KR100901182B1 - 영상센서를 이용한 주물제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상센서를 이용한 주물제조장치로서, 금형의 내부공간에 금속용액을 주입시켜 주물을 제조하는 주물장치, 상기 주물장치의 일측에 설치되어 제조된 주물을 이송시키는 로봇암 및 상기 로봇암과 전기적으로 연결되어 상호 교신하며, 상기 로봇암에 파지 된 주물을 촬상하고 촬상된 영상과 기 저장된 주물의 영상을 비교하여 제조된 주물의 이상 유무를 판단하는 영상센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 영상센서가 제조된 주물을 촬상하고 촬상된 주물의 영상과 기 저장된 주물의 영상 및 패턴 정보를 비교하여 제조된 주물의 이상 유무를 정확하게 검사함으로써 금형의 손상 여부를 판단하거나 불량제품의 계속적인 생산을 즉시 차단함으로써 위험발생이나 손해가 미연에 방지되는 효과가 있다.

또한, 하우징의 개폐수단이 마련된 일측에 다수 개의 배출공이 형성된 분사관을 설치하고, 분사관은 개폐수단의 개방시 일방으로 압축가스를 분사하여 개방된 일측에 에어커튼이 형성됨으로써 이형제 등의 비산물질이 영상센서에 흡착되지 않아 정밀한 촬상이 가능한 효과가 있다.

주물, 영상센서, 로봇암, 에어커튼.

Description

영상센서를 이용한 주물제조장치{An Apparatus For Manufacturing Casting Using Image Sensor}

도 1은 본 발명에 따른 영상센서를 이용한 주물제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 영상센서의 설치상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 영상센서의 구성 및 영상센서를 이용한 주물제조장치의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.

<주요도면부호에 관한 설명>

10 : 영상센서 11 : 촬상부

13 : 영상처리부 15 : 데이터 베이스

17 : 통신부 20 : 하우징

21, 51 : 개폐수단 21a: 실린더

25 : 지지대 30 : 분사관

31 : 배출공 33 : 솔레노이드 밸브

40 : 로봇암 50 : 주물장치

55 : 주물 60 : 냉각수조

70 : 절단장치

본 발명은 영상센서를 이용한 주물제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상센서가 제조된 주물을 촬상하고 촬상된 주물의 영상과 기 저장된 주물의 영상 및 패턴 정보를 비교하여 제조된 주물의 이상 유무를 정확하게 판단하는 영상센서를 이용한 주물제조장치에 관한 것이다.

주물은 용해된 금속을 금형 속에 넣고 응고시켜서 원하는 모양의 금속제품으로 만드는 것을 말한다.

이와 같이 제조된 주물은 금형으로부터 분리하여 냉각시키고, 불필요한 부분을 절단시키는 등 수차례의 공정이 수행되어야 하므로 각 장치 간의 이송이 필요하다.

하지만 냉각시키지 않은 고온의 주물은 각 장치 간의 이동시 인위적으로 다룰 수 없고, 작업장 내부는 주물의 응고시 발생하는 가스와 공정에 사용되는 이형제의 비산으로 인해 사람이 작업하기에는 곤란하여 제조된 주물을 이송시키는 로봇암이 제공되어 사용된 바 있다.

이러한 로봇암은 기계적인 것으로서, 금형으로부터 제조된 주물을 분리하여 다음 공정으로 이송시킬 때 주물이 금형에서 완전히 분리되었는지 확인하는 작업이 요구된다.

이에 따라 종래에는 물체(금속)의 접근시 고주파 신호의 손실, 정전용량의 변화 등을 이용하여 로봇암에 파지된 주물의 근접을 감자하는 근접센서가 설치되어 주물의 존재 여부를 확인하였다.

그러나, 근접센서는 주물의 존재 여부만 확인하는 것이므로 주물이 금형으로부터 완벽히 분리되었는지의 여부는 알 수 없는 문제점이 있다.

특히, 금형에 주물의 일부가 존속된 상태에서 주물의 제조 작업이 수행되는 경우 고가의 금형이 손상될 우려가 있고, 형상이 불량인 제품의 계속적인 생산으로 막대한 손해가 발생할 수 있으므로 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법에 대한 필요성이 심각하게 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 영상센서가 제조된 주물을 촬상하고 촬상된 주물의 영상과 기 저장된 주물의 영상 및 패턴 정보를 비교하여 제조된 주물의 이상 유무를 판단함으로써 주물의 이상 유무가 정확하게 판단되는 영상센서를 이용한 주물제조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 하우징의 개폐수단이 마련된 일측에 다수 개의 배출공이 형성된 분사관을 설치하고, 분사관은 개폐수단의 개방시 일방으로 압축가스를 분사하여 개방된 일측에 에어커튼을 형성함으로써 이형제 등의 비산물질이 영상센 서에 흡착되지 않도록 함으로써 항상 영상센서의 감도를 일정하게 유지하는 영상센서를 이용한 주물제조장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 금형의 내부공간에 금속용액을 주입시켜 주물을 제조하는 주물장치, 상기 주물장치의 일측에 설치되어 제조된 주물을 이송시키는 로봇암 및 상기 로봇암과 전기적으로 연결되어 상호 교신하며, 상기 로봇암에 파지된 주물을 촬상하고 촬상된 주물의 영상과 기 저장된 주물의 영상을 비교하여 이상 유무를 판단하는 영상센서가 제공된다.

