KR101048467B1 - 컨베이어 기반 차체의 위치 계측 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨베이어 기반 차체의 위치 계측 방법에 관한 것이다.

이 같은 본 발명은, 보정판(Calibration Board)을 이용하여 시각장치부에 포함되는 시각센서(Vision Sensor)의 보정작업과 시각센서와 보정판, 보정판과 로봇좌표계(Robot Coordinate)간의 변환관계를 산출하는 한편, 컨베이어(Conveyor) 상에서 행거(Hanger)에 안착되어 이송되는 차체내 특정개수의 특징점(Reference hole)에 대한 3차원 위치좌표의 보정작업을 마친 시각센서로 측정한 후 산출된 위치좌표가 허용오차 범위인가를 판단하여 차체의 3차원 위치 및 자세를 측정하는 것으로, 이를 통해 컨베이어 상에서 행거에 안착되어 정지없이 이동중에 있는 차체 혹은 정지상태로 놓여진 차체의 위치를 계측한 후, 기준 차체에 대한 진입 차체의 3차원 위치 및 자세 변화량을 이용하여 로봇이 작업공간내에서 컨베이어 서징(Surging)현상에 대응하면서도 궤적 보정이 이루어지도록 하여 정교하게 실링(Sealing) 작업이나 RPP(Rocker Panel Primer) 및 데드너(Deadner) 도장 작업 등을 수행하는 것이다.

위치계측시스템, 컨베이어, 스테레오 카메라, 싱글카메라, 레이저비전, 구조광센서, 로봇, 유저좌표계, 공통좌표계

Description

컨베이어 기반 차체의 위치 계측 방법{The automotive position measuring method on conveyor}

본 발명은 컨베이어 기반 차체 위치 계측 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행장치가 부착된 복수 개의 다관절 로봇(Robot) 몸체에 시각센서(싱글카메라 혹은 스테레오 카메라 혹은 레이저비전 혹은 구조광센서)를 장착한 후, 보정판(Calibration Board)의 패턴 이미지(Pattern image)를 이용하여 로봇에 탑재된 시각센서를 보정하고, 컨베이어로 이송되어 로봇 작업공간으로 진입되어진 차체내의 특징점(Reference hole)의 3차원 위치를 계측하여 로봇이 보정된 궤적에 따라 실링이나 도장 작업 등을 정교하게 수행할 수 있도록 한 컨베이어 기반 차체 위치 계측 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 산업용 로봇은 중공업 및 항공 산업과 같은 대형 산업 설비 시설 뿐만 아니라 반도체 산업과 같은 소형 산업 설비시설, 제조 산업 공정 시스템 등에 사람을 대신하여 작업하는 설비로서 공장 자동화를 실현하는 장치이다.

현대 제조 산업 공정 시스템은 그 규모가 크고 복잡하며, 많은 공정은 인력에 의한 작업 의존도보다 산업용 로봇에 의한 의존도가 높아지면서 자동 공정에서 산업용 로봇 시스템의 신뢰성과 안정성의 유지에 대한 관심이 높아지고 있다.

특히, 자동차 제조 공정을 예로 들어 설명하면, 수많은 부품이 동종차량에 설치되는 무한 단순작업이 라인을 통하여 반복되는 공정상에서 자동화를 담당하고 있는 다양 다종의 산업용 로봇에 대한 신뢰성 높은 정밀 제어가 요구되고 있다고 할 수 있다.

상기 자동차 제조공정에서 이용되는 산업용 로봇은, 각 차량의 부품 설치, 필요한 위치의 용접, 구성품 적재, 각 차량 작업위치에 따른 실링이나 도장 작업 등을 사람을 대신하여 작업하고 있다.

이때, 각 차량에 따른 작업 위치는 각각 다르므로, 상기 산업용 로봇은 작업을 수행할 차량의 작업 위치에 따라 각각 산업용 로봇의 위치를 보정하고, 작업하게 된다.

