KR100471285B1 - 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

자기력을 이용한 3차원 측정 시스템과 그 방법이 개시된다. 개시된 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템은, 좌표측정 기준이 되게 소정 거리를 두고 다수개가 수직으로 설치된 포스트와; 상기 포스트 사이의 중앙 일측에 설치되어 측정 포인트에 자기장이 발생되는 측정부재와; 상기 포스트에 각각에 일정하게 설치되어 상기 자기장을 검출하는 측정센서와; 상기 포스트의 상단에 설치되어 상기 자기장의 위치를 연산하는 연산센서와; 상기 측정센서 및 상기 연산센서로부터 신호를 받아 이를 연산 및 분석하는 연산 및 분석장치와; 상기 연산 및 분석장치로부터 데이터를 받아 저장하는 기억장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 부품의 형상이나 생산과정 및 공정의 차이에 구애를 받지 않고 설치할 수 있고, 각 부품의 정도를 전수 검사할 수 있으며, 측정하기 곤란한 조립 후 상태에서의 측정이 용이하고, 인라인 공정상에 설치하여 중요 항목의 전수검사 및 품질분석이 가능한 이점이 있다.

Description

자기력을 이용한 3차원 측정 시스템 및 그 방법{THREE DIMENSIONAL MEASURING SYSTEM AND METHOD USING MAGNETIC POWER}

본 발명은 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기장을 이용한 전자식 센서를 이용하여 정도 향상 및 신속한 측정이 가능한 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템과 그 방법에 관한 것이다.

도 1에는 일반적인 3차원 측정장비가 개략적으로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 3차원 측정장비(10)는 각 좌표에 해당하는 축을 따라 이동하면서 측정하고자 하는 포인트(point)를 터치(touch)함으로써, 원하는 위치의 좌표를 측정한다.

그런데, 이와 같은 종래의 기술에 따른 3차원 측정장비는, 측정물이 항상 독립되어 있어야 하고, 조립된 상태, 조립중인 상태에서는 측정이 불가능하다.

그리고 작업자가 정밀측정을 해야 하므로 측정위치가 많을 경우 시간이 과다하게 소요되며 전수검사 또는 인라인(in-line) 조립공정 내에 설치는 할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 부품의 형상이나 생산과정 및 공정의 차이에 구애를 받지 않고 설치할 수 있고, 각 부품의 정도를 전수 검사할 수 있으며, 측정하기 곤란한 조립 후 상태에서의 측정이 용이하고, 인라인 공정상에 설치하여 중요 항목의 전수검사 및 품질분석이 가능하도록 한 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템과 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템은, 좌표측정 기준이 되게 소정 거리를 두고 다수개가 수직으로 설치된 포스트와; 상기 포스트 사이의 중앙 일측에 설치되어 측정 포인트에 자기장이 발생되는 측정부재와; 상기 포스트에 각각에 일정하게 설치되어 상기 자기장을 검출하는 측정센서와; 상기 포스트의 상단에 설치되어 상기 자기장의 위치를 연산하는 연산센서와; 상기 측정센서 및 상기 연산센서로부터 신호를 받아 이를 연산 및 분석하는 연산 및 분석장치와; 상기 연산 및 분석장치로부터 데이터를 받아 저장하는 기억장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기력을 이용한 3차원 측정방법은, (a) 다수의 측정센서와 연산센서가 설치된 각 포스트가 기준 포스트로부터 자기 위치를 인식하는 단계와; (b) 측정물을 상기 포스트 내에 투입하고, 측정을 시작하는 단계와; (c) 상기 기준 포스트와 상기 각 포스트의 데이터가 일치하는지 판단하는 단계와; (d) 상기 단계 (c)의 조건을 만족하는 경우, 각 자기 포인트의 좌표를 결정하는 단계와; (e) 상기 단계 (d)에서 결정된 상기 자기 포인트의 좌표로부터 실제 측정 위치를 보정하고 연상하는 단계와; (f) 상기 단계 (e)에서 연산한 연산값의 사양이 만족할만한 수준인지 판단하는 단계와; (g) 상기 단계 (f)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 연산값을 저장하거나 출력하는 단계;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템과 그 방법의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템은, 좌표측정 기준이 되게 소정 거리를 두고 다수개가 수직으로 설치된 포스트(post)(21,22)와, 이 포스트(21,22) 사이의 중앙 일측에 설치되어 측정 포인트에 자기장이 발생되는 측정물과, 상기 포스트(21,22)에 각각에 일정하게 설치되어 자기장을 검출하는 측정센서(23)와, 상기 포스트(21,22)의 상단에 설치되어 자기장의 위치를 연산하는 연산센서(24)와, 상기 측정센서(23) 및 연산센서(24)로부터 신호를 받아 이를 연산 및 분석하는 연산 및 분석장치(25)와, 이 연산 및 분석장치(25)로부터 데이터를 받아 저장하는 다수개의 기억장치(26)를 포함하여 구성된다.

그리고 본 발명에 따른 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템에는 상기 연산 및 분석장치(25)와 연결되어 데이터가 디스플레이 되도록 하는 표시장치(27)가 구비된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템을 적용한 3차원 측정방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3에는 본 발명에 따른 자기력을 이용한 3차원 측정방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트가 도시되어 있다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 자기력을 이용한 3차원 측정방법은, 우선, 캘리브레이션(calibration 또는 초기화)하고, 다수의 측정센서(23)와 연산센서(24)가 설치된 각 포스트(22)가 기준 포스트(21)로부터 자기(magnetism) 위치를 인식한다.(단계 110)

이어서, 측정물을 포스트(21,22) 내에 투입하고, 측정을 시작한다.(단계 120) 이때, 특정 자기의 크기 순서대로 순차적으로 추적 측정한다.

