KR101682091B1

KR101682091B1 - 캡 검사장치

Info

Publication number: KR101682091B1
Application number: KR1020140113968A
Authority: KR
Inventors: 박원재
Original assignee: 피엔에스테크놀러지(주)
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-12-02
Anticipated expiration: 2034-08-29
Also published as: KR20160026090A; WO2016032060A1

Abstract

캡 검사장치가 소개된다.
캡 검사장치는 캡을 일정간격으로 이동시키기 위한 레일과, 캡을 중심으로 원주방향으로 이격되게 배치되는 다수개로 제공되고, 캡의 내측벽을 검사하도록 캡을 향해 경사지게 배치되는 내측벽 검사기와, 캡의 외측벽을 검사하기 위해, 캡을 중심으로 원주방향으로 이격되게 배치되는 다수개의 외측벽 검사기를 포함할 수 있다.

Description

캡 검사장치{APPARATUS FOR INSPECTING CAP}

본 발명은 캡 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캡의 내면 전영역과 외면 전영역을 효과적으로 검사할 수 있는 캡 검사장치에 관한 것이다.

용기를 제조하기 위한 프리폼(preform)은, 개방된 단부에 형성된 네크(neck)와, 네크 하부에 일체형으로 형성된 관형의 몸통을 포함하고, 이 몸통은 사출 성형 작업 후에 최종적인 용기 형상을 갖게 된다.

그리고 몸통의 입구에는 용기를 필요한 경우에만 개봉할 수 있도록 하는 캡(cap)이 마련된다. 캡은 몸통의 입구에 완벽하게 조립되어야 몸통에 저장된 내용물이 외부로 유출되지 때문에, 캡의 내경과 몸통의 입구 외경에는 암나사와 수나사가 각각 형성되어 나사산 조립되는 구조를 갖는다.

특히, 사용용도와 음용방법의 특성상, 용기는 위생적인 측면이 우선적인 고려 대상이 되는 바, 용기의 내용물을 직접 마실 때 사람의 입이 닿게 되는 용기의 입구부와 캡에 대해서는, 철저한 품질관리가 요구되고 있다.

이와 관련해서, 캡의 불량을 검사하는 "캡 검사장치(등록특허공보 10-1246149)"가 제안되기도 하였다.

그러나 종래 기술에서는 하이퍼센트릭 렌즈를 이용하여 캡의 외면을 검사하는데, 하이퍼센트릭 렌즈를 통해 캡의 외면을 검사하게 되면, 캡의 높이 방향으로 치수, 형상, 이물 등에 대한 왜곡현상 발생할 수 있으므로, 고정밀도의 치수검사가 어려울 수 있다.

또한, 캡에 수직하게 배치된 검사기에서 캡의 내면을 검사하는 경우, 캡의 내측벽에 형성된 나사산이나 탭으로 인해, 내측벽의 사각 영역이 발생하게 되므로, 내측벽의 사각 영역에 존재하는 이물 검사에 어려운 점이 있었다.

등록특허공보 10-1246149 (2013.3.8)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제공된 것으로서, 캡의 내면 전영역과 외면 전영역을 효과적으로 검사할 수 있는 캡 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 캡 검사장치는, 캡을 일정간격으로 이동시키기 위한 레일; 상기 캡을 중심으로 원주방향으로 이격되게 배치되는 다수개로 제공되고, 상기 캡의 내측벽을 검사하도록 상기 캡을 향해 경사지게 배치되는 내측벽 검사기; 및 상기 캡의 외측벽을 검사하기 위해, 상기 캡을 중심으로 원주방향으로 이격되게 배치되는 다수개의 외측벽 검사기를 포함할 수 있다.

이때, 상기 캡의 내측 바닥면에 인쇄된 몰드번호를 인식하기 위한 몰드번호 검사기; 상기 캡의 가장자리부에 대한 난형도 및 이물을 검사하기 위한 가장자리부 검사기; 상기 캡의 내측 바닥면에 대한 난형도 및 이물을 검사하기 위한 내측 바닥면 검사기; 및 상기 캡의 외측 바닥면에 대한 난형도 및 이물을 검사하기 위한 외측 바닥면 검사기를 더 포함할 수 있다.

또한, 검사기에서 검사되는 상기 캡의 이미지를 통해 상기 캡의 불량 여부를 판단하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러에서 불량으로 판단된 캡을 선별하여 배출하는 이젝터유닛; 및 상기 컨트롤러에서 정상으로 판단된 캡을 배출하는 배출유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 레일은 상기 캡을 일정간격으로 정렬하여 곡선형으로 안내되는 곡선형 레일; 및 상기 캡이 연속 이동되도록 상기 곡선형 레일에 연결되는 직선형 레일을 포함할 수 있다.

또한, 상기 직선형 레일은 상기 캡을 이송벨트에 의해 안내되는 하부 레일; 및 상기 하부 레일에서 이송된 상기 캡이 흡착벨트를 통해 흡착하여 안내되는 상부 레일을 포함할 수 있다.

