KR101090074B1 - System for inspection Connecting assembly using image processing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 개 이상의 스틸 부재가 접합되어 구성되는 접합 구조물 부품의 영상을 수집 분석하여 용접, 볼트 및 너트 결합의 누락이나 과 작업을 검사하는 접합 구조물 검사장치에 관한 것이다.
본 발명은 서로 마주 보도록 설치되어 안착되는 부품을 고정하는 제1,2클램핑 장치, 상기 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품의 영상을 수집 분석하여 용접, 볼트 및 너트의 작업 상태를 판정하여 그 결과를 표시하는 검사장치를 포함한다.
접합 구조물, 클램핑 장치, 영상분석, 검사장치
The present invention relates to a joint structure inspection apparatus for inspecting the missing or overwork of welding, bolt and nut coupling by collecting and analyzing the image of the joint structure component consisting of two or more steel members are joined.
The present invention collects and analyzes the image of the first and second clamping device installed to face each other and the mounting components to be seated, the inspection component seated on the first and second clamping device to determine the working state of the welding, bolt and nut And an inspection apparatus for displaying the result.
Bonded Structure, Clamping Device, Image Analysis, Inspection Device
Description
본 발명은 두 개 이상의 스틸(Steel) 부재가 결합되어 하나의 부품으로 구성되는 접합 구조물의 영상을 분석하여 용접이나 볼트 및 너트 결합의 누락이나 과 작업을 검사하는 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a joint structure inspection apparatus using an image for inspecting the missing or overwork of welding or bolt and nut coupling by analyzing the image of the joint structure is composed of one part by combining two or more steel (Steel) member will be.
통상적으로 차량의 제작에 사용되는 다양한 부품들은 적어도 두 개 이상의 스틸 소재가 용접, 볼트 및 너트의 결합에 의해 하나의 완성된 부품으로 구성된다.Typically, the various components used in the manufacture of a vehicle consist of at least two steel materials in one finished component by welding, a combination of bolts and nuts.
예를 들어, 차량에 제작에 사용되는 사이드 멤버(Side Member)나 펜더(Fender), 언더 바디(Under Body) 등의 부품은 프레스 성형에 의해 적어도 두 개 이상의 인너 부재와 아웃터 부재로 형성되고, 이들 두 개 이상의 부재는 용접을 통한 접합이나 볼트 및 너트의 결합에 의해 하나의 부품으로 완성된다.For example, parts such as side members, fenders, and under bodies used in manufacturing a vehicle are formed of at least two inner members and outer members by press molding. Two or more members are completed in one part by welding or joining bolts and nuts.
상기에서 용접은 소재의 특성에 따라 용접 조건이 자동으로 결정되어 작업자의 숙련이나 기능에 의존할 필요가 없으며, 접합 강도상의 효율이 높은 스폿 용접이 통상적으로 사용된다.In the above welding, the welding conditions are automatically determined according to the properties of the material, and there is no need to rely on the skill or function of the operator, and spot welding with high efficiency in bonding strength is usually used.
상기와 같이 적어도 두 개 이상의 부재가 접합되어 완성되는 부품은 용접, 볼트 및 너트의 결합에 따라 강성과 부품의 형상이 결정되고, 차체와의 결합을 위한 중요한 포인트 및 결합 부재로 생성된다.As described above, a component in which at least two members are joined and completed is determined by rigidity and shape of the component according to welding, coupling of bolts and nuts, and is generated as an important point and coupling member for coupling with the vehicle body.
따라서, 완성된 부품에서 볼트 및 너트의 결합 개수, 결합 위치와 용접 포인트 개수는 부품의 특성을 결정하는 아주 중요한 역할이 제공되므로, 완성된 부품에 대하여 작업자는 육안을 통해 진단하여 제품의 작업을 상태를 판정하고 있다.Therefore, the number of bolts and nuts, the number of joining positions and the number of welding points in the finished parts play a very important role in determining the characteristics of the parts. Therefore, the operator can visually diagnose the finished parts and work on the product. Is being judged.