종래에는, 2차원 형태의 x축, y축으로 이루어진 작업할 위치를 획득한 후, 로봇 교시 프로그램을 이용하여 상기 작업할 위치의 절대 좌표를 각 개별 로봇마다 매핑시켜 산업용 로봇의 위치를 보정한다.

그러나, 상기 종래와 같은 산업용 로봇의 위치 보정 방법은, 다수의 로봇을 제어하여야 할 경우, 개별 로봇마다 작업위치에 대한 보정위치를 매핑시키는 작업인 교시작업을 개별 로봇마다 라인에 들어오는 차량마다 하여야 하며, 산업용 로봇의 작업위치를 보정할 때마다 개별적 로봇의 환경에 맞도록 수동으로 보정해야 하는 문제가 있다.

따라서, 로봇 간의 간섭 및 각 로봇의 작업 축의 위치 결정에 상당한 시간 및 작업 인원이 요구되며, 상기 작업할 차량별로 상기 로봇의 개수가 늘어나는 경우, 개별 로봇마다 교시하는 작업을 하여야 하므로 작업 시간이 증가하는 문제점을 갖는다.

더욱이 , 자동차 차종 별로 로봇 작업이 늘어나는 경우 차종 별로 로봇의 작업이 증가하는 경우 상당한 시간 및 인력이 요구되는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 그 목적은, 보정판을 이용하여 시각장치부에 포함되는 시각센서의 보정작업과 시각센서와 보정판, 보정판과 로봇좌표계간의 변환관계를 산출하는 한편, 컨베이어 상에서 행거에 안착되어 이송되는 차체내 특정개수의 특징점에 대한 3차원 위치좌표를 보정작업을 마친 시각센서로 측정한 후 산출된 위치좌표가 허용오차범위 인가를 판단함으로써, 차체가 이동중인 상태 혹은 정지상태에서 계측한 기준 차체에 대한 진입 차체의 3차원 위치 및 자세 변화량을 이용하여 로봇이 작업공간내에서 컨베이어 서징현상에 대응하면서도 궤적을 보정하여 정교하게 실링 작업이나 RPP 및 데드너 도장 등을 수행할 수 있도록 하는 컨베이어 기반 차체 위치 계측 방법을 제공하려는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 컨베이어 기반 차체 위치 계측 방법은,

컨베이어를 따라 진행하는 방향으로 로봇들이 모두 공통적으로 공유할 수 있는 하나의 공통 유저좌표계(Common User Coordinate)를 설정하는 제 1 단계;

기준 차체(Reference car)에 마련되는 특정개수의 특징점(Reference hole) 각각에 보정판을 순차적으로 부착하여 시각센서 보정작업과, 상기 시각센서와 보정판간의 변환관계를 산출한 후 보정작업을 마친 기준 차체의 특징점에 대한 기준 모델 패턴 영상을 획득하여 저장하는 제 2 단계;

상기 공통 유저좌표계를 이용하여 기준 차체에 마련된 특정개수의 특징점에 대한 3D 좌표를 산출한 후 시각장치부로 계측한 위치좌표를 로봇으로 교시한 위치좌표와 비교하여 허용오차범위를 만족하는 가를 판단하는 제 3 단계;

상기 제 3 단계로부터 허용오차범위를 만족하면 기준 차체에서 계측한 복수개의 기준 특징점에 대한 3D 위치좌표의 조합에 의하여, 다양한 형태의 차체좌표계를 구성하는 제 4 단계;

상기 제 1 단계의 공통 유저좌표계를 기반으로 하여, 기준 차체에 각 로봇으로 작업할 도장작업 궤적을 교시하는 제 5 단계;

시각장치부를 이용하여 차체에 대한 복수개의 기준 특징점에 대한 공통 유저좌표계 기준의 3D 위치좌표를 계측하고, 상기 제 4 단계에서 구성한 다양한 형태의 차체좌표계중 작업자의 수동지정 또는 자동으로 지정되는 차체 좌표계 타입을 생성하는데 필요한 복수개의 기준 특징점에 대한 3D 위치좌표를 시각장치부의 연산장치 혹은 로봇제어기로 전송하여, 차체 UBS(Underbody Sealing) 작업이나 RPP(Rocker Panel Primer) 및 데드너(Deadner) 도장 작업 등을 수행하는 제 6 단계; 를 포함하여 진행된다.