또한, 상기 몰드번호 검사기 및 상기 내측 바닥면 검사기는 상기 레일의 이동 경로 상에 위치되는 제 1 검사 프레임 및 제 3 검사 프레임; 초점이 상기 레일을 이동하는 상기 캡의 내측 바닥면을 향하도록 제 1 검사 프레임 및 제 3 검사 프레임에 각각 설치되는 제 1 이미지 캡쳐부 및 제 3 이미지 캡쳐부; 돔 반사면이 각각 형성되어 제 1 검사 프레임 및 제 3 검사 프레임에 각각 장착되는 제 1 간접 반사부 및 제 3 간접 반사부; 및 각각의 상기 돔 반사면을 향해 빛을 조사하는 제 1 광원부 및 제 3 광원부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가장자리부 검사기는 상기 레일의 이동 경로 상에 위치되는 제 2 검사 프레임; 초점이 상기 레일을 이동하는 상기 캡의 가장자리부를 향하도록 상기 제 2 검사 프레임에 설치되는 제 2 이미지 캡쳐부; 상기 제 2 이미지 캡쳐부에 장착되는 제 2 텔레센트릭 렌즈부; 돔 반사면이 형성되어 상기 제 2 검사 프레임에 장착되는 제 2 간접 반사부; 및 상기 돔 반사면을 향해 빛을 조사하는 제 2 광원부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 외측벽 검사기는 초점이 상기 레일을 이동하는 상기 캡의 외측벽을 향하도록 상기 레일의 이동 경로와 수평하게 위치되는 제 5 이미지 캡쳐부; 및 상기 제 5 이미지 캡쳐부에 장착되는 제 5 텔레센트릭 렌즈부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 외측 바닥면 검사기는 상기 레일의 이동 경로 하측에 위치되는 제 6 검사 프레임; 초점이 상기 레일을 이동하는 상기 캡의 외측 바닥면을 향하도록 상기 제 6 검사 프레임에 설치되는 제 6 이미지 캡쳐부; 상기 제 6 이미지 캡쳐부에 장착되는 제 6 텔레센트릭 렌즈부; 돔 반사면이 형성되어 상기 제 6 검사 프레임에 장착되는 제 6 간접 반사부; 및 상기 돔 반사면을 향해 빛을 조사하는 제 6 광원부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 곡선형 레일에는 상기 캡을 곡선형태로 이동시키기 위한 회전수단이 마련될 수 있다.

또한, 상기 회전수단은 외주연에 일정 간격으로 형성된 에지홈을 통해 각각의 상기 캡을 안착시켜 이송하는 회전휠; 및 상기 회전휠을 회전시키기 위한 회전샤프트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 직선형 레일에는 상기 캡을 직선형태로 이동시키기 위한 구동수단이 마련될 수 있다.

또한, 상기 구동수단은 다수개의 하부 지지롤러에 지지되어 폐루프를 이루고, 상기 하부 레일에 마련되는 이송벨트; 상기 이송벨트에 접촉되어 구동력을 제공하는 하부 구동롤러; 다수개의 상부 지지롤러에 지지되어 폐루프를 이루고, 상기 상부 레일에 마련되는 흡착벨트; 및 상기 흡착벨트에 접촉되어 구동력을 제공하는 상부 구동롤러를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 캡의 가장자리부, 내측 바닥면 및 내측벽을 포함하는 내면 전영역뿐만 아니라, 캡의 외측벽 및 외측 바닥면을 포함하는 외면 전영역을 효과적으로 검사할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 실시예는 곡선형 레일과 직선형 레일을 따라 캡의 내면과 외면을 연속적으로 검사할 수 있으므로, 캡에 대한 정밀하고 신속한 검사가 가능하다는 효과가 있다.

또한, 본 실시예는 검사기를 소정 각도 경사지게 배치하여 캡의 내측벽을 검사할 수 있으므로, 일반 렌즈나 와이드 앵글 렌즈(Wide Angle Lens)로 검사가 어려웠던 내측벽의 사각 영역 내 이물까지도 명확하게 검사할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 실시예는 다수개의 텔레센트릭 렌즈를 이용하여 캡의 외측벽을 전영역에서 검사할 수 있으므로, 하이퍼센트릭 렌즈를 사용하는 경우와 비교하여, 높이 방향으로 치수, 형상, 이물 등에 대한 왜곡현상 발생을 방지할 수 있고, 고정밀도의 치수검사가 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 몰드번호 검사기 및 내측 바닥면 검사기를 도시한 부분 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 가장자리부 검사기 및 외측 바닥면 검사기를 도시한 부분 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 몰드번호 검사기를 통해 검출된 캡의 내측 바닥면을 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 가장자리부 검사기를 통해 검출된 캡의 가장자리부를 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 내측 바닥면 검사기를 통해 검출된 캡의 내측 바닥면을 촬영한 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 내측벽 검사기를 통해 검출된 캡의 내측벽을 촬영한 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 외측벽 검사기를 통해 검출된 캡의 외측벽을 촬영한 사진이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 외측 바닥면 검사기를 통해 검출된 캡의 외측 바닥면을 촬영한 사진이다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 주요 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치를 도시한 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 캡 검사장치는, 레일, 검사기, 컨트롤러(500), 이젝터유닛(400) 및 배출유닛(600)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 레일은 캡 검사장치의 골격을 이루는 다수개의 지지프레임(710)에 의해 지지될 수 있고, 피더장치(720)로부터 캡(C)을 공급받아 캡(C)의 이동경로를 제공할 수 있다. 레일은 캡(C)을 곡선형으로 안내하는 곡선형 레일(110)과, 캡(C)을 직선형으로 안내하는 직선형 레일(120)을 포함할 수 있다.

