KR100736005B1 - Method and system for measuring axis squareness of object using vision apparatus and optical master used in the same - Google Patents

Method and system for measuring axis squareness of object using vision apparatus and optical master used in the same Download PDF

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KR100736005B1
KR100736005B1 KR1020060020912A KR20060020912A KR100736005B1 KR 100736005 B1 KR100736005 B1 KR 100736005B1 KR 1020060020912 A KR1020060020912 A KR 1020060020912A KR 20060020912 A KR20060020912 A KR 20060020912A KR 100736005 B1 KR100736005 B1 KR 100736005B1
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이창우
송준엽
하태호
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한국기계연구원
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Abstract

A method and a system for measuring axis squareness of an object using a vision apparatus and an optical master used in the same are provided to measure the precise and reliable axis squareness of an object without a laser interferometer. A system for measuring axis squareness of an object using a vision apparatus includes a vision device and an optical master(20). The optical master is specially manufactured to measure the axis squareness of the object(2) using the vision device. The vision device serves as an eye of an industrial robot to recognize any object or patterns. The vision device includes a light source(11) to illuminate the object, a camera(12) to acquire an image of the object illuminated by the light source, an image controller to process and control the image obtained by the camera, and a vision screen(16) to output the image processed by the image controller. The optical master is a device to provide point patterns(22a,22b,22c) arranged in a triangular shape in the vision device to measure the axis squareness of the object with a first axis and a second axis.

Description

비전장치를 이용한 직각도 측정방법 및 시스템과 이에 이용되는 광학 마스터{METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING AXIS SQUARENESS OF OBJECT USING VISION APPARATUS AND OPTICAL MASTER USED IN THE SAME}METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING AXIS SQUARENESS OF OBJECT USING VISION APPARATUS AND OPTICAL MASTER USED IN THE SAME}

도 1은 직각도 오차를 갖는 기계장치의 두 축과 이상적인 직교좌표계(Cartesian Coordinate) 사이의 관계를 나타내기 위한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram for illustrating the relationship between two axes and an ideal Cartesian Coordinate of a machine with orthogonality error.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비전장치를 이용한 직각도 측정 시스템을 개략적으로 도시한 모식도.Figure 2 is a schematic diagram schematically showing a system for measuring squareness using a vision device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 비전장치의 영상 컨트롤러를 블록 구성도로 도시한 도면.3 is a block diagram illustrating an image controller of the vision device of FIG. 2.

도 4는 비전장치와 함께 직각도 측정 시스템의 일부를 이루는 광학 마스터를 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining an optical master which forms part of a squareness measurement system with a vision device.

도 5는 비전장치 및 광학 마스터를 이용하는 반전법에 의한 직각도 측정방법을 도시한 순서도.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of measuring perpendicularity by the inversion method using a vision device and an optical master. FIG.

도 6은 도 5에 도시된 직각도 측정방법에서 비전장치의 직교 좌표계, 객체, 그리고, 점패턴으로부터 인식된 좌표점 사이의 관계를 보여주는 도면.FIG. 6 is a view showing a relationship between a Cartesian coordinate system, an object, and a coordinate point recognized from a dot pattern of the vision apparatus in the method for measuring a rectangular angle shown in FIG. 5.

도 7은 비전장치 및 광학 마스터를 이용하는 회전법에 의한 직각도 측정방법을 도시한 순서도.7 is a flowchart illustrating a method for measuring rectangularity by a rotation method using a vision device and an optical master.

도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 직각도 측정방법에서 각각 좌표점의 회전 전 또는 회전 후에 직교 좌표계, 객체, 그리고 점패턴으로부터 인식된 좌표점 사이의 관계를 보여주는 도면. 8 and 9 are views showing a relationship between a coordinate system recognized from a Cartesian coordinate system, an object, and a point pattern before or after rotation of the coordinate points, respectively, in the method of measuring the rectangular angle shown in FIG. 7.

도 10은 비전장치 및 직각 광학 마스터를 이용한 직각도 측정방법을 도시한 순서도.10 is a flowchart illustrating a method of measuring rectangularity using a vision device and a rectangular optical master.

도 11은 도 10에 도시된 직각도 측정방법에서 비전장치의 직교 좌표계, 객체, 그리고, 점패턴으로부터 인식된 좌표점 사이의 관계를 보여주는 도면.FIG. 11 is a view showing a relationship between a Cartesian coordinate system, an object, and a coordinate point recognized from a dot pattern of the vision apparatus in the method of measuring the rectangular angle shown in FIG. 10.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

2: 객체 10: 비전장치2: object 10: vision device

12: 카메라 14: 영상 컨트롤러12: camera 14: video controller

16: 비전스크린 20: 광학마스터16: vision screen 20: optical master

21a, 21b, 21c: 광학패널 22a, 22b, 22c: 점패턴 21a, 21b, 21c: optical panel 22a, 22b, 22c: dot pattern

본 발명은 비전장치를 이용하여 객체의 직각도를 정밀하게 측정하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for precisely measuring the squareness of an object using a vision device.

공작기계, 조립기계, 각종 로봇 또는 각종 측정기 등과 같은 기계장치는 높은 운동 정밀도가 요구되며, 이러한 운동 정밀도는 기계장치에 있어서 그 성능을 좌우하는 중요한 요인으로 고려되고 있다. 이에 따라, 각종 기계장치의 운동 정밀 도를 더욱 정밀하게 측정하기 위한 연구 및/또는 운동 정밀도의 오차를 더욱 정확하게 보정하기 위한 기술의 연구가 당해 기술분야에서 이루어지고 있다.Mechanical devices such as machine tools, assembly machines, various robots, and various measuring devices require high motion accuracy, and such motion precision is considered as an important factor in determining the performance of the machine. Accordingly, research in the art for more accurate measurement of the movement precision of various mechanical devices and / or techniques for correcting the error of the movement precision is made in the art.

2축 또는 3축의 직선운동을 하는 기계장치에 있어서, 대응되는 두 축 사이의 직각도는 기계장치의 운동 정밀도에 큰 영향을 미친다. 도 1은 직각도 오차가 α인 기계장치의 두 축과 이상적인 직교좌표계(Cartesian Coordinate) 사이의 관계를 나타낸다.In a machine with two or three linear movements, the perpendicularity between the two corresponding axes has a great influence on the movement precision of the mechanism. FIG. 1 shows the relationship between two axes and an ideal Cartesian coordinate system of a machine with a squareness error of α.

도 1에서와 같이, 직교좌표계의 X축과 기계장치의 제 1 축(Xm)이 일치하고, 직교좌표계의 Y축과 기계장치의 제 2 축(Ym)이 서로 일치하지 않아 소정의 직각도 오차(α)가 있고, 그 제 1 축(Xm)과 제 2 축(Ym)이 직선 운동하는 축인 것으로 가정한다. 또한, 제 2 축(Ym)의 측정점(m)까지의 거리(또는, 행정)를 ym 으로 정하고, 임의의 점으로부터 제 2 축(Ym)의 측정점(m)과 직교좌표계의 Y축에 이루는 수평거리를 각각 xm 및 xc로 정하고, 그 임의의 점에서 직교좌표계의 X축에 이루는 거리를 yc으로 정한다. As shown in Fig. 1, the X axis of the Cartesian coordinate system and the first axis X m of the mechanical device coincide with each other, and the Y axis of the Cartesian coordinate system and the second axis Y m of the mechanical device do not coincide with each other. It is assumed that there is a degree error α and that the first axis X m and the second axis Y m are axes in which linear motion is performed. In addition, the second distance to the measuring point (m) of the axis (Y m) (or administration) to establish a y m, the measuring point (m) and the Cartesian coordinate system of the second axis (Y m) from any point in the Y-axis The horizontal distance to be made is set to x m and x c , respectively, and the distance made to the X axis of the Cartesian coordinate system at any arbitrary point is set to y c .

위와 같은 조건에서 기계장치의 직각도 오차와 이에 따른 X축과 Y축에서의 거리 오차는 아래의 수학식 1과 같다.Under the above conditions, the squareness error of the mechanical device and the distance error in the X-axis and Y-axis accordingly are shown in Equation 1 below.

Figure 112006015837329-pat00001
Figure 112006015837329-pat00001

Figure 112006015837329-pat00002
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Figure 112006015837329-pat00003
Figure 112006015837329-pat00003

Figure 112006015837329-pat00004
Figure 112006015837329-pat00004

Figure 112006015837329-pat00005
Figure 112006015837329-pat00005

위의 [수학식 1]에서 Ex 는 직각도 오차(α)에 의한 X축의 거리 오차를 나타내고 Ey 는 직각도 오차(α)에 의한 Y축의 거리 오차를 나타낸다. 따라서, 직각도 오차(α)가 0.01°이고 제 2 축의 행정(ym)이 100nm라고 가정하여 [수학식1]의 (5)를 이용하여 계산하면, 전체 오차(E)는 최대 17.4㎛이 된다. 또한, 위와 같은 조건 하에서 직각도 오차(α)가 0.1°인 것으로 가정하면, 전체 오차(E)는 최대 174.5㎛이 된다. 위와 같이, 직선운동을 하는 두 축을 갖는 기계장치 등에서, 미세한 직각도 오차에 의해서도 X축과 Y축에서 상당한 거리 상의 오차가 야기되며, 따라서, 축의 직선운동이 요구되는 기계장치에 있어서는 직각도를 보다 정밀하게 측정하는 기술이 요구되고 있다.In Equation 1 above, E x represents the distance error of the X axis due to the squareness error α and E y Denotes a distance error of the Y axis due to the squareness error α. Therefore, assuming that the squareness error α is 0.01 ° and the stroke y m of the second axis is 100 nm, it is calculated using (5) of Equation 1, and the total error E is at most 17.4 μm. do. In addition, assuming that the squareness error α is 0.1 ° under the above conditions, the total error E is at most 174.5 μm. As described above, in a machine having two axes that perform linear motion, and the like, even a slight right angle error causes a considerable distance error in the X and Y axes. Therefore, in a machine that requires linear motion of the axis, There is a need for a technique for precise measurement.

현재, 기계장치 등과 같은 객체의 직각도 측정방법으로는 직각 마스터, 다이얼 게이지, 마이크로미터 또는 레이저 인터페로미터를 이용하는 기술이 있다. 그 중에서도, 레이저 인터페로미터를 이용하는 기술과 직각 마스터를 이용한 기술이 각각 우수한 정밀도와 측정의 용이함으로 인해 널리 채택되고 있다.Currently, the method of measuring the squareness of an object such as a mechanical device includes a technique using a square master, a dial gauge, a micrometer, or a laser interferometer. Among them, a technique using a laser interferometer and a technique using a quadrature master are widely adopted due to their excellent precision and ease of measurement, respectively.

