 제3이송모듈(310)은 제2외관검사유닛(200)을 거친 페라이트를 한 단위씩 픽업하여 이송하도록 이루어지며 제3이송핸들(311)과, 제3거치대(312)를 포함한다.
상기 제3이송핸들(311)은 페라이트를 한 단위씩 픽업하는 복수를 구비한다. 상기 제3이송핸들(311)의 일측에는 제3거치대(312)의 전, 후측에서 상기 제2외관검사유닛(200)과 후술하게 될 선별유닛(500) 사이를 횡동하는 소정의 횡동수단과 제3이송핸들(311)의 높이를 조정하는 종동수단을 구비한다.
상기 제3거치대(312)는 제3이송핸들(311)의 사이에서 페라이트를 임시로 로딩하도록 구비한다. 본 발명에서는 제3거치대(312)를 기점으로 전, 후측에 복수의 제3이송핸들(311)을 구비하여 전측에서는 제2외관검사유닛(200)의 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)로부터 페라이트를 픽업하여 하부좌측검사모듈(320) 및 하부우측검사모듈(330) 사이의 상측에 위치하도록 피딩하고, 제3거치대(312)에 임시로 로딩한 후, 후측에서는 제3거치대(312)로부터 선별유닛(500)을 향해 피딩하는 작동이 동시에 이루어지도록 구성한다.
상기 하부좌측검사모듈(320)은 제3이송모듈(310)의 하부 좌측에서 제3좌측조명부(321) 및 제3좌측촬영부(322)를 사선 방향으로 정렬하여 장착하는 제3좌측위치부(323)를 구비한다.
상기 제3좌측조명부(321)는 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고, 상기 제3이송모듈(310)의 일측에서 제3이송핸들(311)의 중심부를 향하도록 위치한다. 돔 형상의 내부에는 다수의 조명을 장착하고 내주면을 통해 빛을 반사하여 페라이트의 하부좌측영역(Z6)에 빛을 조사하도록 구비한다.
상기 제3좌측촬영부(322)는 제3좌측조명부(321)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하여 중심홀을 통해 조명부의 사선 방향에 위치하는 페라이트의 하부좌측영역(Z6)을 촬영하도록 구비한다.
상기 제3좌측위치부(323)는 제3좌측조명부(321)와 제3좌측촬영부(322)를 장착하는 소정의 브래킷을 형성하여 중심부가 동축선상에 위치하도록 정렬된 상태로 제3이송모듈(310)의 일측 베이스 상에서 사선 방향으로 고정한다.
상기 하부우측검사모듈(330)은 제3이송모듈(310)의 하부 우측에서 하부좌측검사모듈(320)에 대칭하도록 제3우측조명부(331) 및 제3우측촬영부(332)를 사선 방향으로 정렬하여 장착하는 제3우측위치부(333)를 구비한다.
상기 제3우측조명부(331)는 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고, 상기 제3이송모듈(310)의 일측에서 제3이송핸들(311)의 중심부를 향하도록 위치한다. 돔 형상의 내부에는 다수의 조명을 장착하고 내주면을 통해 빛을 반사하여 페라이트의 하부우측영역(Z7)에 빛을 조사하도록 구비한다.
상기 제3우측촬영부(332)는 제3우측조명부(331)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하여 중심홀을 통해 조명부의 사선 방향에 위치하는 페라이트의 하부우측영역(Z7)을 촬영하도록 구비한다.
상기 제3우측위치부(333)는 제3우측조명부(331)와 제3우측촬영부(332)를 장착하는 소정의 브래킷을 형성하여 중심부가 동축선상에 위치하도록 정렬된 상태로 제3이송모듈(310)의 일측 베이스 상에서 사선 방향으로 고정한다.
상기 하부중앙검사모듈(340)은 제3이송모듈(310)의 하측에서 제3중앙조명부(341) 및 제3중앙촬영부(342)를 수직으로 정렬하여 장착하는 제3중앙위치부(343)를 구비한다.
상기 제3중앙조명부(341)는 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고, 상기 제3이송핸들(311)의 중심부를 향하도록 위치한다. 돔 형상의 내부에는 다수의 조명을 장착하고 내주면을 통해 빛을 반사하여 페라이트의 하부중앙영역(Z8)에 빛을 조사하도록 구비한다.
