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WO2017003241A1 - 물품 검사장치 - Google Patents

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WO2017003241A1
WO2017003241A1 PCT/KR2016/007081 KR2016007081W WO2017003241A1 WO 2017003241 A1 WO2017003241 A1 WO 2017003241A1 KR 2016007081 W KR2016007081 W KR 2016007081W WO 2017003241 A1 WO2017003241 A1 WO 2017003241A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
article
inspection
information
feature
reference data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2016/007081
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
배영헌
이승준
김정엽
홍덕화
전문영
강준구
정중기
정재윤
이종휘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koh Young Technology Inc
Original Assignee
Koh Young Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koh Young Technology Inc filed Critical Koh Young Technology Inc
Priority to US15/741,027 priority Critical patent/US10713775B2/en
Priority to KR1020177030634A priority patent/KR102567861B1/ko
Priority to CN201690000935.2U priority patent/CN208678394U/zh
Priority to DE112016003012.6T priority patent/DE112016003012T5/de
Publication of WO2017003241A1 publication Critical patent/WO2017003241A1/ko
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    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10024—Color image

Definitions

  • the present invention relates to an article inspection device, and more particularly to an article inspection device for inspecting whether an article is defective.
  • CNC Computerized Numerical Control
  • the method currently used in the industrial field is to take an image using the photographing equipment for the object to be inspected.
  • this method not only incurs excessive costs for the inspection, but also the quality is easily influenced by various external factors such as the skill and fatigue of the individual workers and the working environment as in the production process of the conventional goods. The speed of execution is also not sufficient, which is likely to affect the productivity of the article.
  • the article inspection apparatus includes an image acquisition unit and a control unit.
  • the image acquisition unit acquires a photographed image of at least a portion of the article.
  • the controller determines whether the article is defective by using the photographed image of the article.
  • the control unit may include at least one of a first element having a predetermined shape and at least one of a second element formed in the article and at least one of an opening, a recess, and a through-hole formed in the article.
  • a first inspection of at least one of position, shape and size and a second inspection of at least one of adhering foreign substances, scratches and surface stains to the article are performed.
  • control unit shape-based characteristic of the first element and the second element received or automatically extracted from the outside with respect to at least one of the first element and the second element.
  • the first inspection may be performed by comparing the photographed image with reference data of the article corresponding to the photographed image based on a feature defined by.
  • the feature may include at least one of information on a feature object corresponding to at least one of the first element and the second element and relationship information between a plurality of feature objects.
  • the information about the feature object may include at least one of dimension information of the feature object, location information of the feature object, and geometric shape information of the feature object.
  • the relationship information between the plurality of feature objects may include at least one of relative distance information between the feature objects, offset information between the feature objects, and geometric shape information between the feature objects.
  • the controller may set an inspection area for the feature object and set a quality reference for the feature object.
  • the controller may set correlations between the feature objects and set a quality standard for the correlations.
  • the controller may be configured to compare the photographed image with reference data of the article corresponding to the photographed image based on at least one of a height, brightness, and color obtained from the photographed image of the article, and the second inspection. Can be performed.
  • the controller may be configured to set a region corresponding to at least one of an opening, a depression, and a through hole formed in the article as a masking region, and wherein the masking region is configured as the masking region. Only the first test can be performed.
  • the article may correspond to a part of the final finished product, and the control unit may exclude from the second inspection a portion where the article is covered from external exposure by assembling with another part.
  • An article inspection apparatus includes an image acquisition unit and a control unit.
  • the image acquisition unit acquires a photographed image of at least a portion of the article.
  • the controller determines whether the article is defective by using the photographed image of the article.
  • the image acquisition unit acquires a good-quality photographing image by photographing a good-quality article corresponding to the article.
  • the controller generates reference data using the good photographing image, and compares the reference data with the photographed image obtained from the article to inspect the article.
  • control unit has a predetermined shape, the position, shape and at least one of the first element formed in the article and the second element including at least one of an opening, a depression and a through hole formed in the article and A test may be performed on at least one of the sizes, and on at least one of the first element and the second element, the shape characteristic of the first element and the second element received from the outside or automatically extracted. An inspection may be performed by comparing the photographed image with reference data of the article corresponding to the photographed image based on the feature defined by the feature.
  • the article inspection apparatus may further include an input unit for receiving correction information for correcting the feature.
  • the correction information may be generated based on the statistical processing result for the inspection result obtained by the inspection of the article.
  • the reference data may be generated using a statistical method based on a plurality of good-quality images obtained from a plurality of good-quality items.
  • the reference data may be generated by averaging the good images.
  • the controller may automatically set or receive defect information including a type of a defect for inspecting the article and a tolerance value for each type of defect.
  • the type of defect may include at least one of overcut, undercut, scratch, color, imprint, protrusion, and flatness.
  • the inspection apparatus can automatically and efficiently perform inspection on an article to be inspected.
  • the inspection criteria of the inspection target article can be changed according to the state of the article.
  • the inspection may be performed by generating information about reference data and defects for inspection.
  • the defect inspection it is determined whether the article is defective by using the photographed image of the article, the defect inspection of the processing due to the processing error in the manufacturing process of the article and the appearance defect inspection according to the defect of the appearance of the article.
  • the defect inspection can be performed more precisely and effectively.
  • the defect inspection by performing the defect inspection on the foreign matter adhesion, scratches, surface stains and the like of the article, and by performing the inspection based on the height, brightness, color, etc. obtained from the photographed image of the article, the defect inspection more precisely and effectively Can be done.
  • the article inspection apparatus Through the article inspection apparatus according to the present invention, a manufacturer can automatically and efficiently perform inspection on an article to be inspected.
  • the inspection criteria of the inspection target article can be changed according to the state of the article.
  • the inspection can be performed by generating information about reference data and defects for inspection by itself.
  • defect inspection can be performed more precisely and effectively.
  • correction information necessary for correcting the feature information which is the basis of the comparison, may be input, and the correction information may be generated based on the statistical processing result of the inspection result, thereby more accurately and effectively performing the defect inspection. Can be.
  • the defect inspection can be performed more precisely and effectively.
  • FIG. 1 is a front view showing the article inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating an area excluded from the external inspection of an article of the article inspection apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining the designation of the masking area for performing only the defective inspection of the article of the article inspection apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of generating reference data by the article inspection apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a method of setting a feature for inspecting an article in a process of generating reference data of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a form in which a reference position is designated to reference data in the process of generating reference data of FIG. 5, and the reference position is utilized when inspecting an article.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the rear case for a mobile phone is an empty rectangular box-shaped part, which may be formed of metal, plastic, glass, or the like, and includes large and small openings arranged for various purposes such as sound output of a switch, a camera, and a speaker. It also includes an internal structure for accommodating various components such as batteries, communication and control circuit boards therein.
  • FIG. 1 is a front view showing the article inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the article inspection apparatus 100 includes a transfer unit 110, a measurement unit 120, and a control unit 130.
  • a component such as an article supply unit (not shown) or a buffer 150 may be added to drive the article inspecting apparatus 100.
  • the transfer unit 110 may transfer the object to be inspected, and the measurement unit 120 may measure the object to obtain a photographed image, and the controller 130 may determine whether the object is defective by using the measured image.
  • the transfer unit 110 has a configuration for transferring an article, and as described above, in the article inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, a rear case for a mobile phone is assumed as an inspection target part. In connection with this embodiment, an example regarding the operation of the transfer unit 110 will be described by explaining a method of transferring the rear case for a mobile phone.
  • the transfer unit 110 transfers it to a predetermined position 112.
  • the predetermined position may be a position stopped by the necessity such as assembly, etc.
  • the predetermined position 112 is a position for the measurement unit 120 to measure the photographed image of the inspection object article 160. Can be.
  • the transfer unit 110 After the measurement unit 120 measures and acquires the photographed image of the inspection object article 160, the transfer unit 110 continuously conveys the inspection object article 160.
  • the transfer unit 110 is an additional device such as a flipping device unit for flipping the inspection object 160 to support the image measurement in various aspects of the inspection object 160. It may include components.
  • the measurement unit basically measures the upper surface of the object to be inspected.
  • the corresponding surface can be measured by rotating the surface 90 ° or 270 ° in addition to the upper surface of the object to be inspected, and by using the measured image, various aspects of the object to be inspected can be measured. It is possible to obtain information in.
  • the intermediate buffer 150 may be transferred to an apparatus or an apparatus for the next process of the production of the article, such as assembly after inspection. ) Can be transported the goods to be tested.
  • the transfer unit 110 temporarily stops the transfer of the inspection target article 160 based on the inspection result performed by the control unit 130 and determines the inspection result automatically or by the user, or the inspection target article 160. You can wait until you issue a command to process.
  • the control unit 130 determines that the inspected article 160 is inferior, the transfer unit 110 may transfer the article to a separate path from the articles determined to be of good quality in order to discard the articles.
  • the measurement unit 120 includes a configuration for obtaining a photographed image of the inspection object article 160.
  • the four buttons on the top, bottom, left, and right sides have a power button or the like. Openings for volume control, input switches, speakers, microphones, etc. are included.
  • an opening for protruding the camera lens may be included in the rear side. It may further include a structure such as a step for assembling the various components. In addition, it may be necessary to check whether the assembly is correctly performed in a state where various components such as various buttons and internal components as described above are assembled, as well as the rear case component itself for a mobile phone.
  • the photographed image may include a two-dimensional planar image or a pattern image of the object to be inspected according to the irradiation light source.
  • a two-dimensional plane image may be obtained by irradiating non-patterned light such as monochromatic light, and a pattern image may be obtained by irradiating patterned light.
  • the pattern image obtained as described above may generate a 3D image by the controller 130.
  • various conventional methods may be used to acquire a three-dimensional image, but in the present invention, as an embodiment of the image acquisition method, a predetermined pattern of light is irradiated to the object while being irradiated, and irradiated with the target surface.
  • a method of obtaining a 3D image from the height of each point of the image by changing the pattern pattern generated according to the step may be utilized. For example, a bucket algorithm may be used.
  • the measurement unit 120 may include an irradiation unit for irradiating unpatterned or patterned light onto an object and a photographing unit for capturing an image of the object.
  • the article inspection apparatus 100 may be provided with a photographed image provided from an external device, instead of directly acquiring a photographed image by the photographing unit 120. That is, the article inspection apparatus 100 may include an image acquisition unit, and the image acquisition unit may acquire a captured image by directly measuring an image of the inspection target article 160 like the measurement unit 120, or photographing from an external device. You may be provided with an image.