또한, 상기 보정판은 다수개의 패턴홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 단계에서, 시각센서 보정작업과 시각센서와 보정판간의 변환관계는 기준차체에 부착된 보정판의 패턴 이미지를 통해 프로젝션 매트릭스(Projection matrix)를 계산하여 얻어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 3 단계에서, 상기 특징점의 3D 좌표는 상기 공통 유저좌표계 를 이용하여 기준 차체에 마련되는 특정개수의 특징점을 각각 교시(Teaching)한 후, 시각장치부로 영상이미지를 획득하여 산출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 3 단계로부터 허용오차범위를 벗어나면 상기의 제 1,2 단계를 반복 실행하여 기준 차체에 마련되어 있는 특정개수의 특징점에 대한 3D 위치를 정밀하게 계측하기 위한 시각센서 보정작업과 기준 특징점에 대한 3D 위치를 재산출하는 제 7 단계;

기준 차체에 상기 제 3 단계에서 교시한 기준 특징점과는 별도의 복수개의 특징점을 로봇으로 교시하여, 상기 제 7 단계에서 구성된 다양한 형태의 차체 좌표계의 원점에서 본 각 복수개의 특징점까지의 상대위치를 교시하는 제 8 단계;

상기 제 8 단계에서 구성한 3점의 상대위치 좌표를 이용하여, 공통 차체좌표계를 구성한 후, 공통 차체좌표계를 기준으로 하여, 상기 제 5 단계에서 교시한 차체의 도장작업 교시위치들을 변환하는 제 9 단계;

시각장치부를 이용하여 차체에 대한 복수개의 기준 특징점에 대한 공통 유저좌표계 기준의 3D 위치좌표를 계측하는 제 10 단계;

상기 제 4 단계에서 구성한 다양한 형태의 차체 좌표계 중 작업자의 수동 지정 또는 자동으로 지정되는 차체 좌표계 타입을 생성하는데 필요한 복수개의 기준 특징점에 대한 3D 위치좌표를 시각장치부의 연산장치 혹은 로봇제어기로 전송하여 선정된 형태의 차체 좌표계를 재생성하는 제 11 단계;

상기 제 7 단계에서 교시된 차체 좌표계의 원점에서 본 복수개의 특징점까지의 상대위치좌표를 이용하여 공통 차체 좌표계를 재생성하는 제 12 단계; 및,

상기 재생성된 공통 차체 좌표계가 작업자의 수동 또는 자동 지정으로부터 재생성되는 차체 좌표계와 비교할 때 허용오차범위이내인가를 판단하고 그 판단결과에 따라 차체 UBS 작업이나 RPP 및 데드너 도장 작업 등을 수행하는 제 13 단계; 를 더 포함한 것이다.

