KR100788910B1 - On-line apparatus and method for measuring a cross-sectional view - Google Patents

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Abstract

An apparatus and a method for measuring the cross-section of a target in real time are provided to supply required information to a manager and a worker by systematically managing information on the quality of products. A camera module employs an interference filter to receive laser light as an image. The interference filter receives laser light reflected from the surface of a target and blocks wavelengths except for the wavelength of the laser light. A program module converts an input image from a camera module into data observed on a cross-section, and completes a cross-sectional external shape image using plural images obtained by primary length correction with respect to the converted data according to a photograph angle of the camera module and secondary length correction according to the distance between the camera module and a laser light reflection portion, or converts the cross-sectional external shape image into a vector-type graphic file.

Description

피측정물의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 장치 및 방법{On-line Apparatus and Method for Measuring a Cross-sectional View}Apparatus and method for non-contact real-time measurement of the external cross section of the object under test {On-line Apparatus and Method for Measuring a Cross-sectional View}

도 1은 본 발명에 의한 측정장치와 피측정물의 관계를 보여주는 개념도.1 is a conceptual diagram showing the relationship between the measuring device and the object to be measured according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 측정장치를 이용한 단면측정 과정에서 촬영된 이미지의 촬영각도에 따른 1차 길이보정을 설명하는 개념도.2 is a conceptual diagram illustrating a first length correction according to a photographing angle of an image photographed in a section measurement process using a measuring device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 측정장치를 이용한 단면측정 과정에서 촬영된 이미지의 촬영거리에 따른 2차 길이보정을 설명하는 개념도.Figure 3 is a conceptual diagram illustrating the second length correction according to the shooting distance of the image taken in the cross-sectional measurement process using the measuring device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 장치를 이용한 실시예로서 프로파일의 외관형상 단면을 측정하는 구성을 보여주는 개념도.4 is a conceptual view showing a configuration for measuring the external shape cross section of the profile as an embodiment using the device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 장치를 이용한 실시예로서 프로파일의 외관형상 단면을 4 방향 360°에서 촬영한 이미지.Figure 5 is an embodiment using the device according to the invention the image of the profile of the appearance profile cross section taken in 360 directions in four directions.

도 6은 도 5에서 촬영된 이미지를 길이(높이)보정하는 과정을 보여주는 개념도.6 is a conceptual diagram illustrating a process of correcting a length (height) of the image photographed in FIG. 5.

도 7은 도 6에서 길이(높이)보정된 4 개의 이미지 및 이들을 조합하여 프로파일의 외관형상 단면을 완성한 도면.7 is a view showing a cross-sectional view of the profile by combining the four (length) height-corrected in Figure 6 and these combinations.

본 발명은 물체(피측정물)의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 장치 및 측정하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 품질정보관리/분석/집계처리 등을 시스템화하여 관리자 및 작업자에게 필요한 정보를 실시간으로 적기에 제공함으로써 품질향상, 생산성 향상, 불량률 감소, 원가절감 등에 관한 효율적/효과적 관리가 가능한 물체(피측정물)의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 장치 및 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and a method for measuring a non-contact real-time measurement of the external cross-section of the object (measured object), and more specifically, information required for the manager and operator by systemizing quality information management / analysis / aggregation processing, etc. And a method for non-contact real-time measurement of an external shape cross section of an object (object to be measured) capable of efficient and effective management of quality improvement, productivity improvement, defect rate reduction, cost reduction, etc. by providing timely in real time. .

제조업체가 여러 경쟁사를 물리치고 세계 속의 초일류 기업으로 성장하기 위해서는 차별화된 고객서비스와 더불어 매우 높은 수준의 품질관리가 필요한데, 특히 품질관리는 생산라인의 운전 중에 쉼없이 지속적으로 이루어져야 하고 생산과정에서 얻어진 품질관련 데이터와 모든 정보는 실시간으로 생산라인에 반영되어 품질유지 및 개선에 이용되어야 하며 전사적으로 품질관리정보가 공유되어 다양한 방향으로 활용되어야 한다.In order for a manufacturer to defeat several competitors and grow into a world-class company, it requires differentiated customer service and a very high level of quality control. In particular, quality control must be carried out continuously during the operation of the production line. The relevant data and all information should be reflected in the production line in real time and used for quality maintenance and improvement.

