KR100629191B1

KR100629191B1 - 유리 가장자리 검사 시스템

Info

Publication number: KR100629191B1
Application number: KR1020027014848A
Authority: KR
Inventors: 웨이스아담
Original assignee: 포톤 다이나믹스 캐나다 인코포레이티드
Priority date: 2000-05-05
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2020-06-23
Also published as: CA2408183C; TW475062B; KR20020093133A; EP1279031A1; WO2001086268A1; AU2000256675A1; US6501546B1; CA2408183A1

Abstract

유리판, 예컨대 차량의 유리판 가장자리 검사 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 적어도 하나의 레이저를 구비하며, 레이저빔은 유리의 가장자리로 지향된다. 가장자리로부터 반사된 광은, 예컨대 카메라에 기록된다. 레이저로부터 유리 가장자리까지의 광로 길이와 반대로 카메라까지의 광로 길이는 유리가 장치를 통과할 때 일정하게 유지된다.

Description

유리 가장자리 검사 시스템{INSPECTION SYSTEM FOR EDGES OF GLASS}

본 발명은 우리판의 가장자리, 특히 평면형 자동차 유리 가장자리의 결함의 형태를 검출 및 식별하기 위한 비접촉 검사 시스템에 관한 것이다. 이 검사 시스템은 연속된 생산 라인에서 그 라인의 속도로 작동하도록, 그리고 부스러기, 크랙, 조악한 연삭 및 기타의 가장 자리 결함을 비롯한 매우 다양한 형태의 결함을 검출 및 식별하는 데 사용하게 되어 있다.

판형 유리의 제조 공정에 있어서는, 유리판에 대하여 결함을 검사할 수 있어야 한다. 그러한 결함은 스크래치, 기포, 부스러기, 흠집 및 기타 다양한 결함의 형태일 수 있다. 아울러, 유리판 제조업자는 그러한 결함이 중요치 않은 것인지, 예컨대 본질적으로 사소한 것이어서 고객이 용인할 수 있는 것인지, 또는 그러한 유리판이 고객이 설정한 사양에 맞지 않을 정도로 중대한 결함인지를 알아야 한다. 생산 공정에서 생산 속도로 온라인으로 검사를 수행하여, 작업자에게 신속하게 식별 및 전달되고(전달되거나) 결함이 있는 유리판이 품질 사양을 만족시키는 유리판으로부터 효율적인 방법으로 용이하고도 신속하게 분리될 수 있도록 하는 것이 중요하다.

광학 기술을 사용하여 유리판을 검사하는 방법이 개발되어 왔다. 특히, 유리판의 결함의 크기, 종류 및 위치를 보여주도록, 생산 라인에서 생산 속도로 유리판을 검사하게 되어 있는 장치 및 방법이 1998년 10월 30일자로 출원된 Adam Weiss 및 Alexandre Obotnine 명의의 캐나다 특허 출원 제2252308호에 개시되어 있다. 여기에서 관련 장치를 보여주기 위하여 언급되어 인용되는 그러한 장치 및 방법은 특히 유리 처리 장치의 일체적인 부분이 되게 된다.

전술한 캐나다 특허 출원 제2252308호는 유리판 검사 방법에 관한 것으로서, 유리판은 레이저빔을 통과해서 운반된다. 그러한 검사는 결함이 가장자리로부터 유리판 안으로 확장하는 경우를 제외하고는 유리 가장자리 상의 결함이 아닌 유리판 중의 기포 및 기타의 결함을 검사하게 되어 있다. 레이저는 유리 가장자리를 검사할 위치에 있지 않다.

그러한 결함은 유리판의 시각적 및 물리적 특성에 영향을 줄 수도 있기 때문에, 유리판의 가장자리 상에서 결함의 검출은 또한 중요하다.

생산 라인에서, 생산 속도로, 특히 결함의 크기, 종류 및 위치를 보여주도록 유리판의 가장자리를 검사하는 장치 및 방법이 개발되었다.

따라서, 본 발명의 한 가지 양태는 유리판의 가장자리 검사 장치로서,

a) 소정의 평면에서 제1 방향으로 유리판을 지지 및 이동시키며, 유리판을 일정한 평면에 유지시키는 유리판 지지 이동 수단과;

b) 레이저빔을 제공하는 레이저와;

c) 상기 레이저빔에 대한 광학적 기록 장치와;

d) 레이저빔을 상기 제1 방향에 대하여 소정의 각도로 상기 유리판의 가장자리로 지향시키고, 상기 유리판의 가장자리로 지향된 광과 동축(同軸)으로 상기 가장자리로부터 반사된 광을 상기 광학적 기록 장치로 지향시키는 레이저빔 지향 수단과;

e) 상기 레이저로부터 상기 가장자리까지로의, 그리고 상기 가장자리로부터 상기 광학적 기록 장치까지의 레이저빔의 광로의 전체 길이를 거의 일정한 길이로 제어하는 광로 길이 제어 수단

을 포함하는 유리판 가장자리 검사 장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유리판 가장자리 검사 장치는 유리판 가장자리의 결함의 위치, 종류 및 크기를 결정하기 위하여 광검출 시스템으로부터의 정보를 이용하는 소프트웨어를 포함한다.