  • the controller 130 determines whether the article is defective by using the photographed image of the article. Specifically, the controller 130 performs a defect inspection according to the machining error in the manufacturing process of the article and the appearance defect inspection according to the defect of the appearance of the article.
  • the photographed image of the article may include a two-dimensional planar image of at least a portion of the article, a pattern image of at least a portion of the article, and the like.
  • the information and color, brightness, and saturation of the two-dimensional or three-dimensional shape of the article may include an image including information on various attributes such as.
  • the defect inspection may include inspecting at least one of the position, shape, and size of at least one of the first element of the article and the second element of the article.
  • the first element means an element formed in the article having a predetermined shape, and for example, at least a part of a circuit pattern formed in the article, a protrusion protruding from the body of the article, a part attached to the article, and the like. It may include.
  • the second element means an element whose shape is defined by removing a body of the article or a part of the first element, or an element whose shape is relatively defined by the surrounding shape or the first element, for example, The openings, depressions, through-holes, etc. may be formed.
  • control unit 130 for at least one of the first element and the second element, the shape-based characteristic of the first element and the second element received or automatically extracted from the outside;
  • the processing defect of the article may be inspected by comparing the photographed image with reference data of the article corresponding to the photographed image based on the feature defined by the feature.
  • the feature may include at least one of information about a feature object corresponding to at least one of the first element and the second element and relationship information between the plurality of feature objects.
  • the information about the feature object may include at least one of dimension information of the feature object, location information of the feature object, and geometric shape information of the feature object.
  • the feature may include information about the protrusion 420 (see FIG. 4) corresponding to the first element, that is, size information (horizontal, vertical, and protrusion height information) of the protrusion 420, and the position of the protrusion 420. Information, geometric information of the protrusion 420 (fillet, slope, etc.) may be included. Further, the feature may include size information (radius, long radius, short radius, etc.) of the opening 410 (see FIG. 4) corresponding to the second element, position information of the opening 410, geometric information of the opening 410 (curvature, Eccentricity, etc.).
  • the relationship information between the plurality of feature objects may include at least one of relative distance information between feature objects, offset information between feature objects, and geometric shape information between feature objects.
  • the feature includes at least one of relative distance information, offset information, or geometric shape information between the protrusions 420, between the openings 410, or between the protrusions 420 and the opening 410. can do.
  • the controller 130 may set an inspection area for the feature object and set a quality standard for the feature object.
  • the controller 130 may set an inspection area for the first element or the second element and set a quality standard for the first element or the second element.
  • the controller 130 sets an inspection area for the protrusion 420 or the opening 410, and based on the size information, the position information, the geometric shape information, etc. of the protrusion 420 or the opening 410.
  • a good quality standard can be set and processing defect inspection can be performed according to the good quality standard.
  • the controller 130 may set correlations between the feature objects and set a quality standard for the correlations.
  • the controller 130 may set correlations between the first elements, the second elements, or the first element and the second element, and set a quality standard for the correlation.
  • the controller 130 sets correlations between the protrusions 420, between the openings 410, between the protrusions 420 and the openings 410, and between the protrusions 420 and the openings.
  • a quality standard can be set based on the relative distance information or offset information, geometrical shape information, etc. between the 410 or between the protrusion 420 and the opening 410, and can perform a defect inspection according to the quality standard. Can be.
  • the appearance defect inspection may include inspection of at least one of foreign material adhesion, scratch and surface stains on the article.
  • the article may adhere to or adhere to the adherent foreign matter in the manufacturing process, may form a stain during the anodizing (anodeizing) process, thereby resulting in such a poor appearance.
  • the appearance defect As described above, it may be checked whether there is a region having a brightness distribution and / or a height distribution different from the surroundings in the inspection region.
  • the controller 130 may inspect the appearance defect of the article by comparing the photographed image with reference data of the article corresponding to the photographed image based on at least one of height, brightness, and color obtained from the photographed image of the article. can do.
  • the image acquisition unit may include a measurement unit 120 for directly measuring the image of the inspection target article 160 to obtain a photographed image, the measurement unit 120 is a good quality corresponding to the article It is also possible to obtain a good photographic image by photographing the article.
  • the controller 130 may generate reference data by using a good photographing image, and compare the reference data with a photographed image obtained from the article to inspect the article.
  • the reference data may be generated using a statistical method based on a plurality of good-quality images obtained from a plurality of good-quality items.
  • the article when the article is produced, the article is produced based on a design drawing made by CAD software. Therefore, in the case of inspecting the article, it is possible to proceed with the inspection based on such a design drawing or an ideal form of the article obtained from the design drawing.
  • a manufacturer preparing a supply contract may not be able to directly disclose the design drawings due to the high level of security required by the manufacturer making the request. have.
  • reference data can be generated from which sample articles are directly compared.
  • the manufacturer can simply inspect the goods in the above situation, and the inspection of the various types of goods can be performed even if the form and the criteria are not determined in advance. There is also an advantage to making progress.
  • the user After the user acquires the photographed image of the sample article, the user prepares the reference data from the photographed image, so that the sample article without a predetermined external standard such as a design drawing You can generate reference data from your own, and you can create a new inspection standard by comparing the reference data with the actual sample goods, or reviewing the reference data itself to refer to the production of the goods, and to determine whether the goods are defective directly or automatically. You can do that.
  • a predetermined external standard such as a design drawing
  • the controller 130 basically sets the inspection conditions based on the reference data when there is reference data that can be input from the outside, such as a design drawing through CAD, and sets the inspection condition data and the two-dimensional image of the object to be inspected. And / or inspection may be performed by comparing three-dimensional images.
  • the inspection apparatus directly stores the reference data from the specimen inspection object. The method of generating the can also be utilized.
  • the controller 130 may display the inspection result on a display unit (not shown) of the inspection apparatus.
  • the inspection result may include two-dimensional and / or three-dimensional images of the inspection object, and position and shape of defects of the object identified in the inspection process and numerical data related thereto.
  • control unit 130 is located in the next step of the article inspection device 100 of the buffer 150 or the production equipment, if it is determined that the inspection object article 160 has a good quality without defects
  • the transfer unit 110 may be controlled to be transferred to the equipment. Meanwhile, in the case of a defective article, the transfer unit 110 may be controlled to stop the transfer of the inspection target article 160 and wait for the user's judgment.
  • FIG. 2 is a plan view for explaining a region excluded from appearance defect inspection of an article of the article inspection apparatus of FIG. 1.
  • the article inspection apparatus may be excluded from the appearance defect inspection of the article.
  • the article to be inspected may correspond to a part such as a rear case which is employed in a mobile phone which is a final product.
  • the controller 130 may exclude a portion of the article covered from external exposure by assembling with other components in the appearance defect inspection.
  • a poor appearance such as a scratch 512 in the first area 510 of the surface of the article, may significantly degrade the value of the article, while in the second region 520 If the scratch 522 is hidden from external exposure by a subsequent assembly process or the like and does not affect the value of the final article, the reference data and the two-dimensional image of the measured article only for the first region 510 and By setting the comparison area to compare the corresponding areas of the 3D image, it is possible to quickly perform a defect inspection.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining the designation of the masking area for performing only the defective inspection of the article of the article inspection apparatus of FIG.
  • a masking area may be set in a specific portion of an article for inspecting the article.
  • a photographed image of the article is obtained, there is a case where it is not necessary to perform inspection on a specific area such as an area where an opening is formed. In such a case, the area can be excluded from the comparison by masking the area.
  • control unit 130 may set an area corresponding to at least one of an opening, a depression, and a through hole formed in the article as a masking area, and inspect the processing defect and the appearance defect of the masking area. Only defect inspections can be carried out during the inspection.
  • the openings, depressions, through holes, etc. formed in the article are parts corresponding to the second element, and elements whose shape is defined by removing a body or a part of the first element of the article, or the surrounding shape or the first Since it means an element whose shape is relatively defined by the element, it does not have a substantial shape. Therefore, by setting the masking area on at least part of the second element, unnecessary computational load can be reduced and inspection speed can be improved.
  • the portion of the opening 610 in which the battery is mounted occupies a large part of the article to be inspected, but by masking the opening 610 620, the computational load can be greatly reduced. It can greatly improve the inspection speed.
  • the machining defect inspection of the machining defect inspection and appearance defect inspection for the masking area can be performed. That is, even in the case of a part corresponding to the second element such as the opening 610, the machining defect inspection during the machining defect inspection and the appearance defect inspection may be performed.
  • the opening 610 may appear different in size, position, geometric shape, etc. than the reference data due to poor processing, and also the relationship information between the opening 610 and other feature objects, that is, relative distance information, Since offset information, geometric shape information, and the like may appear different from the reference data, the inspection of the appearance defect associated with the opening 610 may be omitted, and the inspection of the processing defect may be performed.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of generating reference data by the article inspection apparatus of FIG. 1.
  • the reference data may include image data of an ideal article, which is a reference for comparison, and additional data for comparing and inspecting image data of an ideal article and image data of an actual inspection target article.
  • image data and the comparison inspection do not necessarily have to group additional data together, and those skilled in the art can separate the data into separate processes for the convenience of generation, processing, and management. You'll see that you can create and manage them as a whole and view them as baseline data.
  • the procedure of generating reference data begins by instructing the first user to perform reference data generation with respect to the article inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention (210). According to the reference data generation performing command, the article inspection apparatus starts a job for generating reference data.
  • Generation of the reference data begins with a step 220 of generating a photographed image of a sample article corresponding to the good article.
  • the sample article is transferred by the transfer unit 110 and, if necessary, after the photographed image is obtained by the measurement unit 120, the control unit ( 3D image data may be generated.
  • the sample article may be one, or may be a plurality, and in the case of a plurality of sample items, each photographed image for several can be obtained.
  • the ideal reference data it is also possible to perform the image measurement on the sample article several times and thereby to obtain the reference data.
  • the reference data may be generated from the remaining images except for an image having a range outside of some deviation in the distribution of the measured images.
  • the data measured from each sample article may be somewhat different from each other, but may be used as a criterion for determining the failure of the article to be inspected in inspecting all these articles. That is, if the reference data is obtained for a plurality of sample articles, all of them are used as reference data, and compared to any one of them, and if the quality of the inspected article is good, the inspected article may be compared with the reference data from another sample article. It can also be determined to be good without the need.
  • setting 230 of additional data required as reference data may be continued.