제품의 생산과정은 제품을 설계하는 단계, 확정된 설계도에 따라 설비를 세팅하는 단계, 시험생산을 통한 생산성공 여부를 확인하는 단계, 본 제품을 생산하는 단계로 이루어지는 것이 일반적이다. 이때 원활한 품질관리와 생산효율의 증대를 위해서는 생산된 제품의 일부를 샘플링하여 과연 설계도면의 허용오차 이내의 제품이 생산되고 있는지를 확인하는 것이 필수적이다. The production process of the product generally consists of designing the product, setting up the equipment according to the determined design, checking the productivity of the test product, and producing the product. At this time, in order to smoothly control quality and increase production efficiency, it is essential to sample a part of the produced product and confirm whether the product is produced within the tolerance of the design drawing.

그러나 제품을 샘플링하여 수치를 측정하더라도 그 시간이 적지 않게 걸리기 때문에 만일 제품생산에 오류가 있는 경우 이를 보완하더라도 상당 정도의 제품이 불량으로 처리될 수밖에 없는 한계가 있다. 연속 생산되는 프로파일 형태의 제품인 경우 중간을 절단하여 수치를 측정하는 것이 실질적으로 불가능하기 때문에 더욱 큰 문제가 된다.However, even if the product is sampled and measured, the time is not too small, so if there is an error in the production, there is a limit that a considerable amount of the product can be treated as defective even if it is corrected. In the case of profile products produced continuously, it is more problematic because it is practically impossible to measure the value by cutting the middle.

한편, 제품의 외관단면을 측정하는 방법에는 (ⅰ) 제품의 단면을 절단하여 측정하는 파괴검사와 (ⅱ) 제품을 단면절단하지 않고 측정하는 비파괴검사가 있으며, 비파괴검사에는 (ⅱ-1) 각종의 측정공구를 활용한 접촉식 검사와, (ⅱ-2) CCD 카메라 등의 화상처리장치를 이용하는 비접촉식 검사방법 등이 있다. 파괴검사법(i)과 접촉식 검사법(ⅱ-1)은 적지 않은 시간과 상당한 경험을 가진 전문작업자가 요구되는 단점이 있다. On the other hand, methods for measuring the external cross section of a product include (i) a fracture test for cutting a cross section of the product and (ii) a non-destructive test for measuring a product without cross section cutting. Contact inspection using a measuring tool of (ii-2), and a non-contact inspection method using an image processing apparatus such as a CCD camera. The failure inspection method (i) and the contact inspection method (ii-1) have disadvantages that require a professional worker with considerable time and considerable experience.

반면, 종래 비접촉식 검사법(ⅱ-2)은 화상처리장치가 보내온 이미지를 컴퓨터로 분석하여 해당 제품의 각 부위별 치수데이터를 얻은 후 상기 치수데이터와 제품설계 시의 기준데이터를 1:1 비교하여 제품의 양부를 판별하는 것이다. 예컨대 3차원 피측정 물체의 표면으로 소정의 경사각을 이루어 조사된 레이저광의 반사 레이저광을 입력받아 그 화상 데이터의 변화를 연산 처리하여 피측정물의 표면 형상에 관련된 수치를 얻는 물체의 형상 측정 방법이 알려져 있다. 한국 특허공개 10-1994-7508호, 10-1995-33441호, 10-1997-47903호, 10-2000-38765호 등에는 물체의 일측 평면의 높이를 측정하는 장치가 개시되어 있으나 이들은 물품의 단면이 아닌 평면적 물품의 일측 평면의 높낮이를 측정하는 것에 불과하다. 또한 한국 특허공개 10-2005-74330은 비접촉 표면 형상 측정 장치 및 방법을 제공하고 있으나 장치가 매우 복잡하고 실시간 측정이 불가능하다.On the other hand, the conventional non-contact inspection method (ii-2) analyzes an image sent from an image processing apparatus with a computer to obtain dimensional data for each part of the product, and then compares the dimensional data with reference data for product design 1: 1. It is to determine whether or not. For example, a method of measuring a shape of an object that receives a reflected laser light of a laser beam irradiated at a predetermined inclination angle to a surface of a three-dimensional object to be measured and computes a change in the image data to obtain a numerical value related to the surface shape of the object to be measured is known. have. Korean Patent Publication Nos. 10-1994-7508, 10-1995-33441, 10-1997-47903, and 10-2000-38765 disclose devices for measuring the height of one plane of an object. It is not just measuring the height of one plane of the planar article. In addition, Korean Patent Publication No. 10-2005-74330 provides a non-contact surface shape measuring device and method, but the device is very complicated and real-time measurement is impossible.

본 발명은 피측정물의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus for measuring in real time a non-contact real-time cross section of an external shape of an object to be measured.