또한, 시각장치부가 장착된 로봇들 중 어느 하나에 오류가 발생하여 기 선정되어진 차체 좌표계 형태의 변경이 필요할 때, 오류가 발생한 로봇과 인접하는 다른 로봇에 부착되어진 시각장치부를 이용하여, 차체 좌표계를 변경하고, 상기 변경된 차체 좌표계를 기준으로 차체에 교시되어진 공통 차체 좌표계를 설정하는 제 14 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 같은 본 발명은, 보정판을 이용하여 시각장치부에 포함되는 시각센서의 보정작업과 시각센서와 보정판, 보정판과 로봇좌표계간의 변환관계를 산출하는 한편, 컨베이어 상에서 행거에 안착되어 이송되는 차체내 특정개수의 특징점에 대한 3차원 위치좌표를 보정작업을 마친 시각센서로 측정한 후 산출된 위치좌표가 허용오차범위인가를 판단하여 차체의 3차원 위치 및 자세를 측정하는 것으로, 이를 통해 컨베이어 상에서 행거에 안착되어 정지없이 이동중에 있는 차체 및 정지상태로 놓여진 차체의 위치를 계측한 후, 기준 차체에 대한 진입 차체의 3차원 위치 및 자세 변화량을 이용하여 로봇이 작업공간내에서 컨베이어 서징현상에 대응하면서도 궤적을 보정하여 로봇에 의한 차체 UBS 및 도장작업을 신속하면서도 안전하게 자동 수행할 수 있는 장점을 얻는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 컨베이어상에서의 차체 위치 계측 시스템의 실시예를 도시한 블럭도를 도시한 것이다.

상기 도 1에 의하면, 차체 위치 계측 시스템은 연속컨베이어(10)에 차체를 이송시키는 다수의 오버행잉 행거(11)가 구비되어 있다.

상기 연속컨베이어(10)의 주변에는 이송중인 차종신호를 입력받아 차체 진입 시점을 검출하는 LS센서(12)가 설치되어 있고, 각 오버행잉 행거(11)에는 반사경(13)이 설치되어 진다.

또한, 시각장치부는 3대 이상의 시각센서(싱글 카메라 혹은 스테레오 카메라(S1,S2,S3,S4) 혹은 레이저비전 혹은 구조광센서)와 상술한 복수 개의 시각센서로부터 동시에 영상획득이 가능한 영상보드가 설치되어진 PC시스템(20)으로 구성되며, 상기 시각장치부는 동시에 3대 이상의 시각센서로부터 영상획득 및 영상처리 작업 기능을 가지면서 시각센서를 이용하여 계측되어진 차체의 위치 및 자세정보를 로봇시스템부로 전송하게 된다.

상기 로봇시스템부는 컨베이어 동기에 맞추어 로봇이 주행작업을 수행할 수 있도록 주행축(Carriage)(31)이 부착되어진 2대 이상의 로봇(L1,L2)(R1,R2)과 제어기(33)로 구성되어 설치되어 있다.

상기 각 로봇(L1,L2)(R1,R2)은 주행축(31)상에서 상기 컨베이어(10)의 동기 동작에 의하여 움직이며, 상부에는 시각센서(S1,S2,S3,S4)가 설치되어 있다.

상기 시각센서(S1,S2,S3,S4)는 싱글카메라 혹은 스테레오 카메라 혹은 레이저비전 혹은 구조광센서 중 어느 하나로 구성되며, 차종별로 설정되어진 차체 특징점의 위치로 로봇을 이동하여 특징점 영상을 획득하게 된다.

즉, 행거(11)에 의해 이동하는 차체내에 설정되어진 차체 특징점 패턴을 시각센서(S1,S2,S3,S4)로 찍어 그 위치를 파악하고, 차체 안착 오차 및 이동에 따른 흔들림으로 인하여 발생하게 되는 차체 위치를 보정하면서 로봇(L1,L2)(R1,R2)이 함께 움직이면서 작업을 수행하게 된다.

따라서, 상기 시각센서(S1,S2,S3,S4)와 PC시스템(20)을 차체의 특징점 위치 계측을 통하여 차체의 3차원 위치 및 자세 변화량을 계측하기 위한 시각장치부라고 하며, 상기 시각장치부에 의하여 계측되어진 차체의 3차원 위치 및 자세 변화량을 이용하여 차체의 UBS작업이나 RPP 및 데드너 도장 작업 등을 수행하게 되는 것이다.