그리고 상기 기준 포스트(21)와 각 포스트(22)의 데이터가 일치하는지 판단한다.(단계 130)

상기 단계 130의 조건을 만족하는 경우 즉, 데이터가 일치하면 각 자기 포인트의 좌표를 결정한다.(단계 140)

상기 단계 140에서 결정된 상기 자기 포인트의 좌표로부터 실제 측정 위치를 보정하고 연상한다.(단계 150)

상기 단계 150에서 연산한 연산값의 사양이 만족할만한 수준인지 판단한다.(단계 160)

상기 단계 160에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 연산값을 기억장치에 저장하거나, 표시장치(27)에 출력한다.(단계 170)

이와 같이 본 발명의 시스템은, 측정하고자 하는 포인트에서 발생하는 특정 자기를 추적함으로써 다수의 측정위치의 좌표를 확인 가능하므로 조립의 정도분석 및 인라인 상에 설치가 가능하므로 전수검사가 가능하다.

그리고 측정방법을 설명하면 다음과 같다.

측정물의 측정포인트에서 특정 크기의 자기장을 발생시킬 수 있도록 하고, 예컨대, 볼트의 머리 차체의 엠보싱(embossing)과, 각 부품 특정부위에 자기장의 크기가 각각 다른 도료를 1mm 정도의 크기로 발라둔다. 이렇게 되면 각 측정포인트는 각 각의 측정위치를 인식할 수 있도록 항상 자기장을 발생시키게 된다.(G1∼Gn)

그리고 본 발명에 따른 시스템의 작동방법을 설명하면 다음과 같다.

측정 사양 내에 측정물이 없는 경우 항상 각 포스트(22)는 기준 포스트(21)에 대하여 자기 위치를 인식하고 있다가, 측정물이 투입되면 순차적으로 각 포인트를 추적하게 된다.

그리고 데이터 추적이 완료되면, 미리 입력되어 있는 도 2에 도시된 바와 같이, 보정 데이터(α)로 연산을 수행하게 되고, 최종 연산된 데이터가 사양값과 일치하게 되는지를 판단하여 연산 및 분석장치(25)를 이용하여 분석하게 한다.

예컨대, 차량에 있어서, 휠 얼라인먼트 캐스터 각은, 전용 측정장비에서만 측정이 가능하지만, 본 발명에 따른 시스템으로 측정하면 일정한 지점의 두 개의 포인트만 3차원 측정을 하면 연산과정을 수행하여 실차 상태에서 그 값을 측정할 수 있으며, 사양과 일치여부 판단 및 관련된 부품의 정도를 관리할 수 있으며, 무엇보다 시간 및 공간의 제약을 해결하여 인라인 상에 전수검사를 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템과 그 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

자기장을 이용한 전자식 센서를 이용하여 정도 향상 및 신속한 측정이 가능하다.

또한 종래의 3차원 장비는 측정시마다 수동으로 측정 위치를 측정해야 하기 때문에 산포가 발생하고 정도가 떨어지나, 본 발명의 시스템은 부품의 형상이나 생산과정 및 공정의 차이에 구애를 받지 않고 설치할 수 있다.

그리고 각 부품의 정도를 전수 검사할 수 있어 불량을 사전에 방지할 수 있고, 측정하기 곤란한 조립 후 상태에서의 측정이 용이하며, 간편하므로 관리비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명의 시스템을 인라인 공정상에 설치하여 중요 항목의 전수검사 및 품질분석이 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 일반적인 3차원 측정기의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 자기력을 이용한 3차원 측정방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21, 22. 포스트

23. 측정센서

24. 연산센서

25. 연산 및 분석장치

26. 기억장치

27. 표시장치

Claims (4)

1. 좌표측정 기준이 되게 소정 거리를 두고 다수개가 수직으로 설치된 포스트와;

   상기 포스트 사이의 중앙 일측에 설치되어 측정 포인트에 자기장이 발생되는 측정부재와;

   상기 포스트에 각각에 일정하게 설치되어 상기 자기장을 검출하는 측정센서와;

   상기 포스트의 상단에 설치되어 상기 자기장의 위치를 연산하는 연산센서와;

   상기 측정센서 및 상기 연산센서로부터 신호를 받아 이를 연산 및 분석하는 연산 및 분석장치와;

   상기 연산장치로부터 데이터를 받아 저장하는 기억장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연산 및 분석장치와 연결되어 데이터가 디스플레이 되도록 하는 표시장치를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템.
3. (a) 다수의 측정센서와 연산센서가 설치된 각 포스트가 기준 포스트로부터 자기 위치를 인식하는 단계와;

   (b) 측정물을 상기 포스트 내에 투입하고, 측정을 시작하는 단계와;

   (c) 상기 기준 포스트와 상기 각 포스트의 데이터가 일치하는지 판단하는 단계와;

   (d) 상기 단계 (c)의 조건을 만족하는 경우, 각 자기 포인트의 좌표를 결정하는 단계와;

   (e) 상기 단계 (d)에서 결정된 상기 자기 포인트의 좌표로부터 실제 측정 위치를 보정하고 연상하는 단계와;

   (f) 상기 단계 (e)에서 연산한 연산값의 사양이 만족할만한 수준인지 판단하는 단계와;

   (g) 상기 단계 (f)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 연산값을 저장하거나 출력하는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 3차원 측정방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 단계 (b)에서의 측정은,

   특정 자기의 크기 순으로 순차적으로 추적 측정하는 것을 특징으로 하는 자기력을 이용한 3차원 측정방법.