또한 본 발명은 피측정물의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for measuring in real time a non-contact real-time cross section of the external shape of the object to be measured.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 레이저조사부, 카메라부, 프로그램부를 포함하는 피측정물의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention for achieving the above object relates to an apparatus for measuring in real time non-contact in real time the cross section of the external shape of the object to be measured including a laser irradiation unit, a camera unit, and a program unit.

본 발명에서 레이저조사부는 피측정물의 가상중심선에 대하여 직각방향으로 레이저를 조사하는 기능을 하는 장치이다. 가상중심선이란 피측정물을 관통하는 임의의 직선을 의미하지만 피측정물의 장축을 이루는 직선인 것이 바람직하다. 특히 프로파일 형태의 피측정물인 경우 프로파일의 중앙을 관통하는 중심축인 것이 바람직하다. 레이저광이 피측정물의 가상중심선에 대해 직각방향으로 조사되기 때문에 결국 레이저광이 반사되는 부분은 가상중심선에 대해 직각방향으로 절단한 절 단면과 일치된다. 이하 이론적으로 레이저광과 가상중심선이 만나는 점을 '가상중심선'이라 한다.In the present invention, the laser irradiation unit is a device that functions to irradiate the laser in a direction perpendicular to the virtual center line of the object to be measured. The virtual center line means any straight line passing through the object under test, but is preferably a straight line that forms the long axis of the object under test. In particular, in the case of a measured object in the form of a profile, the central axis penetrating the center of the profile is preferable. Since the laser light is irradiated at right angles to the virtual center line of the object to be measured, the portion where the laser light is reflected is coincident with the cut section cut at right angles to the virtual center line. Theoretically, the point where the laser beam and the virtual center line meet is called a 'virtual center line'.

사용되는 레이저광의 세기나 두께는 후술하는 카메라부의 수광능력에 따라 변동될 수 있을 것이지만 특히 레이저광의 두께는 검출될 카메라부의 CCD센서가 감지할 수 있는 최소한의 두께인 것이 바람직하다. The intensity or thickness of the laser light used may vary depending on the light receiving capability of the camera unit described later, but in particular, the thickness of the laser light is preferably the minimum thickness that can be detected by the CCD sensor of the camera unit to be detected.

본 발명에서 카메라부는 상기 레이저 조사면에 대하여 소정의 각도(θ)로 피측정물의 가상중심선에 대한 법선에 배치되어 피측정물의 표면으로부터 반사되는 레이저광을 이미지로 받아들이는 기능을 하는 장치이다(도 1 참조). 카메라부가 '레이저 조사면에 대하여 소정의 각도(θ)로 피측정물의 가상중심선에 대한 법선에 배치' 된다는 것은 카메라가 면광에 대하여 소정의 각도(θ)로 비스듬하게 가상중심점을 촬영하는 것처럼 배치된다는 의미이다. 상기 카메라는 데이터의 실시간 처리를 위하여 이미지를 디지털 형태로 받아들이는 CCD센서로 이루어지는 것이 바람직하다.In the present invention, the camera unit is a device arranged to be normal to the virtual center line of the object under measurement at a predetermined angle (θ) with respect to the laser irradiation surface to receive a laser beam reflected from the surface of the object as an image. See FIG. 1). The fact that the camera portion is 'arranged at a normal to the virtual center line of the object to be measured at a predetermined angle θ with respect to the laser irradiation surface' means that the camera is arranged as if the virtual center point is taken obliquely at a predetermined angle θ with respect to the surface light. It means. The camera is preferably made of a CCD sensor that accepts an image in digital form for real-time processing of data.

프로그램부는 상기 카메라부로부터의 이미지를 단면에서 관찰되는 데이터로 변환하고, 변환된 데이터들을 조합하여 외관형상 단면도를 완성하는 기능을 한다. 이때 입력된 이미지 정보는 ① 카메라 촬영각도(θ)에 따른 1차길이보정 ② 카메라와 레이저광 반사부위까지의 거리에 따른 2차길이보정 및 수치계산 ③ 보정이 완료된 복수개 이미지의 조합 등의 과정을 거쳐 수치화된 외관형상 단면도로 변환된다. 입력된 이미지에서 피측정물의 길이(높이)는 카메라의 각도와 카메라의 거리에 따라 다르게 입력되므로 이를 상기 ①과 ②에서 각각 1차보정 및 2차보정된다. 첨부 된 도면을 참조하면서 각 소단계에 대하여 상세히 설명한다. The program unit converts an image from the camera unit into data observed in the cross section, and combines the converted data to complete an appearance profile cross section. At this time, the inputted image information includes ① primary length correction according to camera shooting angle (θ) ② secondary length correction and numerical calculation according to the distance between the camera and the laser beam reflecting part ③ process of combining multiple images with correction It is converted into a numerically sectional view of the figure. Since the length (height) of the object to be measured in the input image is input differently according to the angle of the camera and the distance of the camera, the first and second corrections are performed in the above ① and ②, respectively. Each substep will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