여기서, 곡선형 레일(110)은 캡(C)을 일정간격으로 정렬한 상태에서, 회전수단(130)을 통해 캡(C)을 곡선형으로 회전시킬 수 있다. 회전수단(130)은 외주연에 형성된 에지홈(133)을 통해 각각의 캡(C)을 일정 간격으로 안착시켜 이송하는 회전휠(131)과, 회전휠(131)에 회전력을 제공하도록 회전휠(131)의 중심부에 연결되는 회전샤프트(132)를 포함할 수 있다. 예컨대, 캡(C)이 곡선형 레일(110)에서 회전휠(131)의 에지홈(133)에 위치되면, 캡(C)은 회전샤프트(132)의 회전에 의해, 곡선형 레일(110)을 따라 일정 속도 및 간격으로 안정적으로 이동될 수 있고, 캡(C)의 검사시 인접한 캡(C) 간의 위치 간섭과 영상 간섭이 방지되므로, 안정적이고 정확한 영상이 얻어질 수 있다.

그리고 직선형 레일(120)은 곡선형 레일(110)과 연속적으로 연결되어, 캡(C)을 직선 형태로 이송시킬 수 있다. 직선형 레일(120)은 캡(C)을 이송벨트(142)의 상면에 로딩하여 직선형으로 안내되는 하부 레일(120a)과, 하부 레일(120a)의 상측에 위치되고 캡(C)의 상측부를 흡착벨트(144)를 통해 흡착하여 안내되는 상부 레일(120b)을 포함할 수 있다. 이때, 상부 레일(120b)의 단부와 하부 레일(120a)의 단부는 서로 중첩되게 위치됨으로써, 하부 레일(120a)의 단부로 이동된 캡(C)은 흡착벨트(144)를 통해 상부 레일(120b)의 단부에 흡착된 후 상부 레일(120b)을 따라 이동될 수 있다.

이들 하부 레일(120a) 및 상부 레일(120b)에는 캡(C)을 직선형태로 이동시키기 위한 구동수단(140)이 마련될 수 있다. 구동수단(140)은 다수개의 하부 지지롤러(141a)에 의해 지지되어 하부 레일(120a)에서 폐루프를 이루는 이송벨트(142)와, 이송벨트(142)에 접촉되어 구동력을 제공하는 하부 구동롤러(143a)와, 다수개의 상부 지지롤러(141b)에 의해 지지되어 상부 레일(120b)에서 폐루프를 이루고 공기 흡착을 위한 석션장치에 연결되어 하부 레일(120a)에서 이동된 캡(C)이 상면을 진공흡착하는 흡착벨트(144)와, 흡착벨트(144)에 접촉되어 구동력을 제공하는 상부 구동롤러(143b)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 캡(C)이 직선형 레일(120) 중 하부 레일(120a) 상의 회전벨트에 위치되면, 캡(C)은 회전벨트의 순환 이동에 의해, 일정 속도 및 간격으로 안정적으로 이동될 수 있고, 흡착벨트(144)의 공기 흡착을 통해, 상부 레일(120b)로 이동된 후, 흡착벨트(144)의 순환 이동에 의해, 일정 속도 및 간격으로 안정적으로 이동될 수 있다.

본 실시예에서, 하부 레일(120a), 상부 레일(120b) 및 하부 레일(120a)이 캡(C)의 진행 방향을 따라, 순차적으로 배치되었지만, 이들 하부 레일(120a) 및 상부 레일(120b)의 배치 형태는 캡 검사장치의 설계 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

검사기는 몰드번호 검사기(210), 가장자리부 검사기(220), 내측 바닥면 검사기(230), 내측벽 검사기(240), 외측벽 검사기(310) 및 외측 바닥면 검사기(320)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 레일을 이동하는 캡(C)은 내측 바닥면이 상방향을 향한 상태인 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 캡(C)은 내측 바닥면이 하방향을 향한 상태일 수도 있으며, 이 경우 검사기들의 위치도 그에 맞게 전환될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 몰드번호 검사기 및 내측 바닥면 검사기를 도시한 부분 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 가장자리부 검사기 및 외측 바닥면 검사기를 도시한 부분 측단면도이다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 몰드번호 검사기(210)는 곡선형 레일(110)의 입구 상측에 위치되고, 피더장치(720)에서 곡선형 레일(110)로 공급된 캡(C)의 내측 바닥면을 촬영할 수 있다. 이 몰드번호 검사기(210)는 캡(C)의 내측 바닥면에 인쇄된 몰드번호를 선별적으로 인식하기 위해, 촬영된 내측 바닥면에 대한 이미지 신호를 컨트롤러(500)에 전송할 수 있다.

몰드번호 검사기(210)는 곡선형 레일(110)의 입구측 이동 경로 상에 위치되도록 지지프레임에 장착되는 제 1 검사 프레임(211)과, 초점이 캡(C)의 내측 바닥면을 향하도록 제 1 검사 프레임(211)에 설치되는 제 1 이미지 캡쳐부(212)와, 돔 반사면(201)을 갖는 제 1 간접 반사부(213)와, 돔 반사면(201)을 향해 빛을 조사하는 제 1 광원부(214)를 포함할 수 있다. 몰드번호 검사기(210)를 통해 내측 바닥면이 촬영된 캡(C)은, 가장자리부 검사기(220)가 위치한 지점으로 곡선형 레일(110)을 따라 이동될 수 있다.