이때, 상기의 차체 위치 계측 시스템에 의해 구현되는 차체 위치 계측 방법은 첨부된 도 1 내지 도 5에 의해 달성된다.

즉, 첨부된 도 1,2에서와 같이, 우선 컨베이어(10)의 진행방향으로 주행축(31)을 따라 로봇(L1,L2)(R1,R2)들이 진행될 때, 그 진행방향에서 상기 로봇(L1,L2)(R1,R2)들이 모두 공통적으로 공유할 수 있는 하나의 공통 유저좌표계(U1)를 임의로 설정하여 둔다.

다음으로, 기준 차체에 마련되는 특정개수의 특징점 각각에 도 5에서와 같이 다수개의 패턴홀이 형성된 보정판(40)를 순차적으로 부착하면, 상기 PC시스템(20) 에서는 시각센서(S1,S2,S3,S4)를 통해 상기 보정판(40)의 패턴 이미지를 얻어 프로젝션 매트릭스를 계산하고 이를 통해 시각센서 보정작업과 시각센서(S1,S2,S3,S4)와 보정판(40)간의 변환관계를 산출한다.

그러면, 상기 시각센서(S1,S2,S3,S4)와 보정판(40)간의 변환관계로부터 상기 PC시스템(20)은 공통 유저좌표계(U1)를 기준으로 하여 도 2에서와 같이 측정된 기준차체의 특징점(Lp1)(Lp2)(Lp3)(Lp4)을 타입별로 3개씩 결합하고, 그 결합관계로부터 3점(x,y,z)의 좌표계(U3)를 교시하게 된다.

이후, 상기 공통 유저좌표계(U1)를 이용하여 컨베이어(10)를 따라 이동하는 기준차체의 특정개수 특징점(기준홀)을 교시하는 한편, 상기 로봇(L1,L2)(R1,R2)에 장착된 시각장치부인 시각센서(S1,S2,S3,S4)를 통해 공통좌표계인 상기 공통 유저좌표계(U1)를 기준으로 하여 상기 특징점에 대한 영상이미지를 획득하고, 상기 획득한 이미지를 근거로 하여 PC시스템(20)에서는 추정치의 3D 좌표를 산출하게 된다.

그러면, 상기 시각센서(S1,S2,S3,S4)와 보정판(40)간의 변환관계로부터 상기 PC시스템(20)은 공통 유저좌표계(U1)를 기준으로 하여 도 2에서와 같이 측정된 기준차체의 특징점(Lp1)(Lp2)(Lp3)(Lp4)을 타입별로 3개씩 결합하고, 그 결합관계로부터 3점(x,y,z)의 좌표계를 이용한 차체 좌표계(U3)를 교시하게 된다.

즉, 상기 로봇(L1,L2)(R1,R2)으로 상기 공통 유저좌표계(U1)를 이용하여 기준 차체에 마련되는 특정개수의 특징점을 각각 교시한 후, 시각장치부로 영상이미지를 획득함으로써 상기 PC시스템(20)은 상기 특징점에 대한 추정치의 3D좌표를 산 출할 수 있는 것이다.

이때, 상기 PC시스템(20)은 상기 추정치의 3D 좌표와 상기 교시된 3점의 좌표계(U3)를 삼각 측정 방식으로 계산하고, 상기의 계산으로부터 진입차체(CAR2)의 기준좌표계를 구성하도록 도 4의 기준차체(CAR1)에서 3점(x,y,z)까지의 오프셋 위치좌표(U2; aO, bO, cO)를 산출한 후, 상기 산출된 오프셋 위치좌표(U2)로부터 로봇(L1,L2)(R1,R2)에 장착된 시각장치부인 시각센서(S1,S2,S3,S4)의 좌표를 보정시킨다.