카메라 촬영각도(θ)에 따른 길이 1차보정 소단계 First step of length correction based on camera shooting angle (θ)

도 2에 도시되었듯이 카메라에 촬영되는 물체의 길이(ℓ')는 카메라의 촬영각도(θ)에 따라 (촬영거리를 고려하지 않은) 물체의 길이(ℓ)보다 작게 된다. 따라서 촬영된 영상의 물체 길이로부터 (촬영거리를 고려하지 않은) 물체의 길이를 다음 식(1)과 같이 계산하여 영상의 길이를 1차보정한다.As shown in FIG. 2, the length l 'of the object photographed by the camera is smaller than the length l of the object (without considering the shooting distance) according to the photographing angle θ of the camera. Therefore, the length of the object is first corrected by calculating the length of the object (without considering the shooting distance) as shown in Equation (1).

Figure 112006055775414-pat00001
Figure 112006055775414-pat00001

1차보정길이(ℓ) = [입력된 이미지상에서의 길이(ℓ')] ÷ sinθ (1)Primary correction length (ℓ) = [length on input image (ℓ ')] ÷ sinθ (1)

카메라의 거리에 따른 길이 2차보정 및 수치계산 소단계 Second step of length correction and numerical calculation according to camera distance

도 3은 카메라의 렌즈를 통해 길이가 L인 물체가 렌즈의 반대편에 상을 맺을 경우 이들의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도에서 L은 물체의 길이(실질적으로는 가상중심점에서 레이저가 반사되는 피측정물 표면의 특정 점까지의 거리)를, ℓ은 CCD센서상에 맺힌 이미지의 1차보정된 길이(실질적으로는 가상중심점에 대응되는 화점에서 레이저가 반사되는 피측정물 표면의 특정 점에 대응되는 화점까지의 거리)를, d는 렌즈의 중심에서 가상중심점까지의 거리를, m은 렌즈중심에서 CCD면 까지의 거리를 각각 나타낸다. 이들 값중에서 구하고자 하는 값은 2차보정된 물체의 실제 길이 L이며, 주어지는 값은 m, ℓ, d이다. m은 카메라에서 기계적으로 고정된 값으로 렌즈의 중심에서 CCD면 까지의 거리를 측정하여 얻을 수 있으며, d는 좌표 추적 알고리즘 방법으로 얻는다. 이들 수치로부터 2차보정된 물체의 실제 길이 L을 다음과 같은 식 (2)로 계산할 수 있다.3 is a view for explaining the relationship between the object of length L through the lens of the camera when the image on the opposite side of the lens. In the figure, L denotes the length of the object (substantially the distance from the virtual center point to a specific point on the surface of the object to which the laser is reflected), and l denotes the first corrected length of the image on the CCD sensor (substantially virtual). Distance from the focal point corresponding to the center point to the focal point corresponding to a specific point on the surface of the object to be reflected by the laser, d is the distance from the center of the lens to the virtual center point, and m is the distance from the lens center to the CCD plane. Respectively. Among these values, the desired value is the actual length L of the second-corrected object, and the values given are m, l, d. m is obtained by measuring the distance from the center of the lens to the CCD plane with the mechanically fixed value in the camera, and d is obtained by the coordinate tracking algorithm method. From these values, the actual length L of the second-corrected object can be calculated by the following equation (2).

2차보정길이(L) = (ℓ × d) ÷ m (2)2nd order calibration length (L) = (ℓ × d) ÷ m (2)

식 (1)과 (2)로부터 식 (3)이 계산된다.Equation (3) is calculated from equations (1) and (2).

