KR100439713B1

KR100439713B1 - 정밀위치작업장치 및 그 캘리브레이션방법

Info

Publication number: KR100439713B1
Application number: KR10-2001-0039559A
Authority: KR
Inventors: 이상경
Original assignee: 이상경
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2004-07-12
Also published as: KR20030002958A

Abstract

본 발명은 정밀위치작업장치 및 그 캘리브레이션방법에 관한 것으로서, 작업툴과 상기 작업툴의 인접영역에 설치된 작업카메라와 상기 작업툴 및 상기 작업카메라를 함께 이동시키는 작업툴이동부와 상기 작업툴과 상기 작업카메라사이의 옵셋값을 반영하여 소정 작업위치에의 캘리브레이션을 산출하는 캘리브레이션부와 상기 산출한 캘리브레이션에 따라 상기 작업툴을 상기 작업위치로 이동시키는 작업툴이동부를 갖는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법에 있어서, 상기 작업카메라의 대향영역에 광축이 상호 평행하도록 캘리브레이션카메라를 설치하는 단계와; 상기 캘리브레이션카메라로 상기 작업툴을 촬상하여 제1작업툴촬상화면을 생성하는 단계와; 광축일치위치 및 상기 제1작업툴촬상화면의 촬상위치에서의 상기 작업카메라 및 캘리브레이션카메라의 광축위치변경정보를 생성하는 단계와; 상기 제1작업툴촬상화면의 작업툴영상위치정보에 기초하여 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하는 단계와; 상기 캘리브레이션카메라 및 작업카메라의 광축위치변경정보 및 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보에 기초하여 상기 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 산출하는 단계와; 상기 산출한 옵셋값을 반영하여 상기 작업위치에 대한 캘리브레이션을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 정확하고 용이하게 산출할 수 있다.

Description

정밀위치작업장치 및 그 캘리브레이션방법{PRECISE POSITION WORKING DEVICE AND CALIBRATION METHOD THEREOF}

본 발명은 정밀위치작업장치 및 그 캘리브레이션방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 작업툴과 작업툴의 인접영역에 설치된 작업카메라와 작업툴을 작업영역으로 작업카메라와 함께 이동시키는 작업툴이동부를 갖는 정밀위치작업장치 및 그 캘리브레이션방법에 관한 것이다.

로봇시스템등 정밀위치작업장치를 사용하여 작업대상물이 로딩(Loading)되어 있는 작업위치로 작업툴을 이동시킨 후 소정작업을 실시하는 기술이 널리 이용되고 있다. 이 때, 작업위치에 로딩된 작업대상물상의 작업점이 각각 다를 수 있으므로 작업시마다 각 작업대상물의 작업점에 대응하는 캘리브레이션데이터가 필요하다. 이 캘리브레이션데이터는 소정의 캘리브레이션 알고리즘을 실행하여 얻을 수 있으며, 캘리브레이션 알고리즘의 실행에는 작업툴의 작업좌표와 작업카메라의 영상좌표사이의 대응관계, 작업툴과 작업카메라의 광축사이의 옵셋값(Offset Value), 작업카메라의 촬상화면상에 나타나는 작업대상물의 영상위치정보, 작업카메라의 촬상화면의 단위화소크기정보등이 필요하다. 이들 중 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값은 정밀위치작업장치의 일부를 고장수리하거나 부품교체를 위해 분해하는 과정등에서 달라질 수 있기 때문에 정밀작업을 위해 보정된 옵셋값을 구하여 캘리브레이션 알고리즘에 반영시킬 필요가 있다.

종래 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값은 캘리브레이션용 아답터(Adapter) 또는 마킹지그를 사용하여 구하고 있다. 도4는 종래의 정밀위치작업장치의 캘리브레이션용 아답터를 도시한 요부사시도이고, 도5는 종래의 정밀위치작업장치의 캘리브레이션용 마킹지그를 도시한 요부사시도이다.