이때, 상기 시각센서(S1,S2,S3,S4)는 PC시스템(20)의 제어를 받아 상기 오프셋 위치좌표(U2)로부터 진입 차체(CAR2)의 자세를 계측한 후 이를 PC시스템(20)으로 전송하게 되며, 이에따라 상기 PC시스템(20)에서는 도 4에서와 같이 상기 계측된 결과에 따른 차체의 자세(aOs, bOs, cOs)가 기준차체(CAR1)에 대한 오프셋 위치좌표(U2; aO, bO, cO)와 거리상으로 허용오차범위(약 1mm 이내)내인지 아니면 벗어났는지를 판단한다.

그리고, 상기의 판단결과 허용오차범위(약 1mm 이내)내인 경우, 상기 PC시스템(20)은 상기의 결과를 제어기(33)에 통보함으로써, 상기 제어기(33)는 컨베이어(10)를 통해 차체의 진입이 이루어질 때 로봇(L1,L2)(R1,R2)를 효과적으로 제어하면서 차체의 UBS작업이나 RPP 및 데드너 도장 작업 등을 보다 정교하게 수행할 수 있는 것이다.

한편, 상기의 판단결과 허용오차범위(약 1mm를 초과)를 벗어난 경우, 상기 PC시스템(20)은 상기에서 설명한 동작과정을 반복 실행하여 오프셋 위치좌료(U2)를 재설정한다.

즉, 상기 PC시스템(20)은 허용오차범위를 벗어날 때, 우선 기준 차체에 마련되어 있는 특정개수의 특징점에 대한 3D 위치를 정밀하게 계측하기 위한 시각센서 보정작업과 기준 특징점에 대한 3D 위치를 재산출한다.

다음으로, 상기 기준 차체에 교시된 기준 특징점과는 별도의 복수개의 특징점을 로봇(L1,L2)(R1,R2)으로 교시하는 한편, 다양한 형태의 차체 좌표계의 원점에서 본 각 복수개의 특징점까지의 상대 위치를 교시하여 둔다.

다음으로, 3점의 상대위치 좌표를 이용하여 공통 차체 좌표계를 구성한 후, 상기 공통 차체 좌표계를 기준으로 하여, 차체의 도장작업 교시위치들을 변환시킨다.

다음으로, 상기 PC시스템(20)은 시각장치부를 이용하여 차체에 대한 복수개의 기준 특징점에 대한 공통 유저좌표계(U1) 기준의 3D 위치좌표를 계측한 후, 다양한 형태의 차체 좌표계 중 작업자의 수동 지정 또는 자동으로 지정되는 차체 좌표계 타입을 생성하는데 필요한 복수개의 기준 특징점에 대한 3D 위치좌표를 시각장치부의 연산장치 혹은 로봇 제어기(33)로 전송하여 선정된 형태의 차체 좌표계를 재생성한다.

다음으로, 차체 좌표계의 원점에서 본 복수개의 특징점까지의 상대위치좌표를 이용하여 공통 차체 좌표계를 재생성한 후, 상기 재생성된 공통 차체 좌표계가 작업자의 수동 또는 자동 지정으로부터 재생성되는 차체 좌표계와 비교할 때 허용오차범위이내인가를 판단하고 그 판단결과에 따라 허용오차범위이내이면, 상기 PC 시스템(20)은 상기의 결과를 제어기(33)에 통보함으로써, 상기 제어기(33)는 컨베이어(10)를 통해 차체의 진입이 이루어질 때 로봇(L1,L2)(R1,R2)를 효과적으로 제어하면서 차체의 UBS작업이나 RPP 및 데드너 도장 작업 등을 보다 정교하게 수행하게 되는 것이다.