  • the setting of additional data 230 may first include displaying the reference data 231 to allow the user to identify and modify the reference data, and to establish a criterion for performing the inspection.
  • the method may include setting a reference position for reference data (232), setting a feature for inspection (233), and setting the inspection area (234) and setting a masking area.
  • Step 235 may be further included, and the method may further include setting up information 236 regarding defects or defects that may occur in the inspection object.
  • the generated reference data may be displayed to allow a user to check an image through a display unit (not shown) of the article inspection apparatus 100 (231). Through the displayed reference data, the user can confirm the photographed image of the sample item currently obtained, and if necessary, make some modifications to the photographed image of the sample item.
  • the user can correct the defects with reference data of the deleted sample article by performing appropriate image processing on the corresponding portions.
  • the defect is automatically deleted or through proper image processing of the user. This may be displayed on the display unit of the inspection apparatus to enable deletion.
  • a step 232 of setting a reference position for the photographed image of the sample article may be performed.
  • the reference position corresponds to a reference point for comparing the reference data with the photographed image generated by measuring the inspection object, and the reference position may be one point or a specific shape of the photographed image.
  • the reference position may be set by the user directly designating a specific shape or the like in the captured image displayed on the display unit through the input device.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a method of setting features for inspecting articles in the process of generating reference data of FIG. 4.
  • a specific shape 310 may be set in advance to designate a reference position, and the specific shape 310 may correspond to the feature object described above.
  • the control unit 130 of the article inspection apparatus 100 may automatically set a reference position 320 for the corresponding portion by automatically searching for a portion having the corresponding shape in the photographed image of the sample article.
  • a plurality of reference positions can be set for accurate comparison of the object to be inspected with the reference data.
  • the previously described feature may be set for article inspection (233).
  • the inspection of the article may be basically performed by comparing the entire photographed image of the reference data and the entire photographed image of the inspected article in pixel units. This can lead to excessive load on the configuration that performs the calculation.
  • it may be an efficient inspection process to first inspect such a portion.
  • the inspection may be performed only on the main features of the article to be inspected, and the features may correspond to these features.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a form in which a reference position is designated to reference data in the process of generating reference data of FIG. 5, and the reference position is utilized when inspecting an article.
  • the feature when there is an opening 410 disposed in a circular shape in a portion of the article to be inspected, the feature may be the position and the diameter of the center point of the opening.
  • a configuration 420 such as a protrusion having a specific height and width should be present at a specific location of the article to be inspected, it may be information about this configuration.
  • the information may be information about the two points and the distance between the two points.
  • features may include features that maintain the quality of the inspection while improving the inspection speed of the article.
  • the step of generating the reference data has the purpose of generating the reference data through the sample article when the reference data is not transmitted from the outside.
  • the reference data to be transmitted from the outside may include so-called gerber information including not only the shape of the article but also the position, size, or arrangement direction of detailed parts to be disposed in the article.
  • the user can designate the approximate shape and size of each part via the interface shown on the display and play the role of gerber by arranging the location and orientation of the part on the photographed image of the sample item displayed on the screen. Information can be generated.
  • An inspection area may be set up for the article inspection (234). As described above, it is not desirable to perform the inspection of the article over the entire area in terms of time and resources, and thus to check whether the condition is met for the main features of the article. You can set the information about the same as described above.
  • a masking area may be set up for the article inspection (235).
  • the article inspection 235
  • the area can be excluded from the comparison by masking the area.
  • the type of failure and the allowance for it can be set for the article inspection (236).
  • these types of failures can vary.
  • the user's preference for the case of a mobile phone recently manufactured with a metal material is high.
  • Many attempts have been made to manufacture the present invention, and as a method for manufacturing a case with a flexible design, a method of mass-producing parts through computer numerical control has been utilized.
  • parts produced in the manufacturing process may have scratches, such as scratches or stamps, and defects in the product itself due to errors in the manufacturing process itself, such as over cut or under cut, The same defect may also occur.
  • the rear case for a mobile phone which is an inspection target article for the purpose of the present invention
  • defects such as scratches, stamps, undercuts, overcuts, and protrusions.
  • the type of fault on the rear case for a mobile phone will not be limited to the items listed above, and if the item being inspected is anything other than the rear case for a mobile phone, some of the above defects will be faulty. It will be apparent to one skilled in the art that any defects other than those listed above, or otherwise, may be a criterion for determining a defective part.
  • there are defects of this type in the article to be inspected but also to the extent that such defects can be judged not to affect the quality of the actual product, i.e. information such as tolerance for each type of defects Can be set.
  • the information about the generated reference data may be displayed on the display unit of the inspection apparatus (240).
  • the display unit may display additional information set for the 3D image and inspection of the reference data. The user may check whether the settings for performing the inspection are correctly made from the displayed information, and if necessary, the user may modify a corresponding information by inputting a command to correct specific information through the input device.
  • the article inspection apparatus 100 may further include an input unit (not shown) that receives correction information for modifying the aforementioned feature.
  • the input unit may employ a conventional input device such as a keyboard, a keypad, a touch pad, and the like, and for example, an interface such as a graphical user interface (GUI) may be provided in order for a user to easily perform input through the input unit.
  • GUI graphical user interface
  • the correction information may be generated based on the statistical processing result for the inspection result obtained by the inspection of the article.
  • the statistical processing may be performed by the controller 130 or a separate processing device provided from the outside.
  • the article inspection apparatus is to perform the inspection by using the sample data, even if the reference data which can be the basis of the comparison is not prepared in advance or cannot be prepared. It is possible.

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Abstract

물품 검사장치는 이미지 획득부 및 제어부를 포함한다. 이미지 획득부는 물품의 적어도 일부에 대한 촬영 이미지를 획득한다. 제어부는 물품의 촬영 이미지를 이용하여 물품의 불량 여부를 판정한다. 제어부는, 소정의 형상을 갖고 상기 물품에 형성된 제1 요소 및 상기 물품에 형성된 개구부, 함몰부 및 쓰루홀 중 적어도 하나를 포함하는 제2 요소 중 적어도 하나의 위치, 형상 및 크기 중 적어도 하나에 대한 제1 검사 및 상기 물품에 대한 이물질 부착, 스크래치 및 표면 얼룩 중 적어도 하나에 대한 제2 검사를 수행한다. 이에 따라, 불량 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있다.

Description

물품 검사장치
본 발명은 물품 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물품의 불량 여부를 검사하는 물품 검사장치에 관한 것이다.
기술의 발전에 따라, 다양한 형태의 물품을 다양한 방법을 통하여 생산하는 것이 가능해졌다. 예를 들어, 종래에는 절삭이나 연삭을 통해 원하는 형태의 외형을 갖춘 물품을 생산할 수 있었다. 또는, 다양한 재질로 이루어진 금속 주형에 액상의 재료, 예를 들면 액상 플라스틱을 주입 후 이를 냉각, 사출하여 부품을 형성하는 이른바 플라스틱 사출 방법도 활용되고 있었다. 특히 최근에는, 마이크로 프로세서를 내장한 수치제어 공작기계를 통해 물건을 생산하는 이른바 컴퓨터 수치제어(Computerized Numerical Control: CNC) 방식의 물품 생산 방법이 도입되어 다양한 물품의 대량생산에 활용되고 있다.
한편, 인구의 증가와 시장의 성장에 대응하기 위하여, 물품을 제조하는 제조업자들은 저렴한 비용으로 다양한 물품을 생산하여야 하는 과제에 직면하게 되었다. 특히, 각종 제품들의 사용주기가 점차 짧아짐에 따라, 물품의 대량생산 설비를 갖추어야 하는 시간도 짧아지게 되었다. 여기서 신속한 대량생산과 함께 제조업자들에게 주어진 또 다른 과제로는 생산된 물품의 수율을 유지하는 것이 있다. 수공업에 의해서 제품이 생산되던 시기에는 노동자가 직접 모든 생산 작업을 수행 및 통제하였기 때문에, 동일한 물품에 대한 설계에도 불구하고 노동자 개개인의 숙련도나 피로도 등의 다양한 환경적 요인에 의해서 물품의 품질을 일관성 있게 유지하는 것이 현실적으로 불가능하였다. 한편, 기계에 의한 대량 자동생산 시대가 열린 이후로 제조에서의 균일성은 상당 부분 획득할 수 있게 되었으나, 각 물품의 생산 및 조립 과정에서 발생하는 다양한 기계적 오류 및 물품의 불량 여부에 대한 검사는 여전히 노동자들이 일일이 육안으로 검사하는 방법이 활용되고 있어 비용이 많이 들 뿐만 아니라, 수공업 제품 생산 시대의 문제점과 마찬가지로 노동자 개개인의 숙련도나 피로도, 또는 개개인의 기준의 상이함으로 인해 제품의 품질을 판단하는 일관적인 기준이 적용되지 않을 수 있는 문제점이 여전히 남아 있다.
또한, 품질에 대한 소비자들의 기준도 나날이 높아지고 있어, 물품을 생산함에 있어서 제조업자들은 물품의 생산 및 조립 공정에서, 중간 과정 및 최종 조립 완료 과정에서 불량품을 제거하기 위한 노력을 또한 기울이고 있다. 이러한 노력의 일환으로, 조립 공정에서는 다양한 검사 장비를 이용하여 물품이 기준 품질을 만족시키는지 여부를 판단하고, 품질이 불량한 것으로 판단되는 중간 조립품을 사전에 제거함으로써 최종 완성품에 대한 높고 균일한 품질을 유지하여 높은 수율을 얻어내는 것이 하나의 과제로 되어 있다.
상기와 같이 물품의 제조 과정에서 발생하는 중간 물품 또는 최종 완성품의 검사 방법을 보다 상세히 살펴보면, 산업 현장에서 현재 활용되고 있는 방법은 검사 대상이 되는 물품에 대해서 촬영장비를 이용하여 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 검사를 수행하는 노동자들이 수작업을 통해 하나하나 확인하는 과정을 거치는 방법이 있다.