가장자리부 검사기(220)는 곡선형 레일(110)의 상측에 위치되어, 곡선형 레일(110)을 이동하는 캡(C)의 상측 가장자리부를 촬영할 수 있다. 가장자리부 검사기(220)에서 촬영된 가장자리부에 대한 이미지 신호는 컨트롤러(500)에 전송되어, 캡(C)의 상측 가장자리부에 대한 난형도(Ovality) 검사와 함께, 이물(일 예로, 오염물, 이물질, 상처, 스크래치, 오염...) 검사가 실시될 수 있다.

가장자리부 검사기(220)는 곡선형 레일(110)의 이동 경로 상에 위치되도록 지지프레임(710)에 설치되는 제 2 검사 프레임(221)과, 초점이 캡(C)의 상측 가장자리부를 향하도록 제 2 검사 프레임(221)에 설치되는 제 2 이미지 캡쳐부(222)와, 제 2 이미지 캡쳐부(222)에 장착되는 제 2 텔레센트릭 렌즈부(225)와, 돔 반사면(201)이 형성된 제 2 간접 반사부(223)와, 돔 반사면(201)을 향해 빛을 조사하는 제 2 광원부(224)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 텔레센트릭 렌즈부(225)는 동일한 원근 각도에서 캡(C)의 평면 대상을 관찰, 표시할 수 있기 때문에, 캡(C)의 상측 가장자리부에 존재하는 이물의 변별력을 높일 수 있다. 가장자리부 검사기(220)를 통해 상측 가장자리부에 대한 촬영을 마친 캡(C)은, 내측 바닥면 검사기(230)가 위치한 지점으로 곡선형 레일(110)을 따라 이동될 수 있다.

내측 바닥면 검사기(230)는 곡선형 레일(110)의 상측에 위치되고, 캡(C)의 내측 바닥면을 촬영할 수 있다. 촬영된 내측 바닥면에 대한 이미지 신호는, 컨트롤러(500)에 전송되므로, 캡(C)의 내측 바닥면에 대한 이물(일 예로, 오염물, 이물질, 상처(스크래치), 오염...) 검사가 실시될 수 있다.

내측 바닥면 검사기(230)는 곡선형 레일(110)의 이동 경로 상에 위치되도록 지지프레임에 장착되는 제 3 검사 프레임(231)과, 초점이 캡(C)의 내측 바닥면을 향하도록 제 3 검사 프레임(231)에 마련되는 제 3 이미지 캡쳐부(232)와, 돔 반사면(201)이 형성된 제 3 간접 반사부(233)와, 돔 반사면(201)을 향해 빛을 조사하는 제 3 광원부(234)를 포함할 수 있다. 내측 바닥면 검사기(230)를 통해 내측 바닥면에 대한 촬영이 이루어진 캡(C)은, 내측벽 검사기(240)가 위치한 지점으로 곡선형 레일(110)을 따라 이동될 수 있다.

도 1 및 도 3에서 보듯이, 내측벽 검사기(240)는 곡선형 레일(110)의 상측에 위치되어, 캡(C)의 내측벽을 촬영할 수 있다. 촬영된 내측벽에 대한 이미지 신호는 컨트롤러(500)에 전송되어, 캡(C)의 내측면에 대한 이물(일 예로, 오염물, 이물질, 상처, 스크래치, 오염...) 검사가 실시될 수 있다.

특히, 내측벽 검사기(240)는 캡(C)을 중심으로 원주방향으로 이격되게 배치되는 다수개로 제공될 수 있다. 본 실시예에서는, 4개의 내측벽 검사기(240)가 캡(C)을 중심으로 원주방향으로 90도 간격으로 배치되지만, 캡(C)의 내측벽에 대해 360도 전영역을 검사할 수 있는 각도라면, 검사기의 개수 및 배치 각도는 다양하게 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 검사기의 배치 각도는 90도 이외에도, 60도, 120도의 다양한 각도로 배치될 수 있으며, 각각의 배치 각도에 따라 내측벽 검사기(240)의 개수 또한 달라질 수 있다.

이들 4개의 내측벽 검사기(240)는 캡(C)의 내측벽을 검사하도록 소정 각도 경사지게 배치됨으로써, 내측벽의 나사산이나 탭으로 인해, 일반 렌즈나 와이드 앵글 렌즈(Wide Angle Lens)로 검사가 어려웠던 내측벽의 사각 영역 내 이물까지도 명확하게 검사할 수 있다. 내측벽 검사기(240)를 통해 내측벽에 대한 촬영을 마친 캡(C)은, 곡선형 레일(110)에서 직선형 레일(120)의 하부 레일(120a)로 이동된 후, 외측벽 검사기(310)가 위치한 지점으로 상부 레일(120b)로 이동될 수 있다.

본 실시예에서 캡(C)은 내측에 나사산이 형성된 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 임의의 내측 형상을 갖는 캡(C)을 검사할 수 있다. 본 실시예에서 캡(C)은 서로 다른 종류의 캡(C)일 수도 있다.