한편, 도 3에서와 같이 본 발명의 차체 위치 계측에서는, 로봇(L1,L2)(R1,R2)들 중 어느 하나에 오류가 발생하여 유저좌표계(U1)의 변경이 필요할 때, 차체 바닥에 설정된 복수 개의 특징점(A,B,C)과, 이에 인접하는 로봇(R1,R2,L1)의 거리를 각각 측정(d1,d2,d3)하여 저장한 상태에서, 상기 저장된 거리 측정값(d1,d2,d3)을 통해 오류가 발생한 로봇과 인접하는 다른 로봇으로 유저좌표계를 변경하고, 상기 변경된 유저좌표계를 기준으로 3점의 공통좌표계를 설정할 수 있도록 하였다.

일예로, R1 로봇의 유저좌표계(U1)를 기준으로 하여 R2의 로봇과 L1의 로봇들로 3점의 공통좌표계를 구성한 상태에서, 상기 로봇(R1)에 오류가 발생하면, 상기 R1,R2,L1의 로봇들은 각각 차체의 바닥면에 형성된 각각의 특징점인 A,B,C와의 거리(d1,d2,d3)가 설정되어 있는 바,

상기 오류가 발생한 R1의 로봇과 인접하는 R2 또는 L1 로봇의 유저좌표계(U1' 또는 U")를 기준으로 하여 3점의 공통좌표계를 설정할 수 있는 것이다.

즉, 상기 R2의 로봇으로 유저좌표계(U1')를 기준으로 하는 경우, 상기 R2의 로봇에 대한 유저좌표계(U1')를 기준으로 하여 L1의 로봇과 L2의 로봇으로 3점의 공통좌표계를 구성할 수 있다.

또한, 상기 L1의 로봇으로 유저좌표계(U1')를 기준으로 하는 경우, 상기 L1의 로봇에 대한 유저좌표계(U1")를 기준으로 하여 L2의 로봇과 R2의 로봇으로 3점의 공통좌표계를 구성할 수 있는 것이며, 이는 도 4에서와 같이 L1,L2,R1,R2의 로봇 중 어느 하나에 오류가 발생하더라도 상기 측정되어 저장되는 거리(A,B,C)로부터 언제든지 변경 가능한 것이다.

이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 컨베이어상에서의 차체 위치 계측 시스템의 실시예를 도시한 블럭도.

도 2는 본 발명의 실시예로 유저 좌표계의 구성도.

도 3은 본 발명의 실시예로 유저 좌표계의 설정 구성도.

도 4는 본 발명의 실시예로 기준차체와 진입차체의 비교도.

도 5는 본 발명의 실시예로 보정판의 구조도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10; 컨베이어 11; 행거

12; LS센서 20; PC시스템

31; 주행축 33; 제어기

40; 보정판

Claims (6)

1. 컨베이어를 따라 진행하는 방향으로 로봇들이 모두 공통적으로 공유할 수 있는 하나의 공통유저좌표계를 설정하는 제 1 단계;

   기준차체에 마련된 특정개수의 특징점 각각에 보정판을 순차적으로 부착하여 시각센서 보정작업과 시각센서와 보정판간의 변환관계를 산출한 후 보정작업을 마친 기준차체의 특징점에 대한 기준모델 패턴영상을 획득하여 저장하는 제 2 단계;

   상기 공통 유저좌표계를 이용하여 기준차체에 마련된 특정개수의 특징점에 대한 3D 좌표를 산출한 후 시각장치부로 계측한 위치좌표를 로봇으로 교시한 위치좌표와 비교하여 허용오차범위를 만족하는 가를 판단하는 제 3 단계;

   상기 제 3 단계로부터 허용오차범위를 만족하면 기준 차체에서 계측한 복수개의 기준 특징점에 대한 3D 위치좌표의 조합에 의하여, 다양한 형태의 차체좌표계를 구성하는 제 4 단계;

