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KR101284528B1 - 기어림 표면 흠 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

기어림 표면 흠 검사장치 및 검사방법 Download PDF

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KR101284528B1
KR101284528B1 KR1020110115470A KR20110115470A KR101284528B1 KR 101284528 B1 KR101284528 B1 KR 101284528B1 KR 1020110115470 A KR1020110115470 A KR 1020110115470A KR 20110115470 A KR20110115470 A KR 20110115470A KR 101284528 B1 KR101284528 B1 KR 101284528B1
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KR
South Korea
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gear
mounting jig
inspection
image
discharge
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유한덕
박효근
지무근
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대원강업주식회사
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Abstract

본 발명은 기어림 표면 흠 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 그 목적은 기어림의 절곡부에서 발생되는 표면 흠을 비젼 시스템을 이용하여 비접촉식 방식으로 자동 검사할 수 있도록 함으로써, 생산되는 기어림에 대한 전수 검사를 빠르게 실시할 수 있으며, 더불어 검사작업의 신뢰성 또한 높일 수 있는 기어림 표면 흠 검사장치 및 검사방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명의 기어림 표면 흠 검사장치는 기어림에 구비된 연결부재와 결합되어 기어림이 항상 일정한 자세로 놓여지도록 하는 장착지그; 상기 장착지그를 회전시키는 회전수단; 상기 장착지그의 주위에 배치되어 기어림에 구비된 측면 돌출부와 측면 요홈부에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영수단; 상기 영상촬영수단에 의한 영상의 촬영이 원활하게 이루어지도록 기어림으로 빛을 조사하는 조명수단; 상기 장착지그에 놓여진 기어림에 대한 검사작업이 완료된 후, 기어림을 장착지그로부터 배출하는 배출수단; 및 상기 영상촬영수단에 의해 촬영된 영상으로부터 측면 돌출부와 측면 요홈부에 발생된 표면 흠을 검출하고, 상기 영상촬영수단과, 회전수단, 조명수단 및 배출수단을 제어하는 검사 컨트롤러로 구성된다.

Description

기어림 표면 흠 검사장치 및 검사방법{A measurement equipment and method for the crack inspect of gear rim}
본 발명은 기어림 표면 흠 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 특히 자동차 시트의 등받이 각도를 조절하기 위한 리클라이닝 장치의 구성품인 기어림의 절곡부에서 발생되는 표면 흠을 비젼 시스템을 이용하여 비접촉식 방식으로 자동 검사할 수 있도록 한 기어림 표면 흠 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로 리클라이닝 장치는 자동차 시트를 구성하는 안장과 등받이의 사이에 위치하도록 시트의 측면에 설치되어 등받이의 기울기를 사용자가 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 리클라이닝 장치는 레버와 기어 및 스프링 등의 부품들이 복잡한 구조로 연결되며, 레버의 작동에 의해 기어들이 서로 결합되거나 분리되면서 등받이의 기울기를 조절가능하게 하고, 또 조절된 기울기에서 등받이를 고정된 상태로 유지시키게 된다.
상기와 같은 기능을 제공하기 위한 리클라이닝 장치의 주요 부품으로 기어림이 사용되고 있으며, 이러한 기어림은 여러 단계의 프레스 공정을 거쳐 만들어지게 된다.
상술한 바와 같이 여러 단계의 프레스 공정을 거쳐 제작되는 기어림의 경우, 프레스 공정에 사용되는 금형의 마모나 변형 그리고 가공상의 문제를 원인으로 하여 절곡부에 표면 흠이 발생하는 경우가 있으며, 이러한 흠이 있는 기어림의 경우 리클라이닝 장치의 내구성 저하를 초래하게 되므로, 제작된 기어림의 품질검사가 요구된다.
그러나 기어림의 절곡부에 형성되는 표면 흠의 경우 미세하여 육안으로 관찰하는 것이 용이하지 못함에도 불구하고, 종래에는 이를 검사하기 위한 적절한 검사장치가 마련되어 있지 않아 기어림의 검사작업을 인력에 의존하다 보니 검사작업에 시간이 많이 소요되는 것은 물론이고, 검사작업의 신뢰성 또한 떨어지는 문제점을 갖고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 기어림의 절곡부에서 발생되는 표면 흠을 비젼 시스템을 이용하여 비접촉식 방식으로 자동 검사할 수 있도록 함으로써, 생산되는 기어림에 대한 전수 검사를 빠르게 실시할 수 있으며, 더불어 검사작업의 신뢰성 또한 높일 수 있는 기어림 표면 흠 검사장치 및 검사방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 기어림 표면 흠 검사장치는 기어림에 구비된 연결부재와 결합되어 기어림이 항상 일정한 자세로 놓여지도록 하는 장착지그(110); 상기 장착지그(110)를 회전시키는 회전수단(120); 상기 장착지그(110)의 주위에 배치되어 기어림에 구비된 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영수단(130); 상기 영상촬영수단(130)에 의한 영상의 촬영이 원활하게 이루어지도록 기어림으로 빛을 조사하는 조명수단(140); 상기 장착지그(110)에 놓여진 기어림에 대한 검사작업이 완료된 후, 기어림을 장착지그(110)로부터 배출하는 배출수단(150); 및 상기 영상촬영수단(130)에 의해 촬영된 영상으로부터 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)에 발생된 표면 흠을 검출하고, 상기 영상촬영수단(130)과, 회전수단(120), 조명수단(140) 및 배출수단(150)을 제어하는 검사 컨트롤러(160)로 구성되며, 상기 영상촬영수단(130)은, 상기 장착지그(110)의 측면에서 장착지그(110) 상에 놓여진 기어림과 동일 수평선 상에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 돌출부(11,11`)에 대한 측면 영상을 촬영하는 제1 카메라(131); 상기 장착지그(110)에 놓여진 기어림의 측면 돌출부(11,11`)의 상부에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 돌출부(11,11`)에 대한 평면 영상을 촬영하는 제2 카메라(132); 상기 장착지그(110)의 측면에서 장착지그(110) 상에 놓여진 기어림과 동일 수평선 상에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 요홈부(12,12`)에 대한 측면 영상을 촬영하는 제3 카메라(133); 및 상기 장착지그(110)에 놓여진 기어림의 측면 요홈부(12,12`)의 상부에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 요홈부(12,12`)에 대한 평면 영상을 촬영하는 제4 카메라(134)로 구성된 것을 특징으로 한다.