상기 영상센서는 상기 로봇암에 취부된 주물을 촬상하는 촬상부, 상기 주물의 영상 및 패턴 정보가 기 저장된 데이터베이스, 상기 촬상부로부터 촬상된 영상을 수신하고, 상기 데이터베이스에 기 저장된 상기 주물의 영상 및 패턴 정보와 상기 촬상된 영상을 비교하여 이상 유무를 판단하는 영상 처리부, 상기 로봇암과 상호 교신하는 통신부를 포함하여 구성된다.

여기서 내부 공간이 형성되는 박스 형상으로서, 상기 로봇암과의 교신에 의해 개폐되는 개폐수단이 일측에 마련되고, 내부 공간에 상기 영상센서가 설치되는 하우징이 더 포함되는 것이 바람직하다.

또한 상기 개폐수단이 마련된 일측에 설치되고, 다수 개의 배출공이 형성되어 상기 개폐수단의 개방시 일방으로 압축가스를 분사하는 분사관이 더 포함되는 것이 더욱 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 영상센서(10)를 이용한 주물제조장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 영상센서(10)의 설치상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상센서(10)를 이용한 주물제조장치는 주물장치(50), 로봇암(40) 및 영상센서(10)를 포함하여 구성된다.

주물장치(50)는 금형의 내부 공간에 금속용액을 주입시켜 주물(55)을 제조하는 장치로서, 일측에 개폐수단(51)이 마련되어 이형제 등의 비산물질에 의해 주물(55)이 오염되는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

로봇암(40)은 회전 및 각도 조절이 가능하며, 일단에 핑거가 형성되어 주물장치(50)로부터 제조된 주물(55)을 다음 공정을 수행하는 냉각수조(60) 및 절단장치(70)로 이송시킨다.

영상센서(10)는 로봇암(40)이 제조된 주물(55)을 이송시킬 때 파지된 주물(55)을 촬상하고, 촬상된 주물(55) 영상을 기 저장된 주물(55)의 영상과 비교하여 제조된 주물(55)의 이상 유무를 판단한다.

이러한 영상센서(10)를 이용한 주물제조장치는 로봇암(40)의 원심 방향으로 주물장치(50), 영상센서(10), 냉각수조(60) 및 절단장치(70)가 소정거리 이격되도 록 설치되고, 로봇암(40)은 각 장치(10, 50, 70)와 전기적으로 연결되어 각 장치(10, 50, 70)를 제어한다.

또한 로봇암(40)은 주물장치(50)로부터 제조된 주물(55)을 회수하고, 영상센서(10)를 이용하여 파지된 주물(55)의 이상 유무를 판단한 뒤에 다음 공정을 위한 장치(60, 70)로 이송시킨다.

영상센서(10)를 이용하여 제조된 주물(55)의 이상 유무를 판단하는 동작은 이후 상세히 설명하도록 하고, 이하에서는 영상센서(10)의 설치상태를 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상센서(10)는 박스 형상의 하우징(20)의 내부 공간에 설치된다.

지지대(25)에 의해 지지되는 하우징(20)은 일측에 개폐수단(21)이 마련되고, 개폐수단(21)은 실린더(21a)의 동작에 따라 개방 및 폐쇄된다.

이때 개폐수단(21)이 마련된 일측에는 개폐수단(21)의 개방시 작업장에 비산되는 이형제 등의 비산물질의 유입을 방지하기 위해 다수 개의 배출공(31)이 형성된 분사관(30)이 설치된다.

이러한 분사관(30)은 일측에 설치된 솔레노이드 밸브(33)의 개폐에 따라 압축가스가 공급 또는 차단된다.

이와 같은 솔레노이드 밸브(33)는 로봇암(40)과 전기적으로 연결되어 로봇암(40)의 제어에 의해 개폐된다.

상술한 바와 같이 설치된 영상센서(10)는 로봇암(40)과의 상호 교신에 의해 필요시에만 동작하여 로봇암(40)에 취부된 주물(55)의 이상 유무를 판단한다.

도 3은 본 발명에 따른 영상센서(10)의 구성 및 영상센서(10)를 이용한 주물제조장치의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 영상센서(10)는 촬상부(11), 영상처리부(13), 데이터베이스(15) 및 통신부(17)을 포함하여 구성된다.