   상기 공통 유저좌표계를 기반으로 하여, 기준 차체에 각 로봇으로 작업할 도장작업 궤적을 교시하는 제 5 단계; 및,

   시각장치부를 이용하여 차체에 대한 복수개의 기준 특징점에 대한 공통 유저좌표계 기준의 3D 위치좌표를 계측하고, 제 4 단계에서 구성한 다양한 형태의 차체좌표계중 작업자의 수동지정 또는 자동으로 지정된 차체 좌표계 타입을 생성시 필요한 복수개의 기준 특징점에 대한 3D 위치좌표를 시각장치부의 연산장치 혹은 로봇제어기로 전송하여, 차체 UBS 작업이나 RPP 및 데드너 도장 작업 등을 수행하는 제 6 단계; 를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 기반 차체의 위치 계측 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보정판은 다수개의 패턴홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 기반 차체의 위치 계측 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계에서 시각센서 보정작업과 시각센서와 보정판간의 변환관계는 기준차체에 부착된 보정판의 패턴 이미지를 통해 프로젝션 매트릭스를 계산하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 컨베이어 기반 차체의 위치 계측 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계에서 상기 특징점의 3D 좌표는 상기 공통 유저좌표계를 이용하여 기준 차체에 마련되는 특정개수의 특징점을 각각 교시한 후, 시각장치부로 영상이미지를 획득하여 산출되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 기반 차체의 위치 계측 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 컨베이어 기반 차체의 위치 계측은,

   상기 제 3 단계로부터 허용오차범위를 벗어나면 상기의 제 1,2 단계를 반복 실행하여 기준 차체에 마련되어 있는 특정개수의 특징점에 대한 3D 위치를 정밀하게 계측하기 위한 시각센서 보정작업과 기준 특징점에 대한 3D 위치를 재산출하는 제 7 단계;

   기준 차체에 상기 제 3 단계에서 교시한 기준 특징점과는 별도의 복수개의 특징점을 로봇으로 교시하여, 상기 제 7 단계에서 구성된 다양한 형태의 차체 좌표계의 원점에서 본 각 복수개의 특징점까지의 상대위치를 교시하는 제 8 단계;

   상기 제 8 단계에서 구성한 3점의 상대위치 좌표를 이용하여, 공통 차체좌표계를 구성한 후, 공통 차체좌표계를 기준으로 하여, 상기 제 5 단계에서 교시한 차체의 도장작업 교시위치들을 변환하는 제 9 단계;

   시각장치부를 이용하여 차체에 대한 복수개의 기준 특징점에 대한 공통 유저좌표계 기준의 3D 위치좌표를 계측하는 제 10 단계;

   상기 제 4 단계에서 구성한 다양한 형태의 차체 좌표계 중 작업자의 수동 지정 또는 자동으로 지정되는 차체 좌표계 타입을 생성하는데 필요한 복수개의 기준 특징점에 대한 3D 위치좌표를 시각장치부의 연산장치 혹은 로봇제어기로 전송하여 선정된 형태의 차체 좌표계를 재생성하는 제 11 단계;

   상기 제 7 단계에서 교시된 차체 좌표계의 원점에서 본 복수개의 특징점까지의 상대위치좌표를 이용하여 공통 차체 좌표계를 재생성하는 제 12 단계; 및,

   상기 재생성된 공통 차체 좌표계가 작업자의 수동 또는 자동 지정으로부터 재생성되는 차체 좌표계와 비교할 때 허용오차범위이내인가를 판단하고 그 판단결과에 따라 차체 UBS작업이나 RPP 및 데드너 도장작업을 수행하는 제 13 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 기반 차체의 위치 계측 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 컨베이어 기반 차체의 위치 계측은,

   시각장치부가 장착된 로봇들 중 어느 하나에 오류가 발생하여 기 선정되어진 차체 좌표계 형태의 변경이 필요할 때, 오류가 발생한 로봇과 인접하는 다른 로봇에 부착되어진 시각장치부를 이용하여, 차체 좌표계를 변경하고, 상기 변경된 차체 좌표계를 기준으로 차체에 교시되어진 공통 차체 좌표계를 설정하는 제 14 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 기반 차체의 위치 계측 방법.

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