상기 제3중앙촬영부(342)는 제3중앙조명부(341)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하여 중심홀을 통해 조명부의 연직 상방에 위치하는 페라이트의 하부중앙영역(Z8)을 촬영하도록 구비한다.
상기 제3중앙위치부(343)는 제3중앙조명부(341)와 제3중앙촬영부(342)를 장착하는 소정의 브래킷을 형성하여 중심부가 동축선상에 위치하도록 정렬된 상태로 제3이송모듈(310)의 일측 베이스 상에 수직으로 고정한다.
아울러, 상기 제3중앙위치부(343)와 제3좌측위치부(323) 및 제3우측위치부(333)에는 각각 제6조정수단 내지 제8조정수단(324,334,344)을 장착하여, 페라이트의 규격에 따라서 상기 하부중앙검사모듈(340)과 하부좌측검사모듈(320) 및 하부우측검사모듈(330)에서 상기 제3이송모듈(310) 사이의 거리를 조정하도록 구성한다.
한편, 상기 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)에 탑재하여 페라이트의 영역들을 촬영하는 복수의 촬영부는, 해상도가 20M pixel 이상이고 초당 프레임 수가 6fps 이상으로 이루어지는 에어리어 스캔 카메라로 구성한다.
본 발명에서는 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)에 제1좌,우측촬영부(122,132), 제2중앙,좌,우측촬영부(222,232,242), 제3좌,우,중앙촬영부(322,332,342)를 포함하는 8개의 촬영부를 구비한다. 상기 촬영부는 CMOS 이미지센서를 탑재하는 초고화질 비전 카메라 및 렌즈로 구성하여 50 ~ 100㎛ 크기의 크랙을 식별 가능한 수준의 촬영데이터를 생성하도록 구성한다.
또한, 상기 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)에 탑재하여 페라이트의 영역들을 향해 빛을 조사하는 조명부는, 페라이트와의 거리가 40 ~ 80mm 범위로 위치하여 촬영부가 페라이트 크기의 3배 면적의 시야각(FOV)을 가지도록 구비하여 사각지대를 배제하도록 구성한다.
본 발명에서는 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)에 제1좌,우측조명부(121,131), 제2중앙,좌,우측조명부(221,231,241), 제3좌,우,중앙조명부(321,331,341)를 포함하는 8개의 조명부를 구비한다. 상기 조명부는 돔 형으로 이루어져 조명을 집중 반사하며, 특히 휘도가 50 ~ 150cd/㎡ 범위이고 파장영역이 470nm 이하로 이루어지는 스포트라이트로 구성한다. 이는 파장영역이 긴 광원에 비해 난반사율을 현저히 저하하면서 페라이트의 질감과 미세 크랙을 보다 용이하게 구분 가능하도록 구성하기 위함이다.
상기 제어유닛(400)은 상기 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)에 의해 생성된 페라이트의 각 영역들, 즉 좌측영역(Z1), 우측영역(Z2), 상부중앙영역(Z3), 상부좌측영역(Z4), 상부우측영역(Z5), 하부좌측영역(Z6), 하부우측영역(Z7), 하부중앙영역(Z8)에 대한 촬영데이터를 수신하고 머신 비전 영상처리에 의해 결함을 검출하도록 처리모듈(410)과 제어모듈(420)을 포함하여 구성한다.
상기 처리모듈(410)은 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)으로부터 촬영데이터를 수신하여 영상처리하고 판독데이터를 산출한다. 상기 처리모듈(410)은 매체에 저장된 컴퓨터프로그램으로 구성한다.
상기 처리모듈(410)은 촬영데이터를 소프트웨어적으로 처리하여 명암차를 강조하고 불필요한 잔상은 제거한 후 이진화를 통해 블롭(Blob) 영역의 면적을 산출함으로써 미세 실크랙을 검출하며, 아울러 촬영데이터에서 픽셀 위치에 따라 기울기가 가장 큰 두 지점에 대해 미분함수를 적용하여 경계선을 산출함으로써 가공치수에 대한 정확도를 검출하는 영상처리과정을 수행하도록 구성한다.