먼저, 도4를 참조하여 캘리브레이션용 아답터를 사용하여 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 구하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

작업툴(미도시) 및 작업카메라(103)가 부착된 가동부(106, 로봇시스템의 로봇암등)로부터 작업툴을 떼어내고 단부가 뾰족한 캘리브레이션 지그(107, Calibration Jig)를 장착한 다음, 캘리브레이션 지그(107)의 하부에 단부가 뾰족한 캘리브레이션용 아답타(108)를 배치한다. 그리고, 가동부(106)를 이동시켜 캘리브레이션 지그(107) 및 캘리브레이션용 아답타(108)의 단부를 목시검사를 통해 일치시킨다. 이 때, 가동부(106)가 이동한 거리를 작업툴과 작업카메라(103)사이의 옵셋값으로 캘리브레이션 알고리즘에 반영한다.

다음에, 도5를 참조하여 마킹지그를 사용하여 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 구하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

가동부(106)에 장착된 작업툴을 떼어내고 마킹지그(110, Marking Jig)를 장착한 다음, 가동부(106)의 하부에 마킹종이(111)를 배치한다. 그리고, 가동부(106)를 하강시켜 마킹종이(111)에 캘리브레이션 마크(113)를 표시한다. 그리고, 작업카메라(103)의 촬상화면 중앙에 캘리브레이션 마크(113)가 나타나도록 목시검사 또는 패턴매칭(Pattern Matching)을 이용하여 가동부(106)를 이동시킨다. 이 때, 가동부(106)가 이동한 거리를 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값으로 캘리브레이션 알고리즘에 반영한다.

그런데, 종래의 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 구하는 방법에 따르면, 캘리브레이션 지그(107)와 캘리브레이션용 아답터(108)의 단부가 일치하는 지 여부 및 캘리브레이션 마크(113)가 작업카메라(103)의 중앙에 위치하는 지 여부를 육안 또는 패턴매칭으로 판단하여야 하기 때문에 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값의 정확성이 떨어질 뿐만 아니라, 작업툴을 떼어내고 마킹지그(110) 또는 캘리브레이션지그(107)를 장착하여야 하기 때문에 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값 산출이 번거롭고 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 정확하고 용이하게 산출할 수 있도록 한 정밀위치작업장치 및 그 캘리브레이션방법을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀위치작업장치의 요부를 도시한 정면도,

도2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀위치작업장치의 기능별 블럭도,

도3은 본 발명의 실시예에 따른 캘리브레이션방법을 도시한 흐름도,

도4는 종래의 정밀위치작업장치의 캘리브레이션용 아답터를 도시한 요부사시도,

도5는 종래의 정밀위치작업장치의 캘리브레이션용 마킹지그를 도시한 요부사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 작업툴 3, 103 : 작업카메라

5 : 캘리브레이션카메라 6, 106 : 가동부

7, 113 : 캘리브레이션마크 8 : 캘리브레이션마크부재

9 : 작업툴 이동부 11 : 캘리브레이션카메라 이동부

13 : 캘리브레이션마크 이동부 15 : 캘리브레이션카메라촬상제어부

21 : 캘리브레이션카메라 촬상화면처리부

31 : 옵셋값산출부 41 : 캘리브레이션부

51 : 작업카메라촬상화면처리부 53 : 작업카메라촬상제어부

107 : 캘리브레이션 지그 108 : 캘리브레이션용 아답터

110 : 마킹지그 111 : 마킹종이

상기 목적은, 본 발명에 따라, 작업툴과 상기 작업툴의 인접영역에 설치된 작업카메라와 상기 작업툴 및 상기 작업카메라를 함께 이동시키는 작업툴이동부와 상기 작업툴과 상기 작업카메라사이의 옵셋값을 반영하여 소정 작업위치에의 캘리브레이션을 산출하는 캘리브레이션부와 상기 산출한 캘리브레이션에 따라 상기 작업툴을 상기 작업위치로 이동시키는 작업툴이동부를 갖는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법에 있어서, 상기 작업카메라의 대향영역에 광축이 상호 평행하도록 캘리브레이션카메라를 설치하는 단계와; 상기 캘리브레이션카메라로 상기 작업툴을 촬상하여 상기 작업툴의 영상이 중앙에 위치하도록 제1작업툴촬상화면을 생성하는 단계와; 광축일치위치 및 상기 제1작업툴촬상화면의 촬상위치에서의 상기 작업카메라 및 캘리브레이션카메라의 광축위치변경정보를 생성하는 단계와; 상기 제1작업툴촬상화면의 작업툴영상위치정보에 기초하여 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하는 단계와; 상기 캘리브레이션카메라 및 작업카메라의 광축위치변경정보 및 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보에 기초하여 상기 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 산출하는 단계와; 상기 산출한 옵셋값을 반영하여 상기 작업위치에 대한 캘리브레이션을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법에 의해 달성된다.