또 다른 실시예에 있어서는, 상기 유리판 가장자리 검사 시스템은 유리판 가장자리의 결함의 위치, 종류 및 크기를 기록하는 수단을 추가로 구비하는 한편, 선택적으로는 디스플레이 또는 결함 맵(defect map), 특히 스크린상에 디스플레이되는 결함 맵을 포함한다.

본 발명의 다른 한 가지 양태에 따르면,

a) 유리판이 일정한 평면에 유지되도록 상기 유리판을 소정의 평면에서 제1 방향으로 지지 및 이동시키는 유리판 지지 이동 단계와;

b) 레이저빔을 상기 제1 방향에 대하여 소정의 각도로 상기 유리판의 가장자리로 지향시키고, 상기 유리판의 가장자리로 지향된 광과 동축(同軸)으로 상기 가장자리로부터 반사된 광을 상기 광학적 기록 장치로 지향시키는 레이저빔 지향 단계와;

c) 상기 레이저로부터 상기 가장자리까지로의, 그리고 상기 가장자리로부터 상기 광학적 기록 장치까지의 레이저빔의 광로 길이를 거의 일정한 길이로 제어하는 광로 길이 제어 단계

을 포함하는 유리판 가장자리 검사 방법이 제공된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예에 의해 예시되어 있다.

도 1은 본 발명의 유리 가장자리 검사 장치의 개략도.

도 2는 광 시스템의 개략적인 측면도.

도 3과 도 4는 광 시스템의 개략적인 사시도.

도 5는 유리 가장자리 검사 장치의 4개의 유닛의 개략적인 평면도.

도 6은 수반하는 장치와 함께 나타낸 도 5의 개략적인 평면도.

도 7은 도 6의 장치의 개략적인 사시도.

유리 제조 기술은 공지되어 있다. 예컨대, 유리는 용융 상태로 전환한 다음 용융된 주석 금속을 주조함으로써 매끄러운 표면을 갖는 유리를 얻을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 주조된 유리는 기포, 오물, 돌, 주석 적하 왜곡 및 기타 결함의 존재를 비롯하여 많은 결함이 생기기 쉽다. 그러한 결함 중 몇몇은 공정에 공급된 원료에 의해 발생되지만, 다른 결함들은 부정확한 온도 또는 기타 공정 파라미터를 비롯한 처리 문제와 유리를 가열하는 데 사용되는 장치, 특히 노 또는 기타 장치의 시효에 의해 발생된다.

유리의 주조 후에, 유리를 판으로 절단한 다음 특정한 최종 사용을 위한 유리 제품을 만드는 제작자에게 전달한다. 예컨대, 자동차 산업에 있어서 유리 제품은 차량의 윈도우일 수 있으며, 이 경우 제작자는 유리를 특정한 크기 및 형상으로 성형하고, 유리의 가장자리를 연마하며, 유리에서 필요한 위치에 구멍을 뚫고, 유리에 로고나 다른 글자를 각인하고, 그렇지 않으면 절단된 유리를 예정된 사양의 세트로 처리한다. 공정 작업에 주의를 기울임에도 불구하고, 단계가 많기 때문에 유리를 소비자가 허용할 수 없게 하는 부스러기, 크랙, 흠집 및 기타 결함이 형성된다. 제작자는 그러한 결함들을 검출하여 사양에 일치하는 유리판을 일치하지 않은 것으로부터 분리할 수 있어야 한다.

전술한 바와 같이, 유리판의 제작 단계 중 한 가지는 유리판에 연마된 가장자리를 마련하는 것이다. 연마 단계로 인해, 샤이너(shiner) 즉 연마되지 않은 유리의 가장자리 부분, 개방된 샤이너 즉 연마되지 않은 유리 부분이 유리판의 상부로 연장된 샤이너, 가장자리 칩, V 칩 및 그을린 부분 즉 연마 공정 중에 과열된 유리 부분을 비롯하여 유리의 가장자리에 많은 결함이 생길 수도 있다.

이러한 결함 중 몇몇은 연마 전에 유리의 가장자리에 있는 결함이 연마 단계에서 제거되지 않아 생길 수 있다. 다른 결함은 그 자체가, 예컨대 오정렬된 연마 휠, 마모되었고/마모되었거나 과열을 유발하는 연마 휠 또는 기타 연마의 어려움으로 인해 발생한다.