2차보정길이(L) = (ℓ' × d) ÷ (m × sinθ) (3)2nd order correction length (L) = (ℓ '× d) ÷ (m × sinθ) (3)

한편 ℓ'는 측정하고자 하는 물체가 CCD상에 나타났을 때 직선부분이 나타난 픽셀 수 및 CCD센서의 길이, 폭의 실제 ㎜값으로부터 ㎜단위 값으로 환산할 수 있다. 예를 들면 CCD센서의 가로 세로의 길이가 각각 20㎜, 15㎜이고, 가로 세로의 픽셀 수가 각각 640, 480 픽셀이라면 CCD 상에 실제로 맺힌 상이 320 픽셀의 길이는 10㎜가 된다. 이러한 계산으로부터 2차보정길이(L)를 mm 단위로 수치화할 수 있다. On the other hand, ℓ 'can be converted into a unit of mm from the actual number of pixels of the number of pixels and the length and width of the CCD sensor when the object to be measured appears on the CCD. For example, if the length and width of the CCD sensor are 20 mm and 15 mm, respectively, and the number of pixels in the width and length is 640 and 480 pixels, respectively, the length of 320 pixels of the image actually formed on the CCD becomes 10 mm. From this calculation, the secondary correction length L can be digitized in mm units.

따라서 위와 같은 계산에 의해 CCD 이미지의 각 화점에 대하여 가상 중심선에 대한 각도와 거리가 확정된다. 즉, 보정된 이미지들이 만들어진다.Therefore, by the above calculation, the angle and distance with respect to the virtual center line are determined for each flash point of the CCD image. That is, corrected images are made.

즉, 전술한 바와 같이 1차 및 2차 이미지 보정 과정에서 촬영된 이미지는 이미지 백터라이징을 거친 후 이미지의 기준좌표원점(예를 들면, 가상중심점)이 설정 되고 이 원점을 중심으로 단면 프로파일의 수치가 계산되는 것이다. That is, as described above, the image photographed in the first and second image correction processes undergoes image vectorization, and then the reference coordinate origin (for example, a virtual center point) of the image is set and the numerical value of the cross-sectional profile is centered around this origin. Is calculated.

보정된 이미지를 조합하는 소단계 Small steps to combine the corrected images

피측정물의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하기 위해서는 피측정물의 가상중심선의 360°를 커버할 수 있는 최소한 3개 이상의 촬영이미지가 필요하다. CCD 이미지의 각 화점에 대하여 가상중심점에 대한 상대각도와 거리가 확정된 최소한 3개 이상의 보정된 이미지를 임의의 평면좌표에 배치하면 각 이미지의 말단이 일부씩 중복되면서 하나의 연속된 단면 이미지가 완성된다. 각각의 카메라부에서 인식된 이미지의 형상은 픽셀 단위의 위치 추적이 아닌 좌표 추적 알고리즘을 통해 실시간으로 결합(조합)된다.In order to make non-contact real-time measurement of the external cross-sectional shape of the object under test, at least three captured images are required to cover 360 ° of the virtual center line of the object under test. At least three corrected images, each of which has a fixed relative angle and distance to the virtual center point, are placed in any planar coordinates for each flash point in the CCD image. do. The shape of the image recognized by each camera unit is combined (combined) in real time through a coordinate tracking algorithm, rather than a pixel position tracking.

이렇게 얻어진 단면 이미지는 그대로 사용될 수도 있으나 가상중심점에 대해 상대각도와 거리값이 계산되어 있으므로 CAD와 같은 프로그램에서 조작될 수 있는 벡터타입 그래픽 파일[예를 들면 CAD 파일]로 변환될 수도 있다.The obtained cross-sectional image may be used as it is, but since the relative angle and distance value are calculated for the virtual center point, it may be converted into a vector type graphic file (for example, a CAD file) that can be manipulated in a program such as CAD.

본 발명에 의한 장치에 있어서, 상기 레이저조사부는 레이저를 상기 피측정물의 가상중심선에 대하여 직각방향으로 일부만 조사하고 하나의 카메라부가 촬영하는 방식으로 레이저조사부와 카메라부가 360° 회전하면서 3개 이상(바람직하게는 4~6개)의 이미지를 촬영하도록 할 수 있다. 이 경우 이미지 촬영시 시차가 있기 때문에 피측정물이 잠시 정지되도록 하거나 본 발명에 의한 장치가 피측정물의 이동방향으로 함께 이동되도록 하여야 한다. 즉, 1회 작동 후 원위치, 다시 작동 후 원위치하는 방식을 취하게 된다.In the apparatus according to the present invention, the laser irradiation unit irradiates a laser beam and the camera unit 360 ° in a manner of three or more (preferably preferably) by irradiating only a portion of the laser in a direction perpendicular to the virtual center line of the object to be measured. 4 ~ 6 images can be taken. In this case, since there is a parallax during image capturing, the object to be measured must be stopped for a while or the apparatus according to the present invention must be moved together in the direction of movement of the object to be measured. That is, it takes a home position after one operation and a home position after operation again.