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한편 상기 배출수단(150)의 말단에 설치되며, 검사 컨트롤러(160)의 제어에 의해 기어림의 배출통로를 변경시킴으로써 기어림을 양품과 불량품으로 구분하여 적재되게 하는 배출통로 제어수단(170)을 더 포함할 수 있다.
한편 상기 회전수단(120)은, 상기 장착지그(110)의 저면으로부터 연장된 회전축(112)과 구동축(121a)을 매개로 연결되어 회전축(112)을 회전시키는 모터(121); 상기 모터(121)의 회전수를 감지하는 엔코더(122); 상기 구동축(121a)의 측면으로 돌출된 구조로 설치된 원점 조그(123); 및 상기 원점 조그(123)에 반응하여 신호를 발생시키는 원점 감지 센서(124)로 구성될 수 있다.
또한 상기 배출수단(150)은, 상기 장착지그(110)를 사이에 두고 평행하게 연장되어 기어림의 저면 양측을 지지하는 한 쌍의 받침대(151a)와, 기어림의 이동과정에서 기어림이 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지 가이드(151b)가 상면에 형성된 배출지그(151); 상기 배출지그(151)를 상하로 이동시키도록 베이스 프레임(100)에 설치되되, 하단부가 베이스 프레임(100)에 힌지 결합된 승강실린더(152); 및 상기 베이스 프레임(100)에 하단부가 힌지결합되며, 상기 승강실린더(152)와 연결되어 승강실린더(152)를 밀거나 당김으로써 배출지그(151)를 기울여 기어림의 배출이 이루어지도록 하는 젖힘실린더(153)로 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기어림 표면 흠 검사방법은 장착지그(110) 상에 놓인 기어림을 90° 회전시키면서, 측면 돌출부(11)에 대한 다수의 영상과, 측면 요홈부(12)에 대한 다수의 영상을 촬영하는 단계(S110); 상기 S110 단계에서 촬영된 영상으로부터 검사 컨트롤러(160)가 측면 돌출부(11) 및 측면 요홈부(12)의 절곡부에 발생된 표면 흠을 검출하는 단계(S120); 상기 S120 단계에서 검출된 표면 흠의 정보를 미리 입력된 기준정보와 비교하여 해당 기어림의 불량여부를 판정하는 단계(S130); 상기 S130 단계를 통해 해당 기어림이 불량인 것으로 판정되면, 장착지그(110)를 원위치로 회전시키고, 기어림을 불량품 적재함(B)으로 배출하는 단계(S140); 상기 S130 단계를 통해 해당 기어림이 양품인 것으로 판정되면, 반대쪽에 위치한 측면 돌출부(11`)와 측면 요홈부(12`)의 검사를 위하여 기어림을 90° 더 회전시키는 단계(S150); 상기 S150 단계 후, 상기 기어림을 90° 회전시키면서, 측면 돌출부(11`)에 대한 다수의 영상과, 측면 요홈부(12`)에 대한 다수의 영상을 촬영하는 단계(S160); 상기 S160 단계에서 촬영된 영상으로부터 검사 컨트롤러(160)가 측면 돌출부(11`) 및 측면 요홈부(12`)의 절곡부에 발생된 표면 흠을 검출하는 단계(S170); 상기 S170 단계에서 검출된 표면 흠의 정보를 미리 입력된 기준정보와 비교하여 해당 기어림의 불량여부를 판정하는 단계(S180); 및 상기 S180 단계 후, 장착지그(110)를 원위치로 복원시키고, 상기 S180 단계의 판정결과에 따라 양품은 양품 적재함(A)으로, 불량품은 불량품적재함으로 배출하는 배출단계(S190)로 구성된다.
이때 상기 S110 단계와 S160 단계는, 제1,2 카메라(131,132)를 이용하여 측면 돌출부(11,11`)에 대한 다수의 측면 영상과 다수의 평면 영상을 촬영하고, 제3,4 카메라(133,134)를 이용하여 측면 요홈부(12,12`)에 대한 다수의 측면 영상과 다수의 평면 영상을 촬영하는 것이 바람직하다.