본 명세서에서는 전반적으로 유리를 유리판으로서 설명하였지만, 대부분의 경우에 유리는 강도, 내파괴성 또는 기타 특성을 부여하기 위해 적층되거나 담금질된 유리 또는 기타 유리의 형태임을 이해해야 한다. 그러한 유리를 형성하는 데에 사용되는 공정들은 유리판의 가장자리에 잠재적인 결함을 추가할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 유리 가장자리용 검사 시스템의 장치(1)의 구성을 개략적으로 보여주고 있다. 장치(1)는 레이저(3)에 의해 발생된 레이저빔(2)을 포함한다. 레이저(3)는 레이저 제어기(4)와 레이저 파워 제어부(5)에 의해 제어된다. 레이저빔(2)은 빔 분할기(6)를 통과하여 가동 헤드(9)에 있는 반사경(7, 8)에서 반사된다. 레이저빔(2)은 또한 반사경(10)에서 반사되어 유리판(12)의 가장자리(11)로 향한다.

가장자리(11)로부터의 광은 반사된 빔(13)과 같이 다시 반사경(10)으로 반사된다. 유리판(12)의 가장자리(11)로부터 반사된 광은 유리판(12)의 가장자리(11)로 지향된 광과 동축인 유리판(12)의 가장자리(11)로부터 반사된다. 반사된 빔(13)은 이어서 가동 헤드(9)의 반사경(8, 7)과 빔 분할기(6)를 통과한다. 빔 분할기(6)에서 반사된 빔(13)은 카메라(15)로 이동되는데, 이 카메라는 고해상도 광다이오드 CCD(전하 결합 소자) TDI(시간 지연식 통합) 소자의 형태이다. 카메라(15)는 케이블(16)을 통해 컴퓨터(17)와 통신한다.

컴퓨터(17)는 추가로 케이블(18)에 의해 스텝핑 모터 제어부(19)를 제어하고, 차례로 작동 기구(20)를 제어한다. 컴퓨터(17)는 또한 케이블(21)을 통해 레이저 파워 제어부(5)와 통신한다.

유리 가장자리(11)는, 후술하는 바와 같이 유리 가장자리의 검사 동안에 참조 번호 22로 지시되는 것처럼 측방향으로 이동된다. 가동 헤드(9)는 참조 번호 23으로 지시되는 바와 같이 수직 방향, 즉 유리 가장자리(11)의 이동에 대해 직각인 방향으로 이동된다.

작동시, 유리판(12)은 유리 가장자리의 검사 장치로 운반된다. 유리의 존재 및 유리의 위치는 후술하는 바와 같이 검출된다. 컴퓨터(17)가 레이저(3)를 작동시킴으로써 레이저빔(2)은 반사경(7, 8 및 10)을 통과하여 유리 가장자리(11)로 지향된다. 레이저빔(2)은 유리판(12)의 평면 내에 있는 것이 중요하다. 레이저빔(2)은 유리판(12)의 이동 방향에 대해 소정 각도로 존재하기 때문에, 레이저빔(2)은 유리판(12)이 이동함에 따라 변하는 위치에서 가장자리(11)를 따라 왔다갔다하면서 가장자리와 접촉한다. 레이저빔(2)과 가장자리(11)가 동일한 평면에 있지 않다면, 즉 정렬되어 있지 않다면, 레이저빔(2)은 가장자리(11)와 항상 접촉하지는 않게 된다.

반사된 빔(13)은 다시 반사경(10)으로부터 반사경(8, 7)을 지나 빔 분할기(6)에서 카메라(15)로 지향된다. 카메라(15)는 컴퓨터(17)와 통신하므로, 컴퓨터(17)는 유리 가장자리(11)로부터 반사된 화상을 기록할 수 있다.

여기에 기술된 바와 같이, 레이저빔(2)은 유리 가장자리(11)에 대해 수직인 소정 각도로 지향되지 않는 것이 일반적이다. 특히, 레이저빔(2)은 유리판(12)의 이동 방향에 대해 소정 각도로 반사경(10)으로부터 유리 가장자리(11)를 향해 지향된다. 유리판(12)이 장치(1)를 통해 계속 이동됨에 따라, 반사경(12)으로부터 유리 가장자리(11)까지의 거리는 일정하게 변화한다. 검사 공정 중에, 유리 가장자리(11)와 반사경(10) 사이의 거리는 각 유리판이 검사 장치를 통과함에 따라 증감한다. 유리 가장자리의 위치가 일정하게 변하기 때문에, 유리 가장자리(11)의 반사된 특성이 변하지 않았더라도 유리 가장자리에서 카메라(15)로 향하는 반사된 빔(13)의 강도와 배율이 변하게 된다. 이로 인해, 카메라(15)에 기록되는 광의 강도와 화상의 배율이 변하게 된다. 유리 가장자리(11)에 결함이 존재하면, 반사경(10)으로부터 유리 가장자리(11)의 거리 변화에 의해 유발되는 그러한 광의 강도와 배율의 변화로 인해 유리 가장자리(11)에 존재하는 결함의 변화와 마스킹이 생기게 된다.

