KR101195183B1 - 부품 실장 상태 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 부품 실장 상태 검사 대상인 피검사물을 제1 촬영 위치로 이송하는 제1 컨베어 유닛; 피검사물의 상부를 촬영하여 제1 영상을 생성하는 제1 카메라; 피검사물을 뒤집는 뒤집기 유닛; 뒤집어진 피검사물을 제2 촬영 위치로 이송하는 제2 컨베어 유닛; 뒤집어진 피검사물의 상부(뒤집어지기 전의 피검사물의 하부에 해당)를 촬영하는 제2 카메라; 제1 컨베어 유닛 및 제2 컨베어 유닛의 이송 동작을 제어하고, 제1 카메라 및 제2 카메라의 촬영을 제어하고, 각각의 촬영에 의해 획득된 제1 영상 및 제2 영상을 분석하여 피검사물의 상부 및 하부 표면에 실장되어야할 부품의 누락 여부 또는 실장 상태의 불량 여부를 판정하는 검사 제어부;를 포함하는 부품 실장 상태 검사 장치를 제공한다.

Description

부품 실장 상태 검사 장치{APPATUS FOR INSPECTING MOUNT STATE OF COMPONENT}

본 발명은 부품 실장 상태 검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 컨베어 장치에 놓여져서 이동하는 피검사물의 상부면 및 하부면, 그리고 모든 측부면을 촬영하여 피검사물의 각 표면에 실장되어야할 부품들의 실장 상태를 자동으로 검사하는 장치에 관한 것이다.

최근, 각종 전자 제품들, 특히 휴대폰 케이스의 외부 및 내부 표면에는 상표 또는 각종 조작 버튼, 절연재, 소형 전자 소자 등과 같은 다양한 부품이 실장된다.

한편, 제조 공정의 자동화를 위하여, 이러한 부품들이 정확한 위치에 양호한 상태로 실장되어 있는지를 자동으로 검사하기 위한 장치가 적용되고 있다.

본 발명은, 휴대폰 케이스와 같은 피검사물의 외부 및 내부 표면에 실장되어야할 부품의 누락 여부 또는 실장 상태의 불량 여부를 자동으로 신속하고 정확하게 검사할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 부품 실장 상태 검사 대상인 피검사물이 놓여지며, 놓여진 상기 피검사물을 제1 촬영 위치 및 제1 배출 위치로 이송하는 제1 컨베어 유닛; 상기 피검사물이 상기 제1 촬영 위치까지 이송되면 상기 피검사물의 상부를 촬영하여 제1 영상을 생성하는 제1 카메라; 상기 피검사물이 상기 제1 배출 위치까지 이송되면 이송된 상기 피검사물을 뒤집는 뒤집기 유닛; 상기 뒤집어진 피검사물이 놓여지며, 상기 뒤집어진 피검사물을 제2 촬영 위치로 이송하는 제2 컨베어 유닛; 상기 뒤집어진 피검사물이 상기 제2 촬영 위치에 위치하면 상기 뒤집어진 피검사물의 상부(뒤집어지기 전의 상기 피검사물의 하부에 해당)를 촬영하여 제2 영상을 생성하는 제2 카메라; 상기 제1 컨베어 유닛 및 상기 제2 컨베어 유닛의 이송 동작을 제어하고, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라의 촬영을 제어하고, 각각의 촬영에 의해 획득된 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 분석하여 상기 피검사물의 상부 및 하부 표면에 실장되어야할 부품의 누락 여부 또는 실장 상태의 불량 여부를 판정하는 검사 제어부;를 포함하는 부품 실장 상태 검사 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치는, 상기 제1 촬영 위치에서 상기 피검사물 측면 중 적어도 한쪽을 상기 제1 카메라에서 촬영할 수 있도록, 상기 검사 제어부의 제어에 의해 상기 제1 촬영 위치로 삽입 및 제거되어 상기 피검사물의 측면을 반사하는 하나 또는 복수의 거울을 구비한 제1 반사 유닛을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치는, 상기 제2 촬영 위치에서 상기 피검사물 측면 중 제1 반사 유닛에서 반사하지 않은 측면을 상기 제2 카메라에서 촬영할 수 있도록, 상기 검사 제어부의 제어에 의해, 상기 제2 촬영 위치로 삽입 및 제거되어 상기 피검사물의 측면을 반사하는 하나 또는 복수의 거울을 구비한 제2 반사 유닛을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치는, 상기 제1 촬영 위치에서 상기 피검사물을 일정한 위치로 위치정렬시키기 위한 제1 정렬 유닛을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치는, 상기 제2 촬영 위치에서 상기 피검사물을 일정한 위치로 위치정렬시키기 위한 제2 정렬 유닛을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치는, 상기 제1 컨베어 유닛에 상기 피검사물을 올려놓는 피검사물 공급 유닛을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치는, 상기 제1 컨베어 유닛에 상기 피검사물이 놓여진 상황을 감지하기 위한 감지 유닛을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치는, 상기 제2 컨베어 유닛에 의해 상기 제2 촬영 위치를 통과하여 실장 상태 검사가 완료된 상기 피검사물을 회수하기 위한 회수 유닛을 더 포함하고, 상기 회수 유닛은 실장되어야할 부품이 누락되었거나 실장 상태가 불량한 것으로 판정된 피검사물과 실장이 양호한 것으로 판정된 피검사물을 구분하여 회수한다.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은, 휴대폰 케이스와 같은 피검사물의 외부 및 내부 표면을 자동으로 촬영하고, 촬영된 영상을 이용하여 각 표면에 실장되어야할 부품의 누락 여부 또는 실장 상태의 불량 여부를 자동으로 판별하므로, 검사자에 의한 육안 검사보다 더욱 신속하고 정확한 검사를 수행할 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장 상태 검사 장치의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장 상태 검사 장치에 있어서 정렬 유닛의 원리 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장 상태 검사 장치에 있어서 반사 유닛과 정렬 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장 상태 검사 장치에 있어서 뒤집기 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장 상태 검사 장치에 있어서 촬영된 제1 영상 및 제2 영상의 형태를 보여주는 도면이다.