또한 상기 S150 단계는 S110 단계 및 S160 단계와 기어림의 회전속도를 달리하되, S150 단계는 S110 단계 및 S160 단계 보다 빠른 속도로 기어림을 회전시키는 것이 바람직하다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 기어림의 측면 돌출부 및 측면 요홈부에 대한 영상을 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 절곡부에 발생된 표면 흠을 자동으로 검출함으로써, 기어림의 표면 흠에 대한 정확하고 신속한 검사가 가능한 효과가 있다.
또한 측면 돌출부와 측면 요홈부에 대하여 각각의 측면 영상과 평면 영상을 촬영하고, 이를 분석함으로써 검사작업의 신뢰성을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 영상의 촬영이 이루어지지 않는 구간에서는 기어림을 보다 빠른 속도로 회전시킴으로써 검사작업 시 소요되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 기어림의 평면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기어림 표면 흠 검사장치의 구조를 보인 정면도,
도 3 은 본 발명에 따른 배출수단의 구조를 보인 측면도,
도 4 는 본 발명에 따른 배출지그의 구조를 보인 평면도,
도 5 는 검사 컨트롤러와 다른 장치와의 연결구조를 보인 블록도,
도 6 은 본 발명에 따른 배출통로 제어수단의 구조를 보인 평면도,
도 7 은 본 발명에 따른 검사방법의 공정순서를 보인 순서도,
도 8 은 카메라에 의해 촬영된 평면 영상,
도 9 는 카메라에 의해 촬영된 측면 영상,
도 10 은 흑백의 명확한 구분을 위하여 필터링된 영상,
도 11 은 영상의 처리 및 분석을 통해 표면 흠이 검출된 상태를 보인 영상,
도 12 는 표시장치를 통해 검사결과를 보인 영상.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 기어림의 평면도를 도시하고 있다.
본 발명은 자동차의 리클라이닝 장치에 사용되는 부품인 기어림(10)의 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)의 절곡부에 형성된 표면 흠을 검사하기 위한 장치 및 방법으로써, 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)에 대한 각각의 영상을 촬영하고 이를 분석하는 방식으로 검사작업을 진행하게 된다.
한편 기어림(10)에는 2개의 측면 돌출부(11,11`)와 2개의 측면 요홈부(12,12`)가 형성되어 있으며, 이들 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)는 대략 90°의 간격으로 교번되게 형성되어 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기어림 표면 흠 검사장치의 구조를 보인 정면도를, 도 3은 본 발명에 따른 배출수단의 구조를 보인 측면도를, 도 4는 본 발명에 따른 배출지그의 구조를 보인 평면도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 기어림 표면 흠 검사장치는 장착지그(110)와, 회전수단(120)과, 영상촬영수단(130)과, 조명수단(140)과, 배출수단(150)과, 검사 컨트롤러(160)로 구성되어 있다.
상기 장착지그(110)는 측정하고자 하는 기어림이 놓여지는 공간을 제공하는 것이다. 이러한 장착지그(110)는 베이스 프레임(100)에 회전 가능하게 설치되며, 기어림(10)이 항상 일정한 자세로 놓여질 수 있도록 기어림(10)의 특정 연결부재(13`:도 1에 도시됨)와 결합되는 돌기(111)가 상단부에 형성되어 있다.
도 1을 참조하면, 기어림(10)에는 리클라이닝 장치를 구성하는 다른 부품과의 결합을 위하여 다수 개의 연결부재(13,13`)가 형성되어 있으며, 이중 하나의 연결부재(13`)는 부품간의 결합시 기준이 되는 위치를 제공하기 위하여 나머지 다른 연결부재(13)와는 다른 형상을 갖고 있다.
따라서 나머지 연결부재(13)와 다른 형상을 갖는 연결부재(13`)가 장착지그(110)에 마련된 돌기(111)에 결합되어지도록 함으로써 항상 일정한 자세로 기어림(10)을 장착지그(110)에 놓을 수 있게 된다. 이러한 기어림의 장착과정은 하나의 예를 설명한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 또 다른 기준을 설정하여 기어림이 항상 일정한 자세로 장착지그(110) 상에 놓여지도록 할 수도 있다.
상기 회전수단(120)은 장착지그(110)의 하단부에 설치되어 장착지그(110)를 회전시킴으로써 기어림의 회전이 이루어지게 하는 것이다. 이러한 회전수단(120)은 모터(121)와, 엔코더(122)와, 원점 조그(123)와, 원점 감지 센서(124)로 구성된다.
상기 모터(121)는 장착지그(110)의 저면으로부터 연장된 회전축(112)과 구동축(121a)을 매개로 결합되어 있으며, 이러한 모터(121)의 구동에 의하여 장착지그(110)가 회전함으로써 기어림(10)의 회전이 이루어지게 된다.
상기 엔코더(122)는 주지된 바와 같이 모터(121)에 설치되어 모터(121)의 회전수를 감지하는 것이다. 한편 엔코더(122)에서 감지되는 모터(121)의 회전수는 검사 컨트롤러(160)로 전달되며, 검사 컨트롤러(160)는 엔코더(122)로부터 전달되는 모터 회전수에 대한 정보를 바탕으로 기어림을 회전시키게 된다.