그리고, 작업카메라 및 캘리브레이션카메라의 광축을 정확하게 일치시킬 수 있도록, 상기 캘리브레이션카메라를 설치하는 단계는 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 설치하고; 상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라사이에 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 캘리브레이션마크를 배치하는 단계와, 상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라의 광축이 일치되도록 상기 캘리브레이션마크,캘리브레이션카메라 및 작업카메라를 상대이동시키는 단계를 더 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적은 작업툴과 상기 작업툴의 인접영역에 설치된 작업카메라와 상기 작업툴 및 상기 작업카메라를 함께 이동시키는 작업툴이동부와 상기 작업툴과 상기 작업카메라사이의 옵셋값을 반영하여 소정 작업위치에의 캘리브레이션을 산출하는 캘리브레이션부와 상기 산출한 캘리브레이션에 따라 상기 작업툴을 상기 작업위치로 이동시키는 작업툴이동부를 갖는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법에 있어서, 상기 작업카메라의 대향영역에 상기 작업카메라에 광축이 상호 평행하고 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 캘리브레이션카메라를 설치하는 단계와; 상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라사이에 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 캘리브레이션마크를 배치하는 단계와; 상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라의 광축이 일치되도록 상기 캘리브레이션마크, 캘리브레이션카메라 및 작업카메라를 상대이동시키는 단계와; 상기 캘리브레이션카메라로 상기 작업툴을 촬상하여 제1작업툴촬상화면을 생성하는 단계와; 광축일치위치 및 상기 제1작업툴촬상화면의 촬상위치에서의 상기 작업카메라 및 캘리브레이션카메라의 광축위치변경정보를 생성하는 단계와; 상기 제1작업툴촬상화면의 작업툴영상위치정보에 기초하여 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하는 단계와; 상기 캘리브레이션카메라 및 작업카메라의 광축위치변경정보 및 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보에 기초하여 상기 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 산출하는 단계와; 상기 산출한 옵셋값을 반영하여 상기 작업위치에 대한 캘리브레이션을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법에 의해 달성된다.여기서 상기 작업툴과 상기 작업카메라사이의 옵셋값을 용이하게 산출할 수 있도록, 상기 제1작업툴촬상화면을 생성하는 단계는, 상기 작업툴의 영상이 상기 제1작업툴촬상화면의 중앙에 위치하도록 생성하는 것이 바람직하다.한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따르면, 작업툴과, 상기 작업툴의 인접영역에 설치되는 작업카메라와, 상기 작업툴과 상기 작업카메라사이의 옵셋값을 반영하여 소정 작업위치에의 캘리브레이션을 산출하는 캘리브레이션부와, 상기 산출한 캘리브레이션에 따라 상기 작업툴을 상기 작업위치로 이동시키는 작업툴이동부를 갖는 정밀위치작업장치에 있어서, 상기 작업카메라의 대향영역에 광축이 상호 평행하도록 설치되고, 상기 작업툴을 촬상하여 제1작업툴촬상화면을 생성하는 캘리브레이션카메라와; 광축일치위치 및 상기 제1작업툴촬상화면의 촬상위치에서의 상기 작업카메라 및 캘리브레이션카메라의 광축위치변경정보를 생성하고, 상기 제1작업툴촬상화면의 작업툴영상위치정보에 기초하여 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하며, 상기 생성된 상대위치정보 및 광축위치변경정보에 기초하여 상기 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 산출하는 옵셋값산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치에 의해 달성된다.