그러나, 앞서 지적한 바와 마찬가지로 이러한 방식은 검사에 대한 지나친 비용을 들이게 함은 물론, 종래 물품의 생산 공정에서처럼 노동자 개개인의 숙련도와 피로도, 노동 환경 등 다양한 외부 요소에 의해서 품질이 영향을 받기 쉽고, 검사를 수행하는 속도도 또한 충분하지 않아 물품의 생산성에 영향을 끼칠 가능성이 높다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 동일한 기준에 의해 물품에 대한 자동적인 검사를 수행할 수 있는 검사 장치 및 방법의 도입이 요구되며, 물품에 대한 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있는 검사 장치 및 방법의 도입이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 물품 검사장치는, 이미지 획득부 및 제어부를 포함한다. 상기 이미지 획득부는 물품의 적어도 일부에 대한 촬영 이미지를 획득한다. 상기 제어부는 상기 물품의 촬영 이미지를 이용하여 상기 물품의 불량 여부를 판정한다. 상기 제어부는, 상기 제어부는, 소정의 형상을 갖고 상기 물품에 형성된 제1 요소 및 상기 물품에 형성된 개구부, 함몰부 및 쓰루홀(through-hole) 중 적어도 하나를 포함하는 제2 요소 중 적어도 하나의 위치, 형상 및 크기 중 적어도 하나에 대한 제1 검사 및 상기 물품에 대한 이물질 부착, 스크래치(scratch) 및 표면 얼룩 중 적어도 하나에 대한 제2 검사를 수행한다.
일 실시예로, 상기 제어부는, 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소 중 적어도 하나에 대하여, 외부로부터 입력받거나 자동으로 추출된 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소의 형상적 특성(shape-based characteristic)에 의해 정의되는 피처(feature)를 기초로 상기 촬영 이미지와 상기 촬영 이미지에 대응하는 상기 물품의 기준 데이터를 비교하여 상기 제1 검사를 수행할 수 있다.
일 실시예로, 상기 피처는 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소 중 적어도 하나에 해당하는 특징객체(feature object)에 관한 정보 및 복수의 특징객체들 사이의 관계 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 특징객체에 관한 정보는 상기 특징객체의 크기(dimension) 정보, 상기 특징객체의 위치 정보 및 상기 특징객체의 기하학적 형상 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 복수의 특징객체들 사이의 관계 정보는 상기 특징객체들 사이의 상대적 거리 정보, 상기 특징객체들 사이의 오프셋(offset) 정보 및 상기 특징객체들 사이의 기하학적 형상 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 제어부는, 상기 특징객체에 대한 검사영역을 설정하고, 상기 특징객체에 대한 양품기준을 설정할 수 있다.
일 실시예로, 상기 제어부는, 상기 특징객체들 사이의 상관관계를 설정하고, 상기 상관관계에 대한 양품기준을 설정할 수 있다.
일 실시예로, 상기 제어부는, 상기 물품의 촬영 이미지로부터 획득된 높이, 밝기 및 컬러 중 적어도 하나를 기초로 상기 촬영 이미지와 상기 촬영 이미지에 대응하는 상기 물품의 기준 데이터를 비교하여 상기 제2 검사를 수행할 수 있다.
일 실시예로, 상기 제어부는, 상기 물품에 형성된 개구부, 함몰부 및 쓰루홀 중 적어도 하나에 대응하는 영역을 마스킹 영역으로 설정하고, 상기 마스킹 영역에 대해서 상기 제1 검사 및 상기 제2 검사 중 상기 제1 검사만을 수행할 수 있다.
일 실시예로, 상기 물품은 최종 완제품의 부품에 해당할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 물품이 다른 부품과의 조립에 의해 외부 노출로부터 가려지는 부분을 상기 제2 검사에서 제외할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 물품 검사장치는, 이미지 획득부 및 제어부를 포함한다. 상기 이미지 획득부는 물품의 적어도 일부에 대한 촬영 이미지를 획득한다. 상기 제어부는 상기 물품의 촬영 이미지를 이용하여 상기 물품의 불량 여부를 판정한다. 상기 이미지 획득부는, 상기 물품에 대응하는 양품 물품을 촬영하여 양품촬영 이미지를 획득한다. 상기 상기 제어부는, 상기 양품촬영 이미지를 이용하여 기준 데이터를 생성하고, 상기 기준 데이터와 상기 물품으로부터 획득된 상기 촬영 이미지를 비교하여 상기 물품을 검사한다.
일 실시예로, 상기 제어부는, 소정의 형상을 갖고 상기 물품에 형성된 제1 요소 및 상기 물품에 형성된 개구부, 함몰부 및 쓰루홀 중 적어도 하나를 포함하는 제2 요소 중 적어도 하나의 위치, 형상 및 크기 중 적어도 하나에 대한 검사를 수행할 수 있고, 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소 중 적어도 하나에 대하여, 외부로부터 입력받거나 자동으로 추출된 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소의 형상적 특성에 의해 정의되는 피처를 기초로 상기 촬영 이미지와 상기 촬영 이미지에 대응하는 상기 물품의 기준 데이터를 비교하여 검사를 수행할 수 있다.
일 실시예로, 상기 물품 검사장치는, 상기 피처를 수정하기 위한 수정 정보를 입력받는 입력부를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 수정 정보는, 상기 물품의 검사에 의해 획득된 검사 결과에 대한 통계적 처리 결과에 기초하여 생성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 기준 데이터는 복수의 양품 물품들로부터 획득된 복수의 양품촬영 이미지들을 기초로 통계적 방법을 이용하여 생성될 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 데이터는 상기 양품촬영 이미지들을 평균하여 생성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 제어부는, 상기 물품을 검사하기 위한 불량의 유형 및 각 유형별 불량에 대한 허용치를 포함하는 불량 정보를 자동으로 또는 입력받아 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 불량의 유형은, 오버컷, 언더컷, 스크래치, 색상, 찍힘, 돌출, 평평함 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르는 물품 검사 장치를 통해, 제조업자는 검사 대상 물품에 대한 검사를 자동으로 그리고 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 검사 대상 물품의 검사 기준을 물품의 상태에 따라 변경할 수 있다. 또한, 사전에 검사 대상 물품에 대한 설계 도면과 같은 주어진 정보가 없더라도 자체적으로 검사를 위한 기준 데이터 및 흠결 등에 대한 정보를 생성하여 검사를 진행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 물품의 촬영 이미지를 이용하여 상기 물품의 불량 여부를 판정하되, 물품의 제조공정 상의 가공 오류에 따른 가공불량 검사 및 물품의 외관의 하자에 따른 외관불량 검사를 이원적으로 수행함으로써, 불량 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 가공불량 검사를 상기 물품의 제1 요소 및 제2 요소에 대해 수행하고, 형상적 특성에 의해 정의되는 피처를 기초로 검사를 수행함으로써, 불량 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 외관불량 검사를 상기 물품의 이물질 부착, 스크래치, 표면 얼룩 등에 대해 수행하고, 물품의 촬영 이미지로부터 획득된 높이, 밝기, 컬러 등을 기초로 검사를 수행함으로써, 불량 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 제2 요소의 적어도 일부에 대해 마스킹 영역으로 설정하고, 상기 마스킹 영역에 대해서는 상기 가공불량 검사 및 상기 외관불량 검사 중 상기 가공불량 검사만을 수행함으로써, 불필요한 연산 부하를 감소시킬 수 있으며 검사속도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 물품 검사 장치를 통해, 제조업자는 검사 대상 물품에 대한 검사를 자동으로 그리고 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 검사 대상 물품의 검사 기준을 물품의 상태에 따라 변경할 수 있다.
또한, 물품의 촬영 이미지를 이용하여 물품의 불량 여부를 판정하되, 물품에 대응하는 양품 물품을 촬영하여 획득된 양품촬영 이미지를 이용하여 기준 데이터를 생성하고, 기준 데이터와 검사 대상 물품의 촬영 이미지를 비교하여 물품을 검사함으로써, 사전에 검사 대상 물품에 대한 설계 도면과 같은 주어진 정보가 없더라도 자체적으로 검사를 위한 기준 데이터 및 흠결 등에 대한 정보를 생성하여 검사를 진행할 수 있다.
또한, 복수의 양품촬영 이미지들을 이용하는 경우, 평균 등의 통계적 방법을 활용하여 복수의 양품촬영 이미지들로부터 기준 데이터를 생성함으로써, 불량 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 검사 시 상기 비교의 기준이 되는 특징 정보를 수정하기 위해 필요한 수정 정보를 입력받을 수 있고, 수정 정보를 검사 결과에 대한 통계적 처리 결과에 기초하여 생성함으로써, 불량 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 물품을 검사하기 위한 불량의 유형 및 각 유형별 불량에 대한 허용치를 포함하는 불량 정보를 설정함으로써, 불량 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 검사장치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1의 물품 검사장치의 물품의 외관부량 검사에서 제외되는 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1의 물품 검사장치의 물품의 가공불량 검사만을 수행하는 마스킹 영역을 지정하는 것을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 1의 물품 검사 장치가 기준 데이터를 생성하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 도 4의 기준 데이터 생성 과정에서 물품 검사용의 특징을 설정하는 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6는 도 5의 기준 데이터 생성 과정에서 기준 데이터에 기준위치를 지정하고 기준위치가 물품 검사시에 활용되는 형태를 도시한 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시예를 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서는 발명을 정의하기 위하여 다양한 용어를 사용하였으나, 본 명세서의 발명의 사상이 이렇게 사용된 용어만으로 한정되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 본 발명에 따르는 물품 검사 장치의 동작에 관하여 설명하기 위한 검사 대상 물품의 일례로, 휴대전화용 리어 케이스와 같은 부품을 상정해 볼 수 있다. 휴대전화용 리어 케이스는 직육면체의 빈 상자 형태의 부품으로 금속 또는 플라스틱, 유리재질 등으로 형성될 수 있으며, 스위치, 카메라, 스피커의 소리 출력 등 다양한 목적을 위해 배치된 크고 작은 개구부를 포함하고 있으며, 또한 그 내부에 배터리, 통신 및 제어 회로 기판 등 다양한 부품을 수납하기 위한 내부 구조를 포함하고 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 휴대전화용 리어 케이스 부품에 대한 검사를 수행하는 상황을 상정하여 본 발명에 따르는 물품 검사 장치의 실시예를 설명하고 있으나, 당업자는 본 발명의 사상이 예시로 상정된 휴대전화용 리어 케이스 부품 이외에도 3차원 구조를 갖고 이를 검사하여야 할 필요성이 있는 모든 부품에 대해서 활용될 수 있다는 점을 인식하고 본 발명을 실시할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 물품 검사장치를 나타낸 정면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 물품 검사 장치(100)는 이송부(110)와 측정부(120) 및 제어부(130)를 포함하고 있다. 또한, 물품 검사 장치(100)의 구동을 위해 부가적으로 물품 공급부(미도시)나 버퍼(150)와 같은 구성요소가 부가될 수 있다.