그러나, 완성된 제품이 작은 경우에는 작업자의 육안에 의한 진단이 가능하나 제품의 크기가 커지는 경우에는 작업자가 육안을 통해 볼트 및 너트의 결합 개수, 결합 위치와 용접 포인트 개수를 확인하는데 많은 어려움이 발생하는 단점이 있다.However, if the finished product is small, it can be diagnosed by the human eye, but when the size of the product is large, it is difficult for the operator to check the number of bolts and nuts, the number of joints and the number of welding points through the human eye. There is a disadvantage.
또한, 작업자의 육안에 의해 진단이 이루어지므로, 작업 공정에 많은 손실이 발생되고, 정확한 양불의 판단이 제공되지 못하여 불량 제품이 완성된 제품으로 출고되어져 차량에 결합되어져 리콜이 발생되는 문제점이 발생되며, 숙련된 작업자에 의해서만 이루어지는 단점이 발생한다.In addition, since the diagnosis is made by the naked eye of the operator, a lot of loss occurs in the work process, and the problem of failing to provide accurate judgment is that the defective product is released as a finished product and coupled to the vehicle, causing a recall. The disadvantage arises only by skilled workers.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 적어도 두 개 이상의 부재가 결합되어 완성된 부품의 영상을 수집 분석하여 부품 결합을 위한 용접 개수 혹은 볼트 및 너트 결합의 누락이나 과 작업의 발생을 판정하고, 작업 이상이 발생된 해당 위치를 자동으로 판정한 다음 설정된 소정의 방법으로 작업자에게 제공하여 신속한 수리 복구 작업이 이루어지도록 하는 것이다. The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is to collect and analyze the image of the completed parts of at least two members are combined to analyze the number of welds or missing bolts and nuts for joining parts or overwork It is to determine the occurrence of, to automatically determine the corresponding position where the work abnormality occurred, and then to provide to the worker in a predetermined predetermined manner to perform a quick repair and repair work.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치는, 서로 마주 보도록 설치되어 안착되는 검사 부품을 고정시키는 제1,2클램핑 장치; 상기 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품의 영상을 수집 분석하여 용접이나 볼트 및 너트의 작업 상태를 판정하고 그 결과를 표시하는 검사장치를 제공한다.Bonded structure inspection apparatus using an image according to a feature of the present invention for realizing the above object, the first and second clamping device for fixing the inspection parts are installed and seated facing each other; The present invention provides an inspection apparatus that collects and analyzes an image of an inspection component seated on the first and second clamping devices to determine a working state of a weld or a bolt and a nut, and display the result.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치는, 검사 부품을 안착 고정하는 제1,2클램핑 장치; 상기 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품의 안착 상태를 검출하여 제어부에 제공하는 센서; 상기 안착된 검사 부품의 상부측에 설치되어 검사 부품의 영상을 수집하여 제어부에 제공하는 카메라; 검사 부품의 종류와 검사 조건을 제어부에 제공하는 키입력부; 부품들이 갖는 용접점의 위치 및 개수, 볼트 및 너트의 결합점에 대한 위치 및 개수의 정보가 기준 데이터로 저장되는 데이터 베이스; 설정된 검사 조건에 따라 카메라를 통해 검사 부품의 영상을 수집하고, 수집된 영상을 설정된 영역별로 분할하여 용접점, 볼트 및 너트의 결합점과 위치를 추출한 후 데이터 베이스에 설정된 기준 데이터와 비교하여 용접이나 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 상태를 판정하는 제어부; 제어부의 제어에 따라 검사 실행 결과를 설정된 소정의 방법으로 표시하는 표시부를 포함한다.In addition, the bonded structure inspection apparatus using an image according to another feature of the present invention, the first and second clamping device for seating and fixing the inspection component; A sensor for detecting a seating state of an inspection component seated on the first and second clamping devices and providing the detected state to the controller; A camera installed at an upper side of the seated inspection component and collecting an image of the inspection component and providing the image to the controller; A key input unit for providing a type of inspection parts and inspection conditions to the control unit; A database in which the position and the number of welding points of the parts and the position and the number of the coupling points of the bolt and the nut are stored as reference data; According to the set inspection conditions, images of inspection parts are collected through the camera, and the collected images are divided by the set areas to extract the joint points and positions of welding points, bolts and nuts, and then compared with the reference data set in the database. A control unit for determining a working state for the coupling of the bolt and the nut; And a display unit for displaying the test execution result in a predetermined method under the control of the control unit.