이하에서, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀위치작업장치의 요부를 도시한 정면도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀위치작업장치의 기능별 블럭도이다.

본 발명의 실시예에 따른 정밀위치작업장치는, 도1에 도시된 바와 같이, 캘리브레이션카메라(5)가 상하방향을 따라 장착된 작업대(2)와, 작업대(2)의 상부에 배치되고 작업툴(1) 및 작업카메라(3)가 상하방향을 따라 장착된 가동부(6)를 갖고 있다.

작업카메라(3)는 캘리브레이션카메라(5)와 광축이 상호 평행하도록 설치되어 있으며, 작업툴(1)에 의한 작업전에 작업카메라촬상제어부(53, 도2참조)의 촬상제어에 따라 작업대(2)의 작업영역에 로딩된 소정의 작업대상물(미도시)을 촬상한다. 작업카메라(3)에 촬상된 작업대상물의 촬상화면은 작업카메라촬상화면처리부(51)에서 영상데이터가 생성되도록 영상처리된다. 이 영상위치데이터에는 작업대상물상에 표시된 작업점에 대한 영상데이터가 포함된다.

캘리브레이션카메라(5)는 캘리브레이션카메라이동부(11, 도2 참조)에 의해 광축의 가로방향을 따라 이동할 수 있으며, 캘리브레이션카메라촬상제어부(15, 도2 참조)의 촬상제어에 따라 작업툴(1)을 촬상하여 작업툴(1)과캘리브레이션카메라(5)의 광축사이의 상대위치정보를 얻는 데 이용되는 제1작업툴촬상화면과 캘리브레이션카메라(5)의 영상좌표와 작업툴(1)의 작업좌표사이의 대응관계를 얻는 데 이용되는 제2작업툴촬상화면을 촬상한다. 이 때, 제2작업툴촬상화면의 촬상개소는 캘리브레이션카메라(5)의 영상좌표계에 따라 달라진다. 예를 들면, 직교좌표인 경우 4개소 이상, 원통좌표인 경우 6개소 이상에서 촬상되어야 한다. 캘리브레이션카메라(5)에서 촬상된 촬상화면들은 캘리브레이션카메라촬상화면처리부(21)에서 영상처리되어 작업툴(1)의 영상데이터가 생성된다. 캘리브레이션카메라촬상화면처리부(21)는 제1작업툴촬상화면 및 제2작업툴촬상화면을 각각 영상처리하여 영상데이터를 생성하는 제1작업툴촬상화면처리부(23) 및 제2작업툴촬상화면처리부 (25)로 구성되어 있다.

작업대(2)의 상면에는 캘리브레이션마크(7)가 표시된 캘리브레이션마크부재(8)가 작업카메라(3)의 광축의 가로방향을 따라 배치되어 있으며, 이 캘리브레이션마크부재(8)는 캘리브레이션마크이동부(13, 도2 참조)에 의해 캘리브레이션카메라(5)의 광축의 가로방향을 따라 이동할 수 있다.

가동부(6)는 정밀위치작업장치가 로봇시스템이라고 하면, 로봇시스템의 로봇암에 대응하고, 작업툴(1) 및 작업카메라(3)와 함께 작업툴이동부(9, 도2 참조)에 의해 작업대(2)에 로딩된 작업대상물의 상부로 이동한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 정밀위치작업장치는, 도2에 도시된 바와 같이, 작업툴(1)과 작업카메라(3)사이의 옵셋값을 산출하는 옵셋값산출부(31)를 갖고 있다. 옵셋값산출부(31)는 캘리브레이션카메라(5)와 작업툴(1)사이의 상대위치정보를 생성하는 상대위치정보생성부(33)와, 작업카메라(3) 및 캘리브레이션카메라(5)의 광축이 상호 일치할 때의 광축위치에 대한 제1작업툴촬상화면의 촬상위치에서의 광축위치의 변경정보를 생성하는 광축위치변경정보생성부(37)를 포함한다.