이하에서는, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다. 이하 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장 상태 검사 장치의 검사 대상이 되는 피검사물은, 휴대폰의 외부 케이스인 것으로 한다. 이와 같은 휴대폰 외부 케이스에는, 하나 또는 복수의 조작 버튼과, 투명 필름들, 상표, 스티커, 인쇄 패턴, 전자 회로 소자, 절연재 등과 같은 부품들이 접착, 용접, 인쇄 또는 삽입의 방법으로 실장될 수 있으며, 본 발명은 이러한 다양한 부품의 실장 상태를 검사하기 위한 부품 실장 상태 검사 장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 평면도이다. 이와 같은 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 부품 실장 상태 검사 장치의 구성을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장 상태 검사 장치는, 제1 컨베어 유닛(11), 제1 카메라(21), 뒤집기 유닛(30), 제2 컨베어 유닛(12), 제2 카메라(22), 검사 제어부(40)를 포함하여 이루어진다. 더욱, 부품 실장 상태 검사 장치는, 피검사물 공급 유닛(도시하지 않음), 감지 유닛(54), 제1 정렬 유닛, 제1 반사 유닛, 제2 정렬 유닛, 제2 반사 유닛, 피검사물 회수 유닛(도시하지 않음)을 구비한다.

제1 컨베어 유닛(11)은, 부품 실장 상태 검사 대상인 피검사물(S)이 놓여지며, 놓여진 피검사물(S)을 직선 또는 곡선의 경로를 따라 이송하는 컨베어 벨트를 구비한다. 또한, 제1 컨베어 유닛(11)의 이송 경로는, 컨베어 벨트의 상부에 배치된 제1 카메라(21)가 피검사물(S)을 촬영하는 위치인 제1 촬영 위치를 지나게 된다. 피검사물(S)이 제1 촬영 위치에 도달하게 되면, 제1 컨베어 유닛(11)이 자체적으로 피검사물(S)의 이동을 감지하여 벨트의 동작을 중지시키거나 또는 검사 제어부(40)가 피검사물(S)의 위치를 감지하여 컨베어 벨트의 동작을 중지시켜 피검사물(S)의 이송을 정지시키고, 피검사물(S)의 표면에 대하여 촬영을 완료한 후 다시 이송을 계속하도록 한다.

한편, 제1 컨베어 유닛(11)의 끝부분은 제1 배출 위치가 되어 제1 카메라(21)에 의한 촬영이 완료된 후 이송된 피검사물(S)을 배출한다. 이때, 제1 배출 위치에서의 피검사물(S)의 배출은, 컨베어 벨트가 피검사물(S)을 후술하는 뒤집기 유닛(30)의 통 모양 부재(32) 안쪽으로 최대한 밀어 넣는 동작이 될 수도 있으며(도 4 참조), 또는 컨베어 벨트로부터 낮은 위치에 배치된 통 모양 부재(32)로 피검사물(S)을 낙하시키는 동작이 될 수도 있다.

제1 컨베어 유닛(11)의 컨베어 벨트는, 도 1에 도시된 바와 같이 한 쌍의 폭 좁은 벨트 형태로 이루어질 수 있으나. 이는 단지 예시일 뿐이며, 하나의 벨트 형태 또는 넓은 장판지 형태 등 다양한 형태로 설계될 수 있다.

