KR100317644B1 - 초점 미세조정이 가능한 비전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초점 미세조정이 가능한 비전장치에 관한 것으로서, 레이저 용접을 위한 용접판재의 틈새를 측정하는 감시장치로 용접 판재와 감시장치 사이의 거리가 변화하거나 용접판재에 대한 감시장치의 설치 각도가 변화하였을 경우, 달라지는 카메라의 초점과 화상의 위치를 블록의 재 설치 없이 블록 내부의 거울의 각도와 위치, 카메라의 위치를 수정하여 조절할 수 있는 초점 미세 조정이 가능한 비전장치를 얻기 위한 것인 바,

본체내에 장착되는 위치조정이 가능한 CCD 카메라와, 상기의 CCD 카메라 전방에 장착된 반사경과, 레이저광원 장치와, 상기 레이저광원 장치의 전방에 장착된 반사경으로 구성된 비전장치에 있어서, 두 개의 반사경의 각도를 조정할 수 있어 레이저 광원의 입사각과 반사각을 일치하는 데 수월하며, 한 개 또는 두 개의 반사경 위치를 이동시킬 수 있어 레이저 광원이 카메라의 중심을 향하게 하는데 매우 용이하며 카메라를 이동하여 미세한 초점의 조정이 가능한 뛰어난 특징이 있다.

Description

초점 미세조정이 가능한 비전장치 {Vision device for adjusting focus minutely}

본 발명은 초점 미세조정이 가능한 비전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 레이저 용접을 위한 용접판재의 틈새를 측정하는 감시장치로 용접 판재와 감시장치 사이의 거리가 변화하거나 용접판재에 대한 감시장치의 설치 각도가 변화하였을 경우, 달라지는 카메라의 초점과 화상의 위치를 블록의 재 설치 없이 블록 내부의 거울의 각도와 위치, 카메라의 위치를 수정하여 조절할 수 있는 초점 미세 조정이 가능한 비전장치에 관한 것이다.

종래의 비전장치는 도 1에서 도시한 바와 같이, 설치 위치와 각도가 고정된 두 개의 반사경(A, B)과 설치위치가 고정된 한 개의 CCD 카메라(C) 그리고 레이저 광원장치(40)로 구성함으로써, 맞대기 용접에 있어서 피 용접부 상태 판단을 위해 레이저 광원에서 나온 반도체 레이저를 반사경(B)에 반사시켜 두 맞대기용접판재(50)사이의 틈새(60)에 조사하여 반사된 광원을 반사경(A)을 통해 CCD 카메라(C)가 받아들이도록 하여 사용하였다.

그러나, 이러한 종래의 비전 장치는 정확한 비전 감시동작을 위해서는 용접판재가 변하거나 용접 환경이 변화가 필요할 때 초점길이의 조정과 반사경의 각도 조절이 필요하다. 기존의 장치는 초점길이와 반사경의 각도가 고정되어 있어 조절의 어려움이 있다. 기존의 장치로는 레이저 광원장치(40)에서 나온 레이저광이 카메라(C)로 들어가는 과정에서 반사경(A,B)의 각도가 잘못 설정되어 있으면 광의 입사각도와 반사각도가 서로 맞지 않아 도 2에 도시한 경우처럼 광이 카메라의 초점에 맺히지 못하고 빗나가게 된다. 또한, 도 3처럼 전체 블록장착의 높이가 잘못되어 있거나 도 4에 도시한 것처럼 장착각도가 판재와 수평이 아니면 판재에서 반사된 레이저 광원이 카메라로 입사할 수 없게 된다. 이런 경우 종래의 비전장치는 반사경의 각도를 재 설치하거나 블록 전체를 재 설치해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 레이저 용접을 위한 용접판재의 틈새를 측정하는 감시장치로 용접 판재와 감시장치 사이의 거리가 변화하거나 용접판재에 대한 감시장치의 설치 각도가 변화하였을 경우, 달라지는 카메라의 초점과 화상의 위치를 블록의 재 설치 없이 블록 내부의 거울의 각도와 위치, 카메라의 위치를 수정하여 조절할 수 있는 초점 미세조정이 가능한 비전장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 비전장치를 도시한 구성도,