특히, 본 발명에서는 상기 처리모듈(410)에 머신 비전 딥러닝 기술을 적용하여 판독데이터를 학습시킴에 따라 분석능력을 실시간 향상하도록 구성한다. 즉, 획득한 촬영데이터를 영상처리하여 판독하는 과정에서 다양한 양상으로 형성되는 미세 실크랙 등에 대한 판독데이터를 학습하여 추후 변별력을 현저히 증대하도록 구성한다.
상기 제어모듈(420)은 처리모듈(410)과 연동하여 판독데이터에 따라 상기 선별유닛(500)을 작동하도록 구비한다. 상기 제어모듈(420)은 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 혹은 컴퓨터 그 자체로 구성하며 상기 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300) 및 후술하게 될 선별유닛(500)과 데이터 송, 수신이 이루어지도록 구성한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 상기 선별유닛(500)은 상기 제3외관검사유닛(300)의 일측에서 페라이트를 이송받고 상기 제어유닛(400)과 연동하여 페라이트를 선별 배출하도록 구성하며 제1배출대 내지 제3배출대(510~530)와, 제1선별핸들(540) 및 제2선별핸들(550)을 포함한다.
상기 제1배출대 내지 제3배출대(510~530)는 제3이송모듈(310)의 일측 하부를 중심으로 각각 서로 다른 경로를 형성하도록 설치하여 양품, 불량품, 보류품 페라이트를 각각 언로딩하도록 구비한다. 제1배출대 내지 제3배출대(510~530)의 후단에는 소정의 적재수단을 구비하여 선별된 페라이트를 수집하도록 구성한다.
상기 제1선별핸들(540)은 제1배출대 내지 제3배출대(510~530)의 중심에서 수평 구비하고 제어모듈(420)과 연동하여 제1배출대(510)를 향해 힌지 작동하도록 구비한다. 즉, 제1선별핸들(540)은 상기 제3외관검사유닛(300)의 제3이송핸들(311)의 가동범위 내에서 연직 직하방에 구비하여 페라이트를 이송받는다.
상기 제1선별핸들(540)의 일측 하부에는 소정의 실린더를 탑재하여 힌지축을 기점으로 제1배출대(510)를 향해 하향 작동한다. 따라서, 상기 제1배출대(510)는 제1선별핸들(540)의 힌지 작동측 하부에서 소정의 경사를 가지는 슈트 형태로 구비함이 바람직하다.
상기 제2선별핸들(550)은 제1선별핸들(540)의 일측 상부에 구비하고 제어모듈(420)과 연동하여 제2배출대(520)를 향해 횡동하도록 구비한다. 즉, 제2선별핸들(550)은 제1선별핸들(540)이 제어모듈(420)에 의해 수평 상태를 유지하는 상태에서 제1선별핸들(540)의 상측에 안치된 페라이트를 제2배출대(520)를 향해 피딩하도록 구성한다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술이 적용된 페라이트 외관 비전 검사시스템의 작동 상태를 살펴보면 다음과 같다. 이하의 설명은 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 들어 설명하는 것이므로 본 발명은 하기 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니며 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 제공될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
본 발명의 페라이트 외관 비전 검사시스템은 통상적으로 형삭유닛 및 세정유닛을 포함하는 페라이트 제조시스템의 후반부에 구축하여 페라이트를 공급받아 검사를 수행하도록 이루어진다. 본 실시 예에서는 자동차용 부품으로 널리 이용되는 페라이트코어 제조시스템에 적용하여 미세 실크랙 등 육안으로 식별할 수 없는 결함을 검출하기 위한 일련의 작동 상태를 설명한다.
본 발명의 페라이트 외관 비전 검사시스템은 페라이트를 로딩하는 제1외관검사유닛(100)과, 제2외관검사유닛(200)과, 제3외관검사유닛(300), 및 선별유닛(500)을 연속적인 동선으로 구비하며 일측에 제어유닛(400)을 탑재하여 시스템 전반을 제어하도록 구성한다.