레이저 인터페로미터를 이용하는 직각도 측정기술은 측정의 정밀도와 분해능이 우수하다는 이점을 갖는다. 그러나, 레이저 인터페로미터를 포함하는 측정장비가 고가이고 숙련된 기술이 요구되는 문제점을 안고 있다. 반면, 두 면이 서로 직각을 이루도록 미리 제작된 직각 마스터를 이용하여 직각도를 측정하는 기술은 객체의 직각도 측정이 용이하고 초보자도 쉽게 객체의 직각도 측정을 할 수 있다는 이점을 갖는다.Squareness measurement technology using a laser interferometer has the advantage of excellent measurement accuracy and resolution. However, measurement equipment including laser interferometers suffer from the problem that expensive and skilled techniques are required. On the other hand, the technique of measuring the squareness using a rectangular master prepared in advance so that the two surfaces perpendicular to each other has the advantage that the squareness of the object can be easily measured, and even beginners can easily measure the squareness of the object.

그러나, 직각 마스터를 직각도 측정에 이용하는 종래 기술의 경우, 직각도의 측정 오차가 전적으로 직각 마스터의 정밀도에 의해 의존하므로, 그 직각 마스터의 오차 범위 이내의 정밀도로 객체의 직각도를 측정하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다. 그리고, 직각 마스터를 제작할 때, 직각 마스터의 직각도의 오차를 줄이는 데에는 한계가 있으며, 이는 직각 마스터의 오차를 미리 감안해야 하는 부정확한 직각도 측정이 될 수밖에 없는 원인이 된다.However, in the prior art in which the right angle master is used to measure the right angle, the measurement error of the right angle is entirely dependent on the accuracy of the right angle master, so it is impossible to measure the right angle of the object with the accuracy within the error range of the right angle master. There is a problem. In addition, when manufacturing a right angle master, there is a limit in reducing the error of the right angle of the right angle master, which is the cause of inaccurate right angle measurement that must consider the error of the right angle master in advance.

따라서, 본 발명은, 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비전장치 및 그 비전장치에 채택되는 광학 마스터를 이용하여 더욱 정밀하게 객체의 직각도를 측정하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art, to provide a method and system for measuring the squareness of an object more precisely using a vision device and an optical master adopted in the vision device. Shall be.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 비전장치의 특성을 이용하여 광학 마스터의 패턴으로부터 얻은 좌표점들을 대칭 또는 회전시키면서, 비전장치의 직교 좌표계와 객체 사이의 기하학적 관계로부터 객체의 직각도 오차를 구하는 직각도 측 정 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another technical problem of the present invention is to obtain the perpendicularity error of the object from the geometric relationship between the Cartesian coordinate system of the vision device and the object while symmetrically or rotating the coordinate points obtained from the pattern of the optical master using the characteristics of the vision device. To provide a method and system for measuring.

또한, 본 발명의 또 따른 기술적 과제는, 비전장치로써 객체의 직각도를 측정할 수 있도록, 비전장치를 통해 인식 가능한 소정의 좌표 정보를 포함하는 광학 마스터를 제공하는 것이다. In addition, another technical problem of the present invention is to provide an optical master including predetermined coordinate information recognizable through the vision device, so that the vision angle can be measured by the vision device.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 직교 좌표계를 갖는 비전장치를 이용하여 객체의 직각도를 측정하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 직각도 측정방법은, (a) 상기 비전장치의 비전스크린을 통해 상기 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능한 점패턴들을 갖는 광학 마스터를 준비하는 단계와; (b) 상기 비전스크린을 통해, 상기 직교 좌표계와 상기 객체 사이에 상기 점패턴들을 광학적으로 위치시킨 후, 그 점패턴들의 좌표점을 인식하는 단계와; (c) 상기 (b) 단계에서 인식된 좌표점들의 좌표정보에 따라 상기 직교 좌표계와 상기 객체 사이의 기하학적 관계를 얻고, 그 기하학적인 관계에 따라, 상기 객체의 제 1 축과 상기 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for measuring the squareness of an object using a vision device having a Cartesian coordinate system. According to another aspect of the present invention, a method of measuring squareness includes: (a) preparing an optical master having dot patterns capable of identifying a relative position of the object through a vision screen of the vision apparatus; (b) optically positioning the dot patterns between the rectangular coordinate system and the object through the vision screen and recognizing coordinate points of the dot patterns; (c) obtain a geometric relationship between the Cartesian coordinate system and the object according to the coordinate information of the coordinate points recognized in step (b), and between the first axis and the second axis of the object according to the geometric relationship Computing the squareness error of the.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 직각도 측정방법은, (a) 비전장치의 비전스크린을 통해 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능한 제 1, 제 2, 제 3 점패턴을 구비한 광학 마스터를 준비하는 단계와; (b1) 상기 비전스크린을 통해, 상기 제 1 및 제 2 점패턴을 상기 객체의 제 1 축 및 상기 직교 좌표계의 X축에 일치시키고 상기 제 3 점패턴이 상기 제 1 및 제 2 점패턴와 함께 삼각형을 이루도록 한 후, 상기 점패턴들의 좌표점들을 인식하는 단계와; (b2) 상기 (b1) 단계에서 인식된 좌 표점들을 상기 Y축을 기준으로 대칭되게 반전시켜, 상기 점패턴들의 반전된 좌표점들을 인식하는 단계와; (c) 상기 (b1) 단계와 상기 (b2) 단계에서 인식된 좌표점들의 좌표 정보를 이용하여, 상기 객체의 제 1 축과 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하는 단계를 포함한다.In addition, the squareness measuring method according to an aspect of the present invention, (a) the optical master having a first, second, third point pattern capable of identifying the relative position to the object through the vision screen of the vision device Preparing; (b1) through the vision screen, the first and second point patterns coincide with the first axis of the object and the X axis of the rectangular coordinate system, and the third point pattern is triangular with the first and second point patterns. Recognizing coordinate points of the point patterns; (b2) symmetrically inverting the coordinate points recognized in the step (b1) with respect to the Y axis to recognize the inverted coordinate points of the point patterns; (c) calculating a squareness error between the first axis and the second axis of the object by using the coordinate information of the coordinate points recognized in steps (b1) and (b2).

본 발명의 또 다른 측면에 따른 직각도 측정방법은, (a) 비전장치의 비전스크린을 통해 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능한 제 1, 제 2, 제 3 점패턴을 구비한 광학 마스터를 준비하는 단계와; (b1) 상기 비전스크린을 통해, 상기 제 1 및 제 2 점패턴을 상기 객체의 제 1 축 및 상기 직교 좌표계의 X축에 일치시키고 상기 제 3 점패턴이 상기 제 1 및 제 2 점패턴와 함께 삼각형을 이루도록 한 후, 상기 점패턴들의 좌표점들을 인식하는 단계와; (b2) 상기 직교 좌표계의 Y축 상에 있는 상기 제 1 점패턴의 좌표점을 중심으로 상기 제 2 및 제 3 점패턴의 좌표점을 회전시켜서, 회전된 제 3 점패턴의 좌표점이 상기 객체의 제 2 축과 만나는 좌표점을 인식하는 단계와; (c) 상기 (b1) 단계와 상기 (b2) 단계에서 인식된 좌표점들의 좌표 정보를 이용하여, 상기 객체의 제 1 축과 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for measuring a squareness may include: (a) preparing an optical master having first, second, and third point patterns capable of identifying a relative position of an object through a vision screen of a vision device; Making a step; (b1) through the vision screen, the first and second point patterns coincide with the first axis of the object and the X axis of the rectangular coordinate system, and the third point pattern is triangular with the first and second point patterns. Recognizing coordinate points of the point patterns; (b2) by rotating the coordinate points of the second and third point patterns around the coordinate points of the first point pattern on the Y axis of the rectangular coordinate system, whereby the coordinate points of the rotated third point pattern Recognizing a coordinate point that meets the second axis; (c) calculating a squareness error between the first axis and the second axis of the object by using the coordinate information of the coordinate points recognized in steps (b1) and (b2).

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 직각도 측정방법은, (a) 상기 비전장치의 비전스크린을 통해 상기 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능하고 직각 삼각형으로 배열되는 제1, 제 2, 제 3 점패턴을 구비한 광학 마스터를 준비하는 단계와; (b) 상기 제 1 및 제 2 점패턴을 상기 직교 좌표계의 X축 및 상기 객체의 제 1 축에 일치시키고 상기 제 3 점패턴을 상기 직교 좌표계의 Y측에 일치시킨 후 각 점 패턴들의 좌표점을 인식하는 단계와; (c) 상기 좌표점들의 좌표 정보를 이용하여, 상기 객체의 제 1 축과 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하는 단계를 포함한다.In addition, the method of measuring the squareness according to another aspect of the present invention, (a) the first, second, first and second are arranged in a right triangle capable of identifying the relative position to the object through the vision screen of the vision device Preparing an optical master having a three-point pattern; (b) coordinate points of the respective dot patterns after matching the first and second point patterns with the X axis of the rectangular coordinate system and the first axis of the object, and matching the third point pattern with the Y side of the rectangular coordinate system. Recognizing; (c) calculating a squareness error between the first axis and the second axis of the object using the coordinate information of the coordinate points.

또한, 본 발명은 객체의 직각도를 측정하는 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 직각도 측정시스템은, 직교 좌표계와 비전스크린을 갖는 비전장치와, 상기 비전스크린을 통해 상기 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능한 점패턴들을 구비하며, 상기 비전장치에 의해 상기 점패턴들의 좌표점이 인식되는 광학 마스터를 포함하되, 상기 비전장치는, 상기 좌표점들의 좌표 정보에 따라 상기 직교 좌표계와 상기 객체 사이의 기하학적 관계를 얻고, 그 기하학적인 관계에 따라, 상기 객체의 제 1 축과 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하도록 구성된다.The present invention also provides a system for measuring the squareness of an object. According to another aspect of the present invention, a rectangular angle measuring system includes a vision device having a Cartesian coordinate system and a vision screen, and dot patterns capable of identifying a relative position of the object through the vision screen. And an optical master for recognizing coordinate points thereof, wherein the vision apparatus obtains a geometric relationship between the Cartesian coordinate system and the object according to the coordinate information of the coordinate points and, according to the geometric relationship, the first axis of the object. And calculate a squareness error between and the second axis.

또한, 본 발명은 상기 비전장치에 적용되어 객체의 직각도 측정에 이용되는 광학 마스터를 제공한다. 본 발명에 따른 광학 마스터는, 비전장치의 비전스크린을 통해 객체와의 상대 위치의 확인이 가능한 점패턴이 형성된 3개의 광학패널들과, 상기 광학패널들을 위치 조절 가능하게 지지하는 베이스 유닛을 포함한다.In addition, the present invention is applied to the vision device provides an optical master used for measuring the squareness of the object. The optical master according to the present invention includes three optical panels formed with a dot pattern for identifying a relative position with an object through a vision screen of a vision device, and a base unit for supporting the optical panels in a positionally adjustable manner. .