상기 원점 조그(123)는 검사작업이 종료되면, 장착지그(110)가 초기 위치로 복원할 수 있도록 하는 것으로, 구동축(121a)의 측면에 돌출된 구조로 설치되어 있다.
상기 원점 감지 센서(124)는 원점 조그(123)에 의해 반응하여 신호를 발생시키도록 구동축(121a)의 측면에 배치되어 있다. 이러한 원점 감지 센서(124)에 의해 발생되는 신호는 검사 컨트롤러(160)로 전달되며, 검사 컨트롤러(160)는 원점 감지 센서(124)로부터 전달되는 신호를 바탕으로 모터(121)를 제어하게 된다.
상기 영상촬영수단(130)은 기어림에 형성된 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)의 영상을 촬영하는 것으로, 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)의 절곡부에 형성된 미세한 표면 흠을 다양한 각도에서 촬영하여 검사의 신뢰성을 높일 수 있도록 제1,2,3,4 카메라(131,132,133,134)로 구성된다.
이때 상기 제1 카메라(131)는 장착지그(110)의 측면에서 장착지그(110) 상에 놓여진 기어림과 동일 수평선 상에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 돌출부(11,11`)에 대한 측면 영상을 촬영하게 된다.
상기 제2 카메라(132)는 장착지그(110)에 놓여진 기어림의 측면 돌출부(11,11`)의 상부에 위치하도록 배치되어 측면 돌출부(11,11`)에 대한 평면 영상을 촬영하게 된다.
상기 제3 카메라(133)는 장착지그(110)의 측면에서 장착지그(110) 상에 놓여진 기어림과 동일 수평선 상에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 요홈부(12,12`)에 대한 측면 영상을 촬영하게 된다.
상기 제4 카메라(134)는 장착지그(110)에 놓여진 기어림의 측면 요홈부(12,12`)의 상부에 위치하도록 배치되어 측면 요홈부(12,12`)에 대한 평면 영상을 촬영하게 된다.
상기 조명수단(140)은 장착지그(110)에 놓여진 기어림으로 빛을 조사하여 영상촬영수단(130)이 용이하게 영상을 촬영할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 조명수단(140)은 다수 개의 조명으로 구성될 수 있으며, 각각의 조명은 금속의 반사 빛을 최소화할 수 있는 적색 LED을 이용하여 구성되는 것이 바람직하다. 한편 도 2에는 4개의 조명이 제1,2,3,4 카메라(131,132,133,134)의 인접한 위치에 각기 배치된 구조가 도시되어 있다.
상기 배출수단(150)은 기어림에 대한 검사작업이 완료된 후, 장착지그(110) 상에 놓인 기어림(10)을 다른 장소로 배출하는 것으로, 배출지그(151)와, 승강실린더(152)와, 젖힘실린더(153)로 구성된다.
상기 배출지그(151)는 장착지그(110) 상에 놓인 기어림(10)을 지지하여 상승시키고, 상승된 기어림을 배출시키는 것으로, 장착지그(110)를 사이에 두고 평행하게 연장되어 기어림(10)의 저면 양측을 지지하는 한 쌍의 받침대(151a)를 구비하고 있으며, 상면의 좌우 양측에는 기어림의 배출 시 기어림의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지 가이드(151b)가 돌출된 구조로 형성되어 있다.
상기 승강실린더(152)는 배출지그(151)와 연결되어 배출지그(151)를 상하로 이동시키는 것으로, 이러한 승강실린더(152)는 하단부가 베이스 프레임(100)에 힌지 결합되어 힌지점(P1)을 중심으로 회전이 가능한 구조를 갖고 있다.
상기 젖힘실린더(153)는 승강실린더(152)에 의해 배출지그(151)가 상부로 이동된 후 작동하여 승강실린더(152)를 힌지점(P1)을 중심으로 회전시켜 배출지그(151)가 기울어지도록 하는 것으로, 이러한 젖힘실린더(153)의 하단부는 베이스 프레임(100)에 힌지 결합되어 힌지점(P2)을 중심으로 회전이 가능한 구조를 가지며, 승강실린더(152)와 연결되어 승강실린더(152)를 밀거나 당기도록 구성된다.
도 5는 검사 컨트롤러와 다른 장치와의 연결구조를 보인 블록도를 도시하고 있다.
상기 검사 컨트롤러(160)는 영상촬영수단(130)에 의해 촬영된 영상으로부터 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)의 절곡부에 발생된 표면 흠을 검출하고, 영상촬영수단(130), 회전수단(120), 조명수단(140), 배출수단(150) 및 후술될 배출통로 제어수단(170)을 제어하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 검사 컨트롤러(160)는 화상 신호 인터페이스를 매개로 영상촬영수단(130)과 연결되어 영상촬영수단(130)을 구성하는 제1,2,3,4 카메라(131,132,133,134)를 제어함과 더불어 각각의 카메라에서 촬영된 영상을 전송받게 되고, 조명수단(140)과는 조명 컨트롤러를 매개로 연결되어 검사작업의 진행상황에 따라 조명수단(140)을 제어하게 되며, 회전수단(120)과는 모터 컨트롤러를 매개로 연결되어 모터(121)를 제어하게 되고, 배출수단(150) 및 배출통로 제어수단(170)과는 DIO 인터페이스를 매개로 연결되어 배출수단(150) 및 배출통로 제어수단(170)을 제어하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 배출통로 제어수단의 구조를 보인 평면도를 도시하고 있다.