또한 본 발명에 의한 장치에서, 실질적으로 실시간 단면측정을 위해서 상기 레이저조사부는 레이저를 상기 피측정물의 가상중심선에 대하여 직각방향으로 360° 조사하도록 설치되며, 상기 카메라부는 3개 이상(바람직하게는 4~6개) 설치되어 동시에 복수개의 이미지를 촬영하도록 할 수 있다.In addition, in the apparatus according to the present invention, the laser irradiator is installed to irradiate the laser 360 ° in a direction perpendicular to the virtual center line of the object to be measured for substantially real-time cross-sectional measurement, and the camera unit is three or more (preferably 4 ~ 6) can be installed to shoot a plurality of images at the same time.

한편, 카메라부에서 이미지를 보다 정확하게 촬영하거나, 촬영된 이미지의 정확성을 증대시키기 위하여 상기 카메라부에 사용되는 레이저 광원의 파장 이외의 빛을 차단하는 필터를 장착하거나, 촬영된 이미지에서 상기 레이저 광원에 해당하는 화상특성(색상) 이외의 화면부를 제거하는 프로그램을 상기 프로그램부에 추가할 수도 있다.On the other hand, in order to more accurately photograph the image in the camera unit, or to increase the accuracy of the photographed image is equipped with a filter for blocking light other than the wavelength of the laser light source used in the camera unit, or in the photographed image to the laser light source A program for removing screen portions other than the corresponding image characteristics (colors) may be added to the program portion.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 장치를 이용한 피측정물의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 과정을 설명한다. 피측정물로는 자동차 윈도우 틀에 설치되어 윈도우가 닫힐 때 윈도우와 윈도우 틀을 밀착시키는 고무실링(weather strip)를 선정하였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a process of non-contact real-time measurement of the external cross-section of the object to be measured using the apparatus according to the present invention. As the object to be measured, a rubber strip was selected that is installed in the vehicle window frame and closes the window and the window frame when the window is closed.

도면과 이하의 설명은 본 발명의 일 실시예를 보여주는 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위가 변경되거나 축소되는 것은 아니다. The drawings and the following description only show one embodiment of the present invention, and thus the scope of the technical spirit of the present invention is not changed or reduced.

고무실링은 연속 압출법에 의해 제조되는데, 생산장치의 말단에 도 4에 개념적으로 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 장치(하나 또는 복수개의 레이저조사부와 3개 이상의 카메라부)가 고무실링 주변으로 설치된다. 본 발명에 의한 장치의 각 부속장치의 위치, 거리, 상대각도 등은 사전에 적절하게 결정하게 된다. 도면에서는 4개의 카메라부를 설치한 것으로 하였다. 이어서 소정의 시간간격으로 본 발명에 의한 장치가 작동되면서 동시에 4방향 360°에서 고무실링의 외관형상(에서 반사되는 레이저 반사광)이 각 카메라부에 촬영된다(도 5). 촬영된 각 이미지는 피측정물(레이저가 반사되는 피측정물 표면의 특정 점)과 카메라까지의 거리 및 각도에 따른 길이(높이)조정과정을 거친다(도 6). 이렇게 길이(높이)보정된 4 개의 이미지를 가상중심선에 대한 상대각도 및 길이(높이)에 따라 배치하고 조합하여 고무실링의 외관형상 단면을 완성한다(도 7). The rubber seal is manufactured by a continuous extrusion method, and the device according to the present invention (one or more laser irradiation units and three or more camera units) is installed around the rubber seal at the end of the production apparatus as conceptually shown in FIG. do. The position, distance, relative angle, and the like of each accessory of the apparatus according to the present invention are appropriately determined in advance. In the figure, four camera units were provided. Subsequently, the device according to the present invention is operated at predetermined time intervals, and at the same time, the external shape of the rubber seal (laser reflected light reflected from) in four directions 360 degrees is captured in each camera unit (FIG. 5). Each photographed image is subjected to a length (height) adjustment process according to the object to be measured (a specific point of the object to which the laser is reflected) and the distance and angle to the camera (FIG. 6). The four length-corrected images are arranged and combined according to the relative angle and length (height) with respect to the virtual center line to complete the external shape cross section of the rubber seal (FIG. 7).

완성된 도면은 각 선(상의 점)에 대한 이렇게 얻어진 단면 이미지는 가상중심점에 대해 상대각도와 거리값이 계산되어 있으므로 CAD와 같은 프로그램에서 조작될 수 있는 벡터타입 그래픽 파일[예를 들면 CAD 파일]로 변환하여 기준 도면과 직접 수치비교하여 생산제품(고무실러)의 품질관리에 활용할 수 있다.The completed drawing is a vector type graphic file that can be manipulated in a program such as CAD because the obtained cross-sectional image of each line (point on top) is calculated relative angle and distance value to virtual center point. It can be used for quality control of the manufactured product (rubber sealer) by converting it into a numerical value and directly comparing it with the reference drawing.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 장치를 활용하여 품질관리를 하는 과정은 다음과 같다.The process of quality control using the apparatus according to the present invention configured as described above is as follows.

