KR101040374B1

KR101040374B1 - 레이저 마킹장치 및 방법

Info

Publication number: KR101040374B1
Application number: KR1020090006040A
Authority: KR
Inventors: 오원근
Original assignee: 오원근
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2011-06-10
Also published as: KR20090082150A

Abstract

본 발명의 레이저 마킹장치는 본체와; 상기 본체의 상부에 설치되어 자유로이 회동, 회전가능하게 설치되는 로봇팔과; 상기 로봇팔의 선단에 마련되어 강판 코일의 위치, 너비, 직경, 강판 코일의 외면에 감겨진 밴드를 감지하여 강판 코일의 적정 위치에 레이저로 강판의 제원을 마킹하도록, 레이저 거리측정기, 레이저 마킹기, 비젼센서가 구비된 헤드부와; 상기 로봇팔의 회동, 회전을 제어하는 콘트롤부;를 포함한다.

본 발명은 콘크롤부에 의해 제어되는 로봇팔의 헤드부에 강판 코일의 위치, 사이즈를 측정하고, 밴드를 탐색하는 레이저 거리측정기, 비젼센서등을 구비하였기 때문에, 헤드부를 적정 마킹위치로 로봇팔에 의해 자동으로 위치시키고, 강판 코일의 외면, 및 밴드의 표면에 강판 코일의 제원을 마킹할 수 있는 효과가 있다.

강판 코일, 레이저, 마킹, 로봇팔, 바코드

Description

레이저 마킹장치 및 방법{MARKING APPARATUS AND METHOD USING LASER}

본 발명은 레이저 마킹장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강판 코일의 외면에 제원을 레이저에 의해 마킹할 수 있는 레이저 마킹장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 강판 코일의 외면에 문자나 숫자를 마킹할 경우, 마킹할 내용이 적힌 작업 지시서를 보고 작업자가 수작업으로 강판의 제원을 스탬핑 하거나, 수 기재로 표시하였다.

일부 기업체에서는 자동마킹 로보트, 모뎀을 통한 서버통신과 바코드를 통하 ID입력모듈 및 별도의 강재 규격검출 시스템을 이용한 자동마킹 및 생산관리 전산화 시스템을 구축하였다. 그러나, 이는 콘베이어 폭상의 불규칙한 임의 위치로 진입하는 강판에 대응하여 자동마킹을 수행할 수가 없다. 따라서, 강판을 기준선으로부터 일정한 구간내의 위치로 정렬시켜야 하므로 콘베이어에 크레인으로 강재를 탑재할 때, 작업제약이 따르는 불편함이 있었다. 또한 소폭 강재의 경우에 마킹할 제원정보내용이 많으면 마킹처리가 곤란하였다.

후속공정으로의 정확한 강재이송을 위해 적치장소 정보나 해당 강재의 운송 목표장소에 해당하는 정보를 마킹처리하기가 불가능하거나, 마킹문자가 너무 작아서 실용성이 없다.

또한, 반입 강재의 순서정보 처리를 위한 별도의 바코드 관리체계의 도입 및 관리가 불편하며, 조업중의 긴급자재 투입처리나 PIT작업강재 등의 강재정보 자동마킹처리가 곤란하고, 강재규격검출 시스템과 실제 강재정보간의 데이타 처리방법상의 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 강판 코일의 외면에 마킹위치를 자동으로 탐색하여 마킹할 수 있는 레이저 마킹장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 마킹장치는 본체와; 상기 본체의 상부에 설치되어 자유로이 회동, 회전가능하게 설치되는 로봇팔과; 상기 로봇팔의 선단에 마련되어 강판 코일의 위치, 너비, 직경, 강판 코일의 외면에 감겨진 밴드를 감지하여 강판 코일의 적정 위치에 레이저로 강판의 제원을 마킹하도록, 레이저 거리측정기, 레이저 마킹기, 비젼센서가 구비된 헤드부와; 상기 로봇팔의 회동, 회전을 제어하는 콘트롤부;를 포함한다.

