KR100418179B1 - 오프라인 프로그램을 이용한 5축 3차원 측정기의 차체패널의 심 부위 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오프라인 프로그램을 이용하여 5축 3차원 측정기로 차체 패널의 심 부위를 측정하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에서는 캐드 패키지로부터 제공되는 차체 패널의 심 부위의 형상 정보를 분할하여 분할된 지점의 3차원 곡선 방정식을 생성하고 심 부위를 등 간격으로 분할하여 3차원 곡선 방정식과 만나는 지점을 측정점으로 설정하는 과정과, 측정 프로브로 측정점에 대하여 소정 반경을 갖는 서로 다른 적어도 3부분의 위치를 각각 측정하여 측정된 3부분을 지나는 평면을 생성하고, 생성된 평면으로부터 중심선까지 측정 프로브를 이동시켜 측정점 부위와 중심선간의 거리를 측정하는 과정과, 측정 프로브를 측정점이 형성된 심 부위의 상단으로 이동시키고, 이동된 지점을 중심으로 소정 반경을 갖는 서로 다른 적어도 3부분의 위치를 프로브로 각각 측정하여 측정된 3부분을 지나는 평면을 생성하고, 생성된 평면에 수직하게 측정 프로브를 상기 높이 중심선까지 이동시켜 측정점 부위와 높이 중심선간의 거리를 측정한다.

따라서, 본 발명은 해밍된 자동차 패널의 심 부위를 오프라인 프로그램으로 측정하기 위한 측정 경로를 용이하게 설정할 수 있으며, 특히 측정 경로에 설정된 측정점들에 대한 거리 측정이 자동으로 수행되어 심 부위를 측정하기 위한 시간과 노력을 대폭 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

오프라인 프로그램을 이용한 5축 3차원 측정기의 차체 패널의 심 부위 측정 방법{METHOD FOR MEASURING SEAM PART OF VEHICLE}

본 발명은 5축 3 차원 측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차체 패널이 해밍(Hamming)되어 형성되는 심(seam)부위를 오프라인 프로그램으로 측정하는 방법에 관한 것이다.

차체의 패널은 자유 곡면으로 형성되는 경우가 많으며, 차체 패널의 부위를 5축 3차원 측정기로 측정하기 위하여 종래에는 온라인 프로그램을 이용하고 있다. 온라인 프로그램을 생성하기 위해서 작업자는 측정점을 육안으로 확인하면서 측정기로 측정점을 측정하여 측정 프로그램을 생성하여야 한다. 특히, 두 차체 패널을 해밍(hamming) 한 후 심(seam)들 간의 갭(gap) 간격을 측정하기 위한 측정 프로그램 역시 종래에는 온 라인 프로그램으로 생성하고 있다. 이와 같이 온라인 프로그램을 이용하는 방법은 상술한 바와 같이 사용자가 측정점을 일일이 확인하고, 측정기를 이동시켜야 하므로 상당한 시간과 노력을 필요로 한다. 특히, 온라인 프로그램을 이용하는 방법은 측정 부위가 등 간격으로 여러 곳에 형성되어 있거나, 측정 대상물이 수시로 바뀔 경우에 측정자가 직접 매번 측정하여 측정 프로그램을 생성하여야 하므로 많은 시간과 노력을 필요로 한다.

이에 반하여 오프라인 프로그램에 의한 방법은 가상의 공간에서 시뮬레이션을 통하여 측정 부위를 측정하기 위한 측정 프로그램을 생성하여 이를 실제 측정기의 제어기에 로딩(loading)함으로써, 측정기가 로딩된 측정 프로그램에 따라 구동하여 측정 부위를 자동으로 측정한다. 따라서, 차체 패널의 심 부분을 오프 라인 프로그램에 의한 방법으로 측정하기 위한 방법이 강력하게 요구되어 왔다.

본 발명은 이러한 요구에 부응하여 착안한 것으로서, 본 발명의 목적은 차체 패널들이 해밍된 심 부위를 오프라인 방법에 의하여 측정하는 오프라인 프로그램을 이용한 5축 3차원 측정기의 차체 패널의 심 부위 측정 방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 해밍된 차체 패널의 심 부위를 오프라인 프로그램으로 측정하기 위한 측정 경로를 설정하는 방법으로서, 캐드 패키지로부터 제공되는 심 부위의 형상 정보를 표시하는 단계와; 표시된 형상 정보로부터 심 부위를 적절한 거리로 분할하는 단계와; 분할된 지점의 3차원 곡선 방정식을 생성하는 단계와; 심 부위를 등 간격으로 분할하여 3차원 곡선 방정식과 만나는 지점을 측정점으로 설정하는 단계와; 측정점을 연결하여 측정 경로를 설정하는 단계를 구비한다.