도 3에서 보듯이, 외측벽 검사기(310)는 상부 레일(120b)의 이동 경로와 동일 높이에 위치되어, 캡(C)의 외측벽을 촬영할 수 있다. 외측벽 검사기(310)에 의해 촬영된 외측벽에 대한 이미지 신호는 컨트롤러(500)에 전송되어, 캡(C)의 외측벽에 대한 고정밀 치수검사와 함께, 이물(일 예로, 오염물, 이물질, 상처, 스크래치, 오염...) 검사가 이루어질 수 있다.

특히, 외측벽 검사기(310)는 직선형 레일(120)의 이동 경로와 동일 높이에 위치되는 4개로 구성되고, 이들 4개의 외측벽 검사기(310)는 직선형 레일(120)의 이동경로와 간섭되지 않도록 캡(C)을 향해 원주방향으로 90도 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 그리고 각각의 외측벽 검사기(310)는 초점이 캡(C)의 외측벽을 향하는 제 5 이미지 캡쳐부(312)와, 제 5 이미지 캡쳐부(312)에 장착되는 제 5 텔레센트릭 렌즈부(315)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 외측벽 검사기(310)는 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)를 이용하여 캡(C)의 외측벽을 4방향에서 전영역 검사하는 방식을 적용함으로써, 캡(C)의 외부 표면을 한 번에 검사할 수 있는 하이퍼센트릭 렌즈(Hypercentric Lens)를 사용하는 경우와 비교하여, 캡의 높이 방향으로 치수, 형상, 이물 등에 대한 왜곡현상 발생을 방지할 수 있고, 고정밀도의 치수검사가 가능하다. 외측벽 검사기(310)를 통해 외측벽에 대한 촬영이 이루어진 캡(C)은, 외측 바닥면 검사기(320)가 위치한 지점으로 상부 레일(120b)을 따라 이동될 수 있다.

외측 바닥면 검사기(320)는 렌즈가 캡(C)의 외측 바닥면을 향하도록 상부 레일(120b)의 하측에 위치되어, 캡(C)의 외측 바닥면을 촬영할 수 있다. 이 외측벽 검사기(310)에 의해 촬영된 캡(C)의 외측 바닥면에 대한 이미지 신호는 컨트롤러(500)에 전송되어, 외측 바닥면에 대한 난형도 및 이물(일 예로, 오염물, 이물질, 상처, 미스 프린트, 프린트 오프셋, 인쇄컬러...) 검사가 이루어질 수 있다.

도 1 및 도 5에서 보듯이, 외측 바닥면 검사기(320)는 하부 레일(120a)의 하측에 위치되도록 지지프레임에 장착되는 제 6 검사 프레임(321)과, 초점이 하부 레일(120a)을 이동하는 캡(C)의 외측 바닥면을 향하도록 제 6 검사 프레임(321)에 설치되는 제 6 이미지 캡쳐부(322)와, 제 6 이미지 캡쳐부(322)에 장착되는 제 6 텔레센트릭 렌즈부(324)와, 돔 반사면(201)을 갖는 제 6 간접 반사부(323)와, 반사면을 향해 빛을 조사하는 제 6 광원부(325)를 포함할 수 있다. 외측 바닥면 검사기(320)를 통해 외측 바닥면에 대한 촬영이 이루어진 캡(C)은, 하부 레일(120a)로 이동된 후, 배출유닛(600)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

컨트롤러(500)는 검사기에서 전송받은 캡(C)의 이미지를 모니터(미도시)에 표시할 수 있고, 이미지 신호를 분석하여 캡(C)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 캡(C)이 불량인 것으로 판단되면, 컨트롤러(500)는 불량인 캡(C)이 선별되어 배출되도록 이젝터유닛(400)에 작동신호를 인가할 수 있다.

예컨대, 컨트롤러(500)는 몰드번호 검사기(210)로부터 캡(C)의 내측 바닥면에 인쇄된 몰드번호에 대한 이미지 신호를 전송받아, 기 설정된 몰드 번호에 따른 치수 허용 범위를 선정할 수 있고, 선정된 치수 허용 범위 내에서, 외측벽 검사기(310)에서 측정된 캡(C)의 외측벽에 대한 치수 불량 여부를 판단할 수 있다.

또한, 컨트롤러(500)는 가장자리부 검사기(220) 및 외측 바닥면 검사기(320)로부터, 캡(C)의 상측 가장자리부 및 외측 바닥면에 대한 난형도에 대한 이미지 신호를 전송받아, 캡(C)의 상측 가장자리부 및 외측 바닥면에 대한 난형도가 기 설정된 기준치에 부합하는지 여부를 판단할 수 있다.

아울러, 컨트롤러(500)는 가장자리부 검사기(220), 내측 바닥면 검사기(230), 내측벽 검사기(240), 외측벽 검사기(310) 및 외측 바닥면 검사기(320)로부터, 캡(C)의 상측 가장자리부, 내측 바닥면, 내측벽, 외측벽 및 외측 바닥면에 이물(일 예로, 오염물, 이물질, 상처, 미스 프린트, 프린트 오프셋, 인쇄컬러...)이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

이러한 컨트롤러(500)는 캡(C)의 검사를 위해 필요한 전원 공급을 제어하고 제어신호를 처리하기 위한 전장패널과, 캡 검사용 소프트웨어를 탑재한 컴퓨터와, 전장패널 및 컴퓨터에서 제공된 처리 신호를 표시하는 모니터를 포함할 수 있다.