광축위치변경정보생성부(37)는 캘리브레이션카메라이동부(11) 및 작업툴이동부(9)에서의 이동정보에 기초하여 광축위치변경정보를 생성할 수 있다. 즉, 미리설정되어 있는 캘리브레이션카메라(5) 및 작업카메라(3)의 광축의 초기위치정보, 이동부들(9, 11)이 캘리브레이션마크(7)에 광축이 일치하도록 작업카메라(3) 및 캘리브레이션카메라(5)를 이동시킨 이동정보 및 제1작업툴촬상화면을 생성하기 위해 작업툴(1)을 촬상할 수 있도록 캘리브레이션카메라(5) 또는 작업툴(1)을 이동시킨 이동정보에 기초하여 광축변경정보를 생성할 수 있다. 여기서, 작업툴(1)의 이동시 작업카메라(3)도 함께 이동하기 때문에 광축변경정보의 생성이 가능하다.

상대위치정보생성부(33)는 캘리브레이션카메라(5)의 영상좌표와 작업툴(1)의 작업좌표사이의 대응관계를 산출하는 좌표대응관계생성부(35)를 가지고, 제1작업툴촬상화면처리부(23)에서 생성한 작업툴(1)의 영상데이터에 기초하여 캘리브레이션카메라(5)와 작업툴(1)사이의 상대위치정보를 생성한다. 여기서, 좌표대응관계생성부(35)는 종래 사용하는 특정카메라로 촬상된 기지(旣知) 화면(Scene)상의 특정점들의 좌표에 기초하여 카메라메트릭스를 구하는 방법에 따라 즉, 제2작업툴촬상화면에 나타난 작업툴의 영상위치좌표를 구하여 이를 소정의 카메라메트릭스식에 대입하여 캘리브레이션카메라(5)의 영상좌표와 작업좌표사이의 대응관계를 생성할 수 있다. 그리고, 상대위치정보생성부(33)는 제1작업툴촬상화면처리부(23)에서 생성한작업툴의 영상데이터로부터 작업툴의 영상위치좌표를 구하고, 이 작업툴 영상위치좌표에 좌표대응관계생성부(35)에서 생성한 캘리브레이션카메라 (5)의 영상좌표와 작업좌표사이의 대응관계를 반영하여 캘리브레이션카메라(5)와 작업툴(1)사이의 상대위치정보를 생성한다.

옵셋값산출부(31)는 상대위치정보생성부(35)에서 생성한 캘리브레이션카메라 (5)와 작업툴(1)사이의 상대위치정보에 광축위치변경정보생성부(37)에서 생성한 광축위치변경정보를 반영하여 작업툴(1)과 작업카메라(3)사이의 옵셋값을 산출한다.

옵셋값산출부(31)에서 산출된 작업툴(1)과 작업카메라(3)사이의 옵셋값 및 작업카메라촬상화면처리부(51)에서 생성된 작업카메라(3)가 촬상한 작업대상물상의 작업점영상데이터는 캘리브레이션부(41)에서 캘리브레이션 알고리즘을 실행할 때 이용된다. 이를 위해, 캘리브레이션부(41)는 캘리브레이션 알고리즘을 저장하는 메모리부(43)와 메모리부(43)로부터 캘리브레이션 알고리즘을 인출하여 실행하는 알고리즘실행부(45)를 갖고 있다. 캘리브레이션 알고리즘의 실행에 따라 작업대상물의 작업점으로 작업툴(1)을 이동시키는 데 필요한 캘리브레이션데이터가 생성되고, 이 캘리브레이션데이터에 따라 작업툴이동부(9)는 작업툴(1)을 이동시킨다.

이러한 구성을 갖는 정밀위치작업장치에 따른 캘리브레이션방법을 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 캘리브레이션방법을 도시한 흐름도이다.

먼저, 제2작업툴촬상화면을 생성하기 위해 캘리브레이션카메라(5)로 작업툴(1)을 복소 개소에서 촬상하고(S10), 제2작업툴촬상화면처리부(25)는 제2작업툴촬상화면을 영상처리하여 작업툴(1)의 영상데이터를 생성한다(S20).

