(19)대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)

(51) 。Int. Cl.
G01B 11/24 (2006.01)
(45) 공고일자
(11) 등록번호
(24) 등록일자
2007년05월28일
10-0721878
2007년05월18일
(21) 출원번호 10-2004-0011864 (65) 공개번호 10-2005-0083361
(22) 출원일자 2004년02월23일 (43) 공개일자 2005년08월26일
심사청구일자 2004년02월23일
(73) 특허권자 (주) 나인원
경상북도 경산시 대동 214-1 산학협동기술원
(72) 발명자 정원교
대구 수성구 황금1동 우방1차아파트 6동407호
신정훈
경상북도안동시송현동273-1번지
김태호
대구광역시동구효목2동태왕메트로시티118동910호
예종락
경상북도 영천시 북안면 내포리 33번지
(74) 대리인 최경수
(56) 선행기술조사문헌
JP01105137 A
JP10332602 A
JP63273031 A
JP05322526 A
JP62095407 A
심사관 : 이병결
전체 청구항 수 : 총 3 항
(54) 기계소재부품의 검사선별장치
(57) 요약
본 발명은 단일의 광학카메라 및 다수의 오목거울을 사용한 기계소재부품의 검사선별장치에 관한 것으로서, 급송되는 기
계소재부품의 광학적 촬상이미지를 얻어 검사 및 선별하기 위한 기계소재부품의 검사선별장치에 있어서; 단일의 광학검사
용카메라(CM)와 상기 광학검사용카메라(CM)와 촬영선상에서 분할된 다수의 반사화상용오목렌즈(M1,M2)를 구비하고,
검사대상체(I)가 상기 광학검사용카메라(CM)와 반사화상용오목렌즈(M1,M2) 사이를 급송되면서, 상기 광학검사용카메라
(CM)는 상기 검사대상체(I)의 정면측의 실화상(G1)과, 반사화상용오목렌즈(M1,M2)에 의하여 형성된 검사대상체(I)의 배
면 측의 다른 각도에서의 분할된 반사허상(G2,G3)을 동시에 촬상하여, 분할된 다수의 검사화면(S)을 얻어 기준화상과의
비교로서 감사대상체(I)의 전면검사를 수행하는 것을 특징으로 하여,
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일 단면의 광학식검사방법이나 장치, 또는 육안에 의한 검사장치에 비하여 전수검사가 자동적으로 가능하게 구성할 수 있
게 됨으로서 그 구성 또한 극히 간단하게 구현이 가능함으로서 생산성이 대폭 향상되고 검사의 정밀도 또한 제고되는 등의
유용성을 가진다.
대표도
도 2
특허청구의 범위
청구항 1.
급송되는 기계소재부품을 광학적 촬상이미지를 얻어 검사 및 선별하기 위한 단일의 광학카메라를 사용한 단일의 광학카메
라 및 다수의 오목거울을 사용하여 수행되는 기계소재부품의 검사선별장치에 있어서, 상기 검사선별장치는;
단일의 광학검사용카메라(CM)와, 상기 단일의 광학검사용카메라(CM)와 촬영선상에서 분할된 다수의 반사화상용오목렌
즈(M1,M2)를 구비하고,
검사대상체(I)가 상기 광학검사용카메라(CM)와 반사화상용오목렌즈(M1,M2) 사이를 급송됨으로서,
상기 광학검사용카메라(CM)는 상기 검사대상체(I)의 정면측의 실화상(G1)과,
반사화상용오목렌즈(M1,M2)에 의하여 형성된 검사대상체(I)의 배면 측의 다른 각도에서의 분할된 반사허상(G2,G3)를
동시에 촬상하여, 분할된 다수의 검사화면(S)을 얻어 기준화상과의 비교로서 감사대상체(I)의 전면검사를 수행하는 것을
장치인 것을 특징으로 하는 기계소재부품의 검사선별장치.
청구항 2.