이젝터유닛(400)은 컨트롤러(500)로부터 작동신호를 인가받아, 컨트롤러(500)에서 불량으로 판단된 불량 캡(C)을 선별하여 배출할 수 있다. 이젝터유닛(400)은 불량 캡(C)을 외부로 배출하기 위해 직선형 레일(120)의 일측에 마련되는 배출관(401)과, 컨트롤러(500)로부터 작동신호를 인가받아, 직진형 레일을 이동하는 캡(C) 중에서 불량 캡(C)을 배출관(401)으로 푸쉬하는 액츄에이터(402)를 포함할 수 있다.

그리고 이젝터유닛(400)은 설치 장소에 따라 제 1 이젝터유닛(400a)과 제 2 이젝터유닛(400b)으로 구분될 수 있다. 제 1 이젝터유닛(400a)은 직선형 레일(120)의 입구측에 설치되어 가장자리부 검사기(220), 내측 바닥면 검사기(230) 및 내측벽 검사기(240)에서 검출된 불량 캡(C)을 선택하여 외부로 배출할 수 있고, 제 2 이젝터유닛(400b)은 직선형 레일(120)의 출구측에 설치되어 외측벽 검사기(310) 및 외측 바닥면 검사기(320)에서 검출된 불량 캡(C)을 선택하여 외부로 배출할 수 있다.

배출유닛(600)은 직선형 레일(120)의 출구 측에 연결되고, 이젝터유닛(400)에 의해 제거되지 아니한 캡(C), 다시 말해 컨트롤러(500)에 의해 정상으로 판단된 캡(C)을 외부로 배출하기 위한 이동경로를 제공할 수 있다.

그리고 배출유닛(600)은 캡(C)을 외부로 배출할 때, 회전되는 분배 플레이트(미도시)를 통해 캡 검사장치의 폭방향 일측 또는 폭방향 타측으로 안내할 수 있다.

이하에서는, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡(C) 검사 장치의 작용 및 효과에 대해 설명하겠다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 몰드번호 검사기를 통해 검출된 캡의 내측 바닥면을 촬영한 사진이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 가장자리부 검사기를 통해 검출된 캡의 가장자리부를 촬영한 사진이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 내측 바닥면 검사기를 통해 검출된 캡의 내측 바닥면을 촬영한 사진이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 내측벽 검사기를 통해 검출된 캡의 내측벽을 촬영한 사진이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 외측벽 검사기를 통해 검출된 캡의 외측벽을 촬영한 사진이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 검사장치의 외측 바닥면 검사기를 통해 검출된 캡의 외측 바닥면을 촬영한 사진이다.

먼저, 캡(C)이 피더장치(720)를 통해 곡선형 레일(110)로 투입된 후, 회전휠(131)의 에지홈(133)에 위치되면, 캡(C)은 에지홈(133)에 홀딩된 상태로 회전샤프트(132)의 회전에 의해, 곡선형 레일(110)을 따라 일정 속도 및 간격으로 이동될 수 있다.

이 과정에서, 캡(C)은 몰드번호 검사기(210), 가장자리부 검사기(220), 내측 바닥면 검사기(230) 및 내측벽 검사기(240)를 통해, 캡(C)의 몰드번호, 가장자리부, 내측 바닥면 및 내측벽에 대한 검사가 이루어질 수 있다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 캡(C)이 몰드번호 검사기(210)가 위치한 곡선형 레일(110)에 위치되면, 몰드번호 검사기(210)에 의해, 캡(C)의 내측 바닥면에 인쇄된 몰드번호에 대한 이미지가 촬영될 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 캡(C)이 가장자리부 검사기(220)가 위치한 곡선형 레일(110)에 위치되면, 가장자리부 검사기(220)에 의해, 가장자리부의 난형도 및 이물에 대한 이미지가 촬영될 수 있다. 이때, 컨트롤러(500)는 촬영된 이미지에서 몰드번호, 난형도 및 이물을 특정 색상으로 표시하여 모니터에 디스플레이할 수 있고, 측정된 난형도가 기 설정된 난형도를 벗어나거나 이물이 표시된 경우, 해당 캡(C)을 불량(Bad)으로 판정할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 캡(C)이 내측 바닥면 검사기(230)가 위치한 곡선형 레일(110)에 위치되면, 내측 바닥면 검사기(230)에 의해, 내측 바닥면의 이물에 대한 이미지가 촬영될 수 있다. 이때, 컨트롤러(500)는 촬영된 이미지에서 이물을 특정 색상으로 표시하여 모니터에 디스플레이하고, 해당 캡(C)을 불량(Bad)으로 판정할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 캡(C)이 내측벽 검사기(240)가 위치한 곡선형 레일(110)에 위치되면, 내측벽 검사기(240)에 의해, 내측벽의 이물에 대한 이미지가 촬영될 수 있다. 이때, 컨트롤러(500)는 촬영된 이미지에서 이물을 특정 색상으로 표시하여 모니터에 디스플레이하고, 해당 캡(C)을 불량(Bad)으로 판정할 수 있다.