제1 카메라(21)는, 제1 컨베어 유닛(11)의 컨베어 벨트 상에 놓여진 피검사물(S)이 제1 촬영 위치, 즉, 제1 카메라(21)의 촬영 영역까지 이송되면 상기 피검사물(S)을 촬영하여 제1 영상을 생성한다. 이때, 제1 카메라(21)는 제1 컨베어 유닛(11)의 위쪽에 배치되며, 컨베어 벨트에 놓여져서 아래쪽으로 흐르는 피검사물을 촬영한다.

뒤집기 유닛(30)은, 도 4를 참조하여 이해할 수 있으며, 제1 컨베어 유닛(11)의 컨베어 벨트의 끝부분(제1 배출 위치)에 배치되며, 컨베어 벨트로부터 밀어넣어지는(또는 미끄러져 흘러 내려오거나 낙하하는) 피검사물(S)을 받아들이기 위하여 적어도 한쪽면이 개방된 통 모양 부재(32)를 구비할 수 있다. 또한, 뒤집기 유닛(30)은 이 통 모양 부재(32)를 회전시켜 뒤집는다. 이러한 동작에 의해 통 모양 부재(32) 안에 담겨진 피검사물(S)이 뒤집어지게 되며, 뒤집어진 피검사물(S)은 제2 컨베어 유닛(12)으로 보내진다. 이때, 통 모양 부재(32)가 아래쪽으로 약간 기울어짐으로써 내부에 담겨진 피검사물(S)이 제2 컨베어 유닛(12)으로 미끄러져 낙하되도록 할 수도 있으며, 또는 통 모양 부재(32)의 깊이가 피검사물(S)의 길이보다 작게 설정되어 통 모양 부재(32)로부터 피검사물(S)의 일부가 약간 노출되도록 하고, 통 모양 부재(32)가 피검사물(S)을 뒤집었을 때 통 모양 부재(32)로부터 피검사물(S)의 노출된 부분이 제2 컨베어 유닛(12)의 일부와 접촉하여 제2 컨베어 유닛(12)의 컨베어 벨트의 마찰력에 의해 끌려나가도록 할 수도 있다.

도 4는 뒤집기 유닛의 동작을 설명하기 위한 것이다. 도면을 참조하면, 제1 컨베어 유닛(11)의 컨베어 벨트 끝부분에서 피검사물이 뒤집기 유닛(30)의 통 모양 부재(32)로 밀어 넣어지고 있는 상태와, 뒤집기 유닛(30)이 회전하여 피검사물(S)을 뒤집은 후 제2 컨베어 유닛(12)의 컨베어 벨트로 피검사물(S)이 배출되기 직전의 상태를 보여주고 있다.

한편, 뒤집기 유닛(30)에서 통 모양 부재(32)가 컨베어 벨트와 이루는 경사 각도는 임의로 설정되거나 조정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 컨베어 벨트와 피검사물(S)과의 마찰력 또는 통 모양 부재(32)와 피검사물(S)과의 마찰력 등을 고려하여, 최적의 삽입 동작을 이끌어낼 수 있게 된다.

또한, 뒤집기 유닛(30)에는 피검사물(S)이 통 모양 부재(32)의 내부에 삽입되었는지 또는 통 모양 부재(32)로부터 배출되었는지를 검사하기 위한 센서(도시하지 않음)를 더 구비할 수도 있다.

제2 컨베어 유닛(12)은, 뒤집기 유닛(30)에 의해 뒤집어진 피검사물(S)이 놓여지며, 놓여진 피검사물(S)을 제2 촬영 위치를 통과시킨 후 제2 배출 위치로 이송한다. 제2 컨베어 유닛(12)도 제1 컨베어 유닛(11)과 동일하게 컨베어 벨트를 포함하여 구성되어 직선 또는 곡선의 경로를 따라 피검사물(S)을 이송할 수 있다. 제2 컨베어 유닛(12)의 끝부분은 제2 배출 위치가 되며, 뒤집어진 상태로 이송되어 제2 카메라(22)에 의한 촬영이 완료된 피검사물을 배출한다. 또한, 제2 컨베어 유닛(12)에서도, 피검사물(S)이 제2 촬영 위치에 도달할 때 컨베어 벨트의 구동을 중지시킴으로써 정지된 피검사물(S)이 촬영될 수 있도록 한다.

제2 컨베어 유닛(12)의 컨베어 벨트의 형태도, 제1 컨베어 유닛(11)에서와 같이 다양한 실시예가 존재할 수 있다.