유리판(12)이 검사될 때 유리 가장자리(11)의 가변 위치에 의해 유발되는 강도와 배율의 변화 문제를 극복하기 위해, 컴퓨터(17)를 사용하여 유리 가장자리(11)의 위치를 검출하여 예보한다. 이어서, 컴퓨터(17)는 스텝 모터 제어부(19)와 작동 기구(20)를 사용하여 가동 헤드(9)의 위치를 변화시킨다. 특히, 가동 헤드(9)는 유리판(12)의 이동에 대해 수직 방향으로 이동되므로, 레이저(2)로부터 유리 가장자리(11)까지의 거리 및 반대로 카메라(15)까지의 거리는 거의 일정하게 유지된다. 여기에서 사용된, "거의 일정하다"라는 의미는 카메라에 의해 수신된 광을 초점에, 즉 카메라의 초점 영역의 깊이 내에 유지하는 것을 말한다. 실시예에서, 초점 영역의 깊이는 ±30 mm일 수 있다.

빔 분할기(6)에서, 통과한 광이 분할되어 광의 일부가 레이저 광 포획부(14)로 지향된다.

도 2는 장치(1)의 측면도로서, 부분적으로 단면으로 도시되어 있다. 레이저(3)는 프레임(30) 상에 위치되어 있으며, 이 프레임은 또한 빔 분할기(6)를 내장하고 있다. 카메라(15)는 프레임(30)의 일단부 상에 위치되어 있으며, 레이저빔 정지부(14)는 대향 단부 상에 위치되어 있다. 빔 분할기(6)는 그 중간에 위치되어 있다. 반사경(7, 8)은 가동 헤드(9) 내에 위치되어 있으며, 이 가동 헤드는 유리판(12)에 대해 수직 방향으로 연장되는 레일(31, 32)의 저부에 도시되어 있다. 가동 헤드(9)는 휠(33) 상에서 레일(31, 32)을 따라 이동되는데, 상기 휠은 2개가 도시되어 있다.

스텝핑 모터(34)는 레일(31, 32)의 상단부에 위치되어 있다. 스텝핑 모터(34)는 풀리(38)를 구동하고, 그 풀리 둘레에서 벨트(39)가 통과한다. 벨트(39)는 하방으로 연장되어 가동 헤드(9)에 부착된다. 이 벨트(39)는 도 3과 도 4에 또한 도시 및 설명되어 있다. 안내봉(36)은 절대 변위 변환기(35)로부터 연장되어 레일(31, 32)과 평행하게 안내부(37)를 통과한다. 절대 변위 변환기(35)를 사용하여 가동 헤드(9)의 수직 위치를 결정한다.

작동시, 스텝핑 모터(34)는 컴퓨터(17; 도 2에는 도시되어 있지 않음)에 의해 제어된다. 스텝핑 모터(34)는 풀리(38)를 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전시키고, 이는 벨트(39)의 대응 운동을 유발한다. 따라서, 가동 헤드(9)는 레일(31, 32)을 따라 상승하거나 하강한다. 스텝핑 모터(34)는, 레이저(3)로부터 빔 분할기(6)를 통과하여 반사경(7, 8 및 10)을 지나 유리 가장자리(11)까지의 레이저빔(2)의 전체 광로 길이와 반사경(10, 8, 7) 및 빔 분할기(6)를 통해 카메라(15)까지의 역반사가 거의 일정하게 유지되도록 제어된다.

도 3과 도 4는 프레임(30) 상에 위치되어 밀폐관(40)에 의해 빔 분할기(6)에 연결된 카메라(15)를 도시하고 있는데, 반사된 빔(13)은 상기 밀폐관을 통과한다. 반사경(7, 8)은 가동 헤드(9)에 부착된 하우징 내에 밀폐되어 있는 것으로 도시되어 있다. 반사경(10)도 또한 밀폐되어 있는 것으로 도시되어 있다.

스텝핑 벨트로서 도시된 벨트(39)는 스텝핑 모터(34)의 풀리(38) 둘레를 통과하여 가동 헤드(9)를 향해 하방으로 연장되어 있다. 도 3에서는 명백하지 않지만, 벨트(39)는 또한 레일(31, 32)의 프레임 후방에서 풀리(38)로부터 하방으로 연장되어 스핀들(41) 둘레에서 가동 헤드(9)에 부착되어 있다. 따라서, 풀리(38)의 회전은 가동 헤드(9)의 수직 이동을 초래한다.