제 1 항에 있어서,
상기 급송되는 검사대상체(I)는,
축중심(C)을 중심으로 하여 공전구동하고, 외방원주에 검사대상체(I)가 인입되어 고정되는 급송홈(16)으로 피더(50)에 의
하여 공급되는 연속적인 검사대상체(I)를 수용하여 상기 광학검사용카메라(CM)와 반사화상용오목렌즈(M1,M2)가 형성하
는 검사위치 사이를 급송되는 급송캐로우젤(10)에 의하여 급송이 수행되는 것을 특징으로 하는 기계소재부품의 검사선별
장치.
청구항 3.
급송되는 기계소재부품을 광학적 촬상이미지를 얻어 검사 및 선별하기 위한 단일의 광학카메라를 사용한 단일의 광학카메
라 및 다수의 오목거울을 사용하여 수행되는 기계소재부품의 검사선별장치에 있어서, 상기 검사선별장치(IS)는;
강고한 프레임(1) 상에서 교류형 기어드모우터(M)에 의하여 회동구동하는 디스크형성의 급송캐로우젤(10)의 하방 단차
(10')에 형성되고 다양한 직경과 형상의 급송홈(16)을 삽입홈으로서 등간격으로 가지는 급송링부(11),
상기 급송캐로우젤(10)의 급송링부(11)로 검사대상체(I)를 연속적으로 공급하는 피더(50),
상기 검사선별에 의하여 배출기구에 의하여 양품을 배출하는 양품배출슈트(200)와 불량품을 배출하는 불량품배출슈트
(100);
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상기 급송캐로우젤(10)의 내방 측의 다수개의 분할된 화상을 형성하기 위한 반사화상용오목렌즈(M1,M2),
상기 급송캐로우젤(10)의 외방의 상기 반사화상용오목렌즈(M1,M2)에 대응하는 검사위치(P)에사 직선상에 배설되는 광
학검사용카메라(CM)를 구비하여;
상기 광학검사용카메라(CM)는 상기 검사대상체(I)의 정면측 실상과 배면측 다수의 허상을 동시에 촬상하게 구성한 것을
특징으로 하는 기계소재부품의 검사선별장치.
명세서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 단일의 광학카메라를 사용한 단일의 광학카메라 및 다수의 오목거울을 사용하여 수행되는 기계소재부품의 검사
선별장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 각종의 기계소재부품을 광학적으로 검사, 특히 전면검사에 적합한 장치의 제공
에 관한 것이다.
볼트, 리벳, 단부에 피니언을 장착한 일체형 샤프트 등 길이가 비교적 짧고 치형이나 두부(head)의 형상적인 정형성이 요
구되는 다양한 종류의 기계소재부품이 선박, 비행기, 자동차 등의 구조물을 구성하는 중요한 조립의존형 부품으로 널리 사
용되고 있다.
이러한 기계소재부품은 대부분 안전도의 제고를 위하여 전수검사를 수행하여 검사하게 되고, 종래에도 다양한 구성과 원
리의 자동검사장치가 널리 안출되어 있다.
그러나, 선원 구성의 다양한 종류의 검사선별장치가 안출되어 있지만 대부분 기계적인 이송에 따른 기계부품소재를 육안
검사, 단일화상검사, 통전검사 등의 방법으로 검사 및 선별이 이루어진 관계로 생산성을 제고하기 어려운 문제점이 있었
다.