제2 카메라(22)는, 제2 컨베어 유닛(12)의 컨베어 벨트 상에 뒤집어진 상태로 놓여진 피검사물(S)이 제2 촬영 위치, 즉, 제2 카메라(22)의 촬영 가능 영역 영역까지 이송되어 컨베어 벨트의 정지에 의해 정지 상태가 되면, 피검사물을 촬영하여 제2 영상을 생성한다. 이때, 제2 카메라(22)도 제1 카메라(21)와 같이 제2 컨베어 유닛(12)의 위쪽에서 아래쪽을 향하도록 배치되어 피검사물의 상부(뒤집기 유닛에 의해 뒤집어지기 전의 피검사물에 있어서의 하부에 해당함)를 촬영한다.

한편, 제1 카메라(21) 및 제2 카메라(22)는 피검사물(S)을 조명하기 위한 조명 수단을 더 구비할 수도 있다.

검사 제어부(40)는, 제1 컨베어 유닛(11) 및 제2 컨베어 유닛(12)의 이송 동작을 제어하고, 제1 카메라(21) 및 제2 카메라(22)의 촬영을 제어하고, 제1 카메라(21) 및 제2 카메라(22)의 각각의 촬영에 의해 획득된 제1 영상 및 제2 영상을 이용하여 피검사물(S)의 상부 및 하부(뒤집어진 피검사물의 상부)의 표면에 실장되어야할 부품의 누락 여부 또는 실장 상태의 불량 여부를 판정하고 판정 결과를 디스플레이 장치(도시하지 않음) 등에 표시한다. 또한, 예정된 모든 부품이 양호하게 실장되었다면, 실장 정상을 표시한다.

즉, 검사 제어부(40)는 부품 실장 상태 검사 장치가 기동하여 부품 실장 상태 검사 동작이 개시된 후, 제1 컨베어 유닛(11)의 컨베어 벨트 상에 피검사물(S)이 놓여지면, 제1 컨베어 유닛(11)의 이송을 제어하여 피검사물(S)이 제1 촬영 영역으로 진입하도록 한다. 피검사물(S)이 제1 촬영 영역에 도달한 것으로 판단되면, 일시적으로 컨베어 벨트가 정지할 수 있도록 제1 컨베어 유닛(11)을 제어한다.

이때, 제1 컨베어 유닛(11)의 제어는, 피검사물(S)이 놓여진 것이 감지된 후 일정 시간 동안 컨베어 벨트를 구동하도록 제어할 수도 있으며, 또는, 제1 카메라(21)에 의해 컨베어 벨트의 상부를 촬영한 영상을 이용하여 이송되는 피검사물(S)을 감지하고, 촬영 영역으로 피검사물(S)이 이송되어 전체 형상이 촬영될 수 있도록 되었을 때 컨베어 벨트의 구동을 정지시키도록 제어할 수도 있다.

이어서, 제1 카메라(21)를 이용하여 정지한 상태의 피검사물(S)의 상부를 촬영하여 제1 영상을 획득하고, 촬영이 종료하면 컨베어 벨트를 재구동하도록 제어한다. 검사 제어부(40)는, 제1 촬영 영역을 통과한 피검사물(S)이 컨베어 벨트의 끝부분에서 뒤집기 유닛의 통 모양 부재에 넣어질 때까지 피검사물을 계속 밀어낸다.

피검사물(S)이 뒤집기 유닛(30)으로 넣어진 것으로 확인되면, 검사 제어부(40)는 뒤집기 유닛(30)을 동작시켜 피검사물(S)을 뒤집은 후 제2 컨베어 유닛(12)으로 배출하도록 한다. 이때, 컨베어 벨트가 일정 시간 이상 동작하면 피검사물(S)이 뒤집기 유닛(30)으로 완전하게 넣어진 것으로 간주할 수 있다. 또는 컨베어 벨트의 구동에 의한 피검사물(S)의 이동 거리를 예측하여 컨베어 벨트의 구동 및 정지를 제어할 수도 있다.

이어서, 뒤집기 유닛(30)에 의해 뒤집어진 후 배출된 피검사물(S)이 제2 컨베어 유닛(12)에 안착되면, 검사 제어부(40)는 제2 컨베어 유닛(12)의 동작을 제어하여 피검사물(S)을 제2 촬영 영역까지 이송시킨 후 이송을 정지시킨다. 그리고 제2 카메라(22)를 구동하여 제2 영상을 획득하고, 촬영이 완료되면 피검사물(S)의 이송을 계속한다. 이송은, 피검사물(S)이 이송 도중에 사람 또는 기계 장치에 의해 반출될 때까지 계속되거나, 또는 피검사물(S)이 제2 컨베어 유닛(12)의 컨베어 벨트의 끝부분에서 낙하되어 배출될 때까지 계속될 수 있다.

한편, 검사 제어부(40)는, 촬영에 의해 획득한 제1 영상 및 제2 영상을 이용하여, 피검사물(S)의 상부 및 하부(뒤집어진 피검사물의 상부에 해당) 표면에 위치한 하나 또는 다수의 부품들에 대한 영상 인식 기술에 의해 실장 상태를 검사하게 된다.