이후, 캡(C)이 곡선형 레일(110)에서 직선형 레일(120)의 하부 레일(120a)로 이동되면, 하부 레일(120a)의 회전벨트에 의해, 일정 속도 및 간격으로 하부 레일(120a)을 따라 이동될 수 있고, 흡착벨트(144)의 공기 흡착을 통해, 상부 레일(120b)을 따라 이동된 후, 상부 레일(120b)의 후단에 위치한 하부 레일(120a)로 이동되어, 배출유닛(600)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

이 과정에서, 캡(C)은 외측벽 검사기(310) 및 외측 바닥면 검사기(320)를 통해, 캡(C)의 외측벽 및 외측 바닥면에 대한 검사가 이루어질 수 있고, 불량으로 판정된 캡(C)은 이젝터유닛(400)에 의해, 선별적으로 배출될 수 있다.

예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이, 캡(C)이 외측벽 검사기(310)가 위치한 상부 레일(120b)에 위치되면, 외측벽 검사기(310)에 의해, 캡(C)의 외측벽에 대한 고정밀 치수검사와 함께, 이물에 대한 이미지가 검사될 수 있다. 여기서, 컨트롤러(500)는 외측벽의 치수 및 이물을 특정 색상으로 표시하여 모니터에 디스플레이하고, 촬영된 외측벽에 대한 치수가 기 설정된 치수 허용 범위에서 벗어나거나 이물이 표시되면, 해당 캡(C)을 불량(Bad)으로 판정할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 캡(C)이 외측 바닥면 검사기(320)가 위치한 상부 레일(120b)에 위치되면, 외측 바닥면 검사기(320)에 의해, 캡(C)의 외측 바닥면에 대한 난형도 검사와 함께, 이물 검사가 진행될 수 있다. 이때, 컨트롤러(500)는 난형도 및 이물을 특정 색상으로 표시하여 모니터에 디스플레이할 수 있고, 측정된 난형도가 기 설정된 난형도를 벗어나거나 이물이 표시된 경우, 해당 캡(C)을 불량(Bad)으로 판정할 수 있다.

상술한 검사기에 통해 불량으로 판정된 캡(C)은, 이젝터유닛(400)을 통해 선별되어 외부로 배출될 수 있고, 불량으로 판정되지 않은 나머지 캡(C)은, 배출유닛(600)에 의해 캡 검사장치의 폭방향 일측 또는 폭방향 타측으로 분배되어 배출될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 캡의 가장자리부, 내측 바닥면 및 내측벽을 포함하는 내면 전영역 뿐만 아니라, 캡의 외측벽 및 외측 바닥면을 포함하는 외면 전영역을 효과적으로 검사할 수 있고, 검사기를 소정 각도 경사지게 배치하여 캡의 내측벽을 검사할 수 있으므로, 내측벽의 사각 영역 내 이물까지도 명확하게 검사할 수 있으며, 텔레센트릭 렌즈를 이용하여 캡의 외측벽을 전영역 검사하여, 고정밀도의 치수검사가 가능하다는 우수한 장점을 갖는다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 :지지 프레임 110 :곡선형 레일
120 :직선형 레일 120a :하부 레일
120b :상부 레일 210 :몰드번호 검사기
220 :가장자리부 검사기 230 :내측 바닥면 검사기
240 :내측벽 검사기 310 :외측벽 검사기
320 :외측 바닥면 검사기 400 :이젝터유닛
400a :제 1 이젝터유닛 400b :제 2 이젝터유닛
500 :컨트롤러 600 :배출유닛

