KR100398422B1 - 레이져 출력가변을 이용한 비젼센서의 보호창 교환 경고시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 피용접물이 접해져 있는 용접선에 레이져를 조사하여 용접토오치에 앞서 용접선의 위치 및 상태를 미리 추적하는 용접선 추적용 레이져비젼 센서의 보호창교환 경고시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 비젼센서의 보호창 교환 경고시스템은 레이져출력 조절장치를 이용하여 레이져출력조절과 연계하여 보호창 교환시기를 판단하므로 레이져를 항시 최대출력으로 유지시키지 않아도 되고, 뿐만아니라 비젼센서의 온도 상승을 억제할 수 있게 되어 장치의 수명을 연장시킬수 있는 효과가 있다.

Description

레이져 출력가변을 이용한 비젼센서의 보호창 교환 경고시스템

본 발명은 피용접물이 접해져 있는 용접선에 레이져를 조사하여 용접토오치에 앞서 용접선의 위치 및 상태를 미리 추적하는 용접선 추적용 레이져비젼 센서에 관한 것으로, 더 자세하게는 레이져비젼 센서의 보호창 교환시기를 경고해주는 보호창 교환 경고시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 레이져비젼 센서의 보호창은 레이져가 조사되고, 반사된 레이져반사광이 인입되는 부분으로 용접시 발생하는 연기 및 스페터가 내부장치로 유입되지 않도록 차단한다.

그러면, 종래의 보호창 교환 경고장치중 한예를 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 종래의 레이져비젼 센서의 보호창 교환경고 시스템중 일예를 도시한 도면이다. 본 예는 미합중국 특허 US 5,337,148의 내용을 인용한 것이다. 본 도에서 보는바와 같이, 레이져장치(12) 및 레이져발진기(21)에 의해 발생된 레이져는 반사경(23)에 연결된 반사경조절장치(11)에 의해 원하는 각도로 조절되고, 보호창(28)을 통해 표준반사면(30)에 조사된다. 이 표준반사면(30)은 표면의 거칠기 및 반사율이 일정한 물체로 주로 석고평판이 사용된다. 이러한 표준반사면(30)에 일정하게 반사된 레이져는 반사되어 다시 보호창(28)을 통해 레이져비젼 센서(20)로 인입된다. 인입된 반사레이져는 렌즈(24)를 통해 광수용체(25)에 수용되어 반사레이져를 감지 분석하게 되고, 이리하여 얻어진 반사레이져에 대한 데이터는 신호감지장치(13)를 거쳐 로봇제어기(7)에 보내진다. 그런후에 인터페이스에 메모리한다. 데이터가 메모리된 상태에서 용접을 진행하고, 이러한 용접이 진행된 후에 재차 표준반사면상에 레이져를 조사하여 반사 인입되는 반사레이져의 데이터를 상호 비교한다. 이러한 과정을 매 용접시마다 실시하여 상호 비교하고, 그리하여 용접이 계속 진행되면서 먼지나 스페터에 의해 보호창이 더러워질 경우에 그 교환시기를 감지할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 보호창 교환시스템은 용접시 매번 표준반사면에 레이져를 조사시켜 반사 인입되는 반사레이져를 비교 분석하여야 하므로 매우 번거롭고, 이에따라 정확한 보호창 교환시기를 경고할 수 없게 된다. 뿐만아니라, 레이져 출력의 경우에도 항상 고정된 상태로 조정되어 있으므로, 보호창의 교환시 단지 레이져 출력만을 조금 상승시키면 될 경우에도 보호창을 교환하여야 하는 문제점이 있었

이에, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 그 목적은 보호창을 통과하여 조사되는 레이져를 출력가변가능하도록 하고, 이와 연계하여 보호창의 교환시기를 정확히 경고하도록 하는 용접선 추적용 레이져비젼 센서의 보호창 교환 경고시스템을 제공하는데 있다.

도1은 종래의 레이져비젼 센서의 보호창 교환경고 시스템중 일예를 도시한 도면,

도2는 본 발명에 따른 레이져비젼 센서의 보호창교환 경고시스템을 도시한 도면,

도3은 본 발명에 따른 보호창교환 경고시스템의 작동 흐름도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

40: 용접토오치50: 레이져비젼센서

52: 센서보호창54: 카메라

56: 레이져발생장치60: 센서제어기

62: 영상처리장치64: 레이져출력조절장치

66: 데이터계산부70: 로봇제어기

72: 보호창교환경고장치80:피용접물

위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 용접선 추적을 위한 레이져 비젼센서의 보호창 교환경고시스템에 있어서, 조사된 레이져에 대해 보호창을 통해 피용접물로부터 반사 인입되는 레이져의 반사광량을 측정하고, 측정된 광량을 최적 설정된 기준광량값과 비교한 비교결과에 의해 레이져출력을 조절할 수 있도록 구성된 센서제어기, 센서제어기에 신호전송이 가능하도록 연결되어 센서제어기로부터 비교판단된 비교결과에 따라 보호창을 교환하기 위한 경고를 하는 보호창 교환 경고장치를 포함하는 레이져 출력가변을 이용한 비젼센서의 보호창 교환경고시스템에 있다.