제어유닛(400)의 처리모듈(410)에는 피검사물인 페라이트의 선별 기준에 대한 데이터를 사전에 입력하여 설정데이터를 생성하며, 더불어 제어모듈(420)을 통해 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)에 탑재된 제1조정수단 내지 제8조정수단(116,216,224,234,244,324,334,344)을 제어하여 해당 페라이트의 검사에 적합하도록 좌측면검사모듈(120), 우측면검사모듈(130), 상부중앙검사모듈(220), 상부좌측검사모듈(230), 상부우측검사모듈(240), 하부중앙검사모듈(340), 하부좌측검사모듈(320), 하부우측검사모듈(330)의 위치를 설정한다.
컨베이어를 통해 제1외관검사유닛(100)의 제1이송모듈(110)에 페라이트가 로딩된다. 제1좌측거치대(111)와 제1우측거치대(112)에 페라이트의 좌, 우측 저면이 거치되고 제1이송핸들(115)이 전진하여 제1좌측승강대(113) 및 제1우측승강대(114) 상에 페라이트를 위치시킨다.
상기 제1좌측승강대(113) 및 제1우측승강대(114)는 제어유닛(400)과 연동하여 제1좌측조명부(121) 및 제1우측조명부(131)의 사이에서 중심부 상에 페라이트가 위치하도록 높이를 조절한다. 상기 제어유닛(400)에 의해 페라이트와 제1좌측조명부(121) 및 제1우측조명부(131) 사이의 거리는 40 ~ 80mm 범위로 위치하게 되며 촬영부는 약 180파이의 시야각을 확보한다.
상기 제1좌측조명부(121) 및 제1우측조명부(131)는 휘도가 50 ~ 150cd/㎡ 범위이고 파장영역이 470nm 이하인 청색톤의 빛을 페라이트의 좌측영역(Z1)과 우측영역(Z2)에 조사한다.
상기 제1좌측촬영부(122) 및 제1우측촬영부(132)는 20M pixel의 해상도에서 초당 6fps로 도 12에 도시한 바와 같이 페라이트의 좌측영역(Z1)과 우측영역(Z2)을 촬영하여 촬영데이터를 생성하고, 제어유닛(400)에 전송한다.
제1외관검사유닛(100)에서 페라이트의 좌측영역(Z1) 및 우측영역(Z2)에 대한 촬영데이터 생성이 완료되면 제1이송핸들(115)이 전진하여 페라이트를 제2외관검사유닛(200)의 제2이송모듈(210)로 로딩한다.
제2외관검사유닛(200)은 제1외관검사유닛(100)과 그 동선이 직교하도록 구비되므로 제2좌측거치대(211)와 제2우측거치대(212)에 페라이트의 전, 후측 저면이 거치된다. 제2이송핸들(215)이 전진하여 제2중앙조명부(221)의 연직 하방에 페라이트를 위치시킨다.
상기 제어유닛(400)에 의해 페라이트와 제2중앙조명부(221) 사이의 거리는 40 ~ 80mm 범위로 위치하게 되며, 휘도가 50 ~ 150cd/㎡ 범위이고 파장영역이 470nm 이하인 청색톤의 빛을 페라이트의 상부중앙영역(Z3)에 조사한다.
상기 제2중앙촬영부(222)는 20M pixel의 해상도에서 초당 6fps로 도 13에 도시한 바와 같이 페라이트의 상부중앙영역(Z3)을 촬영하여 촬영데이터를 생성하고, 제어유닛(400)에 전송한다.
페라이트의 상부중앙영역(Z3)에 대한 촬영데이터가 생성되면 제2이송핸들(215)이 전진하여 제2좌측승강대(213) 및 제2우측승강대(214) 상에 페라이트를 위치시킨다.
상기 제2좌측승강대(213) 및 제2우측승강대(214)는 제어유닛(400)과 연동하여 제2좌측조명부(231) 및 제2우측조명부(241)의 사이에서 중심부 상에 페라이트가 위치하도록 높이를 조절한다. 상기 제어유닛(400)에 의해 페라이트와 제2좌측조명부(231) 및 제2우측조명부(241) 사이의 사선 방향 거리는 40 ~ 80mm 범위로 위치하게 된다.
상기 제2좌측조명부(231) 및 제2우측조명부(241)는 휘도가 50 ~ 150cd/㎡ 범위이고 파장영역이 470nm 이하인 청색톤의 빛을 페라이트의 상부좌측영역(Z4)과 상부우측영역(Z5)에 조사한다.