Claims

캡을 일정간격으로 이동시키기 위한 레일; 상기 캡을 중심으로 원주방향으로 이격되게 배치되는 다수개로 제공되고, 상기 캡의 내측벽을 검사하도록 상기 캡을 향해 경사지게 배치되는 내측벽 검사기; 상기 캡의 외측벽을 검사하기 위해, 상기 캡을 중심으로 원주방향으로 이격되게 배치되는 다수개의 외측벽 검사기; 상기 캡의 내측 바닥면에 인쇄된 몰드번호를 인식하기 위한 몰드번호 검사기; 상기 캡의 가장자리부에 대한 난형도 및 이물을 검사하기 위한 가장자리부 검사기; 상기 캡의 내측 바닥면에 대한 난형도 및 이물을 검사하기 위한 내측 바닥면 검사기; 상기 캡의 외측 바닥면에 대한 난형도 및 이물을 검사하기 위한 외측 바닥면 검사기; 검사기에서 검사되는 상기 캡의 이미지를 통해 상기 캡의 불량 여부를 판단하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러에서 불량으로 판단된 캡을 선별하여 배출하는 이젝터유닛; 및상기 컨트롤러에서 정상으로 판단된 캡을 배출하는 배출유닛을 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 몰드번호 검사기로부터 캡의 내측 바닥면에 인쇄된 몰드번호에 대한 이미지 신호를 전송받아, 기 설정된 몰드 번호에 따른 치수 허용 범위를 선정하고, 선정된 치수 허용 범위 내에서, 상기 외측벽 검사기에서 측정된 캡의 외측벽에 대한 치수 불량 여부를 판단하고, 상기 가장자리부 검사기 및 상기 외측 바닥면 검사기로부터, 상기 캡의 상측 가장자리부 및 외측 바닥면에 대한 난형도에 대한 이미지 신호를 전송받아, 상기 캡의 상측 가장자리부 및 외측 바닥면에 대한 난형도가 기 설정된 기준치에 부합하는지 여부를 판단하며, 상기 가장자리부 검사기, 상기 내측 바닥면 검사기, 상기 내측벽 검사기, 상기 외측벽 검사기 및 상기 외측 바닥면 검사기로부터, 캡의 상측 가장자리부, 내측 바닥면, 내측벽, 외측벽 및 외측 바닥면에 이물이 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 캡의 불량 여부가 판단되면, 불량으로 판단된 캡이 선별되어 배출되도록 상기 이젝터유닛에 작동신호를 인가하고,
상기 이젝터유닛은 상기 불량으로 판단된 캡을 외부로 배출하기 위한 배출관과, 상기 컨트롤러로부터 작동신호를 인가받아, 상기 불량으로 판단된 캡을 캡 중에서 선별하여 상기 배출관으로 푸쉬하는 액츄에이터를 포함하며,
상기 레일은 상기 캡을 일정간격으로 정렬하여 곡선형으로 안내되는 곡선형 레일과, 상기 캡이 연속 이동되도록 상기 곡선형 레일에 연결되는 직선형 레일을 포함하고, 상기 직선형 레일은 상기 캡을 이송벨트에 의해 안내되는 하부 레일과, 상기 하부 레일에서 이송된 상기 캡이 흡착벨트를 통해 흡착하여 안내되는 상부 레일을 포함하는 캡 검사장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 몰드번호 검사기 및 상기 내측 바닥면 검사기는
상기 레일의 이동 경로 상에 위치되는 제 1 검사 프레임 및 제 3 검사 프레임;
초점이 상기 레일을 이동하는 상기 캡의 내측 바닥면을 향하도록 제 1 검사 프레임 및 제 3 검사 프레임에 각각 설치되는 제 1 이미지 캡쳐부 및 제 3 이미지 캡쳐부;
돔 반사면이 각각 형성되어 제 1 검사 프레임 및 제 3 검사 프레임에 각각 장착되는 제 1 간접 반사부 및 제 3 간접 반사부; 및
각각의 상기 돔 반사면을 향해 빛을 조사하는 제 1 광원부 및 제 3 광원부를 포함하는 캡 검사장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가장자리부 검사기는
상기 레일의 이동 경로 상에 위치되는 제 2 검사 프레임;
초점이 상기 레일을 이동하는 상기 캡의 가장자리부를 향하도록 상기 제 2 검사 프레임에 설치되는 제 2 이미지 캡쳐부;
상기 제 2 이미지 캡쳐부에 장착되는 제 2 텔레센트릭 렌즈부;
돔 반사면이 형성되어 상기 제 2 검사 프레임에 장착되는 제 2 간접 반사부; 및
상기 돔 반사면을 향해 빛을 조사하는 제 2 광원부를 포함하는 캡 검사장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외측벽 검사기는
초점이 상기 레일을 이동하는 상기 캡의 외측벽을 향하도록 상기 레일의 이동 경로와 수평하게 위치되는 제 5 이미지 캡쳐부; 및
상기 제 5 이미지 캡쳐부에 장착되는 제 5 텔레센트릭 렌즈부를 포함하는 캡 검사장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 바닥면 검사기는
상기 레일의 이동 경로 하측에 위치되는 제 6 검사 프레임;
초점이 상기 레일을 이동하는 상기 캡의 외측 바닥면을 향하도록 상기 제 6 검사 프레임에 설치되는 제 6 이미지 캡쳐부;
상기 제 6 이미지 캡쳐부에 장착되는 제 6 텔레센트릭 렌즈부;
돔 반사면이 형성되어 상기 제 6 검사 프레임에 장착되는 제 6 간접 반사부; 및
상기 돔 반사면을 향해 빛을 조사하는 제 6 광원부를 포함하는 캡 검사장치.
제 1 항에 있어서,
상기 곡선형 레일에는 상기 캡을 곡선형태로 이동시키기 위한 회전수단이 마련되는 캡 검사장치.
제 10 항에 있어서,
상기 회전수단은
외주연에 일정 간격으로 형성된 에지홈을 통해 각각의 상기 캡을 안착시켜 이송하는 회전휠; 및
상기 회전휠을 회전시키기 위한 회전샤프트를 포함하는 캡 검사장치.
제 1 항에 있어서,
상기 직선형 레일에는 상기 캡을 직선형태로 이동시키기 위한 구동수단이 마련되는 캡 검사장치.
제 12 항에 있어서,
상기 구동수단은
다수개의 하부 지지롤러에 지지되어 폐루프를 이루고, 상기 하부 레일에 마련되는 이송벨트;
상기 이송벨트에 접촉되어 구동력을 제공하는 하부 구동롤러;
다수개의 상부 지지롤러에 지지되어 폐루프를 이루고, 상기 상부 레일에 마련되는 흡착벨트; 및
상기 흡착벨트에 접촉되어 구동력을 제공하는 상부 구동롤러를 포함하는 캡 검사장치.