이때, 검사 제어부(40)는, 하나의 피검사물(S)에서 획득한 제1 영상 및 제2 영상을 검사 대상이 되는 부품의 전체 또는 일부를 포함하는 임의의 영역으로 분할하여 검사 영역을 설정할 수 있다.

즉, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 각각 하나씩의 부품을 포함하는 임의의 영역(A, B, C)을 설정할 수 있다. 예를 들면, 영역(A)에는 표시창을 위한 부품을 검사하기 위한 영역으로 설정되고, 영역(B)은 피검사물(S)의 상부면 및 측면에 걸쳐서 배치된 부품을 검사하기 위한 영역으로 설정되고, 영역(C)은 피검사물(S)의 뒷면에서 배터리 접점과 같은 부품의 실장 상태를 검사하기 위한 영역으로 설정될 수 있다.

또한, 설정된 영역별로 검사 대상이 되는 부품의 종류에 따라 후술하는 검사 방법 중 하나 또는 다수의 방법을 개별적으로 선택하여 적용할 수 있어, 다양한 검사 대상의 실장 상태를 최적의 방법으로 정확하게 검사를 행할 수 있게 된다.

이와 같이, 피검사물(S)의 표면을 촬영한 제1 영상 또는 제2 영상을 이용하여 부품들의 실장 상태를 검사하는 방법은, 이미지 비교, 색상 비교, 경계값 검출, 컬러값 검출, 2분할 색상 비교, 라인 검출, 도형 검출, 원 검출 등의 방법 중 하나 또는 다수를 적절히 조합하여 구성된다.

이미지 비교는, 실장 상태가 양호한 피검사물에 대하여 미리 촬영하여 획득한 기준 이미지를 저장하여 두고, 제1 카메라 또는 제2 카메라에 의해 검사 대상인 피검사물을 촬영한 제1 영상 또는 제2 영상과 비교하여, 일치 비율을 검사함으로써 부품의 실장 상태를 검사하는 방법이다.

색상 비교는, 미리 저장된 기준 이미지와 검사 대상인 피검사물(S)을 촬영한 제1 영상 또는 제2 영상의 색상차를 비교하여 부품의 실장 상태를 검사하는 방법이다. 이러한 방법은, 피검사물 자체의 색상을 검사하기 위하여 적용될 수 있다.

경계값 검출은, 촬영한 영상에서 추출된 각 부품들의 경계값과 기준 이미지로 설정된 경계값을 비교하여 실장 상태를 검사할 수도 있고, 추출된 경계값을 이루는 픽셀의 개수를 계수하여 미리 정해진 수치와 비교함으로써 검사를 행하는 방법이다.

컬러값 검출은, 검사 대상 위치로 설정된 영역 내의 색상을 판정하고, 미리 정해진 색상과 비교하여 검사를 행하는 방법이다. 이러한 비교는 피검사물(S)의 표면에 인쇄 등이 행해진 경우, 인쇄된 색상을 검사하기 위하여 이용될 수 있다.

2분할 색상 비교는, 검사 대상 위치로 설정된 영역을 2개 또는 다수의 영역으로 분할하고 각 영역의 색상차를 비교하는 검사 방법으로서, 인쇄된 부분에 있어서 인쇄 색상이 균일하게 분포되었는지를 검사하기 위하여 이용될 수 있다.

라인 검출, 도형 검출 및 원 검출은, 검사 대상 위치로 설정된 영역 내에서 실장된 부품에 의한 라인, 도형 또는 원 형태를 검출함으로써 실장 상태를 검사하는 방법이다.

한편, 이와 같이 다양한 방법에 의해 실장된 각 부품의 실장 상태를 검사할 때에는, 실장 상태가 양호한 하나 또는 복수 개의 피검사물을 이용하여 미리 기준 범위를 생성하고, 검사중인 피검사물(S)에 대한 검사 결과가 이 기준 범위 내에 들어오는 경우, 검사중인 피검사물(S)의 실장 상태를 정상으로 판정하도록 한다. 물론 검사 결과가 기준 범위를 벗어나는 경우에는 실장 상태 불량으로 판정될 것이다.

즉, 실장 상태가 양호한 것으로 판정된 피검사물일지라도 그 실장 상태는 다양한 편차를 가질 수 있기 때문에, 이러한 다양한 경우를 미리 기준 범위로 설정하고, 이후의 실장 상태 검사에 적용하도록 하는 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장 상태 검사 장치는, 피검사물 공급 유닛(도시하지 않음), 감지 유닛(54), 제1 정렬 유닛, 제1 반사 유닛, 제2 정렬 유닛, 제2 반사 유닛, 피검사물 회수 유닛(도시하지 않음)을 더 구비한다.