촬상부(11)는 로봇암(40)에 취부된 주물(55)을 촬상하고, 데이터베이스(15)는 주물(55)의 영상 및 패턴 정보가 기 저장된다.

영상처리부(13)는 촬상부(11)로부터 촬상된 영상을 수신하고, 데이터베이스(15)에 기 저장된 주물(55)의 영상 및 패턴 정보와 비교하여 제조된 주물(55)의 이상 유무를 판단하며, 통신부(17)는 로봇암(40)과 상호 교신한다.

영상센서(10)를 이용하여 로봇암(40)에 취부된 주물(55)의 이상 유무를 판단하는 동작을 설명하면, 로봇암(40)은 주물장치(50)로부터 주물(55)을 회수하고, 주물(55)의 이상 유무 확인을 위해 파지된 주물(55)을 영상센서(10)의 전방에 위치시킨다.

이후 로봇암(40)의 제어에 의해 실린더(21a)가 동작하여 개폐수단(21)이 개방되고, 개폐수단(21)의 개방과 동시에 로봇암(40)은 분사관(30)의 솔레노이드 밸브(33)를 개방하여 배출공(31)을 통해 압축가스가 분사됨으로써 하우징(20)의 개방된 일측에 에어커튼이 형성된다.

이렇게 개폐수단(21)의 개방과 동시에 에어커튼이 형성됨으로써 작업장에 비 산되는 이형제 등의 비산물질이 하우징(20)의 내부 공간으로 유입되지 않아 비산물질이 영상센서(10)에 흡착될 염려가 없어 정밀한 촬상이 가능하다.

개폐수단(21)이 개방되면 로봇암(40)의 제어에 의해 촬상부(11)가 전방에 위치한 주물(55)을 촬상하고, 촬상된 주물(55)의 영상을 영상처리부(13)로 전송한다.

영상처리부(13)는 촬상된 주물(55)의 영상을 수신하고, 데이터베이스(15)에 기 저장된 주물(55)의 영상 및 패턴 정보와 촬상된 주물(55)의 영상을 비교하여 제조된 주물(55)의 이상 유무를 판단한 뒤 통신부(17)를 통해 결과에 상응하는 신호를 로봇암(40)에 전송한다.

촬상된 주물(55)의 영상이 데이터베이스(15)에 기 저장된 주물(55)의 영상 및 패턴 정보와 동일한 경우 로봇암(40)은 다음 공정을 위한 장치(60, 70)로 주물(55)을 이송시키고, 로봇암(40)의 제어에 의해 주물장치(50)가 다시 작동되어 주물(55)을 제조한다.

반면에 촬상된 주물(55)의 영상이 데이터베이스(15)에 기 저장된 주물(55)의 영상 및 패턴 정보와 상이할 경우 로봇암(40)은 다시 주물장치(50)로 이동하여 주물(55)을 회수하고, 다시 영상센서(10)의 전방에 주물(55)을 위치시켜 상술한 이상 유무 확인 동작을 수행한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 영상센서가 제조된 주물을 촬상하고 촬상된 주물의 영상과 기 저장된 주물의 영상 및 패턴 정보를 비교하여 제조된 주물의 이 상 유무를 정확하게 판단함으로써 금형의 손상여부를 판단하거나 불량제품의 계속적인 생산을 즉시 차단함으로써 위험발생이나 손해가 미연에 방지되는 효과가 있다.

또한, 하우징의 개폐수단이 마련된 일측에 다수 개의 배출공이 형성된 분사관을 설치하고, 분사관은 개폐수단의 개방시 일방으로 압축가스를 분사하여 개방된 일측에 에어커튼이 형성됨으로써 이형제 등의 비산물질이 영상센서에 흡착되지 않아 촬상의 감도가 일정하게 유지되어 항상 정밀한 촬상이 가능한 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 금형의 내부공간에 금속용액을 주입시켜 주물을 제조하는 주물장치;

   상기 주물장치의 일측에 설치되어 제조된 주물을 이송시키는 로봇암; 및

   상기 로봇암과 전기적으로 연결되어 상호 교신하며, 상기 로봇암에 파지된 주물을 촬상하고 촬상된 주물의 영상과 기 저장된 주물의 영상을 비교하여 제조된 주물의 이상 유무를 판단하는 영상센서를 포함하되,

   내부 공간이 형성되는 박스 형상으로서, 상기 로봇암과의 교신에 의해 개폐되는 개폐수단이 일측에 마련되고, 내부 공간에 상기 영상센서가 설치되는 하우징이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 영상센서를 이용한 주물제조장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 개폐수단이 마련된 일측에 설치되고, 다수 개의 배출공이 형성되어 상기 개폐수단의 개방시 일방으로 압축가스를 분사하는 분사관이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 영상센서를 이용한 주물제조장치.

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