다음에, 좌표대응관계생성부(35)는 제2작업툴촬상화면처리부(25)에서 생성한 작업툴의 영상데이터에 기초하여 캘리브레이션카메라(5)의 영상좌표와 작업툴(1)의 작업좌표사이의 대응관계를 산출한다(S30).

다음에, 캘리브레이션카메라(5) 및 작업카메라(3)의 광축이 상호 일치하도록 캘리브레이션카메라(5), 캘리브레이션마크(7), 작업카메라(3)를 이동시키고, 캘리브레이션카메라(5) 및 작업카메라(3)를 다시 상대이동시켜 제1작업툴촬상화면을 생성하기 위해 캘리브레이션카메라(5)로 작업툴(1)을 촬상한다(S40).

다음에, 광축위치변경정보생성부(37)는 광축일치위치 및 제1작업툴촬상화면의 촬상위치에서의 캘리브레이션카메라(5) 및 작업카메라(3)의 광축위치정보를 생성한다(S50). 이 때, 캘리브레이션카메라이동부(11)와 작업툴이동부(9)의 사용좌표계가 다른 경우에는 좌표변환과정을 거쳐 광축위치정보를 생성할 수 있다.

다음에, 제1촬상화면처리부(23)는 제1작업툴촬상화면에 나타난 작업툴의 영상데이터를 생성하고(S60), 상대위치정보생성부(33)는 제1촬상화면처리부(23)에서 생성한 작업툴의 영상데이터로부터 작업툴영상위치좌표를 산출하고 캘리브레이션카메라(5)의 영상좌표와 작업좌표사이의 대응관계를 반영하여 캘리브레이션카메라(5)와 작업툴(1)사이의 상대위치정보를 생성한다(S70).

다음에, 옵셋값산출부(31)는 캘리브레이션카메라(5)와 작업툴(1)사이의 상대위치정보에 캘리브레이션카메라(5) 및 작업카메라(3)의 광축위치변경정보를 반영하여 작업카메라(3)와 작업툴(1)사이의 옵셋값을 산출한다(S80).

다음에, 캘리브레이션부(41)는 메모리부(43)로부터 캘리브레이션알고리즘을 인출하고 옵셋값산출부(31)에서 산출한 옵셋값을 입력하여 실행시킨다(S90). 이 때, 작업카메라촬상화면처리부(51)는 작업카메라(3)로 촬상한 작업대상물의 촬상화면에 기초하여 작업점에 관한 영상데이터를 생성하여 캘리브레이션부(41)에 제공하고, 캘리브레이션부(5)는 이 작업점에 관한 영상데이터로부터 작업점위치데이터를 생성하여 캘리브레이션 알고리즘에 입력한다. 캘리브레이션알고리즘의 실행에 따라 캘리브레이션데이터가 생성된다.

작업툴이동부(9)는 캘리브레이션데이터에 따라 작업툴(1)을 작업대상물상의 작업점으로 이동시킨다(S100). 이 후 소정의 작업제어부(미도시)의 제어에 따라 작업툴(1)은 작업대상물상의 작업점에서 작업을 실시한다.

상술한 바와 같이, 작업카메라(3)의 대향영역에 캘리브레이션카메라(5)를 설치하고, 이들 카메라(3,5)의 광축사이의 상대위치정보 및 캘리브레이션카메라(5)와 작업툴(1)사이의 상대위치정보를 구하여 작업툴(1)과 작업카메라(3)사이의 옵셋값을 산출함으로써, 작업툴(1)과 작업카메라(3)사이의 옵셋값을 정확하고 용이하게 산출할 수 있다.

상술한 실시예에서는 먼저 작업카메라(3)와 캘리브레이션카메라(5)의 광축을 일치시킨 후 제1작업툴촬상화면을 생성하도록 하고 있으나, 제1작업툴촬상화면을 먼저 촬상한 후 작업카메라(3)와 캘리브레이션카메라(5)의 광축을 일치시켜 작업툴(1)과 작업카메라(3)사이의 옵셋값을 구할 수 있음은 물론이다.