상기 배출수단(150)에 의해 배출되는 기어림을 양품과 불량품으로 구분하여 적재되게 하는 배출통로 제어수단(170)이 더 구비될 수 있다. 이러한 배출통로 제어수단(170)은 배출수단(150)에 의하여 배출되는 기어림을 제공받는 배출가이드(180)의 말단에 설치되며, 검사 컨트롤러(160)의 제어에 의하여 배출통로를 변경시킴으로써 양품의 기어림은 양품 적재함(A)으로, 불량품의 기어림은 불량품 적재함(B)으로 배출되게 한다.
이러한 기능을 하는 배출통로 제어수단(170)은 양품 적재함(A)과 불량품 적재함(B)으로 연장되는 2개의 통로(171,172)와, 2개의 통로(171,172) 중 어느 하나의 통로를 선택적으로 차단하는 차단판(173)과, 상기 검사 컨트롤러(160)의 제어에 의해 차단판(173)을 회전시킴으로써 2개의 통로(171,172) 중 어느 하나의 통로가 차단되게 하는 구동기(174)로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 배출통로 제어수단(170)은 검사 컨트롤러(160)에 의하여 해당 기어림이 불량인 것으로 판정된 경우, 2개의 통로(171,172) 중 양품 적재함(A)으로 연결되는 통로(171)를 차단판(173)이 차단하도록 구동기(174)를 제어하게 되며, 이에 따라 양품과 불량품을 구분하여 적재할 수 있게 된다.
한편 상기 구동기(174)는 모터나 회전실린더 등을 이용하여 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 기어림 표면 흠 검사장치를 이용하여 기어림의 표면 흠을 검사하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 검사방법의 공정순서를 보인 순서도를 도시하고 있다.
상기와 같이 구성된 검사장치를 이용하여 구현되는 본 발명의 기어림 표면 흠 검사방법은 장착지그(110) 상에 놓인 기어림을 90° 회전시키면서, 측면 돌출부(11)에 대한 다수의 영상과, 측면 요홈부(12)에 대한 다수의 영상을 촬영하는 단계(S110); 상기 S110 단계에서 촬영된 영상으로부터 검사 컨트롤러(160)가 측면 돌출부(11) 및 측면 요홈부(12)의 절곡부에 발생된 표면 흠을 검출하는 단계(S120); 상기 S120 단계에서 검출된 표면 흠의 정보를 미리 입력된 기준정보와 비교하여 해당 기어림의 불량여부를 판정하는 단계(S130); 상기 S130 단계를 통해 해당 기어림이 불량인 것으로 판정되면, 장착지그(110)를 원위치로 회전시키고, 기어림을 불량품 적재함(B)으로 배출하는 단계(S140); 상기 S130 단계를 통해 해당 기어림이 양품인 것으로 판정되면, 반대쪽에 위치한 측면 돌출부(11`)와 측면 요홈부(12`)의 검사를 위하여 기어림을 90° 더 회전시키는 단계(S150); 상기 S150 단계 후, 상기 기어림을 90° 회전시키면서, 측면 돌출부(11`)에 대한 다수의 영상과, 측면 요홈부(12`)에 대한 다수의 영상을 촬영하는 단계(S160); 상기 S160 단계에서 촬영된 영상으로부터 검사 컨트롤러(160)가 측면 돌출부(11`) 및 측면 요홈부(12`)의 절곡부에 발생된 표면 흠을 검출하는 단계(S170); 상기 S170 단계에서 검출된 표면 흠의 정보를 미리 입력된 기준정보와 비교하여 해당 기어림의 불량여부를 판정하는 단계(S180); 및 상기 S180 단계 후, 장착지그(110)를 원위치로 복원시키고, 상기 S180의 판정결과에 따라 양품은 양품 적재함(A)으로, 불량품은 불량품적재함으로 배출하는 배출단계(S190)로 구성되어 있다.
상기 S110 단계는 장착지그(110) 상에 놓인 기어림을 90° 회전시키면서 측면 돌출부(11,11`) 및 측면 요홈부(12,12`)에 대한 영상을 촬영하는 단계이다.
한편 기어림은 로봇을 이용하여 장착지그(110) 상에 자동으로 올려놓을 수도 있으며, 작업자가 직접 올려놓을 수도 있다. 다만 장착지그(110)에 마련된 돌기(111)가 기어림에 형성된 특정 연결부재(13`)에 결합되어지게 함으로써 장착지그(110) 상에 놓여지는 기어림은 항상 일정한 자세로 올려지게 된다.
한편 장착지그(110) 상에 놓여지는 기어림의 자세는 설계자에 따라 다양하게 구현될 수 있으며, 이하에서는 기어림에 형성된 측면 돌출부(11)의 시작점은 제1,2 카메라(131,132)에 대응하는 위치에 놓여지고, 측면 요홈부(12)의 시작점은 제3,4 카메라(133,134)에 대응하는 위치에 놓여진 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
상기와 같이 기어림의 배치가 완료되면, 회전수단(120)의 구동에 의해 장착지그(110)가 회전하여 기어림을 회전시키게 되며, 이러한 기어림의 회전과정에서 영상촬영수단(130)을 구성하는 제1,2 카메라(131,132)는 측면 돌출부(11)에 대한 측면 영상과 평면 영상을 미리 설정된 시간 간격으로 촬영하여 다수 개의 영상을 획득하게 되며, 이와 동시에 제3,4 카메라(133,134)는 측면 요홈부(12)에 대한 측면 영상과 평면 영상을 미리 설정된 시간 간격으로 촬영하여 다수 개의 영상을 획득하게 된다.