이송부(110)는 검사 대상 물품을 이송하여 측정부(120)가 대상 물품을 측정하여 촬영 이미지를 획득하고 제어부(130)가 측정된 촬영 이미지를 이용하여 대상 물품의 불량 여부를 판단할 수 있다.
이송부(110)는 물품을 이송하기 위한 구성을 갖추고 있으며, 앞서 설명된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르는 물품 검사 장치(100)에서는 휴대전화용의 리어 케이스를 검사 대상 부품으로 상정하고 있으므로, 본 실시예와 관련하여서는 휴대전화용의 리어 케이스를 이송하는 방식을 설명하는 것으로 이송부(110)의 동작에 관한 일례를 설명한다.
예를 들면, 검사 대상 물품(160)을 보관하고 있는 물품 공급부로부터 물품이 이송부(110)에 전달되면, 이송부(110)는 이를 사전에 결정된 위치(112)까지 이송한다. 사전에 결정된 위치는 조립 등의 필요에 의해 정지되는 위치일 수 있고, 본 발명에서는 사전에 결정된 위치(112)는 측정부(120)가 검사 대상 물품(160)의 촬영 이미지를 측정하기 위한 위치가 될 수 있다.
측정부(120)가 검사 대상 물품(160)의 촬영 이미지를 측정하여 획득한 이후에 이송부(110)는 검사 대상 물품(160)을 이어서 계속 이송한다. 이후의 실시예를 통해 더욱 자세히 설명되겠으나, 이송부(110)는 검사 대상 물품(160)의 다양한 측면에서의 영상 측정을 지원하기 위해 검사 대상 물품(160)을 뒤집기 위한 뒤집기 장치부와 같은 부가적인 구성요소를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 측정부가 검사 장치의 상부에 위치한다고 가정할 때, 측정부는 기본적으로 검사 대상 물품의 상면을 측정하게 된다. 여기서 뒤집기 장치부와 같은 요소를 활용하면, 검사 대상 물품의 상면 이외에 하면, 또는 90°나 270°를 회전시켜 해당하는 면을 측정할 수 있으며, 이렇게 측정된 촬영 이미지를 통해 검사 대상 물품의 다양한 측면에서의 정보를 획득하는 것이 가능하다.
이송부(110)는 검사 결과 검사 대상 물품(160)에 불량이 없고 품질이 양호한 것으로 판정되면 또는 검사 이후의 조립 등 물품 생산의 다음 공정을 진행하기 위한 기기나 그러한 장비로 전달하기 위한 중간 버퍼(150)로 검사가 완료된 검사 대상 물품을 이송할 수 있다. 또는, 이송부(110)는 제어부(130)에서 수행한 검사 결과에 기초하여 검사 대상 물품(160)의 이송을 잠시 중단하고, 자동으로 혹은 사용자에 의해 검사 결과에 대해 판정하거나 검사 대상 물품(160)의 처리에 대한 명령을 내릴 때까지 대기할 수 있다. 또는, 이송부(110)는 제어부(130)가 검사 대상 물품(160)을 불량한 것으로 판단한 경우에는, 이러한 물품들을 폐기하기 위하여 품질이 양호한 것으로 판정된 물품들과는 다른 별도의 경로로 이송하도록 할 수 있다.
측정부(120)는 검사 대상 물품(160)에 대한 촬영 이미지를 획득하기 위한 구성을 포함한다.
본 발명의 설명을 위해 상정된 검사 대상 물품인 휴대전화용 리어 케이스 부품의 경우, 앞서 설명된 바와 같이 속이 비어 있고 상면이 열린 형태의 상자 형태를 기본으로 하여, 상하좌우의 네 벽면에는 전원 버튼이나 볼륨 조절 등을 위한 입력 스위치나 스피커, 마이크 등을 위한 개구부가 포함되어 있고, 휴대전화의 설계에 따라 후면에 카메라 렌즈가 돌출되기 위한 개구부를 포함하는 경우도 있으며, 내부에는 밧데리나 회로 기판을 비롯한 다양한 구성요소를 조립하기 위한 단차와 같은 구조를 더 포함할 수 있다. 또한, 단순히 휴대전화용 리어 케이스 부품 자체뿐만 아니라, 이 부품에 상기 예시를 든 각종 버튼이나 내부 구성요소와 같은 다양한 구성요소가 조립된 상태에서 해당 조립이 정확히 되어 있는지 검사가 필요할 수 있다.
촬영 이미지는, 조사 광원에 따라, 검사 대상 물품에 대한 2차원 평면 이미지 또는 패턴 이미지를 포함할 수 있다.
예를 들면, 단색광과 같은 비패턴광을 조사하여 2차원 평면 이미지를 획득할 수 있고, 패턴광을 조사하여 패턴 이미지를 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 패턴 이미지는 제어부(130)에 의해 3차원 영상을 생성할 수도 있다.
구체적으로, 3차원 영상을 획득하기 위해서는 종래의 다양한 방법이 활용될 수 있지만, 본 발명에서는 그러한 영상 획득 방법의 일 실시예로 대상물에 일정한 패턴광을, 필요에 따라 변화시키면서, 조사하여 대상물 표면의 단차에 따라 발생하는 패턴 무늬의 변화로부터 영상의 각 지점의 높이를 계산하여 이로부터 3차원 영상을 획득하는 방식이 활용될 수 있으며, 일 예로, 버킷 알고리즘이 활용될 수 있다.
이를 위해, 측정부(120)는 대상물에 비패턴광 혹은 패턴광을 조사하기 위한 조사부와, 대상 물품의 영상을 촬영하기 위한 촬영부를 포함할 수 있다.
이와는 다르게, 물품 검사 장치(100)는 측정부(120)에서 직접 촬영에 의해 촬영 이미지를 획득하는 대신, 외부 장치로부터 제공되는 촬영 이미지를 제공받을 수도 있다. 즉, 물품 검사 장치(100)는 이미지 획득부를 포함할 수 있고, 이미지 획득부는, 측정부(120)와 같이 검사 대상 물품(160)의 영상을 직접 측정하여 촬영 이미지를 획득하거나, 외부 장치로부터 촬영 이미지를 제공받을 수도 있다.
제어부(130)는 물품의 촬영 이미지를 이용하여 물품의 불량 여부를 판정한다. 구체적으로, 제어부(130)는, 물품의 제조공정 상의 가공 오류에 따른 가공불량 검사 및 물품의 외관의 하자에 따른 외관불량 검사를 수행한다.
물품의 촬영 이미지는 물품의 적어도 일부에 대한 2차원 평면 이미지, 물품의 적어도 일부에 대한 패턴 이미지 등을 포함할 수 있으며, 물품에 대한 2차원 형상 혹은 3차원 형상에 대한 정보와 색상, 명도, 채도 등의 각종 속성에 대한 정보를 포함하는 이미지를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 가공불량 검사는, 물품의 제1 요소 및 물품의 제2 요소 중 적어도 하나의 위치, 형상 및 크기 중 적어도 하나에 대한 검사를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 요소는 소정의 형상을 갖고 물품에 형성된 요소를 의미하며, 예를 들면, 물품에 형성된 회로패턴의 적어도 일부, 물품의 바디(body)로부터 돌출된 돌출부, 물품에 부착된 부품 등을 포함할 수 있다. 제2 요소는 물품의 바디나 제1 요소의 일부를 제거함에 의해 형상이 정의되는 요소, 혹은 주변의 형상이나 제1 요소에 의해 상대적으로 형상이 정의되는 요소를 의미하며, 예를 들면, 물품에 형성된 개구부, 함몰부, 쓰루홀(through-hole) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제어부(130)는, 제1 요소 및 제2 요소 중 적어도 하나에 대하여, 외부로부터 입력받거나 자동으로 추출된 제1 요소 및 제2 요소의 형상적 특성(shape-based characteristic)에 의해 정의되는 피처(feature)를 기초로 촬영 이미지와 촬영 이미지에 대응하는 물품의 기준 데이터를 비교하여 물품의 가공불량을 검사할 수 있다.
일 실시예로, 피처는 제1 요소 및 제2 요소 중 적어도 하나에 해당하는 특징객체(feature object)에 관한 정보 및 복수의 특징객체들 사이의 관계 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 특징객체에 관한 정보는 특징객체의 크기(dimension) 정보, 특징객체의 위치 정보 및 특징객체의 기하학적 형상 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 피처는, 제1 요소에 해당하는 돌출부(420, 도 4 참조)에 관한 정보, 즉, 돌출부(420)의 크기 정보(가로, 세로, 돌출 높이 정보), 돌출부(420)의 위치 정보, 돌출부(420)의 기하학적 형상 정보(필렛, 경사도 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 피처는, 제2 요소에 해당하는 개구부(410, 도 4 참조)의 크기 정보(반경, 장반경, 단반경 등), 개구부(410)의 위치 정보, 개구부(410)의 기하학적 형상 정보(곡률, 이심률 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 특징객체들 사이의 관계 정보는 특징객체들 사이의 상대적 거리 정보, 특징객체들 사이의 오프셋(offset) 정보 및 특징객체들 사이의 기하학적 형상 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 피처는, 돌출부(420)들 사이, 개구부(410)들 사이, 혹은 돌출부(420)와 개구부(410) 사이에 대해서, 상대적 거리 정보 또는 오프셋 정보, 기하학적 형상 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제어부(130)는, 특징객체에 대한 검사영역을 설정하고, 특징객체에 대한 양품기준을 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는, 제1 요소 또는 제2 요소에 대해 검사영역을 설정하고, 제1 요소 또는 제2 요소에 대한 양품기준을 설정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(130)는, 돌출부(420) 혹은 개구부(410)에 대해 검사영역을 설정하고, 돌출부(420) 혹은 개구부(410)의 크기 정보, 위치 정보, 기하학적 형상 정보 등을 기초로 양품기준을 설정할 수 있으며, 양품기준에 따라 가공불량 검사를 수행할 수 있다.
또한, 제어부(130)는, 특징객체들 사이의 상관관계를 설정하고, 상관관계에 대한 양품기준을 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는, 제1 요소들 사이, 제2 요소들 사이 또는 제1 요소와 제2 요소 사이에 대해 상관관계를 설정하고, 상관관계에 대한 양품기준을 설정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(130)는, 돌출부(420)들 사이, 개구부(410)들 사이, 돌출부(420)와 개구부(410) 사이에 대해 상관관계를 설정하고, 돌출부(420)들 사이, 개구부(410)들 사이, 혹은 돌출부(420)와 개구부(410) 사이 등에 대한 상대적 거리 정보 또는 오프셋 정보, 기하학적 형상 정보 등을 기초로 양품기준을 설정할 수 있으며, 양품기준에 따라 가공불량 검사를 수행할 수 있다.