본 발명은 또한 측정점 및 측정 경로가 설정되어 있는 차체 패널의 심 부위와 중심선간의 거리 및 심 부위와 높이 중심선간의 거리를 오프라인 프로그램으로 측정하는 방법으로서, 측정점에 대하여 소정 반경을 갖는 서로 다른 적어도 3부분의 위치를 측정 프로브로 각각 측정하는 단계와, 측정된 3부분을 지나는 평면을 생성하고, 생성된 평면으로부터 중심선까지의 거리를 측정하는 단계를 구비하는 제 1 과정; 측정점에 대하여 소정 반경을 갖는 심 부위의 상단의 서로 다른 적어도 3부분의 위치를 측정 프로브로 각각 측정하는 단계와; 측정된 3부분을 지나는 평면을생성하고, 생성된 평면으로부터 높이 중심선간의 거리를 측정하는 단계를 구비하는 제 2 과정을 측정점 모두에 대하여 순차적으로 수행한다.

도 1은 본 발명에 따라 오프라인 프로그램을 이용하여 차체 패널의 심 부위를 측정하는 5축 3차원 측정기의 개략 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 5축 3차원 측정기로 심 부위를 측정하기 위한 측정 경로를 형성하는 흐름도,

도 3은 도 2의 흐름도에 따라 측정 경로를 형성하는 상태를 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 5축 3차원 측정기가 심 부위를 측정하는 과정을 도시한 흐름도,

도 5은 도 4의 흐름도에 따라 측정점 상단의 심 부위 높이를 측정하는 과정을 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 측정기 11 : 프로세서

12 : 측정 프로브 13 : 구동부

14 : 측정 대상물 15 : 메모리

16 : 모니터 17 : 입력 장치

20 : 캐드 패케이지

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 5축 3차원 측정기(10) 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 본 발명의 측정기는 프로세서(11)를 구비하며, 프로세서(11)의 제어에 따라 측정 프로브(12)를 이동시켜 측정 대상물을 측정하는 구동부(13)를 구비한다. 한편, 본 발명의 프로세서(11)가 측정 대상물(14)을 측정하기 위한 프로그램은 메모리(15)내에 저장되며, 모니터(16) 및 입력 장치(17)가 프로세서(11)와 연결된다.

한편, 본 발명의 측정기(10)는 측정 대상물(14)에 대한 데이터가 필요하며, 이러한 데이터는 캐드(cad) 패케이지(20)로부터 제공된다.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 5축 3차원 측정기가 해밍된 심 부위를 측정하기 위해서는 두 가지 과정을 필요로 한다. 하나는 심 부위 중 필요한 소정 측정점들및 이들 측정점들에 따라 측정 프로브(12)가 측정을 순차적으로 행하기 위한 측정 경로를 설정하는 과정이며, 다른 과정은 측정 경로 설정 과정에서 설정된 측정 경로 내의 측정점들에 대하여 측정을 순차적으로 행하는 과정이다. 이하에서는 이들 과정에 대하여 상세히 설명한다.

도 2의 흐름도는 측정 경로 설정 과정의 흐름도이며, 도 3은 차체 패널에서 해밍된 심 부위의 일 예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 해밍된 차체 패널의심 부위는 임의의 자유 곡선들로 이루어져 있다. 이러한 심 부위에 대한 형상 정보는 캐드 패캐이지(20)로부터 본 발명의 프로세서(11)에 제공되며(S1), 프로세서(11)는 심 부위를 모니터(16)상에 표시한다(S2). 모니터(16)에 표시된 심 부위의 형상을 보고 측정자는 측정하고자 하는 심 부위를 적절한 거리로 분할하고, 분할된 지점(a,b,c)을 입력 장치(예컨데 마우스)(17)로 지정(클릭)한다(S3). 프로세서(11)는 마우스로 클릭된 지점(a,b,c)들에 대하여 y-z 좌표 평면 상에서 3차원 곡선 방정식을 생성한다(S4). 이후, 프로세서(11)는 심 부위를 y축 방향을 기준하여 등 간격으로 x-z 평면으로 자를 경우에 단계(S4)에서 생성된 3차원 곡선 방정식과 만나는 지점(A,B)을 측정점으로 설정한다(S5). 여기서, 측정점은 단계(S5)에서 설정되는 지점(A,B) 외에 해밍된 패널의 심 부위의 시작점과 종료점(C,D)을 측정점으로 설정하여야 함은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다. 측정점(C,A,B,D)이 형성되면, 측정점(C,A,B,D)을 연결하는 선을 형성할 수 있으며, 프로세서(11)는 이 선을 측정 경로로 설정한다(S6).

상술한 도 2의 과정에 의하여 측정점(C,A,B,D)과 측정 경로가 설정되며, 프로세서(11)는 설정된 측정점(C,A,B,D)과 측정 경로를 이용하여 실체 차량 패널의 심 부위에 대한 측정을 행하게 된다. 이러한 측정 과정은 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이 프로세서(11)는 심 부위에 대한 측정 경로의 첫 번째 측정점(C)으로부터 x축 방향(기준 좌표계를 기준으로하여)으로 소정 거리를 갖는 위치(P1)에 측정 프로브(12)를 위치시킨다(S11). 이 후, 프로세서(11)는 기준좌표계를 기준으로 하여 x축 방향으로 첫 번째 측정점(C)과 근사한 위치(P2)에 측정 프로브(12)를 이동시키고, 이동된 위치(P2)를 기준으로 하여 임의의 반경 값을 갖고 측정 프로브(12)를 이동시키면서 서로 다른 적어도 3곳의 심 부위 위치를 측정한다(S13). 측정 부위를 달리하면서 측정점(C)을 중심으로 소정 반경을 갖는 3곳의 심 부위를 측정하는 이유는 측정점(C)을 기준으로 한 평면을 구성하기 위해서이다. 즉, 측정점(C)을 기준으로 하여 3점의 심 부위 위치가 측정되면, 3점을 형성하는 평면을 구성할 수 있으며, 이 평면에 수직하게 측정 프로브(12)를 가상의 중심선(101)까지 이동시킴으로써, 측정점(C)에 형성되는 평면과 중심선(101)까지의 거리를 측정할 수 있다(S14).