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전술한 구성에 의하여 본 발명은 두개의 부재가 결합되어 완성된 부품의 영상 분석으로 용접, 볼트 및 너트의 결합 상태를 편리하게 진단할 수 있어 검사에 안정성 및 신뢰성이 제공되는 효과가 기대된다.According to the above-described configuration, the present invention is expected to have an effect of providing stability and reliability in the inspection because the two members are conveniently coupled to diagnose the welding state of the welding, the bolt and the nut by the image analysis of the completed component.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.Since the present invention can be implemented in various different forms, the present invention is not limited to the exemplary embodiments described herein, and parts not related to the description are omitted in the drawings in order to clearly describe the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a bonded structure inspection apparatus using an image according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 제1클램핑 장치(100)와 제2클램핑 장치(200) 및 검사장치(300)로 구성된다.The present invention is composed of a
제1클램핑 장치(100)와 제2클램핑 장치(200)는 서로 마주 보도록 설치되어, 프레스 성형된 적어도 2개 이상의 부재가 용접이나 볼트 및 너트의 결합으로 완성된 검사 부품의 양측면을 안착시켜 고정한다.The
상기 제1,2클램핑 장치(100)(200)는 지그 베이스(112)(212)의 일측에 상향하여 장착되며, 클램핑부(122)(222)가 안착되는 로딩부(130)(230)가 상부 일측단에 형성되는 로케이터(104)(204)가 장착된다.The first and
상기 로케이터(104)(204)의 측방 일측에는 공압 혹은 유압에 의해 작동되는 실린더(106)(206)가 상향하여 장착되며, 상기 실린더(106)(206)의 작동에 따라 왕복 운동하는 피스톤 로드(108)(208)의 선단에는 클램퍼(110)(210)의 후단이 힌지 체결된다.On one side of the
또한, 상기 클램퍼(110)(210)의 다른 일측은 상기 로케이터(104)(204)의 일측에 힌지 고정되어 상기 피스톤 로드(108)(208)의 왕복 운동에 따라 상기 로케이터(104)(204)와의 힌지점을 기준으로 회전 운동하여 안치된 검사 부품(400)을 클램핑 또는 언클램핑 한다. In addition, the other side of the
즉, 실린더(106)(206)로 에어 또는 오일이 공급되면 피스톤 로드(108)(208)가 상승하면서 클램퍼(110)(210)가 힌지 작동에 의해 선단이 하강하고, 클램퍼(110)(210)의 클램핑부(122)(222)는 로케이터(104)(204)의 로딩부(123)(223)에 안착된 완성된 스틸 부품(400)을 클램핑하여 고정시킨다.That is, when air or oil is supplied to the
상기 로딩부(123)(223)의 중앙부에는 검사 부품의 안착 여부를 감지하는 근접센서(124)(224)가 배치되어 감지되는 정보를 전기적으로 접속되는 검사장치(300) 에 제공한다.
검사장치(300)는 상기 로딩부(123)(223)에 검사를 위한 부품이 안착되어 클램핑이 완료되고, 근접 센서인 제1,2센서(123)(223)로부터 정상적인 안착으로 판정되면 상기 검사 부품(400)의 상부측에 설치된 카메라(310)에서 수집되는 영상을 분석하여 검사 부품에서 용접이나 볼트 및 너트의 결합을 추출하고, 해당 부품에 대하여 설정된 기준 데이터와 비교하여 진단된 결과를 설정된 소정의 방법으로 출력한다.The inspection apparatus 300 is clamped when the components for inspection are seated in the
상기 카메라(310)는 아날로그 카메라 혹은 디지털 카메라로 적용되며, 적어도 하나 이상 복수개로 설치될 수 있으며 검사의 신뢰성을 위해 복수개로 설치되는 것이 바람직하다. The
상기 검사장치(300)에는 검사 부품별 용접 개수 및 위치에 대한 기준 데이터가 저장된다.The inspection apparatus 300 stores reference data about the number and position of welds for each inspection component.