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 베이스 유닛은, 액자형의 틀체와,상기 틀체의 양측벽을 가로질러 설치되며, 상기 광학패널을 슬라이딩 가능하게 안내하는 레일들과; 상기 레일들 상의 광학패널을 고정시키는 고정기구를; 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the base unit includes a frame-shaped frame, rails installed across both side walls of the frame, and slidably guide the optical panel; A fixing mechanism for fixing the optical panel on the rails; Include.

또한, 상기 레일들 중 제 1 레일에는 2개의 광학패널이 설치되고, 제 2 레일에는 나머지 하나의 광학패널이 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 광학패널들 각각에는 크기 또는 형상이 다른 복수의 점패턴들이 마련되고, 점패턴 각각은 나머지 광학패널들에 형성된 동일 크기 및 형상의 다른 점패턴들과 함께 삼각형을 이루도록 정렬되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 광학패널에 형성된 점패턴들은 자신 또는 주변이 투명 또는 반투명으로 이루어진 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that two optical panels are installed on the first rail of the rails, and the other optical panel is installed on the second rail. Each of the optical panels may be provided with a plurality of dot patterns having different sizes or shapes, and each of the dot patterns may be aligned to form a triangle with other dot patterns of the same size and shape formed on the remaining optical panels. . In addition, the dot patterns formed on the optical panel are preferably made of transparent or translucent one or the surroundings.

또한, 상기 베이스 유닛은, 상기 틀체의 일측에 연결되는 힌지축을 구비하여 상기 힌지축을 중심으로 상기 틀체를 회전가능하게 지지하는 회전 지지부와; 두개의 광학패턴에 형성된 두 점패턴을 객체의 한 축에 일치시키기 위해 상기 틀체를 상기 힌지축을 중심으로 회전 이동시키고 그 회전 이동된 틀체를 고정 상태로 유지하기 위한 미세 조정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The base unit may include a rotation support part having a hinge axis connected to one side of the frame body to rotatably support the frame body about the hinge axis; In order to match the two dot patterns formed on the two optical patterns to one axis of the object, it is preferable to further include a fine adjustment unit for rotating and moving the frame around the hinge axis and to maintain the rotated frame to a fixed state .

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

<실시예 1: 직각도 측정 시스템>Example 1: Squareness Measurement System

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 직각도 측정 시스템을 도시한 모식도이다. 도 2에서, 도면부호 2는 직각도가 측정될 객체를 나타내며, 도면부호 20은 본 발명에 따른 광학 마스터를 나타낸다. 그리고, 상기 객체와 광학 마스터는 이해의 편의를 위해 가상선으로 표시된 원 안에 개략적인 형태를 나타내었다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 직각도 측정 시스템(1)은, 비전장치(10)와 광학 마스터(20)를 포함한다. 상기 광학 마스터(20)는 비전장치(10)를 이용한 객체(2)의 직각도 측정을 위해 별도로 제작된 것이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a system for measuring the squareness according to an embodiment of the present invention. In Fig. 2, reference numeral 2 denotes an object on which the squareness is to be measured, and reference numeral 20 denotes an optical master according to the present invention. In addition, the object and the optical master are shown in a schematic form in a circle indicated by a phantom for ease of understanding. Referring to FIG. 2, the squareness measurement system 1 according to the present embodiment includes a vision device 10 and an optical master 20. The optical master 20 is separately manufactured for measuring the squareness of the object 2 using the vision device 10.

상기 비전장치(10)는, 산업용 로봇 등에서 임의의 물체 또는 패턴을 인식할 수 있는 눈(eye)의 역할을 하는 장치로부터 응용된 것으로서, 본 발명의 특징적인 기능을 수행하는 부분을 제외하면, 제품, 부품 또는 기타 구조물과 같은 소정 객체 에 대한 영상을 획득하여 그 획득된 영상을 처리하고 그 처리된 영상을 비전스크린을 통해 디스플레이하는 일반적인 비전장치와 유사하다. 본 실시예에서, 상기 비전장치(10)는, 객체(2)를 조명하는 광원(11)과, 그 광원(11)에 의해 조명된 객체(2)의 영상을 획득하는 카메라(12)와, 상기 카메라(12)로부터 얻은 영상을 처리, 제어하기 위한 영상 컨트롤러(14)와, 상기 영상 컨트롤러(14)에서 처리된 영상을 출력하는 비전스크린(16) 등을 포함한다.The vision device 10 is applied from a device that serves as an eye capable of recognizing any object or pattern in an industrial robot, except for performing a feature of the present invention. It is similar to a general vision device that acquires an image of a predetermined object, such as a component or other structure, processes the obtained image, and displays the processed image through a vision screen. In the present embodiment, the vision apparatus 10 includes a light source 11 illuminating the object 2, a camera 12 obtaining an image of the object 2 illuminated by the light source 11, and And an image controller 14 for processing and controlling an image obtained from the camera 12, a vision screen 16 for outputting the image processed by the image controller 14, and the like.

한편, 광학 마스터(20)는, 제 1 축(Xm)과 제 2 축(Ym)으로 이루어진 객체(2)의 직각도를 측정하기 위해 상기 비전장치(10)에 삼각형으로 배열된 점패턴(22a, 22b, 22c)을 제공하기 위한 수단이다. 이를 위해, 상기 광학 마스터(20)는 사용자에 의해 미세 조정이 가능한 3개의 광학패널(21a, 21b, 21c)을 포함하며 그 광학패널(21a, 21b, 21c)들 각각에는 점패턴(22a, 22b, 22c)이 형성된다. 상기 점패턴(22a, 22b, 22c)들은 사용자가 전술한 비전스크린(16)을 통해 객체(2)에 대한 상대 위치를 확인할 수 있도록 구성된다. On the other hand, the optical master 20, a dot pattern arranged in a triangle on the vision device 10 to measure the squareness of the object (2) consisting of a first axis (X m ) and a second axis (Y m ). Means for providing 22a, 22b, 22c. To this end, the optical master 20 includes three optical panels 21a, 21b, 21c that can be finely adjusted by a user, and each of the optical panels 21a, 21b, 21c has a dot pattern 22a, 22b. , 22c). The dot patterns 22a, 22b, and 22c are configured to allow a user to check a relative position with respect to the object 2 through the vision screen 16 described above.

상기 상대 위치 확인을 위해서, 상기 광학 마스터(20)는 점패턴(22a, 22b, 22c)들의 자신 또는 그 점패턴(22)들의 주변이 투명 또는 반투명의 광 투과성을 갖도록 구성되는데, 예를 들면, 광학 패널(21a, 21b, 21c)의 베이스가 투명 또는 반투명의 유리 또는 수지 소재로 형성되고, 그 위에, 예를 들면, 크롬 등의 금속층이 형성된 후, 점패턴 자신 또는 점패턴의 주변이 예를 들면, 에칭(etching)과 같은 부분 제거 공정을 통해, 점패턴 또는 그 주변이 광학적으로 노출되는 방식으로 제 작된다.For the relative positioning, the optical master 20 is configured such that the dot patterns 22a, 22b and 22c themselves or the periphery of the dot patterns 22 have transparent or translucent light transmittance. The base of the optical panels 21a, 21b, 21c is formed of a transparent or translucent glass or resin material, and a metal layer such as chromium is formed thereon, and then the dot pattern itself or the periphery of the dot pattern is illustrated. For example, through a partial removal process such as etching, the dot pattern or the surroundings thereof are manufactured in an optically exposed manner.

이하 상세히 설명되는 바와 같이, 사용자들은 비전스크린(16)을 확인하면서 상기 점패턴(22a, 22b, 22c)들 중 제 1 및 제 2 점패턴(22a, 22b)을 객체(2)의 제 1 축(Xm)에 일치시키고, 제 3 점패턴(22c)을 상기 제 1 및 제 2 점패턴(22a, 22b, 22c)과 함께 삼각형을 이루도록 배열할 수 있다. 그리고, 전술한 비전장치(10)는 상기 점패턴들(22a, 22b, 22c)을 3개의 좌표점(A, B, C)으로 인식할 수 있으며, 그 인식된 좌표점들(A, B, C)을 X축과 이에 직교하는 Y축으로 이루어진 직교 좌표계와 함께 상기 비전스크린(16)을 통해 영상으로 출력할 수 있다. 또한, 상기 비전장치(10)는 상기 점패턴(22a, 22b, 22c)들에 대응하는 좌표점들(A, B, C)을 비전스크린(16) 상에서 이동시키는 패턴 변환을 수행할 수 있으며, 이는 당해 기술 분야에서 널리 알려진 비전장치의 큰 특성 중의 하나이다. As will be described in detail below, the user checks the vision screen 16 and the first and second dot patterns 22a, 22b of the dot patterns 22a, 22b, 22c are displayed on the first axis of the object 2. In accordance with (Xm), the third dot pattern 22c may be arranged to form a triangle together with the first and second dot patterns 22a, 22b, and 22c. The vision apparatus 10 may recognize the point patterns 22a, 22b, and 22c as three coordinate points A, B, and C, and the recognized coordinate points A, B, C) may be output as an image through the vision screen 16 together with a Cartesian coordinate system consisting of an X-axis and a Y-axis orthogonal thereto. In addition, the vision apparatus 10 may perform pattern conversion to move the coordinate points A, B, and C corresponding to the dot patterns 22a, 22b, and 22c on the vision screen 16. This is one of the great features of vision devices well known in the art.

도 3은 비전장치(10)에 구비된 영상 컨트롤러(14)를 보다 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 영상 컨트롤러(14)는 패턴 인식부(142), 패턴 변환부(144), 좌표 거리 산출부(146), 그리고, 직각도 오차 산출부(148) 등을 포함한다.3 is a block diagram illustrating in more detail the image controller 14 included in the vision apparatus 10. As shown in FIG. 3, the image controller 14 includes a pattern recognition unit 142, a pattern converter 144, a coordinate distance calculator 146, a squareness error calculator 148, and the like. do.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 패턴 인식부(142)는 객체(2)에 대한 직각도 측정을 위해 배열된 점패턴들(22a, 22b, 22c)의 영상정보를 카메라(12)로부터 받아서 이를 인식하는 역할을 한다. 이 패턴 인식부(142)에 의해 상기 점패턴들(22a, 22b, 22c)은 비전장치(10)의 직교 좌표계 내의 좌표점(A, B, C)들로 인식될 수 있다. 그리고, 상기 좌표점(A, B, C)들의 인식을 전제로 하여, 상기 좌표 거리 산출 부(146)는 상기 좌표점들 사이의 거리를 계산할 수 있다. 이 때, 좌표점 거리 계산은 예를 들면, 광학 마스터 및/또는 객체로부터 반사되는 빛을 검출하여 그 검출된 빛의 정보를 이용하여 이루어질 수 있다.2 and 3, the pattern recognition unit 142 receives image information of the dot patterns 22a, 22b, and 22c arranged for the perpendicularity measurement of the object 2 from the camera 12. It recognizes this. The pattern recognition unit 142 may recognize the point patterns 22a, 22b, and 22c as coordinate points A, B, and C in the Cartesian coordinate system of the vision apparatus 10. In addition, the coordinate distance calculator 146 may calculate the distance between the coordinate points on the assumption that the coordinate points A, B, and C are recognized. In this case, the coordinate point distance calculation may be performed by detecting, for example, light reflected from the optical master and / or the object and using the detected light information.