피검사물 공급 유닛은, 실장되어야할 부품들이 실장된 다수의 피검사물 중에서 어느 하나의 피검사물을 선택하여 제1 컨베어 유닛(11)의 컨베어 벨트 상에 안착시키는 동작을 행한다. 피검사물 공급 유닛은 검사를 행하고자 하는 검사자가 피검사물(S)을 하나씩 손으로 직접 컨베어 벨트 상에 안착시킬 수도 있으며, 상용화된 공지의 부품 흡착/파지 수단 등에 의해 하나씩의 피검사물(S)을 자동으로 컨베어 벨트 상에 안착시킬 수도 있다.

본 발명의 부품 실장 상태 검사 장치는, 피검사물(S)이 컨베어 벨트의 중앙 부분에 안전하게 안착되어 이송될 수 있도록 하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같은 가이드 부재(71)를 포함할 수도 있다.

감지 유닛(54)은, 피검사물 공급 유닛으로부터 어느 하나의 피검사물이 제1 컨베어 유닛(11)에 안착된 것을 감지하고, 검사 제어부(40)로 감지 결과를 통보한다. 검사 제어부(40)는 이 시점으로부터 컨베어 벨트의 구동에 의한 피검사물(S)의 이동 위치를 예측할 수 있게 된다.

제1 정렬 유닛은, 제1 촬영 위치에 피검사물(S)을 정확하게 위치정렬시키기 위한 것으로서, 도 2와 같이, "V"자형 홈이 파인 제1 핑거(51a)와 제2 핑거(51b)를 마주보도록 배치하고, 제1 핑거(51a)와 제2 핑거(51b)를 각각 서로 접근하거나 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써, V자형 홈의 안쪽에 배치된 피검사물(S)을 정확한 방향 및 위치(제1 촬영 위치와 일치하도록 설정되는 것이 바람직하다)로 조정할 수 있게 된다.

검사 제어부(40)는, 제1 정렬 유닛의 제1 핑거(51a)와 제2 핑거(51b) 사이에 피검사물(S)이 위치할 때까지 이송되면, 컨베어 벨트의 구동을 정지시키고, 제1 정렬 유닛을 제어하여 제1 핑거(51a) 및 제2 핑거(51b)를 서로 접근하는 방향으로 구동시키고, 제1 핑거(51a) 및 제2 핑거(51b)에 의해 피검사물(S)의 위치가 조정되면, 제1 핑거(51a) 및 제2 핑거(51b)를 서로 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써 다른 유닛의 구동 또는 피검사물(S)의 촬영 및 이송에 방해가 되지 않도록 한다.

제1 반사 유닛은, 제1 정렬 유닛에 의해 피검사물(S)이 제1 촬영 위치에 위치정렬된 후, 피검사물(S)의 측면에 근접하게 삽입되는 하나 또는 복수의 평면 또는 곡면 거울을 구비한다. 이러한 거울은, 피검사물(S)의 측면의 모습을 제1 카메라(21)로 반사시킴으로써 제1 카메라(21)가 피검사물(S)의 상부면 및 측면의 일부를 동시에 촬영할 수 있도록, 피검사물(S)을 사이에 두고 평행하게 배치되어 위쪽으로 45° 정도 기울어진 2개의 평면 거울(61a, 61b)인 것이 바람직하다. 이때, 평면 거울이 피검사물(S)과 제1 카메라(21)에 대하여 이루는 각도는 임의로 설정 및 조정될 수 있다.

또한, 이러한 2개의 평면 거울(61a, 61b)은 제1 카메라(21)의 촬영 가능 영역 내부에 위치하도록 피검사물(S)과의 접근 거리가 조절될 수 있으며, 또는 제1 카메라(21)의 촬영 가능 영역이 2개의 평면 거울(61a, 61b)을 포함할 수 있도록 제1 카메라와 피검사물 사이의 거리 또는 줌을 조절할 수도 있다.

또한, 제1 반사 유닛은, 2개의 평면 거울(61a, 61b)을 제1 촬영 위치에 대하여 삽입 또는 제거하기 위한 구동 수단을 구비할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서의 제1 반사 유닛은 2개의 평면 거울(61a, 61b)을 상하 방향으로 이동시켜 피검사물(S)의 이송에 방해가 되지 않도록 하고 있다(후술하는 제2 반사 유닛에서도 동일하게 동작함).

이와 같은 제1 반사 유닛의 2개의 평면 거울(61a, 61b)이 피검사물의 측면으로 삽입된 후 제1 카메라(21)에 의해 피검사물(S)을 촬영하면, 피검사물(S)의 상부와 2측면이 동시에 촬영된 제1 영상을 획득할 수 있게 된다. 즉, 도 1을 참조하면, 길이 방향으로 이송되는 피검사물(S)의 상부면과 긴 방향의 양측면이 동시에 촬영된 제1 영상을 획득할 수 있다.