도 2는 각도설정이 어긋난 경우의 비전장치를 도시한 상태도,

도 3은 비전 장치와 용접판재간의 거리가 맞지 않는 경우를 도시한 상태도,

도 4는 레이저 광원장치의 설치가 어긋난 경우를 도시한 상태도,

도 5는 본 발명의 실시예의 초점 미세조정이 가능한 비전장치를 도시한 구성도,

도 6은 맞대기 용접시 설치된 블록의 높이에 따라 반사경 및 CCD 카메라의 위치가 이동되는 경우를 도시한 상태도,

도 7은 본 발명의 비전장치의 반사경의 조정의 경우를 도시한 상태도,

도 8은 본 발명의 다른 실시예의 반사경의 조정의 경우를 도시한 상태도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

A: CCD 카메라의 반사경 B: 레이저광원장치의 반사경

Aa: CCD 카메라의 반사경의 각도Ba: 레이저광원장치의 반사경의 각도

Al: CCD 카메라의 반사경의 높이Bl: 레이저광원장치의 반사경의 높이

Cp: 카메라의 설치 위치Ap: CCD 카메라의 반사경의 위치

Bp: 레이저광원장치의 반사경의 위치

C: CCD 카메라 40: 레이저 광원장치

50: 용접판재 60: 판재틈새

70: 레이저 광원

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초점 미세조정이 가능한 비전장치는 본체내에 장착되는 위치조정이 가능한 CCD 카메라와, 상기의 CCD 카메라 전방에 장착된 반사경과, 레이저광원 장치와, 상기 레이저광원 장치의 전방에 장착된 위치조절이 가능한 반사경으로 구성되어 두개의 반사경을 조절 및 CCD 카메라를 조절하여 미세한 초점의 조정이 가능한 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 비전장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 각도설정이 어긋난 경우의 비전장치를 도시한 상태도이고, 도 3은 비전 장치와 용접판재간의 거리가 맞지 않는 경우를 도시한 상태도이고, 도 4는 레이저 광원장치의 설치가 어긋난 경우를 도시한 상태도이고, 도 5는 본 발명의 실시예의 초점 미세조정이 가능한 비전장치를 도시한 구성도이고, 도 6은 맞대기 용접시 설치된 블록의 높이에 따라 반사경 및 CCD 카메라의 위치가 이동되는 경우를 도시한 상태도이고, 도 7은 본 발명의 비전장치의 반사경의 조정의 경우를 도시한 상태도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예의 반사경의 조정의 경우를 도시한 상태도이다.

도 5에 도시한 본 발명의 초점미세 조정이 가능한 비전장치는, 본체내에 장착되는 레이저광을 센싱하여 영상신호를 출력하는 위치조정이 가능한 CCD(Charge-Coupled Device)카메라(C)와, 상기의 CCD 카메라 전방에 장착된 위치조절이 가능한 CCD 카메라의 반사경(A)과, 용접판재의 갭을 측정하기 위한 레이저광을 조사하는 갭 측정용 레이저광원장치(40)와, 상기 레이저광원장치의 전방에 장착되어 레이저광의 경로를 변경시키며 위치조절이 가능한 레이저광원장치의 반사경(B)을 포함하여 구성된다.

도 6에 도시한 설치 블록의 높이에 따라 CCD 카메라 반사경의 높이(Al)와 레이저광원장치의 반사경의 높이(Bl)는 고정되어 있으므로 CCD 카메라(C) 반사경의 위치(Ap)와 레이저광원장치의 반사경의 위치(Bp)는 둘 다 또는 둘 중 하나만 좌·우측으로 이동이 가능하며 이때 카메라의 설치 위치(Cp)을 좌·우측으로 이동이 가능하여 선명하게 초점을 맞춘다. 또한 상기의 반사경의 설치 각도(Aa,Ba)는 회전이 가능하게 구성 장착된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 초점 미세조정이 가능한 비전장치의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이 반사경의 각도(Aa,Ba)가 Aa + Ba= 90°를 만족하지 못하여 반사경(B)에 조사된 광과 반사경(A)에 반사된 광이 수평을 이루지 못하면 레이저광원은 카메라 렌즈의 중심을 향하지 않게 된다. 이런 경우 반사경의 각도(Aa, Ba)를 조절하여 반사경 각도의 관계를 Aa + Ba = 90°로 맞춘다.