도 5는 유리 가장자리를 검사하는 4개의 유닛이 있는 유리 검사 시스템의 평면도를 도시하고 있다. 2개의 유리판을 보여주고 있다. 명확성을 기하기 위해 모든지지 및 운반 구조는 생략하였다. 유리 검사 시스템의 장치(50)는 가장자리를 검사하는 4개의 유닛(51A 내지 51D)을 구비한다. 유닛(51A 내지 51D)은 대략 직사각형의 코너부에 배치되어 있는데, 유닛(51A와 51C)은 한 대각선의 대향 단부에 그리고 유닛(51B와 51D)은 다른 대각선의 대향 단부에 위치되어 있다. 유닛(51A와 51C)은 정렬된 상태로 도시되어 있으므로, 유닛(51A)으로부터의 레이저빔(52A)은 유닛(51C)으로 지향되어 이 유닛에 의해 검출되고, 그 역도 마찬가지이다. 이러한 방식으로, 유닛은 유닛들 사이에서 유리의 존재나 부재를 검출할 수 있다. 그러나, 또한 유리의 위치와 배향은 유리판이 검사 장치로 진입하기 전에 결정되어야 하므로, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 컴퓨터는 유리의 도착을 예보하여 반사경 위치를 조정할 수 있다.

레이저빔(52A 내지 52D)은 화살표(55) 방향으로 유닛(51A 내지 51D)을 통과하여 수평으로 운반되는 유리(53, 54)의 평면 내에 정렬된다. 유리(53, 54)를 운반하는 기구는 도 5에 도시되어 있지 않다.

카메라(56A 내지 56D)는 유리의 평면 위치 위에 위치된다. 유리(54)의 외측 가장자리(57, 58)는 카메라(56A 내지 56D) 아래를 통과하지만 적소에서 통과하므로, 레이저빔(52A 내지 52D)은 유리(54)가 유닛(51A 내지 51D)에 의해 통과함에 따라 유리 가장자리(59)와 접촉한다.

유리(54)는 불규칙적인 형상이지만, 그러한 형상은 차량용 윈도우의 일반적인 형상이다. 유리(54)가 레이저빔(52A와 52B)을 통과함에 따라, 유리(54)의 가장자리(59) 전부는 적어도 한번 레이저빔을 통과한다. 가장자리(59)의 전부가 적어도 한 레이저빔을 통과하도록 레이저빔(52A와 52B)이 이동 방향(55)에 대해 소정의 각도로 위치하는 것이 중요하다.

도 6은 수반하는 구조와 함께 도 5의 유리 가장자리 검사 장치의 평면도를 도시하고 있다. 유리(54, 55)는 지지부(60) 상에 위치하는 것으로 도시되어 있다. 지지부(60)는 프레임 측부(61, 62)를 포함한다. 프레임 측부(61)는 구동 기구(63, 64)를 수용하는데, 이 구동 기구는 도 7에 더욱 명확하게 도시되어 있다. 구동 기구(63, 64)는 부분적으로 밀폐되어 있다. 구동 기구(63)는 프레임 측부(61, 62) 사이에서 연장되는 롤러(65)를 회전시킨다. 유사하게, 구동 기구(64)는 프레임 측부(61, 62) 사이에서 연장되는 롤러(66)를 회전시킨다. 롤러(65, 66)는 동일한 일정 속도로 회전되어, 유리(53, 54)를 운반하여 가장자리 검사 장치를 통과시킨다.

롤러(66) 중 하나, 즉 롤러(66A)는 모터(67)에 의해 직접 구동되며, 롤러(66A)는 차례로 구동 기구(64)에 의해 롤러(66)의 나머지를 회전시킨다. 벨트(도시 생략)는 프레임 측부(62)를 따라 그 안에서 연장되어 롤러(65)를 회전시키고, 이 롤러는 차례로 구동 기구(63)에 의해 롤러(65)의 나머지를 회전시킨다. 따라서, 롤러(65, 66)의 회전은 일정 속도로 유지된다.

도 6은 전술한 Weiss 및 Obotnine 명의의 특허 출원에 기술된 바와 같이, 유리판의 기포, 스트래치, 부스러기, 흠집 및 기타 결함을 검사하는 장치의 조망 영역 카메라(70)를 보여주고 있다. 그러한 유리판의 검사는 본 발명의 가장자리 검사와 동시에 수행되는 것이 바람직하다. 조망 영역 카메라(70)는 반사경(71)과 광원(72)을 구비한다. 유사하게, 조망 영역 카메라(73)는 반사경(74)과 광원(75)을 구비한다. 2개의 조망 영역 카메라(70, 73)를 사용하여 유리(53, 54)의 전폭을 검사할 수 있다.

유닛(51A 내지 51D)은 상술하였다. 유닛(51A 내지 51D)을 지지하는 데에 적합한 구조를 필요로 함을 이해해야 한다. 그러한 구조는 명확성을 기하기 위해 생략하였다.