상기 제2좌측촬영부(232) 및 제2우측촬영부(242)는 20M pixel의 해상도에서 초당 6fps로 도 13에 도시한 바와 같이 페라이트의 상부좌측영역(Z4)과 상부우측영역(Z5)을 촬영하여 촬영데이터를 생성하고, 제어유닛(400)에 전송한다.
제2외관검사유닛(200)에서 페라이트의 상부중앙영역(Z3)과 상부좌측영역(Z4) 및 우측영역(Z2)에 대한 촬영데이터 생성이 완료되면 제2이송핸들(215)이 전진하여 페라이트가 제3외관검사유닛(300)의 제3이송모듈(310)을 향해 위치하도록 이송한다.
제3외관검사유닛(300)은 제3이송핸들(311)을 후진하여 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)로부터 페라이트를 픽업하고, 제3이송핸들(311)을 전진하여 제3좌측조명부(321) 및 제3우측조명부(331)의 사이에서 중심부 상측에 페라이트를 위치시킨다.
상기 제어유닛(400)에 의해 페라이트와 제3좌측조명부(321) 및 제3우측조명부(331) 사이의 사선 방향 거리는 40 ~ 80mm 범위로 위치하게 되며, 휘도가 50 ~ 150cd/㎡ 범위이고 파장영역이 470nm 이하인 청색톤의 빛을 페라이트의 하부좌측영역(Z6)과 하부우측영역(Z7)에 조사한다.
상기 제3좌측촬영부(322) 및 제3우측촬영부(332)는 20M pixel의 해상도에서 초당 6fps로 도 14에 도시한 바와 같이 페라이트의 하부좌측영역(Z6)과 하부우측영역(Z7)을 촬영하여 촬영데이터를 생성하고, 제어유닛(400)에 전송한다.
페라이트의 하부좌측영역(Z6) 및 하부우측영역(Z7)에 대한 촬영데이터가 생성되면 제3이송핸들(311)이 전진하여 제3거치대(312) 상에 페라이트를 임시로 거치한다. 공정의 효율을 위해 제3이송핸들(311)은 복수로 구비하므로 앞서 페라이트를 하부중앙검사모듈(340)로 픽업 이송중인 제3이송핸들(311)의 복귀를 대기한다.
제3이송핸들(311)이 제3거치대(312)로부터 페라이트를 픽업, 전진하여 제3중앙조명부(341)의 연직 상방에 페라이트를 위치시킨다.
상기 제어유닛(400)에 의해 페라이트와 제3중앙조명부(341) 사이의 거리는 40 ~ 80mm 범위로 위치하게 되며, 휘도가 50 ~ 150cd/㎡ 범위이고 파장영역이 470nm 이하인 청색톤의 빛을 페라이트의 하부중앙영역(Z8)에 조사한다.
상기 제3중앙촬영부(342)는 20M pixel의 해상도에서 초당 6fps로 도 14에 도시한 바와 같이 페라이트의 하부중앙영역(Z8)을 촬영하여 촬영데이터를 생성하고, 제어유닛(400)에 전송한다.
페라이트의 하부중앙영역(Z8)에 대한 촬영데이터가 생성되면 제어유닛(400)의 처리모듈(410)은 머신 비전 영상처리에 의해 각 영역에 대한 촬영데이터를 분석하여 50 ~ 100㎛ 크기의 크랙을 식별하고 판독데이터를 산출한다. 아울러, 머신 비전 딥러닝 기술을 적용하여 판독데이터를 학습시킴에 따라 분석능력을 향상하여 처리시간을 단축하고 변별력을 증대하여 실시간 검증이 가능하도록 한다.
판독데이터는 기입력된 설정데이터와 비교하여 선별 기준에 따라 양품, 불량품, 또는 이상이 있으나 기준치에는 미치지 못하는 보류품으로 구분하고, 제어모듈(420)은 판독데이터에 따라서 제2외관검사유닛(200)의 제3이송핸들(311), 또는 선별유닛(500)의 제1선별핸들(540) 및 제2선별핸들(550)의 동작을 제어한다.
선별유닛(500)에는 제1선별핸들(540) 및 제2선별핸들(550)을 중심으로 각 측에 제1배출대 내지 제3배출대(510~530)를 구비하여 양품, 불량품, 보류품 페라이트를 각각 배출한다.