또한, 상기 패턴 변환부(144)는 처음에 인식된 점패턴들(22a, 22b, 22c) 중 두개의 점패턴을 대칭 또는 회전시켜, 대칭 또는 회전된 다른 좌표점들을 얻는 역할을 한다. 상기 패턴 변환은 카메라(12)와 자체 구비된 프로그램 등의 도움을 받아 수행될 수 있는 것으로 이는 일반적인 비전장치의 특성에 기초한 것이므로 본 발명에서는 그 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 전술한 좌표 거리 산출부(146)는 대칭 또는 회전된 다른 좌표점들 사이의 거리를 계산할 수 있다. 특히, 상기 좌표 거리 산출부(146)는 변환(예컨대, 대칭 또는 회전) 전후의 좌표점들 사이의 거리를 산출할 수 있는데, 이는 이하 상세히 설명되는 반전법 또는 회전법에 의한 직각도 오차의 산출에 유용하게 이용된다.In addition, the pattern converting unit 144 symmetrically or rotates two of the first recognized point patterns 22a, 22b, and 22c to serve to obtain other coordinate points that are symmetrically or rotated. The pattern conversion may be performed with the help of a camera 12 and a self-contained program, which is based on the characteristics of a general vision apparatus, and thus, a detailed description thereof will be omitted. In addition, the above-described coordinate distance calculator 146 may calculate a distance between other coordinate points that are symmetrical or rotated. In particular, the coordinate distance calculator 146 may calculate the distance between the coordinate points before and after the transformation (for example, symmetry or rotation), which calculates a squareness error by an inversion method or a rotation method described in detail below. It is useful for.

한편, 상기 직각도 오차 산출부(148)는 전술한 점패턴들에 의한 좌표점들, 직각 좌표계, 그리고, 객체(2) 사이의 기하학적 관계를 이용하여 객체(2)의 직각도 오차를 계산하는 역할을 한다. 예를 들면, 좌표 거리 산출부(146)가 상기 점패턴들에 의한 좌표점들과 객체(2)의 제 2 축 상에 있는 임의의 측정 좌표점의 좌표정보로부터 객체(2)의 직각도 오차 계산에 필요한 거리를 산출하면, 그 산출된 거리 정보들을 이용하여 객체(2)의 직각도를 산출할 수 있는 것이다.Meanwhile, the perpendicularity error calculator 148 calculates the squareness error of the object 2 using the geometrical relationship between the coordinate points, the rectangular coordinate system, and the object 2 by the aforementioned point patterns. Play a role. For example, the coordinate distance calculation unit 146 determines the perpendicularity error of the object 2 from the coordinate information of the coordinate points caused by the dot patterns and any measurement coordinate point on the second axis of the object 2. When the distance required for the calculation is calculated, the squareness of the object 2 can be calculated using the calculated distance information.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광학 마스터(20)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.4 is a view showing in more detail the optical master 20 according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광학 마스터(20)는 3개의 광학 패널(21a, 21b, 21c)과, 그 광학패널들(21a, 21b, 21c)이 설치되는 베이스 유닛을 포함한다. 그리고, 상기 베이스 유닛은, 액자형의 틀체(23)와, 그 틀체(23)의 양 측벽을 가로질러 설치되는 제 1 및 제 2 레일(24a, 24b)과, 상기 레일(24a 또는 24b) 상에 있는 광학패널(21a, 21b 또는 21c)을 고정시키기 위한 고정기구(25)를 포함한다. 그리고, 상기 광학패널들 중 제 1 및 제 2 광학패널(21a, 21b)은 상기 제 1 레일(24a) 상에 설치되고 상기 제 3 광학패널(21c)은 상기 제 2 레일(24b) 상에 설치된다. 또한, 상기 고정기구(25)는 광학패널(21a, 21b, 21c) 각각의 양측면을 지지하는 한 쌍의 고정 플레이트(25a)와, 그 고정 플레이트(25a)를 관통하여 상기 레일(24a, 24b)에 형성된 다수의 나사구멍(25b) 중 하나에 체결되는 볼트(25c)를 포함한다. 따라서, 고정 플레이트(25a)로부터 볼트(25c)의 체결을 풀고, 광학패널(21a, 21b, 21c)을 레일(24a, 24b) 상에서 슬라이딩 이동시키는 것에 의해 광학패널(21a, 21b, 21c) 및 그 광학패널에 형성된 점패턴들(22a, 22b, 22c)의 위치 조정이 가능하다. 이 때, 상기 고정기구(25)는 광학패널(21a, 21b, 21c) 및 이에 형성된 점패턴들(22a, 22b, 22c)의 위치 조정 및 고정이 가능한 것으로 충분하며, 따라서, 위에서 설명한 고정기구(22)의 구체적인 구성이 본 발명을 한정하는 것은 아니다. As shown in Fig. 4, the optical master 20 according to the present embodiment includes three optical panels 21a, 21b, 21c and a base unit on which the optical panels 21a, 21b, 21c are installed. do. The base unit is provided with a frame-like frame 23, first and second rails 24a and 24b provided across both sidewalls of the frame 23, and on the rails 24a or 24b. And a fixing mechanism 25 for fixing the optical panel 21a, 21b or 21c. First and second optical panels 21a and 21b of the optical panels are installed on the first rail 24a and the third optical panel 21c is installed on the second rail 24b. do. In addition, the fixing mechanism 25 is a pair of fixing plates 25a for supporting both sides of each of the optical panels 21a, 21b, and 21c, and the rails 24a and 24b through the fixing plates 25a. And a bolt 25c fastened to one of the plurality of screw holes 25b formed therein. Accordingly, the optical panels 21a, 21b, 21c and their are formed by loosening the bolt 25c from the fixing plate 25a and sliding the optical panels 21a, 21b, 21c on the rails 24a, 24b. Position adjustment of the dot patterns 22a, 22b, and 22c formed on the optical panel is possible. At this time, the fixing mechanism 25 is sufficient to be capable of adjusting and fixing the optical panel 21a, 21b, 21c and the dot patterns 22a, 22b, 22c formed thereon, and thus, the fixing mechanism (described above) The specific configuration of 22) does not limit the present invention.

더 나아가, 상기 점패턴(21a, 21b, 21c)의 위치 조정은 최초 얻어진 객체의 직각도가 정확한지 아닌지를 확인하기 위한 것으로서, 첫 번째 직각도 측정 후에, 점패턴(22a, 22b, 22c)들의 상대 위치를 변화시켜 두 번째 객체의 직각도를 측정하고, 첫 번째 측정된 직각도와 두 번째 측정된 직각도가 서로 일치하는지를 확인하 여 직각도의 측정값의 정확도가 확인될 수 있다. 이는 점패턴(21a, 21b, 21c)의 상대 위치가 항상 고정된 광학 마스터가 본 발명에 이용될 수도 있음을 보여준다. Further, the position adjustment of the dot patterns 21a, 21b, 21c is for confirming whether or not the right angle of the first obtained object is correct, and after the first right angle measurement, the relative of the dot patterns 22a, 22b, 22c. The accuracy of the measured value of the squareness can be confirmed by changing the position to measure the squareness of the second object and confirming that the first measured squareness and the second measured squareness coincide with each other. This shows that an optical master in which the relative positions of the dot patterns 21a, 21b, 21c are always fixed may be used in the present invention.

본 실시예에서, 상기 광학패널(21a, 21b, 21c)들 각각은 투명의 유리 또는 플라스틱 소재 상에 크롬층을 형성한 후 그 크롬층을 점의 형태로 식각 제거하여 점패턴(22a, 22b, 22c)을 형성한 것이다. 이와 달리, 상기 점패턴(22a, 22b, 22c) 상의 크롬층을 남긴 채 그 점패턴(22a, 22b, 22c)의 크롬층을 제거하는 것도 가능하며 이 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 그리고, 상기 크롬층 대신에 다른 물질로 이루어진 층을 이용하는 것도 가능하다.In the present embodiment, each of the optical panels 21a, 21b, 21c forms a chromium layer on a transparent glass or plastic material and then etches away the chromium layer in the form of dots to form dot patterns 22a, 22b, 22c). Alternatively, it is also possible to remove the chromium layer of the dot patterns 22a, 22b, 22c while leaving the chromium layer on the dot patterns 22a, 22b, 22c, which is also within the scope of the present invention. It is also possible to use a layer made of another material instead of the chromium layer.

도 4의 확대도를 참조하면, 하나의 광학패널(21a, 21b, 21c)에는 복수의 점패턴(22a, 22b, 22c)들이 횡방향을 따라서 서로 다른 크기로 그리고 종방향을 따라서 서로 다른 형상들(즉, 십자형, 사각형 및 원형)로 형성되어 있음을 알 수 있다. 위와 같이 점패턴을 복수개의 다른 형상 및 크기로 형성하는 것은 객체(2)의 형상 및 비전장치(10)의 카메라 배율 등 여러 직각도 측정 조건에 맞게 사용자가 폭넓게 점패턴의 크기 및 형상을 선택하여 사용할 수 있도록 하기 위함이다. 그리고, 광학패널(21a, 21b, 21c) 각각에 형성된 복수의 점패턴들 중 하나의 점패턴만이 다른 2개의 광학 패널에 형성된 다른 점패턴과 함께 객체(2)의 직각도 측정을 위한 점패턴으로 이용된다.Referring to the enlarged view of FIG. 4, in one optical panel 21a, 21b, and 21c, a plurality of dot patterns 22a, 22b, and 22c have different shapes along the transverse direction and different shapes along the longitudinal direction. (I.e., cross, square and circle). Forming the point pattern in a plurality of different shapes and sizes as described above, the user can select the size and shape of the point pattern in a wide range according to various orthogonal measurement conditions, such as the shape of the object (2) and the camera magnification of the vision device 10 This is to make it available. In addition, only one dot pattern among the plurality of dot patterns formed on each of the optical panels 21a, 21b, and 21c is a dot pattern for measuring the perpendicularity of the object 2 together with the other dot patterns formed on two different optical panels. Used as