우선 전술한 바와 같이 카메라부에 의해 얻어진 (아날로그 타입의) 촬영 이 미지(레이저광 반사 이미지)가 프로그램부에 실시간으로 전송되면, 이미지 프로세서(도시 생략)에서 이미지(화상) 처리가 이루어져 (디지털 형태의) 실측데이터로 변환되고, 이렇게 변환된 실측데이터는 예를 들면 검사관리부(도시 생략)로 보내진다.First, as described above, when the (analog type) photographing image (laser light reflection image) obtained by the camera unit is transmitted in real time to the program unit, image (image) processing is performed by an image processor (not shown) (digital form). Is converted into actual measurement data, and the converted actual measurement data is sent to, for example, an inspection management unit (not shown).

상기 검사관리부는 해당 제품에 대한 검사데이터(기준 데이터)가 데이터베이스에 등록되어 있는지를 검색하여 만약 검사데이터가 존재하면 이를 불러내어 실측데이터와 비교해서 NG(No Good) 여부를 판정하고, 검사데이터가 없는 새로운 유형의 제품이라면 실측데이터를 해당 제품의 검사데이터로 저장한다. 또한, 검사진행과정에서 발견된 외관 단면의 결함들은 발생 횟수/빈도/발생시간대/제품길이/유형별로 분류되어 장래의 품질관리를 위한 정보로서 데이터베이스에 저장된다. 한편, 관리자는 본 발명에 의한 장치에 원격접속하거나 상기 처리장치에 구비된 키보드 등의 입력수단을 이용하여 각 제품별 검사조건(최소의 NG 패턴 크기 및 쓰레숄드 값)을 설정 및 관리할 수 있다.The inspection management unit searches whether the inspection data (reference data) for the product is registered in the database and if the inspection data exists, it is called out and compared with the actual measurement data to determine whether NG (No Good), and the inspection data is If a new type of product does not exist, the measurement data is stored as inspection data of the product. In addition, defects in the external cross section found during the inspection process are classified by number of occurrences / frequency / time of occurrence / product length / type and stored in the database as information for future quality control. On the other hand, the administrator can set and manage the inspection conditions (minimum NG pattern size and threshold value) for each product by remote access to the apparatus according to the present invention or by using input means such as a keyboard provided in the processing apparatus. .

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 피측정물의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 장치 및 방법에 의하면 생산되는 제품의 외관단면을 실시간으로 측정하여 표준품과 자동으로 비교함으로써 품질관리를 원활하게 할 수 있게 된다. 또한 외관단면 측정과정에서 얻어진 품질관리정보와 각종 데이터 등을 데이터베이스에 축적하여 관리할 수 있으며, 이러한 데이터베이스에 축적된 품질관 리/분석/집계처리 등의 정보를 필요할 때마다 인터넷에 접속하여 확인할 수 있다.As described above, the apparatus and method for measuring in real time the non-contact real-time cross-sectional shape of the object to be measured according to the present invention can measure the external cross-section of the produced product in real time and automatically compare with the standard product to facilitate quality control. It becomes possible. In addition, quality control information and various data obtained during the measurement of appearance cross section can be accumulated and managed in the database, and the information such as quality management / analysis / aggregation processing accumulated in the database can be checked by accessing the Internet whenever necessary. have.

본 발명은 실시간으로 수집된 단면 형상을 저장하고 저장시 생산 설비의 설비상태 및 조건을 병렬로 자료를 수집하여 양품 및 불량품 점검시 해당 설비의 상태를 조회 함으로써 정확한 제품의 생산정보를 파악할 수 있다. 즉, W/S생산시 압출기/가류기/인취기의 속도, 압력, 온도 등을 실시간으로 수집하여 단면 형상 저장시 생산 조건을 동시에 저장 하는 시스템이 가능하게 되는 것이다.The present invention can obtain accurate product information by storing the cross-sectional shape collected in real time and collecting the data in parallel with the state and conditions of the production equipment at the time of storage and inquiring the status of the corresponding equipment when inspecting the good and defective products. In other words, it is possible to simultaneously collect the speed, pressure, temperature, etc. of the extruder / vulcanizer / take-off during the production of W / S in real time to store the production conditions at the same time when storing the cross-sectional shape.