상기 제1선별핸들(540)이 제어유닛(400)에 의해 힌지 작동하여 경사지게 구비되면 페라이트는 제1배출대(510)를 향해 배출된다. 또는 제2선별핸들(550)이 제어유닛(400)에 의해 전진 작동하면 페라이트는 제2배출대(520)를 향해 배출된다. 제1선별핸들(540) 및 제2선별핸들(550)의 미작동시 상기 제3이송핸들(311)은 제3배출대(530)로 페라이트를 로딩하여 배출시킨다.
상기와 같이 선별되어 제1배출대 내지 제3배출대(510~530)를 통해 배출되는 페라이트는 적재수단에 언로딩되는바, 본 발명의 검사시스템 내부에 소정의 자율주행대차를 운행하여 이송하도록 구현함으로써 본 시스템과 함께 페라이트의 외관 검사 및 물류 작업 전반의 전자동 무인화를 실현할 수 있을 것이다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 페라이트 외관 비전 검사시스템은 페라이트 제조시스템에 적용하여 페라이트에 생성된 미세 실크랙 등의 결함을 효과적으로 검출하는 검사시스템을 제공한다.
즉, 본 발명은 곡면이나 모서리 등이 형성된 입체적 형태의 페라이트의 각 영역에 대한 정확한 외관 검사를 구현하도록 검사시스템 내 8개소에 검사모듈을 탑재하여 좌측영역(Z1), 우측영역(Z2), 상부중앙영역(Z3), 상부좌측영역(Z4), 상부우측영역(Z5), 하부좌측영역(Z6), 하부우측영역(Z7), 하부중앙영역(Z8)에 대한 검사를 자동화하여 실시하도록 구성함으로써 검출 오류를 최소화하고 검사정확도를 현저히 향상할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 2D 에어리어 스캔 카메라를 적용하는 검사모듈을 구성하여 저비용으로 고사양의 시스템을 구축할 수 있으며, 특히 처리모듈(410)에 의한 소프트웨어 영상처리 및 머신 비전 딥러닝 기술을 적용하여 분석능력을 현저히 향상하고 피검사물인 페라이트의 종류에 따라서 상이한 규격 및 형상에 따른 시스템의 위치설정 및 검사기준을 보다 정밀하게 반영할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래 육안 검사 방식 또는 라인 스캐너 카메라를 이용한 이미지 검사 방식에 비해 작업품질 및 신뢰도를 현저히 증대하고, 전 작업의 자동화를 통해 페라이트 외관 검사 작업 전반의 생산성, 효율성을 증대할 수 있는 등의 다양한 이점이 있으므로 산업상 이용 가능성이 매우 클 것으로 기대된다.
100: 제1외관검사유닛 110: 제1이송모듈
120: 좌측면검사모듈 130: 우측면검사모듈
200: 제2외관검사유닛 210: 제2이송모듈
220: 상부중앙검사모듈 230: 상부좌측검사모듈
240: 상부우측검사모듈 300: 제3외관검사유닛
310: 제3이송모듈 320: 하부좌측검사모듈
330: 하부우측검사모듈 340: 하부중앙검사모듈
400: 제어유닛 410: 처리모듈
420: 제어모듈 500: 선별유닛
510~530: 제1배출대~제3배출대 540: 제1선별핸들
550: 제2선별핸들

Claims (11)

  1. 페라이트를 로딩하고 좌측영역(Z1)과 우측영역(Z2)의 촬영데이터를 생성하는 제1외관검사유닛(100)과, 제1외관검사유닛(100)의 일측에서 페라이트를 이송받고 상부중앙영역(Z3)과 상부좌측영역(Z4)과 상부우측영역(Z5)의 촬영데이터를 생성하는 제2외관검사유닛(200)과, 제2외관검사유닛(200)의 일측에서 페라이트를 이송받고 하부좌측영역(Z6)과 하부우측영역(Z7)과 하부중앙영역(Z8)의 촬영데이터를 생성하는 제3외관검사유닛(300)과, 상기 영역들에 대한 촬영데이터를 수신하고 머신 비전 영상처리에 의해 결함을 검출하는 제어유닛(400)과, 제3외관검사유닛(300)의 일측에서 페라이트를 이송받고 제어유닛(400)과 연동하여 페라이트를 선별 배출하는 선별유닛(500)을 포함하는 페라이트 외관 비전 검사시스템에 있어서,
    상기 제1외관검사유닛(100)은,
    페라이트를 일렬로 로딩하여 이송하는 제1이송모듈(110)과,
    제1이송모듈(110)의 좌측에서 제1좌측조명부(121) 및 제1좌측촬영부(122)를 수평으로 정렬하여 장착하는 제1좌측위치부(123)를 구비하는 좌측면검사모듈(120)과,