그리고, 상술한 실시예에서는, 캘리브레이션마크를 이용하여 작업카메라와캘리브레이션카메라의 광축을 일치시키고 있으나, 목시검사등 다른 방법을 사용할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는, 캘리브레이션카메라를 이동가능하도록 설치하고 있으나, 캘리브레이션카메라를 고정설치하고 캘리브레이션마크와 작업카메라를 이동시켜 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법은, 빌드업 모듈기판, 플립칩기판, 마이크로 CSP기판등의 다층인쇄 회로기판에서 상하면의 일치여부검사공정에 사용되는 PCB검사기에서의 카메라의 캘리브레이션, PDP형광체의 도포공정에서 RGB형광물을 도포할 때 사용되는 PDP 형광체 도포기에서의 도포 건(GUN)과 비젼카메라사이의 캘리브레이션등 작업툴과 함께 이동하는 작업카메라를 가지고 정밀위치작업을 시행하는 여러 장치에 적용할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 정밀위치작업장치의 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 정확하고 용이하게 산출할 수 있게 된다.

Claims

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작업툴과 상기 작업툴의 인접영역에 설치된 작업카메라와 상기 작업툴 및 상기 작업카메라를 함께 이동시키는 작업툴이동부와 상기 작업툴과 상기 작업카메라사이의 옵셋값을 반영하여 소정 작업위치에의 캘리브레이션을 산출하는 캘리브레이션부와 상기 산출한 캘리브레이션에 따라 상기 작업툴을 상기 작업위치로 이동시키는 작업툴이동부를 갖는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법에 있어서,

상기 작업카메라의 대향영역에 광축이 상호 평행하도록 캘리브레이션카메라를 설치하는 단계와;

상기 캘리브레이션카메라로 상기 작업툴을 촬상하여 상기 작업툴의 영상이 중앙에 위치하도록 제1작업툴촬상화면을 생성하는 단계와;

광축일치위치 및 상기 제1작업툴촬상화면의 촬상위치에서의 상기 작업카메라 및 캘리브레이션카메라의 광축위치변경정보를 생성하는 단계와;

상기 제1작업툴촬상화면의 작업툴영상위치정보에 기초하여 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하는 단계와;

상기 캘리브레이션카메라 및 작업카메라의 광축위치변경정보 및 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보에 기초하여 상기 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 산출하는 단계와;

상기 산출한 옵셋값을 반영하여 상기 작업위치에 대한 캘리브레이션을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법.
제2항에 있어서,

상기 캘리브레이션카메라를 설치하는 단계는 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 설치하고;

상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라사이에 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 캘리브레이션마크를 배치하는 단계와, 상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라의 광축이 일치되도록 상기 캘리브레이션마크, 캘리브레이션카메라 및 작업카메라를 상대이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법.
작업툴과 상기 작업툴의 인접영역에 설치된 작업카메라와 상기 작업툴 및 상기 작업카메라를 함께 이동시키는 작업툴이동부와 상기 작업툴과 상기 작업카메라사이의 옵셋값을 반영하여 소정 작업위치에의 캘리브레이션을 산출하는 캘리브레이션부와 상기 산출한 캘리브레이션에 따라 상기 작업툴을 상기 작업위치로 이동시키는 작업툴이동부를 갖는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법에 있어서,

상기 작업카메라의 대향영역에 상기 작업카메라에 광축이 상호 평행하고 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 캘리브레이션카메라를 설치하는 단계와;

상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라사이에 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 캘리브레이션마크를 배치하는 단계와;

상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라의 광축이 일치되도록 상기 캘리브레이션마크, 캘리브레이션카메라 및 작업카메라를 상대이동시키는 단계와;

상기 캘리브레이션카메라로 상기 작업툴을 촬상하여 제1작업툴촬상화면을 생성하는 단계와;

광축일치위치 및 상기 제1작업툴촬상화면의 촬상위치에서의 상기 작업카메라 및 캘리브레이션카메라의 광축위치변경정보를 생성하는 단계와;