도 3처럼 비전장치의 장착 높이가 잘못 설치되어 레이저 광원을 출발한 광은 판재에 반사되어 반사경 A의 중심을 향하지 않을 경우 반사된 레이저광은 카메라 렌즈의 중심으로 향하지 않게 되고 초점 길이의 변화로 인하여 선명하지 않은 화상을 얻게 된다. 이런 경우 반사경의 위치(Ap)를 조정하여 반사된 레이저광이 반사경(B)의 중심을 향하도록 조정하고 카메라의 위치(Cp)를 조정하여 초점 길이를 수정한다.

도 4에 도시한 비전 블록의 설치 각도가 판재와 수평을 이루지 않는 경우 거울의 위치(Ap 또는 Bp)와 거울의 각도(Aa 또는 Ba)를 조절하여 레이저광원장치(40)에서 조사된 광원(70)과 카메라(C)로 입사하는 광을 수평으로 맞추고 초점을 조정한다.

도 7에 도시한 본 발명의 다른 실시예인 초점 미세조정이 가능한 비전장치는 본체내에 장착되는 레이저광을 센싱하여 영상신호를 출력하는 위치조정이 가능한 CCD(Charge-Coupled Device)카메라(C)와, 용접판재의 갭을 측정하기 위한 레이저광을 조사하는 갭 측정용 레이저광원장치(40)와, CCD 카메라 전방에 장착된 CCD 카메라 반사경(A)과 레이저광원장치의 전방에 장착되어 레이저광의 경로를 변경시키는 레이저광원 반사경(B) 중에 한 개를 선택하여 위치 및 각도 조절이 가능하도록 구성함으로써, 반사경의 설치 각도 및 위치를 조정하여 기존의 장치보다 선명하게 초점을 맞출 수 있다.

도 8에 도시한 본 발명의 다른 실시예인 초점 미세 조정이 가능한 비전장치는 본체내에 장착되는 레이저광을 센싱하여 영상신호를 출력하는 CCD 카메라(C)와, 용접판재의 갭을 측정하기 위한 레이저광을 조사하는 갭 측정용 레이저광원장치(40)와, CCD 카메라 전방에 장착된 각도 조절이 가능한 CCD 카메라 반사경(A)과 레이저광원장치의 전방에 장착되어 레이저광의 경로를 변경시키며 위치 및 각도 조절이 가능한 레이저광원 반사경(B) 중에 하나를 선택하여 구성함으로써, 반사경의 설치각도 및 위치를 조정함으로써 선명하게 초점을 맞출 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 두 개의 반사경의 각도를 조정할 수 있어 레이저 광원의 입사각과 반사각을 일치하는 데 수월하며, 한 개 또는 두 개의 반사경 위치를 이동시킬 수 있어 카메라의 초점을 맞추는 매우 용이한 효과가 있으므로 레이저 용접 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 본체내에 장착되는 레이저광을 센싱하여 영상신호를 출력하는 CCD 카메라(C)와, 상기의 CCD 카메라 전방에 장착된 CCD 카메라의 반사경(A)과, 용접판재의 갭을 측정하기 위한 레이저광을 조사하는 갭 측정용 레이저광원장치(40)와, 상기 레이저광원장치의 전방에 장착되어 레이저광의 경로를 변경시키는 레이저광원장치의 반사경(B)으로 구성된 비전장치에 있어서,

   상기 CCD 카메라의 반사경(A)이 각도조절이 가능한 것 또는 각도 및 위치조절이 가능한 것 중에서 하나를 선택하여 구성되고;

   상기 레이저광원장치의 반사경(B)이 각도조절이 가능한 것 또는 각도 및 위치조절이 가능한 것 중에서 하나를 선택하여 구성된 것을 특징으로 하는 초점 미세조정이 가능한 비전장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 CCD(Chargge Coupled Device)카메라(C)가 수평이동이 가능한 것 또는 고정이 가능한 것 중에 하나를 선택하여 구성된 것을 특징으로 하는 초점 미세조정이 가능한 비전장치.