일 실시예로, 외관불량 검사는, 물품에 대한 이물질 부착, 스크래치(scratch) 및 표면 얼룩 중 적어도 하나에 대한 검사를 포함할 수 있다.
구체적으로, 물품은 제조 공정 시 고착성 이물질이 부착되거나 스크래치가 발생할 수 있고, 아노다이징(anodizing) 과정 시 얼룩이 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기와 같은 외관 불량이 발생될 수 있다.
상기와 같은 외관 불량을 판정하기 위해서, 검사영역 내에서 주변과 다른 밝기 분포 및/또는 높이 분포를 갖는 영역이 존재하는지 여부를 체크할 수 있다.
일 실시예로, 제어부(130)는, 물품의 촬영 이미지로부터 획득된 높이, 밝기 및 컬러 중 적어도 하나를 기초로 촬영 이미지와 촬영 이미지에 대응하는 물품의 기준 데이터를 비교하여 물품의 외관불량을 검사할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 이미지 획득부는, 검사 대상 물품(160)의 영상을 직접 측정하여 촬영 이미지를 획득하는 측정부(120)를 포함할 수 있고, 측정부(120)는 물품에 대응하는 양품 물품을 촬영하여 양품촬영 이미지를 직접 획득할 수도 있다.
뒤에서 보다 구체적으로 설명하겠지만, 제어부(130)는, 양품촬영 이미지를 이용하여 기준데이터를 생성할 수 있으며, 기준데이터와 물품으로부터 획득된 촬영 이미지를 비교하여 물품을 검사할 수 있다. 이때, 기준데이터는 복수의 양품 물품들로부터 획득된 복수의 양품촬영 이미지들을 기초로 통계적 방법을 이용하여 생성될 수도 있다.
일반적으로 물품을 생산할 때에는 CAD 소프트웨어 등으로 작성된 설계도면을 기준으로 물품이 생산된다. 따라서, 물품을 검사하는 경우에는 이러한 설계도면 또는 설계도면으로부터 획득된 물품의 이상적인 형태를 기준으로 검사를 진행하는 것이 가능하다. 그러나, 생산의 방식에 따라, 예를 들면 물품 공급계약을 준비하고 있는 제조업자에게, 제조요청을 한 업자가 높은 보안수준을 요구함으로 인해서 설계도면에 대한 직접 공개가 이루어지지 않는 경우 등이 발생할 수 있다.
이러한 경우를 위해, 견본 물품으로부터 직접 비교의 기준이 되는 기준 데이터를 생성할 수 있다. 직접 기준 데이터를 생성하는 방법을 활용하면, 단순히 위와 같은 상황에 대해서 제조업자가 물품의 검사를 진행할 수 있게 되는 장점이 있을 뿐 아니라, 사전에 형태와 기준이 결정되지 않았더라도 다양한 형태의 물품의 검사를 진행할 수 있도록 하는 장점도 존재한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 물품 검사 장치를 통해, 사용자는 견본 물품의 촬영 이미지를 획득한 이후 해당 촬영 이미지로부터 기준 데이터를 준비하여, 설계도면 등 사전에 결정되어 있는 외부적 기준이 없이도 견본 물품 자체로부터 기준 데이터를 생성하고 사용자가 기준 데이터와 실제 견본 물품의 비교, 또는 기준 데이터 자체에 대한 검토를 통하여 새로운 검사기준을 생성하여 물품의 생산에 참조하고 불량의 여부를 직접 또는 자동으로 판단할 수 있도록 할 수 있다.
다시 돌아와서, 제어부(130)는 기본적으로 CAD를 통한 설계도면과 같이 외부로부터 입력 가능한 기준 데이터가 있는 경우에는 해당 기준 데이터를 토대로 검사 조건을 설정하고, 설정된 검사 조건 데이터와 검사 대상 물품의 2차원 영상 및/또는 3차원 영상을 비교함으로써 검사를 수행할 수 있지만, 위와 같이 사전에 외부로부터 입력 가능한 기준 데이터가 없는 경우에는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 검사 장치가 직접 견본 검사 대상물로부터 이러한 기준 데이터를 생성하는 방법 또한 활용될 수 있다.
제어부(130)는 상기한 설명에 따라 검사 대상 물품(160)에 대한 검사를 수행한 이후에는, 해당 검사 결과를 검사 장치의 표시부(도시되지 않음)에 표시할 수 있다. 검사 결과는 검사 대상물에 대한 2차원 영상 및/또는 3차원 영상을 비롯하여, 검사 과정에서 확인된 대상물의 결함의 위치와 형태 및 이와 관련된 수치적 데이터를 포함할 수 있다.
한편, 제어부(130)는 검사 결과 검사 대상 물품(160)이 흠결이 없는 양호한 품질을 가진 물품으로 판단되는 경우에는 이를 버퍼(150)나 생산 설비 중 물품 검사 장치(100)의 다음 단계에 위치한 다음 장비로 이송하도록 이송부(110)를 제어할 수 있고, 한편 흠결이 있는 물품인 경우에는 이송부(110)를 제어하여 검사 대상 물품(160)의 이송을 중단하고 사용자의 판단을 기다릴 수도 있다.
한편, 물품의 검사를 전체 영역에 대해 수행하는 것은 시간과 자원의 측면에서 바람직하지 않으므로, 해당 물품의 특정 영역에 대해서는 선택적으로 검사를 수행할 수 있다.
도 2는 도 1의 물품 검사장치의 물품의 외관불량 검사에서 제외되는 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 특정한 영역의 경우에는, 물품 검사장치의 물품의 외관불량 검사에서 제외될 수 있다.
구체적으로, 검사 대상 물품은 최종 완제품인 휴대전화에 채용되는 리어 케이스와 같은 부품에 해당할 수 있다. 이때 제어부(130, 도 1 참조)는, 물품이 다른 부품과의 조립에 의해 외부 노출로부터 가려지는 부분을 외관불량 검사에서 제외할 수 있다.
예를 들면, 도 2에서 도시된 바와 같이, 물품의 표면 중 제1 영역(510)에 있는 스크래치(512)와 같은 외관 불량은 물품의 가치를 크게 떨어뜨릴 수 있는 반면 제2 영역(520)에 있는 스크래치(522)는 이후의 조립공정 등에 의해 외부 노출로부터 가려짐으로써 최종 물품의 가치에 영향을 끼치지 않는 경우라면, 제1 영역(510)에 대해서만 기준 데이터와 측정된 물품의 2차원 영상 및/또는 3차원 영상의 해당 영역을 비교하도록 비교 영역을 설정함으로써 외관불량 검사를 신속하게 수행하도록 할 수 있다.
도 3은 도 1의 물품 검사장치의 물품의 가공불량 검사만을 수행하는 마스킹 영역을 지정하는 것을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 물품의 특정한 부분에는 물품 검사를 위해 마스킹 영역이 설정될 수 있다. 물품에 대한 촬영 이미지를 획득한 경우, 개구부가 형성된 영역과 같은 특정 영역에 대해서는 검사를 진행할 필요가 없는 경우가 있다. 이러한 경우, 해당 영역을 마스킹 처리함으로써 비교의 대상에서 제외할 수 있다.
일 실시예로, 제어부(130, 도 1 참조)는, 물품에 형성된 개구부, 함몰부 및 쓰루홀 중 적어도 하나에 대응하는 영역을 마스킹 영역으로 설정할 수 있고, 마스킹 영역에 대해서 가공불량 검사 및 외관불량 검사 중 가공불량 검사만을 수행할 수 있다.
구체적으로, 물품에 형성된 개구부, 함몰부, 쓰루홀 등은 제2 요소에 해당하는 부분으로서, 물품의 바디나 제1 요소의 일부를 제거함에 의해 형상이 정의되는 요소, 혹은 주변의 형상이나 제1 요소에 의해 상대적으로 형상이 정의되는 요소를 의미하므로, 실체적인 형상을 갖지 못한다. 따라서, 제2 요소 중 적어도 일부에 마스킹 영역을 설정함으로써, 불필요한 연산 부하를 감소시킬 수 있으며, 검사속도를 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 휴대전화용의 리어 케이스의 경우에 배터리가 장착되는 개구부(610)부분은 검사 대상 물품의 많은 부분을 차지하지만, 개구부(610)를 마스킹(620)함으로써, 연산 부하를 크게 감소시킬 수 있으며, 검사속도를 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 마스킹 영역에 대해서 가공불량 검사 및 외관불량 검사 중 가공불량 검사만을 수행할 수 있다. 즉, 개구부(610)와 같은 제2 요소에 해당하는 부분의 경우에도, 가공불량 검사 및 외관불량 검사 중 가공불량 검사는 수행할 수 있다.
예를 들면, 개구부(610)가 가공불량에 의해, 크기, 위치, 기하학적 형상 등이 기준데이터에 비해 다르게 나타날 수 있고, 또한 개구부(610)와 다른 특징객체 사이의 관계 정보, 즉 상대적 거리 정보, 오프셋 정보, 기하학적 형상 정보 등이 기준데이터에 비해 다르게 나타날 수 있으므로, 개구부(610)와 관련된 외관불량의 검사를 생략하고, 가공불량의 검사는 수행할 수 있다.
도 4는 도 1의 물품 검사 장치가 기준 데이터를 생성하는 방법을 나타낸 순서도이다.
앞서 설명된 바와 같이, 제조 환경에 따라서는 검사 대상 물품을 검사하기 위한 기준이 되는 데이터가 사전에 마련되어 있지 않을 수 있으며, 이러한 경우 사용자는 견본 물품을 직접 측정하고 검사의 기준이 되기 위한 내용들을 추가함으로써 직접 기준 데이터를 생성하는 것이 가능하다.
기준 데이터에는 비교의 기준이 되는 이상적인 물품의 영상 데이터가 포함될 수 있고, 또한 이상적인 물품의 영상 데이터와 실제 검사 대상 물품의 영상 데이터를 비교하고 검사하기 위한 부가적인 데이터들이 포함될 수 있다. 다만, 실제 처리장치 등을 통하여 구현함에 있어서, 상기 영상 데이터와 상기 비교 검사를 부가적 데이터들이 반드시 하나로 묶여 있어야 하는 것은 아니며, 당업자는 생성과 처리 및 관리의 편의를 위해 각 데이터들을 별개의 프로세스를 통해 생성하고 관리하면서 이들을 통합적으로 기준 데이터로 볼 수 있음을 파악할 수 있을 것이다.