또한, 광학방식을 채용한 검사선별장치에서 대부분 이송되는 부품의 일 측면만을 검사하게 됨으로서 수회 반복하여 검사
하여야 하고 검사 및 선별이 정밀도가 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치는 검사 및 선별에서 자동적으로 프로그래밍된 광학적인 검사용의 표준이미지와,
실제로 투영된 광학적 이미지의 화상간의 차이점을 자동적으로 검사, 선별하는 장치에 적합한 구성의 단일의 광학카메라
를 사용한 단일의 광학카메라 및 다수의 오목거울을 사용하여 수행되는 기계소재부품의 검사선별장치를 제공하는 것을 목
적으로 한다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
상기하는 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 기계소재부품의 광학식 검사선별방법은; 급송되는 기계소재부품을 광
학적 촬상이미지를 얻어 검사 및 선별하기 위한 단일의 광학카메라를 사용한 단일의 광학카메라 및 다수의 오목거울을 사
용한 기계부품의 전면 검사선별방법 및 그 장치에 있어서;
단일의 광학검사용카메라와 상기 광학검사용카메라와 촬영선상에서 분할된 다수의 반사화상용오목렌즈를 구비하고,
검사대상체가 상기 광학검사용카메라와 반사화상용오목렌즈 사이를 급송되면서,
상기 광학검사용카메라는 상기 검사대상체의 정면측의 실화상과,
반사화상용오목렌즈에 의하여 형성된 검사대상체의 배면 측의 다른 각도에서의 분할된 반사허상를 동시에 촬상하여,
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분할된 다수의 검사화면을 얻어 기준화상과의 비교로서 검사대상 소재부품의 검사를 수행하는 검사선별장치인 것을 특징
으로 한다.
또한 구체적인 검사선별장치로서는; 급송되는 기계소재부품을 광학적 촬상이미지를 얻어 검사 및 선별하기 위한 단일의
광학카메라를 사용한 단일의 광학카메라 및 다수의 오목거울을 사용하여 수행되는 기계소재부품의 검사선별장치에 있어
서, 상기 검사선별장치는;
강고한 프레임 상에서 교류형 기어드모우터에 의하여 회동구동하는 디스크형성의 급송캐로우젤의 하방 단차에 형성된 급
송홈을 삽입홈으로서 등간격으로 가지는 급송링부,
상기 급송캐로우젤의 급송링부로 검사대상체를 연속적으로 공급하는 피더,
상기 검사선별에 의하여 배출기구에 의하여 양품을 배출하는 양품배출슈트와 불량품을 배출하는 불량품배출슈트를 포함
하고,
상기 급송캐로우젤의 내방측에는 다수개의 분할된 화상을 형성하기 위한 반사화상용오목렌즈와, 상기 급송캐로우젤의 외
방의 광학검사용카메라를 검사위치(P)에서 직선 상으로 배설하여 상기 광학검사용카메라는 상기 검사대상체의 정면측 실
상과 배면 측의 다수의 허상을 동시에 촬상하게 구성한 것을 특징으로 한다.
발명의 구성
이하의 부수된 도면과 함께 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치의 바람직한 구성을 도시하는 정면도, 도 2 는 본 발명의 기계소재부품의
검사선별장치의 바람직한 구성인 도 1 의 구성의 측면도, 도 3 은 도 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치를 설명하는
평면도, 도 4 는 도 3 의 부분확대설명도, 도 5 은 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치를 설명하는 화상이미지의 설명
도이다.
삭제
도 1 내지 2 에 도시되는 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치에 적용되는 기본적인 원리를 도 3 내지 4 와 함께 설명
한다.
본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치에 적용되는 검사 및 선별방법의 원리를 설명한다.
본 발명의 추구하는 기계소재부품의 전면을 검사하기 위하여, 본 발명의 기계소재부품의 광학식 검사선별방법은 도 3 내
지 4 에 도시하는 바와 같이,
프레임(1) 상에 장착되고 공전을 동시에 수행하는 급송캐로우젤(10:feeding carousel)이 축중심(C)을 중심으로 하여 교류
형 기어드모우터(M) 등에 의하여 회동구동함으로서 공전 가능하게 고정된다.
프레임(1)의 상기하는 급송캐로우젤(10)의 내방 측에는 검사위치(P)에서 일렬로 배설되는 1쌍 이상의 반사화상용오목렌
즈(M1,M2)가 직립하는 반사경으로 고정설치되고, 반사화상용오목렌즈(M1,M2)가 형성하는 측정선(L)에 대하여 급송캐
로우젤(10)의 외방에는 단일의 광학검사용카메라(CM)가 설치된다. 또한, BL 은 이러한 광학적인 배치에 부가하여 광원을
제공하기 위한 광원체(Back Light Unit)로서 다양한 종류의 것이 광원체로서 적용이 가능하다.