한편, 상기 베이스유닛은, 상기 틀체(23)를 회전가능하게 지지하는 회전 지지부(26)와 그 회전 지지부(26)에 대한 상기 틀체(23)의 회전 이동을 조종하기 위한 미세 각도 조종부(27)를 더 포함한다. 이 때, 회전 지지부(26)는 상기 틀체(23) 의 일측에 연결되는 힌지축(26a)을 구비하여, 그 힌지축(26a)에 연결된 틀체(23) 및 이에 연결된 광학 패널(21a, 21b, 21c)이 상기 힌지축(26a)을 중심으로 소정 각도로 회전 이동하는 것을 허용한다. 그리고, 상기 미세 각도 조종부(27)는, 상기 힌지축(26a)과 멀리 위치된 채 이송 스크류 방식으로 상기 틀체(23)를 밀어 회전시키는 조종나사(27a)와, 상기 틀체(23)와 상기 회전 지지부(26) 사이에 개재되어 상기 틀체(23)를 고정된 상태로 유지시키는 텐션스프링(27b)을 포함한다. 위와 같은 틀체(26)의 회전 가능한 구성에 의해, 제 1 레일(24a)에 위치하는 제 1 점패턴(22a) 및 제 2 점패턴(22b)을 객체(2)의 제 1 축에 광학적으로 일치시키는 것을 미세하게 조정할 수 있다.On the other hand, the base unit, the rotation support 26 for rotatably supporting the frame 23 and the fine angle control unit 27 for controlling the rotational movement of the frame 23 relative to the rotation support (26) More). At this time, the rotation support 26 has a hinge shaft 26a connected to one side of the frame 23, the frame 23 connected to the hinge axis 26a and the optical panels 21a, 21b, 21c) permits rotational movement at an angle about the hinge axis 26a. In addition, the fine angle control unit 27, the control screw 27a for pushing the frame 23 to rotate by the transfer screw method while being located far from the hinge axis (26a), the frame 23 and the A tension spring 27b is interposed between the rotary supports 26 to maintain the frame 23 in a fixed state. Due to the rotatable configuration of the frame 26 as described above, the first dot pattern 22a and the second dot pattern 22b positioned on the first rail 24a are optically matched to the first axis of the object 2. It can be finely adjusted to make.

<실시예 2: 반전법에 의한 직각도 측정 방법> Example 2: Squareness Measurement Method by Inversion Method

앞서 설명한 바와 같이, 비전장치(10)는, X축과 이에 직교하는 Y축으로 이루어진 직교 좌표계를 포함하며, 그 특성상 패턴을 대칭, 반전시켜 이용하는 것이 가능하다. 이러한 비전장치(10)의 특성을 이용하는 반전법에 의한 직각도 측정방법을 도 2 내지 도 6, 특히, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.As described above, the vision apparatus 10 includes an orthogonal coordinate system composed of an X axis and a Y axis orthogonal thereto, and in view of the characteristics thereof, the pattern can be symmetrically and inverted. Referring to FIGS. 2 to 6, in particular, FIGS. 5 and 6, a method of measuring a squareness by the inversion method using the characteristics of the vision device 10 is as follows.

반전법에 의한 직각도 측정을 위해서는, 먼저 광학 마스터(20)가 준비된다(S11). 상기 광학 마스터(20)는, 앞서 언급된 바와 같이, 비전장치(10)의 비전스크린(16)을 통해 객체(2)에 대한 상대 위치의 확인이 가능한 제 1, 제 2, 제 3 점패턴(22a, 22b, 22c)을 구비한다.In order to measure the squareness by the inversion method, the optical master 20 is prepared first (S11). As described above, the optical master 20 may include first, second, and third dot patterns capable of identifying a relative position of the object 2 through the vision screen 16 of the vision device 10. 22a, 22b, 22c).

그 다음, 사용자는, 비전스크린(16)을 통해 광학 마스터(20)의 점패턴들을 확인하면서 그 광학 마스터(20)를 미세 조정하여, 제 1 및 제 2 점패턴(22a, 22b) 을 객체(2)의 제 1 축(Xm) 및 직교 좌표계의 X축에 일치시키고 상기 제 3 점패턴(22c)이 상기 제 1 및 제 2 점패턴(22a, 22b)과 함께 삼각형을 이루도록 한다. 이와 동시에, 비전장치(10)는 상기 점패턴들의 좌표점들을 인식한다(S12). Then, the user finely adjusts the optical master 20 while checking the dot patterns of the optical master 20 through the vision screen 16, so that the first and second dot patterns 22a and 22b are connected to the object ( The third point pattern 22c coincides with the first and second point patterns 22a and 22b in line with the first axis X m of 2 ) and the X axis of the rectangular coordinate system. At the same time, the vision apparatus 10 recognizes coordinate points of the point patterns (S12).

이때, 상기 인식된 좌표점들 A, B, C는 각각 상기 제 1, 제 2, 제 3 점패턴(22a, 22b, 22c)에 대응된다. 상기 좌표점들(A, B, C)은 객체(2)의 직각도 오차 계산을 설명하기 위해 객체(2)의 제 1 및 제 2 축(Xm, Ym)과 X축과 Y축으로 이루어진 직교 좌표계가 도시된 도 6에 표시된다. 설명의 편의를 위해, 본 명세서에서는 도 6에 도시된 사항이 비전장치(10)의 비전스크린(16)에 디스플레이되는 것과 같은 것으로 가정한다.In this case, the recognized coordinate points A, B, and C correspond to the first, second, and third point patterns 22a, 22b, and 22c, respectively. The coordinate points A, B, and C are orthogonal to the first and second axes Xm and Ym of the object 2 and the X and Y axes to explain the calculation of the squareness error of the object 2. The coordinate system is shown in FIG. 6, which is shown. For convenience of description, it is assumed herein that the information shown in FIG. 6 is the same as that displayed on the vision screen 16 of the vision device 10.

그 다음, 직교 좌표계의 Y축을 기준으로 상기 점패턴들의 좌표점들(B, C)이 반전되고, 그 반전된 좌표점(B', C')들이 비전장치(10)를 통해 인식되는 과정이 이루어진다(S13). 반전 후 인식된 좌표점(B')는 좌표점(B)과 대칭을 이루며, 따라서, 좌표점들(B, B')은 제 2 점패턴(22b)으로부터 얻어진 좌표점들이 된다. 그리고, 반전 후 인식된 좌표점(C')는 좌표점(C)과 대칭을 이루며, 따라서, 좌표점들(C, C')은 제 3 점패턴(22c)으로부터 얻어진 좌표점들이 된다. 그리고, 좌표점(A)은 Y축 상에 있으므로 대칭되는 별도의 좌표점이 없이 제 1 점패턴(22a)에 대응된다. Next, the coordinate points B and C of the dot patterns are inverted based on the Y axis of the Cartesian coordinate system, and the inverted coordinate points B 'and C' are recognized by the vision device 10. It is made (S13). The coordinate point B 'recognized after inversion is symmetrical with the coordinate point B, and thus, the coordinate points B and B' become coordinate points obtained from the second point pattern 22b. The coordinate point C 'recognized after the inversion is symmetrical with the coordinate point C. Accordingly, the coordinate points C and C' become coordinate points obtained from the third point pattern 22c. Since the coordinate point A is on the Y axis, the coordinate point A corresponds to the first point pattern 22a without a separate coordinate point that is symmetrical.

그 다음, 상기 반전 전후로 인식되는 상기 좌표점들의 좌표 정보를 이용하여 객체(2)의 제 1 축(Xm)과 제 2 축(Ym) 사이의 직각도 오차(α)를 계산하는 과정이 수행된다(S14). 상기 직각도 오차(α)는, 상기 반전 전후로 각각 인식된 상기 제 3 점패턴의 좌표점(C, C')들 각각으로부터 상기 제 2 축(Ym)의 측정 좌표점(m)에 이르는 수평거리들(x1m, x2m)과 상기 제 1 점패턴의 좌표점(A)으로부터 상기 제 2 축(Ym)의 측정 좌표점(m)에 이르는 거리(ym)를 기초로 아래의 [수학식 2]에 의해 계산된다.Next, a process of calculating a squareness error α between the first axis Xm and the second axis Ym of the object 2 is performed using the coordinate information of the coordinate points recognized before and after the inversion. (S14). The squareness error α is a horizontal distance from each of the coordinate points C and C 'of the third point pattern recognized before and after the inversion to the measurement coordinate point m of the second axis Ym. (X 1m , x 2m ) and the distance y m from the coordinate point A of the first point pattern to the measurement coordinate point m of the second axis Ym, 2].

Figure 112006015837329-pat00006
Figure 112006015837329-pat00006

상기 직각도 오차(α)의 계산에 있어서, 상기 거리(ym)는 기하학적으로 항상 일치해야 한다. 만약, 상기 거리(ym)가 일치하지 않으면 측정의 오차가 있는 것으로 측정 과정의 정확성을 간접적으로 체크하는 것이 바람직하다. In calculating the squareness error α, the distance y m must always match geometrically. If the distance y m does not match, it is preferable to indirectly check the accuracy of the measurement process because there is a measurement error.

위에서 설명한 반전법에 의한 직각도 측정방법은, 점패턴(22a, 22b, 22c)들에 의해 최초 제공되는 좌표점(A, B, C)들 사이의 기하학적 관계에 의해 측정 정밀도가 영향을 받지 않으므로 보다 신뢰성 있는 객체(2)의 직각도 측정이 가능하다. 그리고, 이러한 직각도 측정 방법은 점패턴(22a, 22b, 22c)을 갖는 광학 마스터의 설계를 보다 쉽게 해준다.In the squareness measurement method by the inversion method described above, since the measurement accuracy is not affected by the geometric relationship between the coordinate points A, B, and C initially provided by the dot patterns 22a, 22b, and 22c. It is possible to measure the squareness of the more reliable object (2). And this method of squareness measurement makes it easier to design the optical master having the dot patterns 22a, 22b, 22c.

상기 반전법에 의한 직각도 측정방법은 점패턴(22a, 22b, 22c)들 사이의 상대 위치가 변화되더라도 항상 일정하며, 이는 점패턴(22a, 22b, 22c)들이 서로 삼각형을 이루도독 배열되어 있다면, 그 점패턴(22a, 22b, 22c)의 위치에 관계없이 항상 일정한 직각도 측정을 할 수 있음을 보여준다. The method of measuring the squareness by the inversion method is always constant even if the relative positions between the dot patterns 22a, 22b, and 22c are changed, and this is true if the dot patterns 22a, 22b, and 22c are arranged in a triangle with each other. It shows that constant squareness measurement can always be performed regardless of the position of the dot patterns 22a, 22b and 22c.

일예로, 상기 반전법에 의한 직각도 측정 후에 점패턴(22a, 22b, 22c)의 상대 위치를 변화시켜 동일한 반전법에 의해 직각도 측정을 수행하면, 점패턴(22a, 22b, 22c)의 상대 위치 변화 전후의 직각도 측정값이 같음을 확인할 수 있었으며, 이는 점패턴(22a, 22b, 22c)의 상대 위치에 변화에 의한 객체 직각도 측정값의 오차가 실질적으로 없음을 보여준다.For example, if the relative positions of the dot patterns 22a, 22b and 22c are changed after the perpendicularity measurement by the inversion method, and the perpendicularity measurement is performed by the same inversion method, the relative of the dot patterns 22a, 22b and 22c is measured. It was confirmed that the measurement of the perpendicularity before and after the position change is the same, which shows that the error of the object perpendicularity measurement due to the change in the relative positions of the dot patterns 22a, 22b, and 22c is substantially free.