상기 검사장치(300)는 수집되는 영상을 설정된 영역별로 분리한 다음 분리된 영역별로 용접이나 볼트 및 너트의 결합 영상을 추출하여 그 위치를 인식하고, 용접점 및 볼트 및 너트의 결합점을 카운터하여 기준값과의 비교를 통해 정상의 작업 여부를 판정하고, 작업 누락 혹은 과작업 등의 비정상적인 작업이 판정되면 해당 위치를 추출하여 그에 대한 정보를 표시부를 통해 지시한다.The inspection apparatus 300 separates the collected image by the set area and then extracts the welding or bolt and nut combined image for each separated area to recognize the position, and counts the welding point and the coupling point of the bolt and nut. By comparing with the reference value, it is determined whether or not the normal work, and when abnormal work such as missing work or overwork is determined, the corresponding position is extracted and the information about it is indicated through the display unit.
상기에서는 별도의 공정을 통해 완성된 부품을 제1,2클램핑 장치(100)(200)에 안착시켜 용접, 볼트 및 너트의 결합 상태를 검사하는 것으로 설명하였으나, 제1,2클램핑 장치(100(200)를 이용하여 두 개 이상의 부재를 결합 고정시킨 다음 용 접이나 볼트 및 너트를 결합하여 임의의 접합 구조물 부품의 완성한 다음에 영상의 수집 분석을 통해 작업 상태를 판정하는 기술도 본 발며의 범위에 포함된다.In the above, the components completed through a separate process are seated on the first and
도 1에서 완성 부품(400)에 표시된 도면부호(410A - 410F)는 볼트 및 너트의 결합을 지시한다.
도 2는 도 1에서 검사장치의 상세 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing a detailed configuration of the inspection apparatus in FIG.
본 발명에 따른 검사장치(300)는 카메라(310)와 키 입력부(320), 제1,2센서(124)(224), 제어부(330), 데이터 베이스(340) 및 표시부(350)를 포함한다.The inspection apparatus 300 according to the present invention includes a
카메라(310)는 검사를 위한 부품이 안착되는 제1,2클램핑 장치(100)(200)의 상부측에 적어도 하나 이상 복수개의 아날로그 혹은 디지털 카메라로 설치되며, 안착된 부품의 영상을 수집하여 그에 대한 정보를 제어부(330)에 제공한다.The
키 입력부(320)는 작업자가 선택하는 검사를 위한 완성된 부품의 종류, 검사조건, 검사 진행 등의 신호를 제어부(330)에 제공한다.The
제어부(330)는 선택되는 검사 부품의 종류와 검사 조건에 따라 카메라(310)를 통해 검사 부품의 영상을 수집하고, 수집되는 영상을 설정된 영역별로 분할하여 용접점, 볼트 및 너트의 결합점과 위치를 추출한 후 데이터 베이스(340)에 설정된 기준 데이터와 비교하여 용접이나 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 불량 여부를 판단한다.The
데이터 베이스(340)는 각각의 부품들이 갖는 용접점의 위치 및 개수, 볼트 및 너트의 결합점에 대한 위치 및 개수의 정보가 기준 데이터로 저장된다.The
표시부(350)는 제어부(350)의 제어에 따라 검사 실행에 따른 제반적인 동작 을 표시한다.The
예를 들어, 검사가 진행되는 부품 종류, 수집 분석되는 영상, 검사 결과가 설정된 소정의 방식으로 표시된다.For example, the types of parts undergoing inspection, the images to be collected and analyzed, and the inspection results are displayed in a predetermined manner.