이하에서 본 발명의 구성 및 작용을 설명하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 도2는 본 발명에 따른 레이져비젼 센서의 보호창교환 경고시스템을 도시한 도면이다. 본 보호창교환 경고시스템은 용접용 다관절 로봇에 장착된 용접토오치(40), 이 용접토오치(40) 측면에 장착되어 레이저를 조사 인입하게 하는 레이져비젼센서(50), 레이져비젼센서를 제어하는 센서제어기(60) 및 센서제어기(60)로부터 처리된 데이터에 의해 다관절로봇을 제어하는 로봇제어기(70)를 크게 구비하고 있다. 이중, 피용접물(80)의 상면에 위치하게 되는 용접토오치(40)의 측면에는 레이져비젼센서(50)가 장착되어 있고, 이 레이져비젼센서(50)는 내부에 센서보호창(52), 카메라(54) 및 레이져발생장치(56)를 포함하고 있다. 레이져발생장치(56)는 레이져를 센서보호창(52)을 통해 피용접물(80)에 조사하는 장치이고, 카메라(54)는 피용접물(80)로부터 반사 인입되는 레이져를 수용하는 장치이다. 이렇게 구성된 레이져비젼센서(50)는 이를 제어하기 위해 센서제어기(60)와 연결장착되어 있다. 센서제어기(60)는 영상처리장치(62), 레이져출력조절장치(64) 및 데이터계산부(66)를 구비하고 있다. 레이져출력 조절장치(64)는 레이져를 조사하는 레이져발생장치(56)와 연결장착되어 레이져발생장치(56)의 출력을 조절한다. 영상처리장치(62)는 카메라(54)와 연결되어 있고, 카메라(54)로부터 수용되는 반사레이져의 정확한 레이져띠를 알아내어 반사레이져의 위치 및 광량과 같은 필요 데이터를 측정한다. 또한, 영상처리장치(62)는 측정된 데이터중 광량의 크기에 따라 레이져출력조절장치(64)를 제어하여 레이져 출력을 조절할 수 있게 한다. 게다가. 이렇게 측정된 데이터는 데이터계산부(66)에서 계산 분석된다. 이중, 용접선 위치에 관한 데이터 계산결과에 따라 로봇제어기(70)를 구동하여 용접토오치(40)를 정확한 용접위치로 이동시키게 된다. 또한, 반사레이져 광량에 대한 데이터 계산결과, 즉 인입되는 반사레이져의 광량이 감소하여 레이져 출력을 최대로 조정하여도 영상처리장치(62)에서 필요한 최저광량이 인입되지 않을 경우에, 로봇제어기(70) 내부에 장착된 보호창교환 경고장치(72)가 작동하게 된다. 이 보호창교환 경고장치(72)가 작동함에 따라 작업자가 보호창의 교환시기를 알수 있게 되는 것이다.

그러면 이러한 흐름도를 참조하여 보호창교환 경고시스템의 작동예를 설명한다. 도3은 본 발명에 따른 보호창교환 경고시스템의 작동 흐름도이다. 다관절로봇을 피용접물의 용접시작점에 위치시킨다. 그런후에 레이져발생장치(56)를 가동하고 레이져출력을 증가시킨다(단계110,120). 이렇게 레이져가 피용접물에 조사되고 조사된 레이져는 피용접물에 의해 반사되어 카메라에 수용된다. 그리하여 영상처리장치(62)에서 레이져띠의 광량을 측정한다(단계130). 그리고 영상처리에 필요한 광량(기준광량)에 도달했는가를 판단한다(단계140). 이렇게 판단하여 기준광량에 도달하지 않을 경우는 단계120으로 다시 되돌아가 실행하게 되고, 도달하는 경우에는 레이져 출력 증가를 멈춘다(단계150). 이런상태로 피용접물을 용접하기 시작한다. 이런 용접작업시, 매 샘플링 시간마다 피용접물에서 반사되는 광량을 측정한다(단계170). 그리고 측정광량이 기준광량에 부족한가를 판단한다(단계180). 부족하지 않을 경우에는 단계170으로 되돌아가 실행되고, 부족할 경우에는 출력조절장치에서 레이져 출력을 증가시킨다(단계190). 이때, 레이져출력이 최대치인가를 판단한다(단계200). 최대치가 아니면 단계170으로 되돌아가 실행하게 되고, 최대치이면 보호창 교환경고장치를 구동한다(단계210).

이상 상술한 바와같이, 본 발명에 따른 비젼센서의 보호창 교환 경고시스템은 레이져출력조절과 연계하여 보호창 교환시기를 판단하므로 레이져를 항시 최대출력으로 유지시키지 않아도 되고, 뿐만아니라 비젼센서의 온도 상승을 억제할 수 있게 되어 장치의 수명을 연장시킬수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 용접선 추적을 위한 레이져 비젼센서의 보호창 교환경고시스템에 있어서,

   조사된 레이져에 대해 보호창을 통해 상기 피용접물로부터 반사 인입되는 상기 레이져의 반사광량을 측정하고, 측정된 광량을 최적 설정된 기준광량값과 비교한 비교결과에 의해 상기 레이져출력을 조절할 수 있도록 구성된 센서제어기;

   상기 센서제어기에 신호전송이 가능하도록 연결되어 센서제어기로부터 비교판단된 상기 비교결과에 따라 상기 보호창을 교환하기 위한 경고를 하는 보호창 교환 경고장치를 포함하는 레이져 출력가변을 이용한 비젼센서의 보호창 교환경고시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 센서제어기는 상기 레이져의 출력을 개폐또는 증감시킬 수 있도록 레이져출력 조절장치를 구성하고, 반사 인입되는 상기 레이져를 처리하여 레이져띠를 알아내는 영상처리장치 및 상기 레이져띠를 이용하여 용접선의 정확한 위치를 계산하기 위한 데이터계산부를 구비한 것을 특징으로 하는 레이져 출력가변을 이용한 비젼센서의 보호창 교환경고시스템.
3. 제 1항또는 제 2항에 있어서, 상기 보호창 교환경고장치를 구비하고 상기 데이터계산부에서 계산된 데이터에 의해 상기 비젼센서를 용접선의 정확한 위치로 이동시키는 로봇제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이져 출력가변을 이용한 비젼센서의 보호창 교환경고시스템.