<실시예 3: 회전법에 의한 직각도 측정 방법> Example 3: Squareness Measurement Method by Rotation Method

도 7 내지 도 9는 비전장치를 이용한 회전법에 의한 객체의 직각도 측정방법을 설명하기 위한 도면들이다.7 to 9 are diagrams for explaining a method of measuring the squareness of the object by the rotation method using a vision device.

도 7을 참조하면, 전술한 실시예와 마찬가지로, 광학 마스터(20)가 준비되며(S21), 그 다음, 비전스크린(16)을 통해 광학 마스터(20)를 확인하면서 그 광학 마스터(20)를 미세 조정하여, 제 1 및 제 2 점패턴(22a, 22b)을 객체(2)의 제 1 축(Xm) 및 직교 좌표계의 X축에 일치시키고 상기 제 3 점패턴(22c)이 상기 제 1 및 제 2 점패턴(22a, 22b)과 함께 삼각형을 이루도록 하는 과정이 선행된다. 이에 의해, 비전장치(10)는 상기 점패턴들의 좌표점들(A, B, C)을 도 8에 도시된 것과 같이 인식할 수 있다(S22). 이 과정에서 도 8의 기하학적 관계로부터 아래의 [수학식 3]의 (1) 및 (2)과 같은 식이 얻어진다.Referring to FIG. 7, as in the above-described embodiment, the optical master 20 is prepared (S21), and then the optical master 20 is checked while checking the optical master 20 through the vision screen 16. By fine adjustment, the first and second point patterns 22a and 22b are aligned with the first axis X m of the object 2 and the X axis of the Cartesian coordinate system, and the third point pattern 22c is connected to the first axis. And a process of forming a triangle together with the second dot patterns 22a and 22b. As a result, the vision apparatus 10 may recognize the coordinate points A, B, and C of the dot patterns as shown in FIG. 8 (S22). In this process, equations such as (1) and (2) below [Equation 3] are obtained from the geometric relationship of FIG. 8.

Figure 112006015837329-pat00007
Figure 112006015837329-pat00007

Figure 112006015837329-pat00008
Figure 112006015837329-pat00008

이 때, x1c는 좌표점(C)의 X 좌표값이고, y1c는 좌표점(C)의 Y 좌표값이다.그리고, x1m은 제 3 점패턴의 좌표점(C)로부터 상기 객체의 제 2 축(Ym) 상의 측정 좌표점(m)에 이르는 수평거리이고, y1m은 제 1 점패턴의 좌표점(A)으로부터 상기 측정 좌표점(m)에 이르는 거리를 의미한다.At this time, x 1c is the X coordinate value of the coordinate point C, y 1c is the Y coordinate value of the coordinate point C. And x 1m is the coordinate of the object from the coordinate point (C) of the third point pattern a second horizontal distance from the measurement coordinate points (m) on the axis (Ym) and, y 1m refers to the distance from the measurement coordinate points (m) from the coordinate point (a) of the first dot pattern.

그 다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 직교 좌표계의 Y축 상에 있는 상기 제 1 점패턴의 좌표점(A)을 중심으로 상기 제 2 및 제 3 점패턴의 좌표점(B, C)을 회전시키되, 그 회전 각도는 회전되는 제 3 점패턴의 좌표점이 객체의 제 2 축(Ym)과 만나도록 정해진다. 이 때, 상기 제 2 축(Ym)과 만나는 좌표점을 C'와 정의하고 그 좌표점(C')와 함께 회전된 제 2 점패턴에 대응되는 좌표점을 B'로 정의하여 그 좌표점들을 도 9에 표시하였다. 그리고, 상기 점패턴의 좌표점을 회전시키는 과정을 거치면, 비전장치는 상기 회전된 좌표점(B', C')을 인식한다(S23). Next, as shown in FIG. 9, coordinate points B and C of the second and third point patterns are centered on coordinate points A of the first point pattern on the Y axis of the Cartesian coordinate system. The rotation angle is determined such that the coordinate point of the third point pattern to be rotated meets the second axis Ym of the object. In this case, a coordinate point that meets the second axis Ym is defined as C ', and a coordinate point corresponding to the second point pattern rotated together with the coordinate point C' is defined as B 'to define the coordinate points. 9 is shown. When the coordinate point of the dot pattern is rotated, the vision apparatus recognizes the rotated coordinate points B 'and C' (S23).

이 때, 선분 AC', 즉, 제 1 점패턴의 좌표점(A)으로부터 상기 제 3 점패턴의 회전 좌표점(C')에 이르는 거리(y2m)는 아래의 [수학식 4]에 의해 표현된다.At this time, the line y ', that is, the distance y 2m from the coordinate point A of the first point pattern to the rotation coordinate point C' of the third point pattern is expressed by Equation 4 below. Is expressed.

Figure 112006015837329-pat00009
Figure 112006015837329-pat00009

그 다음, 위에서 얻어진 좌표 정보를 이용하여, 객체의 직각도 오차(α)가 계산된다(S24). 즉, 위의 [수학식 3]과 [수학식 4]로 표시되는 좌표정보를 이용하면 아래의 [수학식 5]를 얻을 수 있으며, 그 [수학식 5]로부터 직각도 오차(α)의 계산이 가능하다. Then, using the coordinate information obtained above, the squareness error α of the object is calculated (S24). That is, by using the coordinate information represented by Equations 3 and 4 above, the following Equation 5 can be obtained, and the squareness error α is calculated from the Equation 5 below. This is possible.

Figure 112006015837329-pat00010
Figure 112006015837329-pat00010

위에서 설명한 회전법에 의한 직각도 측정방법 또한 앞선 실시예와 마찬가지로 점패턴들에 의해 최초 제공되는 좌표점들 사이의 기하학적 관계에 의해 측정 정밀도가 영향을 받지 않으므로 보다 신뢰성 있는 객체의 직각도 측정이 가능하다. 그리고, 이러한 직각도 측정 방법은 점패턴으로 이루어진 광학 마스터의 설계를 보다 쉽게 해주는 이점을 제공한다.As described above, the perpendicularity measurement method using the rotation method is also possible to measure the squareness of the object more reliably because the measurement accuracy is not affected by the geometric relationship between the coordinate points initially provided by the point patterns as in the previous embodiment. Do. In addition, this method of measuring squareness provides an advantage of easier design of an optical master made of a dot pattern.

상기 반전법에 의한 직각도 측정방법은 점패턴(22a, 22b, 22c)들 사이의 상대 위치가 변화되더라도 항상 일정하며, 이는 점패턴(22a, 22b, 22c)들이 서로 삼각형을 이루도독 배열되어 있다면, 그 점패턴(22a, 22b, 22c)의 위치에 관계없이 항상 일정한 직각도 측정을 할 수 있음을 보여준다. The method of measuring the squareness by the inversion method is always constant even if the relative positions between the dot patterns 22a, 22b, and 22c are changed, and this is true if the dot patterns 22a, 22b, and 22c are arranged in a triangle with each other. It shows that constant squareness measurement can always be performed regardless of the position of the dot patterns 22a, 22b and 22c.

일예로, 상기 반전법에 의한 직각도 측정 후에 점패턴(22a, 22b, 22c)의 상대 위치를 변화시켜 동일한 반전법에 의해 직각도 측정을 수행하면, 점패턴(22a, 22b, 22c)의 상대 위치 변화 전후의 직각도 측정값이 같음을 확인할 수 있었으며, 이는 점패턴(22a, 22b, 22c)의 상대 위치에 변화에 의한 객체 직각도 측정값의 오차가 실질적으로 없음을 보여준다.For example, if the relative positions of the dot patterns 22a, 22b and 22c are changed after the perpendicularity measurement by the inversion method, and the perpendicularity measurement is performed by the same inversion method, the relative of the dot patterns 22a, 22b and 22c is measured. It was confirmed that the measurement of the perpendicularity before and after the position change is the same, which shows that the error of the object perpendicularity measurement due to the change in the relative positions of the dot patterns 22a, 22b, and 22c is substantially free.

상기 회전법에 의한 직각도 측정방법 또한 점패턴(22a, 22b, 22c)들 사이의 상대 위치가 변화되더라도 항상 일정하며, 이는 점패턴(22a, 22b, 22c)들이 서로 삼각형을 이루도독 배열되어 있다면, 그 점패턴(22a, 22b, 22c)의 위치에 관계없이 항상 일정한 직각도 측정을 할 수 있음을 보여준다. The method of measuring the squareness by the rotation method is always constant even if the relative positions between the dot patterns 22a, 22b, and 22c are changed, which means that the dot patterns 22a, 22b, and 22c are arranged in a triangle with each other. It shows that constant squareness measurement can always be performed regardless of the position of the dot patterns 22a, 22b and 22c.

일예로, 상기 회전법에 의한 직각도 측정 후에 점패턴(22a, 22b, 22c)의 상대 위치를 변화시켜 동일한 회전법에 의해 직각도 측정을 수행하면, 점패턴(22a, 22b, 22c)의 상대 위치 변화 전후의 직각도 측정값이 같음을 확인할 수 있었으며, 이는 점패턴(22a, 22b, 22c)의 상대 위치에 변화에 의한 객체 직각도 측정값의 오차가 실질적으로 없음을 보여준다.For example, if the relative positions of the dot patterns 22a, 22b and 22c are changed after the rectangular angle measurement by the rotation method, and the rectangular angle measurement is performed by the same rotation method, the relative of the dot patterns 22a, 22b and 22c is measured. It was confirmed that the measurement of the perpendicularity before and after the position change is the same, which shows that the error of the object perpendicularity measurement due to the change in the relative positions of the dot patterns 22a, 22b, and 22c is substantially free.

<실시예 4: 직각 광학 마스터를 이용한 직각도 측정 방법> Example 4: Orthogonality Measurement Method Using a Right Angle Optical Master

도 10 및 도 11은 직각 광학 마스터를 이용하여 객체의 직각도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.10 and 11 are diagrams for describing a method of measuring a squareness of an object using a rectangular optical master.

도 10에 도시된 바와 같이, 먼저, 세 개의 점패턴들(22a, 22b, 22c)이 직각으로 이루는 직각 광막 마스터가 준비된다(S31). 직각 광학 마스터(20) 앞선 실시예에서 설명된 광학 마스트에서 점패턴들(22a, 22b, 22c)이 직각을 이루도록 미세 조정된 것을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 10, first, a right angled film master including three point patterns 22a, 22b, and 22c at right angles is prepared (S31). Orthogonal Optical Master 20 In the optical mast described in the previous embodiment, fine adjustments may be made so that the dot patterns 22a, 22b, and 22c are at right angles.