도 3은 이와 같은, 제1 반사 유닛과, 제1 정렬 유닛과, 제1 카메라의 배치 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3의 우측은 피검사물(S)이 촬영 영역으로 진입하여 컨베어 벨트가 정지한 후 위치정렬을 실행하기 직전의 모습을 나타내는데, 미러가 위로 들려진 상태로 유지되어 있으며, 핑거가 피검사물(S)을 향하여 전진하기 직전의 모습을 보여준다.

도 3의 좌측은 핑거가 피검사물을 위치정렬시킨 후, 들려있던 미러가 하강하여 피검사물의 측면을 상부에 배치된 제1 카메라(21)로 반사시키고 있는 형상을 보여준다.

제2 정렬 유닛은, 상술한 제1 정렬 유닛과 유사한 구조로 이루어지며, 뒤집어진 피검사물(S)이 제2 촬영 위치까지 이송되면, 마주하는 2개의 핑거를 접근시켜 피검사물을 위치정렬시킨다.

한편, 제1 정렬 유닛 및 제2 정렬 유닛의 각각의 핑거는, 피검사물(S)의 대상에 따라 V자형 홈의 크기 및 형태가 다른 다양한 핑거로 교체될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 다양한 피검사물의 특성에 맞추어 정확한 위치정렬을 수행할 수 있게 된다.

제2 반사 유닛은, 제1 반사 유닛과 유사하게 2개의 평면 거울(62a, 62b)을 구비하는데, 다만, 제1 반사 유닛에서 반사하지 못한 다른 2측면의 모습을 반사하도록 위치가 다르게 설정된다.

즉, 도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제1 반사 유닛에서는 제1 컨베어 유닛(11)의 이송 방향과 수직하는 방향의 양측면을 촬영하도록 이송 방향과 평행하도록 2개의 평면 거울(61a, 61b)을 배치하고 있지만, 제2 반사 유닛에서는 제2 컨베어 유닛(12)의 이송 방향과 같은 방향의 양측면을 촬영하도록 이송 방향과 수직하도록 2개의 평면 거울(62a, 62b)을 배치하고 있다.

이러한 제2 반사 유닛의 2개의 평면 거울(62a, 62b)에 의하면, 제2 카메라(22)는, 피검사물(S)의 여러 측면 중에서 제1 반사 유닛을 이용하여 촬영하지 못한 측면을 뒤집어진 피검사물(S)의 상부(뒤집어지기 전의 피검사물에서의 하부에 해당)와 동시에 촬영할 수 있게 된다. 즉, 피검사물(S)의 하부면과 짧은 폭 방향의 양측면이 동시에 촬영된 제2 영상을 획득할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 반사 유닛 및 제2 반사 유닛에 의하면, 피검사물(S)의 상부 및 하부뿐만 아니라, 적어도 4방향의 측면에서 바라본 피검사물의 측면 형태도 촬영할 수 있게 된다. 더욱, 단지 2회의 촬영으로 피검사물(S)의 적어도 5면을 촬영할 수 있게 된다.

한편, 또다른 실시예에서는, 제1 반사 유닛 또는 제2 반사 유닛을 단지 하나만 배치할 수 있다. 그리고 이러한 반사 유닛에 설치된 2개 이상의 평면 거울의 방향을 조정하여 피검사물(S)의 모든 측면이 제1 카메라(21) 또는 제2 카메라(21)에 의해 촬영될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 피검사물(S)이 사각형의 형태를 가진다고 할 때, 평면 거울을 피검사물(S)의 모서리 부분을 향하도록 배치한다면, 피검사물(S)의 서로 접하는 2개의 측면을 하나의 평면 거울에 의해 반사시킬 수도 있게 된다. 또한, 피검사물(S)의 모든 측면을 향하도록 평면 거울을 배치할 수도 있다. 일례로서, 도 1의 제1 반사 유닛에 사각 형태로 늘어선 4개의 평면 거울이 배치될 수 있으며, 이 경우, 제2 반사 유닛은 생략될 수 있다.

또한, 이 경우, 촬영된 제1 영상 및 제2 영상은, 도 5에 나타낸 것과는 조금 상이하게 될 수 있다. 즉, 도 5(a) 또는 도 5(b)

피검사물 회수 유닛은, 제2 컨베어 유닛(12)의 끝부분에 배치되어, 제2 촬영 위치를 통과하여 부품 실장 상태 검사가 수행된 피검사물(S)이 이어지는 제조 공정(예를 들면, 내부 회로 기판 장착 공정 등) 등으로 이송될 수 있도록, 피검사물(S)을 회수한다. 이러한 회수 유닛은, 단순한 저장 용기를 구비하여 부품 실장 상태 검사가 완료된 후 제2 컨베어 유닛(12)의 컨베어 벨트의 끝부분에서 낙하하는 피검사물(S)을 수집할 수도 있으며, 복수의 저장 용기와 배출 경로 변경 수단을 구비하여 실장 상태가 불량한 것으로 판정된 피검사물과 실장 상태가 양호한 것으로 판정된 피검사물을 서로 다른 저장 용기에 구분하여 수집할 수도 있다.