    제1이송모듈(110)의 우측에서 좌측면검사모듈(120)에 대향하도록 제1우측조명부(131) 및 제1우측촬영부(132)를 수평으로 정렬하여 장착하는 제1우측위치부(133)를 구비하는 우측면검사모듈(130)을 포함하고,
    상기 제1좌측조명부(121) 및 제1우측조명부(131)는, 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고,
    상기 제1좌측촬영부(122) 및 제1우측촬영부(132)는, 상기 제1좌측조명부(121) 및 제1우측조명부(131)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1이송모듈(110)은,
    페라이트의 이송방향에 평행하는 2열로 설치하는 제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112)와,
    제1좌측조명부(121) 및 제1우측조명부(131)의 사이에서 제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112) 상에 장착하는 제1좌측승강대(113) 및 제1우측승강대(114)와,
    제1좌측거치대(111) 및 제1우측거치대(112)의 상측에서 페라이트를 한 단위씩 피딩하는 복수의 제1이송핸들(115)을 포함하고,
    상기 제1이송모듈(110)의 일측에는 제1조정수단(116)을 장착하여, 상기 제1좌측거치대(111) 제1좌측승강대(113) 좌측면검사모듈(120) 일체와, 상기 제1우측거치대(112) 제1우측승강대(114) 우측면검사모듈(130) 일체 사이의 거리를 조정하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2외관검사유닛(200)은,
    제1외관검사유닛(100)을 거친 페라이트를 일렬로 로딩하여 이송하는 제2이송모듈(210);
    제2이송모듈(210)의 상측에서 제2중앙조명부(221) 및 제2중앙촬영부(222)를 수직으로 정렬하여 장착하는 제2중앙위치부(223)를 구비하는 상부중앙검사모듈(220);
    제2이송모듈(210)의 상부 좌측에서 제2좌측조명부(231) 및 제2좌측촬영부(232)를 사선 방향으로 정렬하여 장착하는 제2좌측위치부(233)를 구비하는 상부좌측검사모듈(230); 및
    제2이송모듈(210)의 상부 우측에서 상부좌측검사모듈(230)에 대칭하도록 제2우측조명부(241) 및 제2우측촬영부(242)를 사선 방향으로 정렬하여 장착하는 제2우측위치부(243)를 구비하는 상부우측검사모듈(240);을 포함하고,
    상기 제2중앙조명부(221)와 제2좌측조명부(231) 및 제2우측조명부(241)는, 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고,
    상기 제2중앙촬영부(222)와 제2좌측촬영부(232) 및 제2우측촬영부(242)는, 상기 제2중앙조명부(221)와 제2좌측조명부(231) 및 제2우측조명부(241)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2이송모듈(210)은,
    페라이트의 이송방향에 평행하는 2열로 설치하는 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)와,
    제2좌측조명부(231) 및 제2우측조명부(241)의 사이에서 제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212) 상에 장착하는 제2좌측승강대(213) 및 제2우측승강대(214)와,
    제2좌측거치대(211) 및 제2우측거치대(212)의 일측에서 페라이트를 한 단위씩 피딩하는 제2이송핸들(215)을 포함하고,
    상기 제2이송모듈(210)의 일측에는 제2조정수단(216)을 장착하여, 상기 제2좌측거치대(211) 및 제2좌측승강대(213)와, 상기 제2우측거치대(212) 및 제2우측승강대(214) 사이의 거리를 조정하고,
    상기 제2중앙위치부(223)와 제2좌측위치부(233) 및 제2우측위치부(243)에는 각각 제3조정수단 내지 제5조정수단(224,234,244)을 장착하여, 상기 상부중앙검사모듈(220)과 상부좌측검사모듈(230) 및 상부우측검사모듈(240)에서 상기 제2이송모듈(210) 사이의 거리를 조정하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3외관검사유닛(300)은,