따라서 회사 내외의 다양한 부서에서 이러한 품질관리정보를 공유하여 제품개발이나 품질관리업무 및 기획업무에 활용함으로써 품질 및 생산성 향상과 불량률 감소, 원가절감 등이 가능하게 된다.
또한, 다양한 인터페이스가 제공됨으로써 기간 시스템과의 손쉬운 통합이 이루어질 수 있다.
Therefore, by sharing this quality management information in various departments inside and outside the company and using it in product development, quality control and planning, it is possible to improve quality and productivity, reduce defective rate, and reduce cost.
In addition, various interfaces may be provided for easy integration with the back-up system.

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Claims (10)

피측정물의 가상중심선에 대하여 직각방향으로 360° 레이저를 조사하도록 설치되는 4~6개의 레이저조사부; Four to six laser irradiation units installed to irradiate a 360 ° laser in a direction perpendicular to the virtual center line of the object to be measured; 상기 레이저조사부에서 조사된 레이저광이 반사되는 레이저 조사면에 대하여 소정의 각도로 피측정물의 가상중심선에 대한 법선 위치에 4~6개 배치되어 피측정물의 표면으로부터 반사되는 레이저광만을 받아들이고 레이저광원 파장 이외의 빛은 차단하도록 간섭필터가 구비되어 레이저광을 이미지로 받아들이는 카메라부; 4 to 6 are arranged at a normal position with respect to the virtual center line of the object to be measured at a predetermined angle with respect to the laser irradiation surface from which the laser light irradiated from the laser irradiation unit receives only the laser light reflected from the surface of the object to be measured and the wavelength of the laser light source A camera unit provided with an interference filter to block other light and receiving laser light as an image; 상기 카메라부에 입력된 이미지를 단면에서 관찰되는 데이터로 변환하고, 변환된 데이터들을 카메라촬영각도에 따른 1차 길이보정과, 카메라와 레이저광 반사부위까지의 거리에 따른 2차 길이보정을 거친 데이터를 이용 복수개의 이미지를 조합하는 과정을 거쳐 외관형상 단면도를 완성하거나, 외관형상 단면도를 벡터타입 그래픽파일로 변환하는 프로그램부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 장치.The image inputted to the camera unit is converted into data observed in the cross section, and the converted data are subjected to the first length correction according to the camera photographing angle and the second length correction according to the distance between the camera and the laser beam reflecting portion. A non-contact real-time measurement of the external shape cross section of the object to be measured, comprising: a program unit for completing the external shape cross section through a process of combining a plurality of images or converting the external shape cross section into a vector type graphic file Device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 피측정물의 가상중심선에 대하여 직각방향으로 360°레이저를 조사하는 레이저 조사단계;A laser irradiation step of irradiating a 360 ° laser in a direction perpendicular to a virtual center line of the object to be measured; 상기 레이저 조사면에 대하여 소정의 각도로 피측정물의 가상중심선에 대한 법선상에서 상기 피측정물의 표면으로부터 반사되는 레이저광을 4~6개소에서 이미지로 받아들이는 이미지 포착단계;An image capturing step of receiving the laser light reflected from the surface of the object under measurement at an angle with respect to the laser irradiation surface as an image at four to six locations on a normal to the virtual center line of the object under measurement; 포착된 이미지를 단면에서 관찰되는 데이터로 변환하는 과정과, 변환된 데이터들을 카메라촬영각도에 따른 길이를 1차 보정하는 과정과, 카메라와 레이저광 반사부위까지의 거리에 따른 길이를 2차 보정하는 과정과, 1차 및 2차 길이보정을 거쳐 얻어진 데이터를 이용 복수개의 이미지를 조합하여 외관형상 단면도를 완성하는 과정과, 완성된 외관형상 단면도의 수치를 계산하거나 외관형상 단면도를 벡터타입 그래픽 파일로 변환하는 과정을 갖는 데이터 처리단계;Converting the captured image into data observed in the cross section, first correcting the length of the converted data according to the camera photographing angle, and second correcting the length according to the distance between the camera and the laser beam reflecting portion. A process of combining the plurality of images using the data obtained through the first and second length corrections to complete the appearance profile, and calculating the numerical value of the finished appearance profile or converting the appearance profile into a vector type graphic file. A data processing step of converting the data; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 외관형상 단면을 비접촉식으로 실시간 측정하는 방법.Non-contact real-time measurement of the external shape cross section of the object to be measured, characterized in that it comprises a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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