도 7은 도 6의 장치의 사시도를 도시하고 있다. 도 7에는 하나의 조망 영역 카메라(70)만이 도시되어 있다. 구동 기구(63, 64)는 롤러(65, 66)를 구동하기 위해 일련의 풀리 둘레에 벨트를 구비하는 것으로 도시되어 있다.

본 발명은 자동화될 수 있는 유리 검사 시스템을 제공하며, 레이저 광학 기구와 컴퓨터 시야에 기초한 시스템을 사용한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기의 조합은 예컨대 50㎛와 100㎛ 사이의 뛰어난 검사 정확도로 진보한 화상 분석을 제공할 뿐만 아니라, 가장자리 부스러기, 크랙, 샤이너, V 부스러기, 그을린 부분 및 기타 가장자리 결함을 비롯하여 광범위한 결함을 검출하고 구별하는 능력을 제공하며, 유리 상의 결함의 위치, 종류 및 크기를 식별한다. 가장자리면의 결함 영역은 적당히 연마된 가장자리면과 상이한 광산란 특성을 갖는다. 특히, 결함 영역은 어두운 스폿, 즉 저강도 영역으로서 나타나지만, 적당히 연마된 표면은 밝은 바탕, 즉 고강도 영역을 나타낸다. 어두운 영역 크기의 검출 및 측정은 검출의 위치, 크기 및 종류에 대한 정보를 제공한다. 시스템은 고속으로, 예컨대 최대 0.3 m/sec 이상의 선속도로 작동될 수 있다. 따라서, 검사 시스템은 많은 제조 공정과 조화하여 사용될 수도 있다.

시스템에 사용된 소프트웨어의 특징은 사용을 쉽게 하기 위한 메뉴 기반 그래픽 사용자 인터페이스, 통과/실패 사양 변화 및 신모델 셋업, 그리고 시스템의 자동 교체 및 교정일 수 있다.

바람직한 실시예에서는, 결함 맵(defect map)을 구비하고 다양한 종류의 결함을 나타내는 칼라 아이콘이 있는 표준 사용자 인터페이스 스크린을 사용한다. 예컨대, 가장자리 부스러기를 나타내는 데는 원을, V 부스러기를 나타내는 데는 정방형을, 샤이너를 나타내는 데는 삼각형 등을 사용할 수도 있다. 결함이 유리판에 위치하는 실제 x, y 공축에 아이콘이 나타나도록 이루어질 수도 있다. 또한, 아이콘은 결함의 크기를 나타내는 칼라 코드식일 수도 있으며, 예컨대 아이콘은 매우 작은 결함을 나타내는 녹색, 중간의 결함을 나타내는 황색 및 큰 결함이나 불합격을 나타내는 적색일 수 있다. 더욱이, 사용자가 임의의 아이콘을 "클릭"하여 종류, 크기 및 위치를 비롯하여 결함의 특징을 제공하는 소프트웨어를 마련할 수도 있다. 결함의 3-D 시각화 및 맵핑이 또한 가능하다. 먼지 및 물과 같이 제거 가능한 표면 오염물은 시스템의 특정 용례에 따라 시스템에 의해 검출될 수도 검출되지 않을 수도 있다.

전자 하드웨어가 검출 시스템과 접속되는 것을 이해해야 한다. 이러한 하드웨어는, 검출 시스템의 제어, 집적 시스템으로부터의 화소 데이터의 집적, 유리판의 관심 영역과 관련된 데이터만을 추가로 처리하도록 중계하는 데이터의 압축, 및 다중 레벨의 한계값을 적용하여 다른 레벨의 강도 사이의 천이를 표시하는 화소 데이터의 전처리를 제공한다. 전용 주변 프로세서 보드(PPB)를 사용하여 소프트웨어에 의해 데이터를 추가로 처리할 수도 있다. 이어서, 처리된 데이터는 본 명세서에서 기술한 바와 같이 시각화 및 제어를 위해 표준 호스트 컴퓨터로 전달될 수도 있다.

검출 시스템은 유리의 존재를 지시하는 조도의 한계값을 인식하도록 설정될 수도 있다. 한계값을 지나는 천이는 컴퓨터 디스플레이 튜브 상에 나타날 수도 있다.

특정한 최종 사용, 예컨대 차량 측면 상의 윈도우용으로 절단된 유리판은 복잡한 형상일 수도 있다. 장치 내에서 유리의 위치는 레이저빔의 폭 내에 위치된다면 중요하지 않다. 또한, 본 발명의 방법은 가장자리가 레이저빔의 평면 내에 놓인다면 만곡된 유리에 사용될 수 있다.