그 다음, 사용자는, 제 1 및 제 2 점패턴(22a, 22b)을 상기 직교 좌표계의 X축 및 상기 객체의 제 1 축(Xm)에 일치시키고 상기 제 3 점패턴(22c)을 상기 직교 좌표계의 Y축에 일치시킨다. 이러한 과정을 거치면, 비전장치(10)는 상기 점패턴들에 대응되고 서로 직각으로 배열되는 좌표점(A, B, C)들을 인식할 수 있다(S32).The user then matches the first and second point patterns 22a and 22b to the X axis of the rectangular coordinate system and the first axis Xm of the object and the third point pattern 22c to the rectangular coordinate system. Match the Y axis of. Through this process, the vision apparatus 10 may recognize coordinate points A, B, and C corresponding to the point patterns and arranged at right angles to each other (S32).

그 다음, 비전장치(10)는 상기 좌표점들(A, B, C)의 좌표 정보를 이용하여, 객체(2)의 제 1 축(Xm)과 제 2 축(Ym) 사이의 직각도 오차(α)를 계산한다(S33). 이 때, 상기 직각도 오차(α)는, 상기 제 3 점패턴의 좌표점(C)으로부터 제 2 축(Ym)의 측정 좌표점(m)에 이르는 수평거리(xm)와 제 1 점패턴의 좌표점(A)으로부터 상기 제 2 축(Ym)의 측정 좌표점(m)에 이르는 거리(ym)를 기초로, 아래의 [수학식 6]에 의해 계산된다. Then, the vision apparatus 10 uses the coordinate information of the coordinate points A, B, and C, and the perpendicularity error between the first axis Xm and the second axis Ym of the object 2. (α) is calculated (S33). At this time, the squareness error α is the horizontal distance x m and the first point pattern from the coordinate point C of the third point pattern to the measurement coordinate point m of the second axis Ym. Based on the distance y m from the coordinate point A to the measurement coordinate point m of the second axis Ym, it is calculated by Equation 6 below.

Figure 112006015837329-pat00011
Figure 112006015837329-pat00011

본 실시예에 따른 직각도 측정방법은, 전술한 실시예들에 설명된 직각도 측정방법에 비해 그 측정 과정이 단순한 이점이 있지만, 직각 광학 마스터의 직각도에 의해 직각도 오차의 편차가 클 수 있다는 단점을 갖는다.Although the method of measuring the squareness according to the present embodiment has a simple advantage in comparison with the squareness measuring method described in the above embodiments, the deviation of the squareness error may be large due to the squareness of the rectangular optical master. Has the disadvantage.

즉, 본 실시예에 있어서는 광학 마스터를 완전한 직각으로 설계 제작하는 것이 쉽지 않고, 따라서, 광학 마스터의 미세한 직각도 오차에 의해 객체에 대한 직각도 측정값에 오차가 야기되므로, 전술한 실시예 3 및 실시예 4에 따른 직각도 측정방법에 비해 객체 직각도 측정이 부정확하다.That is, in the present embodiment, it is not easy to design and manufacture the optical master at a perfect right angle, and therefore, an error occurs in the perpendicularity measurement value to the object due to the minute squareness error of the optical master. Object squareness measurement is inaccurate compared to the squareness measuring method according to the fourth embodiment.

본 발명은, 기계장치와 같은 객체의 직각도를 측정함에 있어서, 레이저 인터페로미터 측정 설비와 같은 고가의 장비가 요구되지 않고, 또한, 직각 마스터의 직각도에 의존하는 측정 방법과 달리 보다 정밀하고 신뢰성 있는 객체의 직각도 측정이 가능하다는 효과를 갖는다.The present invention does not require expensive equipment, such as laser interferometer measuring equipment, to measure the squareness of an object such as a mechanical device, and is more precise and different from a measurement method that depends on the squareness of a square master. It has the effect that the squareness of a reliable object can be measured.

특히, 본 발명은, 3개의 점패턴을 갖는 광학 마스터를 비전장치에 채용하여 그 점패턴들로부터 얻어진 좌표정보를 이용해 객체의 직각도를 측정할 수 있되, 특히, 그 점패턴들의 좌표점을 반전 또는 회전시키는 패턴 변환이 가능한 비전장치의 특성으로 인해, 점패턴들 사이의 기하학적 관계가 직각도 측정에 영향을 미치지 않으며, 이는 직각 마스터의 직각도에 의존하는 것에 의해 크게 떨어지던 직각도 측정 정밀도를 크게 향상시켜주는 효과를 제공한다.In particular, the present invention, by employing an optical master having three point patterns in the vision device can measure the perpendicularity of the object using the coordinate information obtained from the point patterns, in particular, inverting the coordinate points of the point patterns Or, due to the characteristics of the vision device capable of rotating pattern transformation, the geometrical relationship between the dot patterns does not affect the measurement of the squareness, which is due to the degree of accuracy of the squareness measurement, which is greatly reduced by depending on the squareness of the rectangular master. Provides significant improvements.

본 발명은, 직각도 측정의 정밀도를 크게 높인다는 점에서, 특히, 직선운동하는 2축 또는 3축의 기계장치의 운동 정밀도를 향상시키는데 기여할 수 있다. 그이유는 기계장치의 직선운동시의 행정 오차는 작은 직각도의 오차에 의해서도 굉장히 큰 편차를 나타내기 때문이다.This invention can contribute to the improvement of the movement precision of the 2-axis or triaxial machinery which linearly moves especially from the point which raises the precision of a squareness measurement significantly. The reason for this is that the stroke error in the linear motion of the machine shows a very large deviation even by the small squareness error.

Claims (17)