    제2외관검사유닛(200)을 거친 페라이트를 한 단위씩 픽업하여 이송하는 제3이송모듈(310);
    제3이송모듈(310)의 하부 좌측에서 제3좌측조명부(321) 및 제3좌측촬영부(322)를 사선 방향으로 정렬하여 장착하는 제3좌측위치부(323)를 구비하는 하부좌측검사모듈(320);
    제3이송모듈(310)의 하부 우측에서 하부좌측검사모듈(320)에 대칭하도록 제3우측조명부(331) 및 제3우측촬영부(332)를 사선 방향으로 정렬하여 장착하는 제3우측위치부(333)를 구비하는 하부우측검사모듈(330); 및
    제3이송모듈(310)의 하측에서 제3중앙조명부(341) 및 제3중앙촬영부(342)를 수직으로 정렬하여 장착하는 제3중앙위치부(343)를 구비하는 하부중앙검사모듈(340);을 포함하고,
    상기 제3좌측조명부(321)와 제3우측조명부(331) 및 제3중앙조명부(341)는, 후방 정점에 중심홀을 형성하는 돔 형상으로 구비하고,
    상기 제3좌측촬영부(322)와 제3우측촬영부(332) 및 제3중앙촬영부(342)는, 상기 제3좌측조명부(321)와 제3우측조명부(331) 및 제3중앙조명부(341)의 후방에서 중심홀을 향하도록 렌즈를 위치하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제3이송모듈(310)은,
    페라이트를 한 단위씩 픽업하는 복수의 제3이송핸들(311)과,
    제3이송핸들(311)의 사이에서 페라이트를 임시로 로딩하는 제3거치대(312)를 포함하고,
    상기 제3중앙위치부(343)와 제3좌측위치부(323) 및 제3우측위치부(333)에는 각각 제6조정수단 내지 제8조정수단(324,334,344)을 장착하여, 상기 하부중앙검사모듈(340)과 하부좌측검사모듈(320) 및 하부우측검사모듈(330)에서 상기 제3이송모듈(310) 사이의 거리를 조정하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)에 탑재하여 페라이트의 영역들을 촬영하는 촬영부는, 해상도가 20M pixel 이상이고 초당 프레임 수가 6fps 이상으로 이루어지는 에어리어 스캔 카메라인 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)에 탑재하여 페라이트의 영역들을 향해 빛을 조사하는 조명부는,
    페라이트와의 거리가 40 ~ 80mm 범위로 위치하여 촬영부가 페라이트 크기의 3배 면적의 시야각을 가지도록 구비하고,
    휘도가 50 ~ 150cd/㎡ 범위이고 파장영역이 470nm 이하로 이루어지는 스포트라이트인 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어유닛(400)은,
    제1외관검사유닛 내지 제3외관검사유닛(100~300)으로부터 촬영데이터를 수신하여 영상처리하고 판독데이터를 산출하는 처리모듈(410); 및
    처리모듈(410)과 연동하여 판독데이터에 따라 상기 선별유닛(500)을 작동하는 제어모듈(420);을 포함하고,
    상기 처리모듈(410)에는 머신 비전 딥러닝 기술을 적용하여 판독데이터를 학습시킴에 따라 분석능력을 실시간 향상하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 선별유닛(500)은,
    제3이송모듈(310)의 일측 하부를 중심으로 각각 서로 다른 경로를 형성하도록 설치하여 양품, 불량품, 보류품 페라이트를 각각 언로딩하는 제1배출대 내지 제3배출대(510~530);
    제1배출대 내지 제3배출대(510~530)의 중심에서 수평 구비하고 제어모듈(420)과 연동하여 제1배출대(510)를 향해 힌지 작동하는 제1선별핸들(540); 및
    제1선별핸들(540)의 일측 상부에 구비하고 제어모듈(420)과 연동하여 제2배출대(520)를 향해 횡동하는 제2선별핸들(550);을 포함하는 것을 특징으로 하는 페라이트 외관 비전 검사시스템.
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