광학검사용카메라(CM)는 통상적인 화상을 촬영하는 다영한 해상도의 광학적인 카메라가 사용될 수 있다.
급송캐로우젤(10)은 피더(50)에 의하여 공급되는 기계소재부품인 검사대상체(I)를 수용하는 다수의 삽입부를 원주외방향
으로 가지고, 또한 스테핑모우터 등의 구동수단으로서 공전되면서 검사대상체(I)를 회전 급송함으로서 광학검사용카메라
(CM)와 반사화상용오목렌즈(M1,M2)의 중앙부 측으로 검사대상체(I)를 급송하게 된다.
급송캐로우젤(10)은 도 4 에 도시하는 바와 같이,
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하방으로 외방원주에 검사대상체(I)가 인입되어 고정되는 급송홈(16)이 개략 U 형상으로 함입한 삽입홈으로서 등간격으
로 배설된 급송링부(11)가 장착되어 있다. 즉, 급송홈(16)은 개략 "U" 형의 개방단부를 가짐으로서 슬라이드방식등으로 피
더(50)에 의하여 급송되는 검사대상체(I)를 하나씩 인입시켜 삽입하여 가지게 된다.
이러한 구성으로서의 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치에 채용되는 검사 및 선별방법은,
피더(30)에 의하여 급송캐로우젤(10)로 투입되는 검사대상체(I)가 급송캐로우젤(10)에 고정되어 축중심(C)을 중심으로 하
여 회전하면서 광학검사용카메라(CM)가 설치되고 반사화상용오목렌즈(M1,M2)가 배설된 검사위치(P)에 이르게 되면 전
기적인 신호조작에 의하여 광학검사용카메라(CM)는 중앙의 검사대상체(I)의 실화상(G1)과,
반사화상용오목렌즈(M1,M2)에 의하여 형성된 검사대상체(I)의 후면의 다른 각도에서의 반사허상(G2,G3)를 동시에 촬상
하여 검사화면(IM)으로 수용하게 된다.
이 3 개(필요한 경우 반사화상용오목렌즈(M1,M2 . .)의 수를 증대함으로서 화상의 수는 증대될 수 있다.)의 촬상이미지
(G1,G2,G3)와 도시하지 아니하는 제어 및 판별장치에서 이미 기준으로 설정된 표준 검사대상체(I)의 화상과 프로그램적
으로 비교하여 검사대상체(I)인 기계소재부품의 양부를 판단하여 불량의 경우 이를 급송캐로우젤(10)로부터 피탈시켜 배
출하는 통상적인 구성을 가진다.
이러한 광학적검사방법의 로직과 프로그램은 당해 업계에 이미 널리 알려진 것으로서 본 발명에서는 상세히 설명하지 아
니하고 그러한 로직들은 본 발명의 권리범위에 포함되지 아니한다.
따라서, 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치는 단일의 광학검사용카메라(CM) 및 반사화상용오목렌즈(M1,M2)를 구
비하고 이 광학검사용카메라(CM)와 반사화상용오목렌즈(M1,M2) 사이를 공전하는 급송캐로우젤(10)이 검사대상체(I)를
급송하면서 검사대상체(I)의 외방전면을 분할된 다수의 화상을 동시에 촬상하여 얻게 됨으로서 전면검사가 가능하게 되는
것이다.
이하에서는 상기하는 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치(IS)를 도 1 내지 2 과 함께 예시적인 구성으로서 설명하나,
광학검사용카메라(CM)와 반사화상용오목렌즈(M1,M2) 사이를 급송하는 검사대상체(I)의 급송수단을 가지는 것이라면 본
발명에 예시적으로 개시된 구성이외에 다양한 구성이 구현가능함은 물론이다.
검사선별장치(IS)는 강고한 프레임(1)에 직립하는 개략 단면 "ㄷ" 형상의 축프레임(2)을 가지고, 축프레임의 중심 상방에
는 급송구동원인 교류형 기어드모우터(Geared motor:M)가 샤프트(S)가 하방으로 향하도록 고정,장착된다.