직교 좌표계를 갖는 비전장치를 이용하여 객체의 직각도를 측정하는 방법으로서,As a method for measuring the rectangularness of an object using a vision device having a Cartesian coordinate system, (a) 상기 비전장치의 비전스크린을 통해 상기 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능한 점패턴들을 갖는 광학 마스터를 준비하는 단계와;(a) preparing an optical master having dot patterns capable of identifying a relative position of the object through a vision screen of the vision device; (b) 상기 비전스크린을 통해, 상기 직교 좌표계와 상기 객체 사이에 상기 점패턴들을 광학적으로 위치시킨 후, 그 점패턴들의 좌표점을 인식하는 단계와;(b) optically positioning the dot patterns between the rectangular coordinate system and the object through the vision screen and recognizing coordinate points of the dot patterns; (c) 상기 (b) 단계에서 인식된 좌표점들의 좌표정보에 따라 상기 직교 좌표계와 상기 객체 사이의 기하학적 관계를 얻고, 그 기하학적인 관계에 따라, 상기 객체의 제 1 축과 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전장치를 이용한 직각도 측정방법.(c) obtain a geometric relationship between the Cartesian coordinate system and the object according to the coordinate information of the coordinate points recognized in step (b), and between the first axis and the second axis of the object according to the geometric relationship Squareness measurement method using a vision device comprising the step of calculating the squareness error. 직교 좌표계를 갖는 비전장치를 이용하여 객체의 직각도를 측정하는 방법으로서,As a method for measuring the rectangularness of an object using a vision device having a Cartesian coordinate system, (a) 상기 비전장치의 비전스크린을 통해 상기 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능한 제 1, 제 2, 제 3 점패턴을 구비한 광학 마스터를 준비하는 단계와;(a) preparing an optical master having first, second and third point patterns capable of identifying a relative position of the object through the vision screen of the vision device; (b1) 상기 비전스크린을 통해, 상기 제 1 및 제 2 점패턴을 상기 객체의 제 1 축 및 상기 직교 좌표계의 X축에 일치시키고 상기 제 3 점패턴이 상기 제 1 및 제 2 점패턴과 함께 삼각형을 이루도록 한 후, 상기 점패턴들의 좌표점들을 인식하 는 단계와;(b1) through the vision screen, the first and second point patterns coincide with the first axis of the object and the X axis of the rectangular coordinate system and the third point pattern is combined with the first and second point patterns. Recognizing coordinate points of the point patterns after forming a triangle; (b2) 상기 (b1) 단계에서 인식된 좌표점들을 상기 Y축을 기준으로 대칭되게 반전시켜, 상기 점패턴들의 반전된 좌표점들을 인식하는 단계와;(b2) recognizing the inverted coordinate points of the point patterns by inverting the coordinate points recognized in the step (b1) symmetrically with respect to the Y axis; (c) 상기 (b1) 단계와 상기 (b2) 단계에서 인식된 좌표점들의 좌표 정보를 이용하여, 상기 객체의 제 1 축과 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전장치를 이용한 직각도 측정방법.(c) calculating a squareness error between the first axis and the second axis of the object by using coordinate information of the coordinate points recognized in steps (b1) and (b2). Squareness measurement method using a vision device. 청구항 2에 있어서, 상기 (b1) 단계와 상기 (b2) 단계에서, 상기 제 1 점패턴의 좌표점은 상기 직교 좌표계의 Y축 상에 위치하는 특징으로 하는 비전장치를 이용한 직각도 측정방법.The method of claim 2, wherein in steps (b1) and (b2), the coordinate points of the first point pattern are positioned on the Y axis of the rectangular coordinate system. 청구항 3에 있어서, 상기 직각도 오차(α)는, 상기 반전 전후에 각각 인식된 상기 제 3 점패턴의 좌표점으로부터 상기 제 2 축의 측정 좌표점에 이르는 수평거리들(x1m, x2m)과 상기 제 1 점패턴의 좌표점으로부터 상기 제 2 축의 측정 좌표점에 이르는 거리(ym)를 기초로 아래의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 비전장치을 이용한 직각도 계산방법.The method of claim 3, wherein the squareness error α is equal to the horizontal distances (x 1m , x 2m ) from the coordinate points of the third point pattern recognized before and after the inversion to the measurement coordinate points of the second axis. And a squareness calculation method using a vision device based on a distance y m from a coordinate point of the first point pattern to a measurement coordinate point of the second axis. [수학식][Equation]
Figure 112006015837329-pat00012
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 직교 좌표계를 갖는 비전장치를 이용하여 객체의 직각도를 측정하는 방법에 있어서,In the method for measuring the orthogonality of an object using a vision device having a Cartesian coordinate system, (a) 상기 비전장치의 비전스크린을 통해 상기 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능한 제 1, 제 2, 제 3 점패턴을 구비한 광학 마스터를 준비하는 단계와;(a) preparing an optical master having first, second and third point patterns capable of identifying a relative position of the object through the vision screen of the vision device; (b1) 상기 비전스크린을 통해, 상기 제 1 및 제 2 점패턴을 상기 객체의 제 1 축 및 상기 직교 좌표계의 X축에 일치시키고 상기 제 3 점패턴이 상기 제 1 및 제 2 점패턴과 함께 삼각형을 이루도록 한 후, 상기 점패턴들의 좌표점들을 인식하는 단계와;(b1) through the vision screen, the first and second point patterns coincide with the first axis of the object and the X axis of the rectangular coordinate system and the third point pattern is combined with the first and second point patterns. Recognizing coordinate points of the point patterns after forming a triangle; (b2) 상기 직교 좌표계의 Y축 상에 있는 상기 제 1 점패턴의 좌표점을 중심으로 상기 제 2 및 제 3 점패턴의 좌표점을 회전시켜서, 회전된 제 3 점패턴의 좌표점이 상기 객체의 제 2 축과 만나는 좌표점을 인식하는 단계와;(b2) by rotating the coordinate points of the second and third point patterns around the coordinate points of the first point pattern on the Y axis of the rectangular coordinate system, whereby the coordinate points of the rotated third point pattern Recognizing a coordinate point that meets the second axis; (c) 상기 (b1) 단계와 상기 (b2) 단계에서 인식된 좌표점들의 좌표 정보를 이용하여, 상기 객체의 제 1 축과 상기 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전장치를 이용한 직각도 측정방법.(c) calculating a squareness error between the first axis and the second axis of the object using coordinate information of the coordinate points recognized in steps (b1) and (b2). Squareness measurement method using a vision device characterized in that. 청구항 5에 있어서, 상기 직각도 오차(α)는, 상기 (b1) 단계에서 인식된 상기 제 3 점패턴의 좌표점으로부터 상기 객체의 제 2 축 상의 측정 좌표점에 이르는 수평거리(x1m)와 상기 제 1 점패턴의 좌표점으로부터 상기 측정 좌표점에 이르는 거리(y1m)와, 그리고, 상기 (b2) 단계에서 인식된 상기 제 1 점패턴의 좌표점으로부터 상기 제 3 점패턴의 회전 좌표점에 이르는 거리(y2m)를 기초로 아래의 [수학식]에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 비전장치를 이용한 직각도 측정방법.The method of claim 5, wherein the squareness error (α) is a horizontal distance (x 1m ) from the coordinate point of the third point pattern recognized in the step (b1) to the measurement coordinate point on the second axis of the object The distance y 1m from the coordinate point of the first point pattern to the measurement coordinate point, and the rotation coordinate point of the third point pattern from the coordinate point of the first point pattern recognized in step (b2). Squareness measurement method using a vision device, characterized in that calculated by the following [Equation] based on the distance to (y 2m ). [수학식][Equation]
Figure 112006015837329-pat00013
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 직교 좌표계를 갖는 비전장치를 이용하여 객체의 직각도를 측정하는 방법에 있어서,In the method for measuring the orthogonality of an object using a vision device having a Cartesian coordinate system, (a) 상기 비전장치의 비전스크린을 통해 상기 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능하고 직각 삼각형으로 배열되는 제1, 제 2, 제 3 점패턴을 구비한 광학 마스터를 준비하는 단계와;(a) preparing an optical master having first, second, and third dot patterns arranged in a right triangle to identify a relative position of the object through a vision screen of the vision device; (b) 상기 제 1 및 제 2 점패턴을 상기 직교 좌표계의 X축 및 상기 객체의 제 1 축에 일치시키고 상기 제 3 점패턴을 상기 직교 좌표계의 Y측에 일치시킨 후 각 점패턴들의 좌표점을 인식하는 단계와;(b) coordinate points of the respective point patterns after matching the first and second point patterns with the X axis of the rectangular coordinate system and the first axis of the object, and matching the third point pattern with the Y side of the rectangular coordinate system. Recognizing; (c) 상기 좌표점들의 좌표 정보를 이용하여, 상기 객체의 제 1 축과 상기 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전장치를 이용한 직각도 측정방법.and calculating a squareness error between the first axis and the second axis of the object by using coordinate information of the coordinate points. 청구항 7에 있어서, 상기 직각도 오차(α)는, 상기 제 3 점패턴의 좌표점으로부터 상기 객체의 제 2 축의 측정 좌표점 사이에 이르는 수평거리(xm)와 상기 제 1 점패턴의 좌표점으로부터 상기 제 2 축의 측정 좌표점에 이르는 거리(ym)을 얻어, 아래의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 비전장치를 이용한 직각도 측정방법.8. The coordinate angle of claim 7, wherein the perpendicularity error α is a horizontal distance x m between the coordinate point of the third point pattern and the measurement coordinate point of the second axis of the object. And a distance (y m ) from the measurement coordinate point of the second axis to the calculated coordinate point, and is calculated by the following equation. [수학식][Equation]
Figure 112006015837329-pat00014
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 직교 좌표계와 비전스크린을 갖는 비전장치와;A vision device having a rectangular coordinate system and a vision screen; 상기 비전스크린을 통해 상기 객체에 대한 상대 위치의 확인이 가능한 점패턴들을 구비하며, 상기 비전장치에 의해 상기 점패턴들의 좌표점이 인식되는 광학 마스터를 포함하되,It includes an optical master having a dot pattern that can determine the relative position to the object through the vision screen, the coordinate point of the point patterns by the vision device is recognized, 상기 비전장치는, 상기 좌표점들의 좌표 정보에 따라 상기 직교 좌표계와 상기 객체 사이의 기하학적 관계를 얻고, 그 기하학적인 관계에 따라, 상기 객체의 제 1 축과 제 2 축 사이의 직각도 오차를 계산하는 것을 특징으로 하는 비전장치를 이용한 직각도 측정 시스템.The vision apparatus obtains a geometric relationship between the Cartesian coordinate system and the object according to the coordinate information of the coordinate points, and calculates a squareness error between the first axis and the second axis of the object according to the geometric relationship. Squareness measurement system using a vision device, characterized in that. 청구항 9에 있어서, 상기 비전장치는,The method according to claim 9, The vision device, 제 1 및 제 2 점패턴이 상기 직교 좌표계의 X축 및 상기 객체의 제 1 축에 일치되고 상기 제 3 점패턴이 상기 제 1 및 제 2 점패턴와 함께 삼각형을 이루는 좌표점을 인식하는 패턴 인식부와;A pattern recognizing unit that recognizes coordinate points where the first and second point patterns coincide with the X axis of the rectangular coordinate system and the first axis of the object, and the third point pattern forms a triangle together with the first and second point patterns Wow; 상기 좌표점들을 상기 Y축을 중심으로 대칭, 반전시키는 패턴 변환부를;A pattern converting unit configured to flip and invert the coordinate points about the Y axis; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직각도 측정 시스템.Squareness measurement system, characterized in that it further comprises. 청구항 9에 있어서, 상기 비전장치는,The method according to claim 9, The vision device, 제 1 및 제 2 점패턴이 상기 직교 좌표계의 X축 및 상기 객체의 제 1 축에 일치되고 제 3 점패턴이 상기 제 1 및 제 2 점패턴와 함께 삼각형을 이루는 좌표점을 인식하는 패턴 인식부와;A pattern recognizing unit configured to recognize coordinate points where first and second point patterns coincide with the X axis of the rectangular coordinate system and the first axis of the object, and a third point pattern forms a triangle together with the first and second point patterns; ; 상기 좌표점들을 상기 직교 좌표계의 Y축 상에 있는 제 1 점패턴의 좌표점을 중심으로 회전시키는 패턴 변환부를;A pattern converter configured to rotate the coordinate points about the coordinate point of the first point pattern on the Y axis of the rectangular coordinate system; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직각도 측정시스템.Squareness measurement system, characterized in that it further comprises. 비전장치에 적용되어 객체의 직각도 측정에 이용되는 광학 마스터로서,An optical master that is applied to vision devices and used to measure the squareness of an object. 비전장치의 비전스크린을 통해 객체와의 상대 위치의 확인이 가능한 점패턴이 형성된 3개의 광학패널들과;Three optical panels formed with a dot pattern for identifying a position relative to an object through a vision screen of the vision device; 상기 광학패널들을 위치 조절 가능하게 지지하는 베이스 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 직각도 측정용 광학 마스터.And a base unit for supporting the optical panels in a positional adjustable manner. 청구항 12에 있어서, 상기 베이스 유닛은,The method of claim 12, wherein the base unit, 액자형의 틀체와,Framed frame, 상기 틀체의 양측벽을 가로질러 설치되며, 상기 광학패널을 슬라이딩 가능하 게 안내하는 레일들과;Rails installed across both side walls of the frame and slidably guiding the optical panel; 상기 레일들 상의 광학패널을 고정시키는 고정기구를;A fixing mechanism for fixing the optical panel on the rails; 포함하는 것을 특징으로 하는 직각도 측정용 광학 마스터.Optical master for squareness measurement, characterized in that it comprises. 청구항 13에 있어서, 상기 레일들 중 제 1 레일에는 2개의 광학패널이 설치되고, 제 2 레일에는 나머지 하나의 광학패널이 설치되는 것을 특징으로 하는 직각도 측정용 광학 마스터.The optical master of claim 13, wherein two optical panels are installed on a first rail of the rails, and another optical panel is installed on a second rail of the rails. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학패널들 각각에는 크기 또는 형상이 다른 복수의 점패턴들이 마련되고, 점패턴 각각은 나머지 광학패널들에 형성된 동일 크기 및 형상의 다른 점패턴들과 함께 삼각형을 이루도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 직각도 측정용 광학 마스터.The method according to any one of claims 12 to 14, wherein each of the optical panels is provided with a plurality of point patterns having different sizes or shapes, and each of the dot patterns has different dot patterns of the same size and shape formed in the remaining optical panels. Optical master for perpendicularity measurement, characterized in that arranged in a triangle with. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학패널에 형성된 점패턴들은 자신 또는 주변이 투명 또는 반투명으로 이루어진 것을 특징으로 하는 직각도 측정용 광학 마스터.15. The optical master for measuring squareness according to any one of claims 12 to 14, wherein the dot patterns formed on the optical panel are transparent or semitransparent in their or surroundings. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서, 상기 베이스 유닛은,The method according to claim 13 or 14, wherein the base unit, 상기 틀체의 일측에 연결되는 힌지축을 구비하여 상기 힌지축을 중심으로 상기 틀체를 회전가능하게 지지하는 회전 지지부와;A rotatable support having a hinge axis connected to one side of the frame to rotatably support the frame about the hinge axis; 두개의 광학패턴에 형성된 두 점패턴을 객체의 한 축에 일치시키기 위해 상기 틀체를 상기 힌지축을 회전 이동시키고 그 회전 이동된 틀체를 고정 상태로 유지하기 위한 미세 각도 조종부를;A fine angle control unit for rotating the hinge axis and keeping the rotated frame in a fixed state so that the two dot patterns formed on the two optical patterns coincide with one axis of the object; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직각도 측정용 광학 마스터.Optical master for squareness measurement, characterized in that it further comprises.
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