피검사물 : S
제1 컨베어 유닛 : 11
제2 컨베어 유닛 : 12
제1 카메라 : 21
뒤집기 유닛 : 32
검사 제어부 : 40

Claims (8)

1. 부품 실장 상태 검사 대상인 피검사물이 놓여지며, 놓여진 상기 피검사물을 제1 촬영 위치 및 제1 배출 위치로 이송하는 제1 컨베이어 유닛;
   상기 제1 촬영 위치로 이송된 상기 피검사물을 일정한 위치로 정렬시키기 위한 제1 정렬 유닛;
   상기 제1 촬영 위치에 이송된 상기 피검사물의 측면들 중 제1 측면을 반사하기 위한 제1 거울을 구비한 제1 반사 유닛;
   상기 피검사물의 상부와 상기 제1 반사 유닛의 제1 거울에 비친 상을 촬영하여 제1 영상을 생성하는 제1 카메라;
   상기 피검사물을 상기 제1 컨베이어 유닛의 구동력에 의해 받아들이고, 뒤집어진 상기 피검사물을 제2 컨베이어 유닛의 구동력에 의해 배출할 수 있는 통모양 부재와, 상기 제1 컨베이어 유닛의 제1 배출 위치에서 받아들인 상기 피검사물을 상기 제2 컨베이어의 적재 위치에 뒤집어 배출하도록 상기 통모양 부재를 회전시키는 회전축을 포함하는 뒤집기 유닛;
   상기 뒤집기 유닛으로부터 배출된 상기 뒤집어진 피검사물을 제2 촬영 위치로 이송하는 제2 컨베이어 유닛;
   상기 제2 촬영 위치로 이송된 상기 뒤집어진 피검사물을 일정한 위치로 정렬시키기 위한 제2 정렬 유닛;
   상기 제2 촬영 위치에 이송된 상기 뒤집어진 피검사물의 측면들 중 제2 측면을 반사하는 제2 거울을 구비한 제2 반사 유닛;
   상기 뒤집어진 피검사물의 상부와 상기 제2 반사 유닛의 제2 거울에 비친 상을 촬영하여 제2 영상을 생성하는 제2 카메라;
   상기 제1 컨베이어 유닛 및 상기 제2 컨베이어 유닛의 이송 동작을 제어하고, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라의 촬영을 제어하고, 각각의 촬영에 의해 획득된 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 분석하여 상기 피검사물의 상부 및 하부 표면에 실장되어야할 부품의 누락 여부 또는 실장 상태의 불량 여부를 판정하는 검사 제어부를 포함하고,
   상기 검사 제어부는, 상기 제1 정렬 유닛 또는 상기 제2 정렬 유닛에 의해 상기 피검사물이 위치 정렬된 후, 상기 제1 반사 유닛 또는 상기 제2 반사 유닛을 상기 피검사물의 제1 측면 또는 제2 측면을 반사하는 위치까지 하강시키고, 상기 제1 카메라 또는 상기 제2 카메라에 의해 상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상을 생성한 후, 상기 제1 반사 유닛 또는 상기 제2 반사 유닛을 상승시키는 것을 특징으로 하는 부품 실장 상태 검사 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛의 각각에는 V자형 홈이 파인 제1 핑거와 제2 핑거가 마주보도록 배치되고,
   상기 검사 제어부는 상기 피검사물을 일정한 위치로 정렬시키기 위해 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거를 접근시키는 방향으로 구동시키고, 위치 정렬 후에는 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거를 서로 멀어지는 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 부품 실장 상태 검사 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제1 컨베이어 유닛에 상기 피검사물을 올려놓는 피검사물 공급 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 실장 상태 검사 장치.
7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제1 컨베이어 유닛에 상기 피검사물이 놓여진 상황을 감지하기 위한 감지 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 실장 상태 검사 장치.
8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제2 컨베이어 유닛에 의해 상기 제2 촬영 위치를 통과하여 실장 상태 검사가 완료된 상기 피검사물을 회수하기 위한 회수 유닛을 더 포함하고,
   상기 회수 유닛은 실장되어야할 부품이 누락되었거나 실장 상태가 불량한 것으로 판정된 피검사물과 실장이 양호한 것으로 판정된 피검사물을 구분하여 회수하는 것을 특징으로 하는 부품 실장 상태 검사 장치.

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