교류형 기어드모우터(M)의 샤프트축(S)의 단부에는 회전하는 디스크형상의 부재인 회동프레임(20)이 고정되며 회동프레
임(20)의 하방으로는 이격되어 역시 샤프트축(S)에 연장된 축에 급송캐로우젤(10)이 축중심이 일치하여 장착된다.
급송캐로우젤(10)은 도시하는 바와 같이 하방으로 단차(10')가 형성된 디스크형상의 부재이고 외방원주에는 검사대상체
(I)가 인입되어 고정되는 급송홈(16)이 개략 U 형상으로 함입한 삽입홈으로서 등간격으로 배설된 급송링부(11)가 장착되
어 있다.
급송홈(16)은 도 2 에 도시되는 바와 같이 개략 U 형의 개방단부를 가짐으로서 슬라이드방식등으로 피더(50)에 의하여 급
송되는 검사대상체(I)를 하나씩 인입시켜 삽입하여 가지게 된다.
또한, 상기에서 바람직하게는 급송링부(11)는 급송캐로우잴(10)의 외주연에서 볼트 등으로 탈착이 가능하게 하는 것이 좋
다.
이것은 급송링부(11)를 급송캐로우젤(10)에 대하여 탈착이 가능하게 하고, 급송링부(11)에 형성된 급송홈(16)의 크기 및
형상을 다르게 함으로서 공급, 다양한 직경 또는 형상이 기계부품에도 적용이 가능하게 할 수 있는 것이다. 즉, 서로 직경
이나 형상이 다른 볼트 및 리벳에 맞추어 단순하게 급송링부(11)를 교체함으로서 다양한 종류의 기계부품으로의 적용이
가능하게 되는 것이다.
급송캐로우젤(10)의 내방에는 상술한 바와 같이,
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검사위치(P)에서 일렬로 배설되는 1쌍 이상의 반사화상용오목렌즈(M1,M2)가 직립하는 반사경으로 고정설치되고, 반사
화상용오목렌즈(M1,M2)가 형성하는 측정선(L)에 대하여 급송캐로우젤(10)의 외방에는 단일의 광학검사용카메라(CM)가
설치된다.
상기하는 구성으로서 검사선별장치(IS)는 광학검사용카메라(CM)와 다수의 반사화상용오목렌즈(M1,M2) 사이를 검사대
상체(I)를 공전급송하면서 검사위치(P)에서 검사대상체(I)의 전면화상을 분할한 실상과 허상으로 동시에 촬상이 가능함으
로서 전면검사가 가능하게 된다.
상기하는 검사 결과 검사대상체(I)가 양품이면 양품배출슈트(200)로 배출하고 불량품이면 불량품배출슈트(100)로 공기압
실린더, 아암실린더, 캠기구 등의 다양한 배출기구로서 배출함으로서 선별이 자동적으로 검사와 동시에 수행되도록 구성
된다.
발명의 효과
이상과 같은 본 발명의 단일의 광학카메라를 사용하여 수행되는 기계소재부품의 검사선별장치는;
종래의 일단면의 광학식검사장치, 또는 육안에 의한 검사방법과 장치 등에 비하여 전수검사가 자동적으로 가능하게 구성
할 수 있게 됨으로서 그 구성 또한 극히 간단하게 구현이 가능함으로서 생산성이 대폭 향상되고 검사의 정밀도 또한 제고
되는 등의 유용성을 가지는 발명인 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치의 바람직한 구성을 도시하는 정면도.
도 2 는 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치의 바람직한 구성인 도 1 의 구성의 측면도.
도 3 은 도 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치를 설명하는 평면도.
도 4 는 도 3 의 부분확대설명도.
도 5 은 본 발명의 기계소재부품의 검사선별장치를 설명하는 화상이미지의 설명도이다.
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* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
CM: 광학검사용카메라
M1,M2: 반사화상용오목렌즈
I: 검사대상체
IM: 검사화면
G1: 실화상
G2,G3: 반사허상
도면
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도면1
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도면2
도면3
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도면4
도면5
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