본 발명에 따른 레이저 마킹방법은 강판 코일에 마킹할 제원정보를 외부로부터 수신하는 제원정보 수신단계와; 제원정보가 수신되면 강판 코일을 감지하는 강판 코일 감지단계와; 강판 코일이 감지되면 로봇팔을 구동시켜 강판 코일의 사이즈를 측정하고, 강판 코일의 외면에 감겨진 밴드를 탐색하는 강판 코일 탐색단계와; 강판 코일의 탐색이 완료되면 레이저 마킹기에 의해 밴드 표면, 강판코일 외면에 제원 및 바코드를 마킹하는 제원마킹단계와; 마킹이 완료되면 로봇팔을 원위치 시키는 로봇팔 복귀단계와; 강판코일의 외면에 마킹된 바코드를 스캔하여 콘트롤부에 송신하며 데이터화하는 데이터화단계;를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 레이저 마킹장치의 실시 예를 첨부한 도 1, 도 2에 나타내 보였다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 실시 예는 본체(10)와, 본체의 상부에 설치되어 자유로이 회동, 회전가능하게 설치되는 로봇팔(20)과, 로봇팔의 선단에 마련되어 강판 코일의 위치, 너비, 직경, 강판 코일의 외면에 감겨진 밴드를 감지하여 강판 코일의 적정 위치에 레이저로 강판의 제원을 마킹하는 헤드부(30)와, 로봇팔의 회동, 회전을 제어하는 콘트롤부(60)를 포함하여 이루어진다.

본체(10)에 근접된 위치에는 강판 코일(40)이 크레인에 의해 탑재되고 이송되는 콘베이어(70)가 구비된다. 그리고, 본체(10)의 일측에는 콘베이어(70)에 의해 이송되는 강판코일(40)을 감지하는 강판 코일 감지센서(11)가 구비된다. 강판 코일 감지센서는 적외선센서, 초음파 센서가 적용될 수 있다.

로봇팔(20)은 다관절 로봇으로 산업현장의 생산라인에서 부품의 결합 또는 용접등에 일반적으로 사용되는 것으로서, 그 자세한 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면, 헤드부(30)는 강판 코일(40)의 외면에 강판의 제원을 레이저로 마킹하는 레이저 마킹기(32)와, 레이저 마킹기(32)와 강판 코일(40)의 외면과의 거리를 측정하는 레이저 거리측정기(31)와, 강판 코일(40)의 너비, 직경을 측정하고 밴드(50)위치를 감지하는 비젼센서(vision sensor)(33)가 구비되어 있다.

이러한 헤드부(30)는 로봇팔(20)의 선단에 연결되는 연결로드(34)와, 연결로드의 선단에 상기의 레이저 마킹기(32), 레이저 거리측정기(31), 비젼센서(33)가 나란히 설치되도록 평판형의 장착판(35)이 구비되어 있다.

레이저 마킹기(32)는 파장 532nm 또는 1064nm의 Nd-YAG, CO2 레이저를 선택적으로 사용하여 강판, 플라스틱등 레이저 마킹의 적용을 극대화시킬 수 있도록 한다.

비젼센서(33)는 CCD(Charged Coupled Device) 카메라를 이용한 영상센서이다.

콘트롤부(60)는 강판 코일 감지센서(11)와, 헤드부(30)의 레이저 거리측정기(31)와 비젼센서(33)로부터 강판 코일(40) 및 밴드(50)을 감지한 감지신호를 수신받아 로봇팔(20)의 구동을 제어하게 된다. 그리고, 콘트롤부(60)는 강판 코일(40)에 마킹된 강판 코일(40)의 제원을 데이터화 할 수 있다.

또한, 콘트롤부(60)는 강판코일(40)에 마킹할 제원정보를 외부로부터 수신받기 위한 통신모듈이 구비되는데, 통신모듈로는 RS232, 422/485, ETHERNET등이 적용된다.

콘트롤부(60)에는 디스플레이부(61)를 구비하여 강판 코일(40)에 제원이 마 킹된 상태를 디스플레이부(61)에 의해 사용자의 육안으로 확인할 수 있다.

이와 같이, 구성된 본 실시 예는 마킹할 강판 코일(40)이 강판 코일 감지센서(11)에 의해 감지되면 콘트롤부(60)의 구동신호에 의해 로봇팔(20)이 초기구동되고, 헤드부(30)의 레이저 거리측정기(31) 및 비젼센서(33)가 구동된다.