시간 지연 통합(TDI) 기술은 형성되어 검출된 화상의 검출과 분석에 사용될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서, 스텝핑 모터는 풀리의 회전당 2 ×10⁴ 스텝을 제공한다. 스텝 모터에 의해 제공되는 스텝당 반사경의 이동 거리는 0.051 mm이다. 반사경의 위치는 0.017 초로 업데이트된다. 반사경의 이동은 5 mm의 유리 이동 마다 업데이트되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 카메라의 시야 깊이는 ±30 mm이며, 레이저빔의 전체 광로 길이는 이 시야 깊이 내에서 유지되어야 한다. 이는 유리의 이동에 기초한 측정과 연산에 의해 가동 헤드의 실제 반사경 위치를 결정함으로써 달성될 수도 있다. 실제값과 연산값 간에 축적된 오차는 ±30 mm의 범위 내에 유지되어야 한다.

전술한 바와 같이, 유리의 위치는, 예컨대 인코더 펄스를 계수함으로써 유리가 레이저의 위치에 접근함에 따라 추적된다. 스텝핑 모터의 가속과, 이에 따른 가동 반사경의 위치는 제한된다. 따라서, 반사경의 이동은 유리의 도착 전에 적절한 시간에 개시되므로, 반사경의 속도와 유리 가장자리의 속도는 스캐닝을 시작하기 전에 일치될 수 있다.

본 발명은 다목적의 유리 검사 장치 및 방법을 제공하고, 동시에 종류, 크기 및 위치에 의해 광범위한 결함을 식별할 수 있으므로, 제품 사양에 부합하지 않는 유리를 식별할 수 있을 뿐만 아니라 결함의 원인을 확인하는 데에 일조한다.

본 발명의 가장자리 검사 시스템은 전술한 Weiss 및 Obotnine의 특허 출원에서 설명한 종류의 조망 영역 검사 장치와 조화하여 사용될 수도 있다.

Claims

유리판 가장자리 검사 방법으로서,

a) 유리판이 거의 일정한 평면에 유지되도록 상기 유리판을 지지하여 소정의 평면에서 제1 방향으로 이동시키는 유리판 지지 및 이동 단계와,

b) 레이저빔을 상기 제1 방향에 대하여 소정의 각도로 소정의 광로를 따라 상기 유리판의 가장자리로 지향시키고, 상기 가장자리로부터 반사된 광을 상기 광로를 따라 광학적 기록 장치로 지향시킴으로써, 상기 가장자리를 촬상하는 단계로서, 상기 유리판의 가장자리로부터 반사된 광은 유리판 가장자리로 지향된 레이저빔과 동축인 레이저빔 지향 단계와,

c) 상기 광로를 조정하여 상기 레이저로부터 상기 가장자리까지의 레이저빔 및 상기 가장자리로부터 광학적 기록 장치까지의 상기 반사된 광의 전체 광로 길이를 거의 일정한 길이로 제어함으로써, 상기 가장자리와 광로 사이의 측방향 간격의 변화로부터 생기는 상기 광학적 기록 장치에서의 광의 강도 변화를 저감시키는 광로 조정 단계

를 포함하는 유리판 가장자리 검사 방법
제1항에 있어서, 상기 광로 조정 단계는 반사경이 있는 하우징을 이동시키는 단계를 포함하고, 상기 레이저빔과 상기 반사된 광은 상기 반사경에 의해 반사되는 것인 유리판 가장자리 검사 방법.
제2항에 있어서, 상기 하우징은 상기 유리판의 평면에 대하여 수직 방향으로 이동되는 것인 유리판 가장자리 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 유리판은 자동차용 판유리인 것인 유리판 가장자리 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 유리판은 평면형인 것인 유리판 가장자리 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 유리판은 비평면형인 것인 유리판 가장자리 검사 방법.
제1항에 있어서, 가장자리 결함의 위치, 종류 및 크기를 보여주는 맵(map)에 검출된 가장자리 결함을 디스플레이하는 것인 유리판 가장자리 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 가장자리 결함은 선택 가능한 아이콘으로서 상기 맵 상에 디스플레이되고, 상기 아이콘의 형태는 가장자리 결함의 종류를 나타내며, 아이콘의 칼라는 가장자리 결함의 크기를 나타내는 것인 유리판 가장자리 검사 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 b)와 c)는 유리판의 각 가장자리에 수행되는 것인 유리판 가장자리 검사 방법.
유리판의 가장자리를 검사하는 유리판 가장자리 검사 장치로서,

거의 일정한 평면에서 유리판을 지지하고 상기 평면을 따라 제1 방향으로 유리판을 이동시키는 운반 기구와,

레이저 입사 광선을 발생시키는 광원과,

상기 광원으로부터 입사 광선을 수신하여 이 입사 광선을 상기 제1 방향에 대해 소정의 각도로 유리판의 가장자리에 지향시키는 광로로서, 상기 가장자리로부터 반사된 레이저 광선을 더 수신하고, 이 반사된 광선은 상기 입사 광선과 동축인 광로와,