제1,2센서(124)(224)는 근접센서로 검사를 위해 제1,2클램핑 장치(100)(200)에 안착되는 검사 부품이 정상적으로 위치되었는지를 판단하여 그에 대한 정보를 제어부(330)에 제공한다.The first and
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 영상을 이용한 접합 구조물의 검사 절차를 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a procedure of inspecting a bonded structure using an image according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 제1클램핑 장치(100)(200)에 의한 두개 이상 부재의 고정을 통해 특정 부품이 완성되었거나 작업 상태 검사를 위한 특정 부품(400)이 제1,2클램핑 장치(100)(200)에 안착되어 클램핑이 완료되면(S101) 로딩부(123)(223)에 근접센서로 설치되는 제1,2센서(124)(224)는 제품의 안착 상태를 검출하여 그에 대한 정보를 검사장치(300)의 제어부(330)에 제공한다.First, a specific part is completed by fixing two or more members by the
이때, 제어부(330)는 제1,2센서(124)(224)의 정보로부터 검사를 위한 특정 부품(400)이 정상적으로 안착 고정되었는지를 판단하며(S102), 정상적으로 안착 고정되지 않은 상태이면 영상의 수집 분석에서 에러를 발생시키는 조건이므로, 검사 부품(400)의 안착을 다시 실행할 수 있도록 하는 소정의 메시지를 출력한다(S103).In this case, the
그러나, 검사 부품(400)의 안착 고정이 정상적으로 이루어진 것으로 판정되면 키 입력부(320)를 통해 설정되는 검사 부품(400에 대한 정보를 인식한 다음 검사 부품(400)의 상부측에 적어도 하나 이상으로 설치된 카메라(310)를 통해 검사 부품(400)의 영상을 수집한다(S104).However, when it is determined that the seating fixing of the
이후, 수집된 영상을 설정된 영역별로 분할 한 다음 영상을 분석하여 용접점의 위치 및 개수, 볼트 및 너트 결합의 위치 및 개수의 정보를 추출하고(S105) 추출된 정보와 데이터 베이스(340)에 저장된 해당 부품(400)에 대한 기준 데이터를 비교한다(S106). Subsequently, the collected image is divided by the set area, and the image is analyzed to extract the location and number of weld points and the location and number of bolt and nut couplings (S105), and the extracted information and the data stored in the
상기 S106의 비교에 따라 해당 검사 부품(400)의 작업이 정상적으로 이루어졌는지를 판단하며(S107), 작업이 정상적으로 이루어진 것으로 판정되면 정상 정보를 표시부(350)를 통해 출력하여 검사 작업자에게 지시한다(S108).It is determined whether the work of the
그러나, 해당 검사 부품(400)의 작업이 정상적으로 이루어지지 않은 상태이면 불량이 발생된 위치 및 개수를 판정하고(S109), 작업 불량에 대한 정보를 표시부(350)에 검사 부품의 영상에 오버레이를 통해 표시시켜 신속한 수리 작업이 이루어질 수 있도록 한다(S110).However, if the work of the
따라서, 작업자는 검사 부품에 대한 용접, 볼트 및 너트의 결합에 대한 검사를 결과를 편리하게 인식할 수 있어 검사 작업에 안정성과 효율성 및 신뢰성이 제공된다.Thus, the operator can conveniently recognize the results of the welding of the inspection parts, the inspection of the combination of bolts and nuts, providing stability, efficiency and reliability in the inspection work.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It is included in the scope of rights.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a bonded structure inspection apparatus using an image according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에서 검사장치의 상세 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing a detailed configuration of the inspection apparatus in FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 영상을 이용한 접합 구조물의 검사 절차를 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a procedure of inspecting a bonded structure using an image according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 제1클램핑 장치 200 : 제2클램핑 장치100: first clamping device 200: second clamping device
300 : 검사장치 400 : 검사부품300: inspection device 400: inspection parts
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