로봇팔(20)의 초기구동으로 헤드부(30)가 강판 코일(40)의 상면에 위치되면, 레이저 거리측정기(31) 및 비젼센서(33)의 구동으로 강판 코일(40)의 외면에 마킹위치를 탐색한다. 마킹위치 탐색후, 레이저 마킹기(32)가 구동되어 강판 코일(40)의 마킹위치(강판 코일 외면, 밴드표면)에 외부로부터 수신된 제원정보와 바코드를 마킹하게 된다. 마킹영역은 대략 280mm×280mm의 범위이다. 마킹이 완료되면 로봇팔(20)은 원위치 된다.

한편, 본 발명에 따른 레이저 마킹방법은 강판 코일에 마킹할 제원정보를 외부로부터 수신하는 제원정보 수신단계와, 제원정보가 수신되면 강판 코일을 감지하는 강판 코일 감지단계와, 강판 코일이 감지되면 로봇팔을 구동시켜 강판 코일의 사이즈를 측정하고, 강판 코일의 외면에 감겨진 밴드를 탐색하는 강판 코일 탐색단계와, 강판 코일의 탐색이 완료되면 레이저 마킹기에 의해 밴드 표면, 강판코일 외면에 제원 및 바코드를 마킹하는 제원마킹단계와, 마킹이 완료되면 로봇팔을 원위치 시키는 로봇팔 복귀단계와, 강판코일의 외면에 마킹된 바코드를 스캔하여 콘트롤부에 송신하여 데이터화하는 데이터화단계로 이루어진다.

강판 코일 감지단계는 본체(10)의 일측에 설치된 강판코일 감지센서(11)에 의해 콘베이어(70)에 의해 이송된 강판코일(40)을 감지하는 단계이고, 강판코 일(40)이 감지될 때까지 반복적으로 수행된다.

강판 코일 탐색단계는 헤드부(30)에 장착된 비젼센서(33)에 의해 강판코일(40)의 사이즈가 측정되고, 밴드(50)의 감김유무를 감지하는 단계로 밴드(50)가 외면에 감겨있음이 확인 될 때까지 반복적으로 수행된다.

제원마킹단계는 헤드부(30)의 레이저 거리측정기(31) 및 비젼센서(33)로부터 감지신호를 수신받은 콘트롤부(60)의 제어로 구동되는 로봇팔(20)에 의해 헤드부(30)의 레이저 마킹기(32)를 강판코일(40)의 마킹위치로 이동시키고, 레이저 마킹기(32)에 의해 강판 코일 외면 및 밴드표면에 강판코일의 제원 및 바코드를 마킹하는 단계이다.

앞에서 설명된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 마킹장치의 실시 예를 도시한 도면,

도 2는 도 1의 실시 예인 레이저 마킹장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 3은 도 1의 실시 예인 레이저 마킹장치에서 헤드부의 구조를 도시한 도면,

도 4는 도 1의 실시 예인 레이저 마킹장치의 제어 구조를 도시한 블럭도,

도 5는 본 발명에 따른 레이저 마킹방법의 과정를 도시한 순서도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 본체 20 : 로봇팔

30 : 헤드부 31 : 레이저 거리측정기

32 : 레이저 마킹기 33 : 비젼센서

40 : 강판코일 50 : 밴드

60 : 콘트롤부 70 : 콘베이어

Claims

삭제
강판 코일에 마킹할 제원정보를 외부로부터 수신하는 제원정보 수신단계와;

제원정보가 수신되면 강판 코일을 감지하는 강판 코일 감지단계와;

강판 코일이 감지되면 로봇팔을 구동시켜 강판 코일의 사이즈를 측정하고, 강판 코일의 외면에 감겨진 밴드를 탐색하는 강판 코일 탐색단계와;

강판 코일의 탐색이 완료되면 레이저 마킹기에 의해 밴드 표면, 강판코일 외면에 제원 및 바코드를 마킹하는 제원마킹단계와;

마킹이 완료되면 로봇팔을 원위치 시키는 로봇팔 복귀단계와;

강판코일의 외면에 마킹된 바코드를 스캔하여 콘트롤부에 송신하며 데이터화하는 데이터화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹방법.