상기 반사된 광선을 수신함으로써 상기 가장자리의 이미지를 포착하는 촬상 장치와,

상기 광로를 조정하여 상기 광원으로부터 상기 가장자리까지의 입사 광선 및 상기 가장자리로부터 촬상 장치까지의 상기 반사된 광선의 전체 광로 길이를 거의 일정한 길이로 유지함으로써, 상기 가장자리와 광로 사이의 측방향 간격의 변화로부터 생기는 상기 촬상 장치에서의 광의 강도 변화를 저감시키는 조정 기구

를 구비하는 유리판 가장자리 검사 장치.
제10항에 있어서, 상기 광로는 반사경 세트와 빔 분할기를 포함하고, 상기 빔 분할기는 상기 광원으로부터의 입사 광선이 상기 빔 분할기를 통과하여 상기 반사경 세트에 도달하고 이 반사경 세트에 의해 상기 가장자리로 반사되게 하며, 상기 빔 분할기는 또한 상기 반사경 세트로부터 수신된 상기 반사된 광선을 촬상 장치로 지향시키며, 상기 반사경 세트 중 적어도 몇몇의 반사경은 상기 조정 기구에 응답하여 이동 가능함으로써 상기 전체 광로 길이를 유지하는 것인 유리판 가장자리 검사 장치.
제11항에 있어서, 상기 반사경 세트는 상기 평면과 교차하는 반사면이 있는 고정 반사경과, 상기 빔 분할기와 고정 반사경 사이에 배치되는 한쌍의 가동 반사경을 포함하고, 상기 한쌍의 가동 반사경은 조정 기구에 의해 이동되는 것인 유리판 가장자리 검사 장치.
제12항에 있어서, 상기 한쌍의 가동 반사경은 상기 입사 광선과 상기 반사된 광선의 방향을 180도 만큼 변경시키고 상기 조정 기구에 의해 상기 평면에 대해 수직인 방향으로 이동되는 것인 유리판 가장자리 검사 장치.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상 장치와 통신하는 컴퓨터를 더 구비하고, 상기 컴퓨터는 상기 촬상 장치에 의해 포착된 이미지 데이터를 기초로 하여 상기 유리판 가장자리에 있는 결함의 위치, 종류 및 크기를 결정하는 소프트웨어를 실행하는 것인 유리판 가장자리 검사 장치.
유리판의 가장자리를 검사하는 유리판 가장자리 검사 시스템으로서,

거의 일정한 평면에서 유리판을 지지하고 상기 평면을 따라 제1 방향으로 유리판을 이동시키는 운반 기구와,

상기 유리판의 각 가장자리를 각각 촬상하는 복수 개의 검사 장치

를 구비하고, 상기 각 검사 장치는,

레이저 입사 광선을 발생시키는 광원과,

상기 광원으로부터 입사 광선을 수신하여 이 입사 광선을 상기 제1 방향에 대해 소정의 각도로 각 가장자리에 지향시키는 광로로서, 상기 각 가장자리로부터 반사된 레이저 광선을 더 수신하고, 이 반사된 광선은 상기 입사 광선과 동축인 광로와,

상기 반사된 광선을 수신함으로써 상기 각 가장자리의 이미지를 포착하는 촬상 장치와,

상기 광로를 조정하여 상기 광원으로부터 상기 각 가장자리까지의 입사 광선 및 상기 각 가장자리로부터 촬상 장치까지의 상기 반사된 광선의 전체 광로 길이를 거의 일정한 길이로 유지함으로써, 상기 각 가장자리와 광로 사이의 측방향 간격의 변화로부터 생기는 상기 촬상 장치에서의 광의 강도 변화를 저감시키는 조정 기구

를 포함하는 것인 유리판 가장자리 검사 시스템.
제15항에 있어서, 4개의 검사 장치를 포함하는 것인 유리판 가장자리 검사 시스템.
제16항에 있어서, 상기 검사 장치는 직사각형으로 배열되고, 이 직사각형의 대각선 대향 코너부에 검사 장치들이 정렬되는 것인 유리판 가장자리 검사 시스템.
제15항에 있어서, 상기 촬상 장치와 통신하는 컴퓨터를 더 구비하고, 상기 컴퓨터는 상기 촬상 장치에 의해 포착된 이미지 데이터를 기초로 하여 상기 유리판 가장자리에 있는 결함의 위치, 종류 및 크기를 결정하는 소프트웨어를 실행하는 것인 유리판 가장자리 검사 시스템.
제18항에 있어서, 상기 컴퓨터는 상기 유리판 가장자리에 있는 결함의 위치, 종류 및 크기를 기록하는 것인 유리판 가장자리 검사 시스템.
제19항에 있어서, 상기 컴퓨터는 모니터를 포함하고, 상기 소프트웨어는 상기 유리판 가장자리에 있는 결함의 위치, 종류 및 크기를 보여주는 결함 맵을 생성하여 상기 모니터 상에 디스플레이하는 것인 유리판 가장자리 검사 시스템.
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