한편 본 발명은 상기와 같이 제1,2,3,4 카메라(131,132,133,134)를 이용하여 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)의 측면과 평면 영상을 촬영함으로써 다양한 각도에서 표면 흠을 보다 정확히 검출할 수 있으며, 이를 통해 검사작업의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
상기 S120 단계는 제1,2,3,4 카메라(131,132,133,134)에서 촬영된 영상을 검사 컨트롤러(160)가 실시간으로 분석하여 측면 돌출부(11,11`) 및 측면 요홈부(12,12`)의 절곡부에 발생된 표면 흠을 검출하게 된다.
한편 영상 분석 기술이 발달로 인해 다양한 방식으로 영상을 분석하여 표면 흠을 검출 할 수 있으며, 이하에서 실시 가능한 하나의 기술을 예시로 하여 영상의 분석을 통한 표면 흠의 검출과정을 설명하도록 한다.
도 8은 카메라에 의해 촬영된 평면 영상을, 도 9는 카메라에 의해 촬영된 측면 영상을, 도 10은 흑백의 명확한 구분을 위하여 필터링된 영상을, 도 11은 영상의 처리 및 분석을 통해 표면 흠이 검출된 상태를 보인 영상을 나타내고 있다.
상기 제1,2,3,4 카메라(131,132,133,134)에 의해 촬영된 영상을 흑백으로 하여 음영의 구분이 명확하게 나타도록 한 뒤, 이를 분석하여 표면 흠을 검출할 수 있다. 이 경우 표면 흠의 검출에 흑백 영상이 사용되므로, 상기 제1,2,3,4 카메라(131,132,133,134)는 흑백카메라로 구성하는 것이 영상의 처리 과정을 보다 단순화시킬 수 있다.
위 예시된 영상처리과정을 보다 구체적으로 설명하면, 흑백 영상의 화상 정보는 화소(pixel)를 명암(밝기)의 값으로 나타낼 수 있으며, 8비트의 경우 0~255의 범위에서 명암값을 이용하여 화소를 나타낼 수 있다. 즉 255는 가장 밝은 색(백색)을 갖는 화소이며, 0은 가장 어두운 색(흑색)을 갖는 화소이다. 따라서 각각의 카메라에서 촬영된 영상을 구성하는 각각의 화소를 명암값을 기준으로 하여 구분할 수 있다.
한편 흑백 카메라에 의해 촬영된 영상에서 측면 돌출부(11,11`) 및 측면 요홈부(12,12`)의 절곡부에 발생된 표면 흠의 경우, 조명상태에 따라 일정 범위 내의 명암값을 갖는 화소로 표현되며, 도 8 및 도 9의 경우, 0~50의 명암값을 갖는 화소로 표면 흠이 촬영된 영상이 도시되어 있다.
상기와 같이 상대적으로 어둡게 표현된 표면 흠을 보다 명확하게 드러나도록하기 위하여 필터링 과정을 거쳐 흑백의 구분이 보다 명확하게 드러나게 한 뒤, 영상의 흑백을 전환하여 표면 흠이 백색 또는 백색에 가까운 밝은 색의 명암값을 갖는 화소로 표현되도록 영상을 처리하게 된다.
상기와 같이 처리된 영상 내의 검사 영역에 있는 표면 흠을 검출하게 된다.
한편 제1,2,3,4 카메라(131,132,133,134)의 경우, 항상 정해진 위치에서 영상을 촬영하게 되므로, 영상 내의 표면 흠은 항상 동일한 영역 내에 위치하게 되며, 이처럼 표면 흠이 나타나는 영역을 검사 영역으로 미리 설정해 놓을 수 있다. 한편 제1,3 카메라(131,133)는 기어림의 측면 영상을 촬영하는 바 검사 영역이 사각 형태로 설정되며, 제2,4 카메라(132,134)는 기어림의 평면 영상을 촬영하는 바 기어림의 반경값에 상응하는 곡률을 갖는 라운드 형태로 검사 영역을 설정하게 된다.
상기 S130 단계는 검출된 표면 흠의 정보(흠의 굵기, 길이, 가로 폭, 세로 폭)를 미리 입력된 기준정보와 비교하여 해당 기어림의 불량여부를 판정하는 단계이다. 이러한 S130 단계는 기준정보 보다 큰 표면 흠이 검출되면 해당 기어림을 불량품으로 판정하게 된다.
상기 S140 단계는 해당 기어림이 불량품으로 판정된 경우, 해당 기어림을 검사장치로부터 배출하는 단계이다. 이러한 S130 단계는 배출수단(150)과 배출통로 제어수단(170)에 의해 구현되며, 검사 컨트롤러(160)에 의해 해당 기어림이 불량품으로 판정되면, 회전수단(120)에 의하여 장착지그(110)가 원래의 초기 위치로 회전하고, 이어서 승강실린더(152)에 의해 배출지그(151)가 상승하며 장착지그(110)에 놓인 기어림을 장착지그(110)로부터 분리하게 되며, 이후 젖힘실린더(153)에 의하여 승강실린더(152)가 힌지점을 중심으로 회전하여 배출지그(151)를 기울임으로써 배출지그(151) 상에 놓인 기어림을 배출가이드(180)로 배출시키게 된다.