기준 데이터의 생성 절차는 최초 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따르는 물품 검사 장치(100)에 대해서 기준 데이터 생성 수행을 지시함으로써 시작된다(210). 기준 데이터 생성 수행 명령에 따라, 물품 검사 장치는 기준 데이터를 생성하기 위한 작업을 시작한다.
기준 데이터의 생성은 우선 상기 양품물품에 해당하는 견본 물품에 대한 촬영 이미지를 생성하는 단계(220)로 시작된다. 앞서 설명된 바와 유사하게, 기준 데이터에 포함될 물품의 촬영 이미지를 획득하기 위해, 견본 물품이 이송부(110)에 의해 이송되고, 필요한 경우 측정부(120)에 의해 촬영 이미지가 획득된 이후, 제어부(130)에 의해 3차원 영상 데이터가 생성될 수도 있다.
여기서 견본 물품은 한 개일 수도 있고, 여러 개일 수도 있으며, 여러 개인 경우에는 여러 개에 대한 각각의 촬영 이미지가 획득될 수 있다. 또한, 이상적인 기준 데이터의 획득을 위하여, 견본 물품에 대해서 영상 측정을 여러 번 실시하고 이를 통해 기준 데이터를 획득하는 방법도 가능하다.
특히, 한 개 또는 여러 개의 물품에 대해서 영상 측정을 여러 번 실시하는 경우라면, 이렇게 측정된 영상에 대해서 통계적인 방법을 통해 최종적인 기준 데이터를 획득하는 방법 또한 가능하다.
예를 들면 측정된 여러 개의 영상의 이미지들을 모두 평균하여 하나의 이상적인 영상 데이터를 획득하고 이로부터 기준 데이터를 생성하거나, 또는 각각의 영상으로부터 생성된 촬영 이미지들을 평균함으로서 최종적인 기준 데이터를 생성하는 것도 가능하다. 또는 측정된 영상의 분포에 있어서 일부 편차 밖의 범위에 대한 영상을 제외하고 나머지 영상들로부터 기준 데이터를 생성하는 것도 가능하다.
한편, 여러 개의 양호한 물품을 견본 물품으로 특정할 수 있다. 이러한 경우, 각각의 견본 물품으로부터 측정한 데이터는 서로 다소 상이할 수 있으나, 이들 모든 물품을 검사함에 있어서 검사 대상 물품의 불량을 판단하기 위한 기준으로 삼을 수 있다. 즉, 다수의 견본 물품에 대해서 기준 데이터를 획득하고, 이들 모두를 기준 데이터로 삼아 이들 중 어느 하나와 비교하여 검사 대상 물품의 품질이 양호하다면 해당 검사 대상 물품을 다른 견본 물품으로부터의 기준 데이터와 비교할 필요 없이 양호한 것으로 판정할 수도 있다.
획득된 촬영 이미지에 대해서, 기준 데이터로 필요한 부가적인 데이터들을 설정하는 단계(230)가 이어질 수 있다. 부가적인 데이터들을 설정하는 단계(230)는 우선 사용자가 기준 데이터를 확인하고 이를 수정할 수 있도록 하기 위해 기준 데이터를 표시하는 단계(231)를 포함할 수 있고, 검사를 수행하기 위한 판단기준을 설정하는 단계로서 기준 데이터에 대한 기준위치를 설정하는 단계(232), 검사를 위한 특징을 설정하는 단계(233)를 포함할 수 있고, 그 외에도 검사 영역을 설정하는 단계(234)와 마스킹 영역을 설정하는 단계(235)를 더 포함할 수 있으며, 검사 대상물에 발생할 수 있는 불량 또는 흠결에 관한 정보를 설정하는 단계(236)를 더 포함할 수 있다.
생성된 기준 데이터가 물품 검사 장치(100)의 표시부(도시되지 않음)등을 통하여 사용자가 영상을 확인할 수 있도록 표시될 수 있다(231). 이렇게 표시된 기준 데이터를 통해 사용자는 현재 획득된 견본 물품의 촬영 이미지를 확인할 수 있고, 필요한 경우 견본 물품의 촬영 이미지에 대해 일부 수정을 가할 수 있다.
예를 들어, 견본 물품의 형상이 완벽하게 이상적이지 않고 일부의 흠결이 있는 경우에는, 해당하는 부분에 대해서 사용자는 적절한 이미지 처리를 행함으로써 이러한 흠결이 삭제된 견본 물품의 기준 데이터로 수정할 수 있다. 또한, 앞서 설명된 바와 같이 복수개의 견본 물품에 대한 촬영 이미지들로부터 기준 데이터를 생성하는 경우에는, 하나의 견본 물품에서만 흠결이 있는 경우 해당 흠결을 자동으로 삭제하거나, 또는 사용자의 적절한 이미지 처리를 통해 삭제가 가능하도록 하기 위해 이를 검사 장치의 표시부에 표시할 수 있다.
견본 물품의 촬영 이미지에 대한 기준위치를 설정하는 단계(232)가 수행될 수 있다. 기준위치는 기준 데이터와, 검사 대상물을 측정하여 생성된 촬영 이미지를 비교하기 위한 기준점에 해당하는 것으로, 기준위치는 촬영 이미지의 일점 또는 특정한 형상을 가진 곳이 될 수 있다. 기준위치는 사용자가 직접 입력 장치를 통해 표시부에 표시된 촬영 이미지에서 특정한 형상 등을 지정하는 것으로 설정될 수 있다.
도 5은 도 4의 기준 데이터 생성 과정에서 물품 검사용의 특징을 설정하는 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 기준위치를 지정하기 위해 사전에 특정한 형상(310)이 설정될 수 있으며, 상기 특정한 형상(310)은 앞서 설명된 특징객체에 해당할 수 있다. 물품 검사 장치(100)의 제어부(130)는 견본 물품의 촬영 이미지에서 해당 형상을 갖춘 부분을 자동으로 검색함으로써 해당 부분에 대한 기준위치(320)를 설정할 수 있다. 검사 대상 물품과 기준 데이터의 정확한 비교를 위하여 복수의 기준위치가 설정될 수 있다.
물품 검사를 위해 앞서 설명된 피처가 설정될 수 있다(233). 앞서 설명된 바와 같이 물품의 검사는 기본적으로 기준 데이터의 촬영 이미지 전체와, 검사 대상 물품의 촬영 이미지 전체를 픽셀 단위로 비교하여 이루어질 수 있으나, 모든 물품에 대해서 이러한 검사가 이루어진다면 이는 검사 장치의 제어부 등 계산을 수행하는 구성에 대해 지나친 부하를 불러올 수 있다. 또한, 검사 대상이 되는 물품이 주요하게 갖추어야 하는 특징적인 구조가 있는 경우에는, 이러한 부분에 대해서 우선적으로 검사를 하는 것이 효율적인 검사 진행일 수 있다.
이에 따라서, 검사 진행 속도를 향상시키면서도 검사 품질의 저하를 막기 위해, 검사 대상인 물품의 주요 특징에 대해서만 검사를 진행하도록할 수 있고, 피처는 이러한 특징에 해당될 수 있다.
도 6은 도 5의 기준 데이터 생성 과정에서 기준 데이터에 기준위치를 지정하고 기준위치가 물품 검사시에 활용되는 형태를 도시한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 피처의 일 예로는, 검사 대상인 물품의 일부분에 원형으로 배치된 개구부(410)가 존재하는 경우, 해당 개구부의 중심점의 위치와 그 지름이 될 수 있다.
또는, 검사 대상인 물품의 특정 위치에 특정한 높이 및 폭을 가진 돌출부와 같은 구성(420)이 존재하여야 하는 경우, 이러한 구성에 대한 정보가 될 수 있다. 또는, 검사 대상인 물품의 특정한 지점 두 곳 사이의 거리(430)가 일정하여야 하는 경우, 두 지점 및 두 지점 사이의 거리에 관한 정보일 수 있다. 피처는 상기한 것 이외에도 해당 물품의 검사 속도를 향상시키면서 검사의 품질이 유지될 수 있는 특징들이 포함될 수 있다.
한편, 앞서 설명된 바와 같이 본 기준 데이터 생성 단계는, 외부로부터 기준 데이터가 전달되지 않은 경우에 견본 물품을 통하여 기준 데이터를 생성하기 위한 목적을 갖고 있다. 이 때 외부로부터 전달될 기준 데이터는 비단 물품의 형상만이 아니라, 물품에 배치되어야 할 세부적인 부품들의 위치, 크기 또는 배치 방향 등을 포함하는 소위 거버(gerber) 정보를 포함할 수 있다.
따라서, 거버 정보가 외부로부터 전달되지 않는 경우에도 본 기준 데이터 생성 단계를 통해 이러한 정보가 함께 설정될 수 있다. 예를 들면, 사용자는 각 부품의 대략적인 형상과 크기를 표시부상에 나타난 인터페이스를 통하여 지정하고, 해당 부품의 위치와 방향을 화면상에 나타난 견본 물품의 촬영 이미지 상에 배치함으로써 거버와 같은 역할을 하는 정보를 생성할 수 있다.
물품 검사를 위해 검사 영역이 설정될 수 있다(234). 앞서 반복하여 설명된 바와 같이 물품의 검사를 전체 영역에 대해 수행하는 것은 시간과 자원의 측면에서 바람직하지 않고, 이에 따라 해당 물품의 주요한 특징부에 대해서 일정한 조건을 만족하는지 여부에 대해 검사하도록 특징에 대한 정보를 설정할 수 있음은 앞서 살펴본 바와 같다.
한편으로는, 주요한 특징부 외에 사용자가 면밀히 검토하여야 할 영역을 설정하는 것도 가능하다. 특히, 검사 대상인 물품이 갖지 않아야 할 불량이나 흠결을 검사하기 위해서는 물론 검사 대상 물품의 촬영 이미지 전체를 검사하는 것도 가능하겠으나 이를 위해서 시간과 자원의 비용이 필요함은 앞서 설명한 바와 같으며, 따라서 검사 대상인 영역을 별도로 지정함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
물품 검사를 위해 마스킹 영역이 설정될 수 있다(235). 물품에 대한 촬영 이미지를 획득한 경우, 개구부가 형성된 영역과 같은 특정 영역에 대해서는 검사를 진행할 필요가 없는 경우가 있다. 이러한 경우, 해당 영역을 마스킹 처리함으로써 비교의 대상에서 제외할 수 있다.