다음으로, 프로세서(11)는 측정 프로브(12)를 다시 x축 방향으로 이동시켜 지점(P1)에 위치시키고(S15), 도 5에 도시된 바와 같이 측정 프로브(12)를 z축 방향으로 이동시켜 지점(P3)에 이동시킨다. 지점(P3)의 z축 위치는 도시된 바와 같이 적어도 심 부위의 높이 이상이 되어야 한다. 이 후, 프로세서(11)는 측정 프로브(12)를 다시 x축 방향으로 측정점(C)을 향하여 이동시키되, 그 위치(P4)는 최소한 측정 프로브(12)가 심 부위의 측정점(C) 상부에 위치할 수 있어야 한다. 프로세서(11)는 측정 프로브(12)를 다시 z축 방향으로 하강시켜 첫 번째 측정점(C)과 근사한 지점(P5)에 위치시키고(S17), 지점(P5)을 기준으로 하여 임의의 반경 값을 갖고 측정 프로브(12)를 이동시키면서 적어도 3점의 심 부위 상부 위치를 측정하여(S18) 측정점 상부 심 부분의 3점을 관통하는 평면을 산출한다. 그리고, 프로세서(11)는 심부위의 측면을 도시한 도 5와 같이 이 평면에 수직하게 측정 프로브(12)를 가상의 높이 중심선(103)까지 이동시킴으로써, 측정점(C) 상단의 심 부위에 형성되는 평면과 높이 중심선(103)까지의 거리를 측정할 수 있다(S19).

이 후에 프로세서(11)는 측정점이 더 있는지 즉, 측정 경로가 종료하였는가를 판단하여(S20), 측정점이 더 없는 경우에는 모든 과정을 종료하나, 측정점이 더 있는 경우에는 단계(S1)로 귀환하여 측정 프로브(12)를 측정 경로에 따라 이동시키고(y축 방향으로) 다음의 측정점(A,B,D)을 측정하기 위한 상술한 과정을 수행한다.

이와 같이 본 발명에서는 해밍된 자동차 패널의 심 부위를 오프라인 프로그램으로 측정하기 위한 측정 경로를 용이하게 설정할 수 있으며, 특히 측정 경로에 설정된 측정점들에 대한 거리 측정이 자동으로 수행되어 심 부위를 측정하기 위한 시간과 노력을 대폭 감소시킬 수 있다는 효과가 있다. 또한, 본 발명에서는 차체 패널의 심 부위가 약간씩 변경되거나 일정한 간격으로 여러 동일 부위를 반복 측정할 때에 그 효과가 큼을 알 수 있다.

Claims (2)

1. 캐드 패키지로부터 제공되는 해밍된 차체 패널의 심 부위의 형상 정보를 디스플레이하는 단계와;

   상기 디스플레이된 형상 정보로부터 상기 심 부위를 적절한 거리로 분할하고, 분할점을 지정하는 단계와;

   상기 지정된 분할점을들 지나는 3차원 곡선 방정식을 생성하는 단계와;

   상기 심 부위를 등 간격으로 n개 분할하고 n 개의 분할선이 만나는 지점을 측정점으로 설정하는 단계와;

   상기 측정점을 연결하여 측정 경로를 설정하는 단계를 구비하는 오프라인 프로그램을 이용한 5축 3차원 측정기의 차체 패널의 심 부위 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   측정 프로브를 기준 좌표로부터 상기 측정점 근접 위치로 이동시키는 단계와;

   상기 측정점 측단에 대하여 소정 반경을 갖는 서로 다른 적어도 3부분의 위치를 상기 측정 프로브로 각각 측정하는 단계와,

   상기 측정된 3부분을 지나는 평면을 생성하고, 상기 생성된 평면으로부터 상기 심부위 측단부 중심선까지의 거리를 측정하는 단계와;

   상기 측정 프로브를 상기 측정점 상단으로 이동시키는 단계;

   상기 측정점 상단에 대하여 소정 반경을 갖는 서로 다른 적어도 3부분의 위치를 상기 측정 프로브로 각각 측정하는 단계와;

   상기 측정된 3부분을 지나는 평면을 생성하고, 상기 생성된 평면으로부터 상기 심부위 상단부 중심선의 거리를 측정하는 단계와;

   상기 측정 경로상의 인접하는 타측정점으로부터 상기 프로브를 이동시키는 단계를 더 구비하는 5축 3차원 측정기의 차체 패널의 심 부위 측정 방법.