이와 같이 배출가이드(180)로 배출된 기어림은 배출통로 제어수단(170)으로 유입되고, 이때 배출통로 제어수단(170)은 검사 컨트롤러(160)의 제어에 의하여 양품 적재함(A)으로 연결되는 통로(171)를 차단함으로써, 해당 기어림은 나머지 통로(172)를 통하여 불량품 적재함(B)으로 배출된다.
상기 S150 단계는 S130 단계에서 양품인 것으로 판정된 기어림에 형성된 나머지 측면 돌출부(11`)와 측면 요홈부(12`)의 검사를 위하여 나머지 측면 돌출부(11`)와 측면 요홈부(12`)의 시작점이 각각 제1,2 카메라(131,132)와 제3,4 카메라(133,134)에 대응하는 위치로 이동하도록 기어림을 90° 회전시키는 단계이다.
이와 같은 S150 단계는 영상의 촬영없이 기어림의 회전만이 이루어지게 되므로, 신속한 검사작업의 진행을 위하여 S110 단계 및 후술될 S160 단계 보다 기어림을 빠른 속도로 회전시키는 것이 바람직하다.
상기 S160 단계는 S110 단계와 마찬가지로 기어림을 90° 회전시키면서 제1,2,3,4 카메라(131,132,133,134)를 이용하여 나머지 측면 돌출부(11`) 및 측면 요홈부(12`)에 대한 다수의 측면 영상과 다수의 평면 영상을 촬영하는 단계이다.
상기 S170 단계는 S160 단계를 통해 촬영된 영상을 실시간으로 분석하여 측면 돌출부(11`) 및 측면 요홈부(12`)에 발생된 표면 흠을 검출하는 단계이다. 이러한 S170 단계는 앞서 설명된 S120 단계와 동일한 방식으로 표면 흠을 검출하는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 S180 단계는 검출된 표면 흠 정보를 미리 입력된 기준정보와 비교하여 해당 기어림의 불량여부를 판정하는 단계이다.
상기 S190 단계는 영상의 촬영이 종료됨에 따라 장착지그(110)를 원래의 초기 위치로 회전시키고, 장착지그(110) 상에 놓인 기어림을 배출하되, 검사 컨트롤러(160)에 의한 검사결과에 따라 배출수단(150)과 배출통로 제어수단(170)을 이용하여 해당 기어림을 양품 적재함(A) 또는 불량품 적재함(B)으로 배출하게 된다.
도 12는 표시장치를 통해 검사결과를 보인 영상이다.
상기와 같이 해당 기어림에 대한 검사과정이 종료되면, 검사 컨트롤러는 표시장치를 통하여 검사결과를 표시하게 된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 검사장치와 검사방법에 의하면 영상촬영장치를 이용하여 측면 돌출부(11,11`) 및 측면 요홈부(12,12`)에 대한 다수의 측면 영상과 다수의 평면 영상을 획득하고, 획득된 영상을 실시간으로 검사 컨트롤러(160)가 분석하여 표면 흠을 검출하며, 검출 표면 흠에 대한 정보와 미리 입력된 기준정보를 비교하여 해당 기어림의 불량여부를 판정하게 되므로, 신속하고 정확한 검사작업을 실시할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(110) : 장착지그 (112) : 회전축
(120) : 회전수단 (121) : 모터
(122) : 엔코더 (123) : 원점 조그
(124) : 원점 감지 센서 (130) : 영상촬영수단
(131) : 제1 카메라 (132) : 제2 카메라
(133) : 제3 카메라 (134) : 제4 카메라
(140) : 조명수단 (150) : 배출수단
(160) : 검사 컨트롤러 (170) : 배출통로 제어수단

Claims (8)

  1. 기어림에 구비된 연결부재와 결합되어 기어림이 항상 일정한 자세로 놓여지도록 하는 장착지그(110);
    상기 장착지그(110)를 회전시키는 회전수단(120);
    상기 장착지그(110)의 주위에 배치되어 기어림에 구비된 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영수단(130);
    상기 영상촬영수단(130)에 의한 영상의 촬영이 원활하게 이루어지도록 기어림으로 빛을 조사하는 조명수단(140);
    상기 장착지그(110)에 놓여진 기어림에 대한 검사작업이 완료된 후, 기어림을 장착지그(110)로부터 배출하는 배출수단(150); 및
    상기 영상촬영수단(130)에 의해 촬영된 영상으로부터 측면 돌출부(11,11`)와 측면 요홈부(12,12`)에 발생된 표면 흠을 검출하고, 상기 영상촬영수단(130)과, 회전수단(120), 조명수단(140) 및 배출수단(150)을 제어하는 검사 컨트롤러(160)로 구성되며,
    상기 영상촬영수단(130)은,
    상기 장착지그(110)의 측면에서 장착지그(110) 상에 놓여진 기어림과 동일 수평선 상에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 돌출부(11,11`)에 대한 측면 영상을 촬영하는 제1 카메라(131);
    상기 장착지그(110)에 놓여진 기어림의 측면 돌출부(11,11`)의 상부에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 돌출부(11,11`)에 대한 평면 영상을 촬영하는 제2 카메라(132);
    상기 장착지그(110)의 측면에서 장착지그(110) 상에 놓여진 기어림과 동일 수평선 상에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 요홈부(12,12`)에 대한 측면 영상을 촬영하는 제3 카메라(133); 및