물품 검사를 위해 불량의 유형과 이에 대한 허용치가 설정될 수 있다(236). 물품의 특성에 따라서 이러한 불량의 유형은 다양할 수 있다. 일례로, 본 발명의 설명을 위해서 상정된 검사 대상 물품인 휴대전화용의 리어 케이스의 경우, 특히 최근에 메탈 소재로 제조된 휴대전화의 케이스에 대한 사용자들의 선호도가 높아 이러한 소재로 휴대전화의 케이스를 제조하려는 시도도 많이 이루어지고 있고, 유려한 디자인의 케이스를 제조하기 위한 방법으로, 컴퓨터 수치 제어를 통하여 부품을 대량생산하는 방법이 활용되고 있다. 그런데, 제조공정상 생산된 부품에는 스크래치나 찍힘과 같이 흠결이 발생할 가능성이 있으며, 제조공정 자체의 오류 등으로 인하여 제품 자체에 대한 불량, 예를 들면 오버컷(over cut) 또는 언더컷(under cut)과 같은 불량이 발생하는 경우도 있다.
물품에 대한 검사를 수행함에 있어서는 최종적으로, 검사 기준이 되는 데이터와 실제 물품의 3차원 영상을 비교하여 이러한 불량이 검사 대상 물품에 존재하는지 여부를 판단하고, 또한 존재한다면 그 크기는 어느 정도인지, 검사 대상 물품을 불량한 것으로 판정하기에 충분한지의 여부가 결정되어야 할 필요가 있다.
예를 들어, 본 발명의 설명을 위해서 상정된 검사 대상 물품인 휴대전화용의 리어 케이스에는 스크래치, 찍힘, 언더컷, 오버컷, 돌출여부와 같은 유형의 불량을 감지할 필요가 있다. 그러나 휴대전화용의 리어 케이스에 대한 흠결의 유형이 상기 나열한 항목들만으로 한정되지는 않을 것이며, 또한 검사 대상 물품이 휴대전화용 리어 케이스가 아닌 다른 물품인 경우에는 상기한 흠결들 중 일부는 흠결에 해당하지 않거나, 또는 상기한 목록 이외의 다른 흠결들도 부품의 불량을 판단하는 기준이 될 수 있음을 당업자는 자명하게 파악할 수 있을 것이다. 상기 불량의 유형에 더하여, 검사 대상 물품에 이와 같은 유형의 불량이 있지만, 그러한 불량이 실제 제품의 품질에는 영향을 미치지 않는다고 판단될 수 있는 범위, 즉 각 불량의 유형에 대한 허용치와 같은 정보가 또한 설정될 수 있다.
상기한 기준 데이터를 표시하는 단계(231)나 기준 데이터에 대한 기준위치를 설정하는 단계(232), 검사를 위한 특징을 설정하는 단계(233), 검사 영역을 설정하는 단계(234), 마스킹 영역을 설정하는 단계(235), 그리고 불량의 유형과 허용치를 설정하는 단계(236)는 편의를 위하여 이상 설명된 순서대로 묘사되었으나 실제 각 정보들의 설정 순서가 반드시 앞서 설명된 순서에 따라야 하는 것은 아니다.
실제로 이들 단계를 구현함에 있어서, 당업자는 표시부에 표시되는 화면이 변경되면서 나타나는 별도의 인터페이스들을 통해 상기 각 정보들을 앞서 설명된 순서대로, 상기 순서들을 변경하면서, 필요에 따라서는 일부 설정은 생략하면서 설정하도록 구현할 수 있지만, 동시에 당업자는 상기 각 단계가 표시부를 통해 표시된 화면에 나타난 단일한 종합적 인터페이스 상에서 사용자의 조작에 의하여 상기 설명된 순서와는 무관하게 상기 각 정보들을 설정하도록 구현할 수 있다는 점을 파악할 수 있을 것이다. 특히, 화면상에 영상을 표시하는 단계(231)도 마찬가지로, 화면상에 영상을 표시하지 않더라도 좌표와 같은 수치적인 데이터만을 사용하여 기준위치, 특징 정보, 검사 영역이나 마스킹 영역을 설정하는 것이 가능하다는 점 또한 당업자는 자명하게 파악할 수 있을 것이다.
견본 물품에 대한 기준 데이터의 3차원 영상과, 이후 실제 검사를 위해 필요한 부가적인 정보들이 생성된 이후에는, 생성된 기준 데이터에 대한 정보가 검사 장치의 표시부상에 표시될 수 있다(240). 표시부에 기준 데이터의 3차원 영상 및 검사를 위해 설정된 부가적인 정보들이 표시될 수 있다. 사용자는 표시된 정보로부터 검사를 진행하기 위한 설정들이 올바르게 이루어졌는지 확인할 수 있으며, 필요에 따라서는 특정한 정보를 수정하기 위한 명령을 입력 장치를 통해 입력하여 해당 정보만을 수정하는 것도 가능하다(250).
일 실시예로, 물품 검사장치(100, 도 1 참조)는, 앞서 설명된 피처를 수정하기 위한 수정 정보를 입력받는 입력부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.
입력부는, 키보드, 키패드, 터치패드 등과 같은 종래의 입력장치를 채용할 수 있으며, 사용자가 입력부를 통해 입력을 용이하게 수행하기 위해서, 일 예로 GUI(graphic user interface)와 같은 인터페이스가 제공될 수 있다.
예를 들면, 상기 수정 정보는, 상기 물품의 검사에 의해 획득된 검사 결과에 대한 통계적 처리 결과에 기초하여 생성될 수 있다. 이때, 통계적 처리는 제어부(130) 또는 외부에서 제공되는 별도의 처리장치에 의해 이루어질 수 있다.
상기한 단계들을 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 물품 검사 장치는 비교의 기준이 될 수 있는 기준 데이터가 사전에 준비되지 않거나 준비될 수 없는 경우에도, 견본 데이터를 활용하여 검사를 수행하는 것이 가능하다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.　 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. 물품의 적어도 일부에 대한 촬영 이미지를 획득하는 이미지 획득부; 및
    상기 물품의 촬영 이미지를 이용하여 상기 물품의 불량 여부를 판정하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    소정의 형상을 갖고 상기 물품에 형성된 제1 요소 및 상기 물품에 형성된 개구부, 함몰부 및 쓰루홀(through-hole) 중 적어도 하나를 포함하는 제2 요소 중 적어도 하나의 위치, 형상 및 크기 중 적어도 하나에 대한 제1 검사 및 상기 물품에 대한 이물질 부착, 스크래치(scratch) 및 표면 얼룩 중 적어도 하나에 대한 제2 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 요소 및 상기 제2 요소 중 적어도 하나에 대하여, 외부로부터 입력받거나 자동으로 추출된 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소의 형상적 특성(shape-based characteristic)에 의해 정의되는 피처(feature)를 기초로 상기 촬영 이미지와 상기 촬영 이미지에 대응하는 상기 물품의 기준 데이터를 비교하여 상기 제1 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 피처는 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소 중 적어도 하나에 해당하는 특징객체(feature object)에 관한 정보 및 복수의 특징객체들 사이의 관계 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 특징객체에 관한 정보는 상기 특징객체의 크기(dimension) 정보, 상기 특징객체의 위치 정보 및 상기 특징객체의 기하학적 형상 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 복수의 특징객체들 사이의 관계 정보는 상기 특징객체들 사이의 상대적 거리 정보, 상기 특징객체들 사이의 오프셋(offset) 정보 및 상기 특징객체들 사이의 기하학적 형상 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특징객체에 대한 검사영역을 설정하고, 상기 특징객체에 대한 양품기준을 설정하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특징객체들 사이의 상관관계를 설정하고, 상기 상관관계에 대한 양품기준을 설정하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 물품의 촬영 이미지로부터 획득된 높이, 밝기 및 컬러 중 적어도 하나를 기초로 상기 촬영 이미지와 상기 촬영 이미지에 대응하는 상기 물품의 기준 데이터를 비교하여 상기 제2 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 물품에 형성된 개구부, 함몰부 및 쓰루홀 중 적어도 하나에 대응하는 영역을 마스킹 영역으로 설정하고, 상기 마스킹 영역에 대해서 상기 제1 검사 및 상기 제2 검사 중 상기 제1 검사만을 수행하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 물품은 최종 완제품의 부품에 해당하고,
    상기 제어부는,
    상기 물품이 다른 부품과의 조립에 의해 외부 노출로부터 가려지는 부분을 상기 제2 검사에서 제외하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  10. 물품의 적어도 일부에 대한 촬영 이미지를 획득하는 이미지 획득부; 및
    상기 물품의 촬영 이미지를 이용하여 상기 물품의 불량 여부를 판정하는 제어부를 포함하고,
    상기 이미지 획득부는, 상기 물품에 대응하는 양품 물품을 촬영하여 양품촬영 이미지를 획득하고,
    상기 제어부는,
    상기 양품촬영 이미지를 이용하여 기준 데이터를 생성하고, 상기 기준 데이터와 상기 물품으로부터 획득된 상기 촬영 이미지를 비교하여 상기 물품을 검사하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    소정의 형상을 갖고 상기 물품에 형성된 제1 요소 및 상기 물품에 형성된 개구부, 함몰부 및 쓰루홀 중 적어도 하나를 포함하는 제2 요소 중 적어도 하나의 위치, 형상 및 크기 중 적어도 하나에 대한 검사를 수행하되,
    상기 제1 요소 및 상기 제2 요소 중 적어도 하나에 대하여, 외부로부터 입력받거나 자동으로 추출된 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소의 형상적 특성에 의해 정의되는 피처를 기초로 상기 촬영 이미지와 상기 촬영 이미지에 대응하는 상기 물품의 기준 데이터를 비교하여 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 피처를 수정하기 위한 수정 정보를 입력받는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수정 정보는,
    상기 물품의 검사에 의해 획득된 검사 결과에 대한 통계적 처리 결과에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 기준 데이터는 복수의 양품 물품들로부터 획득된 복수의 양품촬영 이미지들을 기초로 통계적 방법을 이용하여 생성된 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기준 데이터는 상기 양품촬영 이미지들을 평균하여 생성된 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 물품을 검사하기 위한 불량의 유형 및 각 유형별 불량에 대한 허용치를 포함하는 불량 정보를 자동으로 또는 입력받아 설정하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 불량의 유형은,
    오버컷, 언더컷, 스크래치, 색상, 찍힘, 돌출, 평평함 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 검사장치.
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