상기 제1작업툴촬상화면의 작업툴영상위치정보에 기초하여 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하는 단계와;

상기 캘리브레이션카메라 및 작업카메라의 광축위치변경정보 및 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보에 기초하여 상기 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 산출하는 단계와;

상기 산출한 옵셋값을 반영하여 상기 작업위치에 대한 캘리브레이션을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하는 단계는, 상기 캘리브레이션카메라의 영상좌표의 종류에 따라 상기 캘리브레이션카메라로 상기 작업툴을 촬상하여 복수개의 제2작업툴촬상화면을 생성하는 단계와, 상기 제2작업툴촬상화면에 나타난 작업툴의 영상위치정보 및 상기 제2작업툴촬상화면의 각 촬상위치에서의 작업툴의 위치정보에 기초하여 상기 캘리브레이션카메라의 영상좌표와 상기 작업툴의 작업좌표사이의 대응관계를 산출하는 단계와, 상기 산출한 캘리브레이션카메라의 영상좌표와 상기 작업툴의 작업좌표사이의 대응관계를 상기 제1작업툴촬상화면에 나타난 작업툴영상위치정보에 반영하여 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치의 캘리브레이션방법.
작업툴과, 상기 작업툴의 인접영역에 설치되는 작업카메라와, 상기 작업툴과 상기 작업카메라사이의 옵셋값을 반영하여 소정 작업위치에의 캘리브레이션을 산출하는 캘리브레이션부와, 상기 산출한 캘리브레이션에 따라 상기 작업툴을 상기 작업위치로 이동시키는 작업툴이동부를 갖는 정밀위치작업장치에 있어서,

상기 작업카메라의 대향영역에 광축이 상호 평행하도록 설치되고, 상기 작업툴을 촬상하여 제1작업툴촬상화면을 생성하는 캘리브레이션카메라와;

광축일치위치 및 상기 제1작업툴촬상화면의 촬상위치에서의 상기 작업카메라 및 캘리브레이션카메라의 광축위치변경정보를 생성하고, 상기 제1작업툴촬상화면의 작업툴영상위치정보에 기초하여 상기 캘리브레이션카메라의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하며, 상기 생성된 상대위치정보 및 광축위치변경정보에 기초하여 상기 작업툴과 작업카메라사이의 옵셋값을 산출하는 옵셋값산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치.
제6항에 있어서,

상기 캘리브레이션카메라는 상기 작업툴의 영상이 상기 제1작업툴촬상화면의 중앙에 위치하도록 상기 작업툴을 촬상하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 캘리브레이션카메라는 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 설치되고;

상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라사이에 광축의 가로방향을 따라 이동가능하도록 배치되는 캘리브레이션마크와, 상기 작업툴이동부와 상호 협조하여 상기 캘리브레이션카메라와 상기 작업카메라의 광축이 일치하도록 상기 캘리브레이션카메라와 상기 캘리브레이션마크를 각각 이동시키는 캘리브레이션카메라이동부와 캘리브레이션마크이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치.
제8항에 있어서,

상기 캘리브레이션카메라는, 상기 캘리브레이션카메라의 영상좌표에 따라 복수개의 제2작업툴촬상화면이 생성되도록 상기 작업툴을 촬상하고;

상기 작업툴이동부는, 상기 캘리브레이션카메라가 상기 제2작업툴촬상화면을 촬상할 때 상기 작업툴을 상기 캘리브레이션카메라의 촬상영역내로 이동시키고;

상기 옵셋값산출부는, 상기 제2작업툴촬상화면에 나타난 작업툴의 영상위치정보 및 상기 제2작업툴촬상화면을 촬상하기 위해 이동한 작업툴의 이동정보에 기초하여 상기 캘리브레이션카메라의 영상좌표와 상기 작업툴의 작업좌표사이의 대응관계를 산출하고, 상기 산출된 대응관계를 상기 제1작업툴촬상화면에 나타난 작업툴의 영상위치정보에 반영하여 상기 캘리브레이션의 광축과 상기 작업툴사이의 상대위치정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 정밀위치작업장치.