    상기 장착지그(110)에 놓여진 기어림의 측면 요홈부(12,12`)의 상부에 위치하도록 배치되어 기어림의 측면 요홈부(12,12`)에 대한 평면 영상을 촬영하는 제4 카메라(134)로 구성된 것을 특징으로 하는 기어림 표면 흠 검사장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출수단(150)의 말단에 설치되며, 검사 컨트롤러(160)의 제어에 의해 기어림의 배출통로를 변경시킴으로써 기어림을 양품과 불량품으로 구분하여 적재되게 하는 배출통로 제어수단(170)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어림 표면 흠 검사장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 회전수단(120)은,
    상기 장착지그(110)의 저면으로부터 연장된 회전축(112)과 구동축(121a)을 매개로 연결되어 회전축(112)을 회전시키는 모터(121);
    상기 모터(121)의 회전수를 감지하는 엔코더(122);
    상기 구동축(121a)의 측면으로 돌출된 구조로 설치된 원점 조그(123); 및
    상기 원점 조그(123)에 반응하여 신호를 발생시키는 원점 감지 센서(124)로 구성된 것을 특징으로 하는 기어림 표면 흠 검사장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 배출수단(150)은,
    상기 장착지그(110)를 사이에 두고 평행하게 연장되어 기어림의 저면 양측을 지지하는 한 쌍의 받침대(151a)와, 기어림의 이동과정에서 기어림이 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지 가이드(151b)가 상면에 형성된 배출지그(151);
    상기 배출지그(151)를 상하로 이동시키도록 베이스 프레임(100)에 설치되되, 하단부가 베이스 프레임(100)에 힌지 결합된 승강실린더(152); 및
    상기 베이스 프레임(100)에 하단부가 힌지결합되며, 상기 승강실린더(152)와 연결되어 승강실린더(152)를 밀거나 당김으로써 배출지그(151)를 기울여 기어림의 배출이 이루어지도록 하는 젖힘실린더(153)로 구성된 것을 특징으로 하는 기어림 표면 흠 검사장치.
  6. 장착지그(110) 상에 놓인 기어림을 90° 회전시키면서, 측면 돌출부(11)에 대한 다수의 영상과, 측면 요홈부(12)에 대한 다수의 영상을 촬영하는 단계(S110);
    상기 S110 단계에서 촬영된 영상으로부터 검사 컨트롤러(160)가 측면 돌출부(11) 및 측면 요홈부(12)의 절곡부에 발생된 표면 흠을 검출하는 단계(S120);
    상기 S120 단계에서 검출된 표면 흠의 정보를 미리 입력된 기준정보와 비교하여 해당 기어림의 불량여부를 판정하는 단계(S130);
    상기 S130 단계를 통해 해당 기어림이 불량인 것으로 판정되면, 장착지그(110)를 원위치로 회전시키고, 기어림을 불량품 적재함(B)으로 배출하는 단계(S140);
    상기 S130 단계를 통해 해당 기어림이 양품인 것으로 판정되면, 반대쪽에 위치한 측면 돌출부(11`)와 측면 요홈부(12`)의 검사를 위하여 기어림을 90° 더 회전시키는 단계(S150);
    상기 S150 단계 후, 상기 기어림을 90° 회전시키면서, 측면 돌출부(11`)에 대한 다수의 영상과, 측면 요홈부(12`)에 대한 다수의 영상을 촬영하는 단계(S160);
    상기 S160 단계에서 촬영된 영상으로부터 검사 컨트롤러(160)가 측면 돌출부(11`) 및 측면 요홈부(12`)의 절곡부에 발생된 표면 흠을 검출하는 단계(S170);
    상기 S170 단계에서 검출된 표면 흠의 정보를 미리 입력된 기준정보와 비교하여 해당 기어림의 불량여부를 판정하는 단계(S180); 및
    상기 S180 단계 후, 장착지그(110)를 원위치로 복원시키고, 상기 S180의 판정결과에 따라 양품은 양품 적재함(A)으로, 불량품은 불량품적재함으로 배출하는 배출단계(S190)로 구성된 것을 특징으로 하는 기어림 표면 흠 검사방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 S110 단계와 S160 단계는,
    제1,2 카메라(131,132)를 이용하여 측면 돌출부(11,11`)에 대한 다수의 측면 영상과 다수의 평면 영상을 촬영하고, 제3,4 카메라(133,134)를 이용하여 측면 요홈부(12,12`)에 대한 다수의 측면 영상과 다수의 평면 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는 기어림 표면 흠 검사방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 S150 단계는 S110 단계 및 S160 단계와 기어림의 회전속도를 달리하되, S150 단계는 S110 단계 및 S160 단계 보다 빠른 속도로 기어림을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기어림 표면 흠 검사방법.
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