KR101259448B1 - 갠트리 이동 거리 보정 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

갠트리의 이동 거리 보정 방법 및 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 시스템은 이웃하는 단위 길이 랙이 상호 이격 배치된 복수의 단위 길이 랙 상에 설치된 레일을 따라 이동하는 갠트리의 이동 거리를 보정하기 위한 시스템으로서, 갠트리의 복수의 단위 길이 랙을 따라 설치되어 복수의 기준 위치를 각각 제공하는 복수의 기준 위치 제공 수단; 복수의 기준 위치 제공 수단 중 어느 하나의 기준 위치를 측정하기 위하여 갠트리가 설치된 공간 내에 설치되는 IGPS(Indoor GPS) 장치; 갠트리의 랙을 따라 이동할 수 있는 이동 수단; 갠트리가 랙을 따라 이동하는 동안 랙을 촬영할 수 있도록 이동 수단에 설치되는 촬영 수단; 갠트리가 랙을 따라 이동하는 동안 갠트리의 실측 이동 거리를 측정하는 거리 측정 수단; 및 갠트리가 복수의 기준 위치 중 어느 하나에 위치할 때, 촬영 수단으로부터 입력되는 영상데이터를 이용하여 산출한 절대 이동 거리와, 거리 측정 수단으로부터 입력되는 실측 이동 거리 간의 실측 오차를 보정값으로 저장하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

갠트리 이동 거리 보정 방법 및 시스템{ METHOD AND SYSTEM FOR CORRECTING MOVING DISTANCE OF GANTRY }

본 발명은 갠트리의 이동 거리 보정 방법 및 시스템에 관한 것이다.

조선소의 작업장 내에 설치되는 절단 및 용접 장비들은 갠트리에 설치되는 것이 일반적이다. 이에 따라 절단 장비 및 용접 장비들의 가공 정확도는 갠트리의 제어 오차의 정확도에 의하여 큰 영향을 받게 된다.

도 1은 갠트리의 개략적인 정면도이며, 도 2는 갠트리의 개략적인 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 갠트리(1)는 바닥면에 설치되는 한 쌍의 레일(2) 상에 한 쌍의 수직 지지대(3)가 수직하게 배열된 상태에서 수평 지지대(4)를 지지하도록 형성된다. 한 쌍의 수직 지지대(3)는 레일(2)의 랙(9)과 맞물리는 피니언 기어에 의하여 레일(2)을 따라 랙(9)의 길이 방향(도 2에서 볼 때 횡방향, 즉 Y축 방향))으로 이동할 수 있도록 형성된다.

수평 지지대(4)에는 수평 슬라이딩부(5)가 수평 방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. 수평 슬라이딩부(5)에는 수직 슬라이딩부(6)가 수평 슬라이딩부(5)에 대하여 수직한 방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. 이와 같은 수직 지지대(3), 수평 지지대(4) 및 수직 및 수평 슬라이딩부(5)는 이동 로봇으로 지칭될 수 있다. 수직 슬라이딩부(6)의 하측단에는 공구 결합 유닛(7)이 위치되어, 절단 장비 또는 용접 장비들이 설치될 수 있다. 이와 같이 공구 결합 유닛(7)에 설치된 절단 장비 또는 용접 장비들은 한 쌍의 레일(2) 사이에 위치되는 받침대(8)의 상측에 놓여진 2차원 또는 3차원 형상의 판재를 가공할 수 있다.

이 때, 레일(2) 상에 배치되는 수직 지지대(3)가 레일(2)를 따라 이동하는 동안 랙과 피니언 기어는 지속적으로 접촉하기 때문에 랙과 피니언의 접촉 표면이 마모된다.

이와 같이 랙과 피니언이 마모되면, 랙과 피니언 작동시 접촉부 유격 과다와 같은 오차가 발생하고, 이와 같은 접촉 마모가 커질수록 이동 로봇의 이동 거리 제어시 절대 길이 오차가 발생할 수 밖에 없다.

이와 같이 발생한 갠트리의 이동 거리 오차를 보정하기 위하여 종래에는 갠트리의 이동 거리를 작업자가 실제로 측정하고, 측정된 오차값을 갠트리의 제어부에 직접 기록하는 방식을 사용하였다. 그러나, 이와 같은 방식은 정밀하지 못하며 오차 보정을 위한 노력 및 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

따라서, 갠트리(1)의 이동 거리 오차를 정밀하고 용이하게 보정할 수 있는 시스템 및 방법의 개발이 필요하다.

본 발명의 일 실시예는 갠트리의 이동 거리 오차를 정밀하고 용이하게 보정할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이웃하는 단위 길이 랙이 상호 이격 배치된 복수의 단위 길이 랙 상에 설치된 레일을 따라 이동하는 갠트리의 이동 거리를 보정하기 위한 시스템으로서, 상기 갠트리의 복수의 단위 길이 랙을 따라 설치되어 복수의 기준 위치를 각각 제공하는 복수의 기준 위치 제공 수단; 상기 복수의 기준 위치 제공 수단 중 어느 하나의 기준 위치를 측정하기 위하여 상기 갠트리가 설치된 공간 내에 설치되는 IGPS(Indoor GPS) 장치; 상기 갠트리의 랙을 따라 이동할 수 있는 이동 수단; 상기 갠트리가 상기 랙을 따라 이동하는 동안 상기 랙을 촬영할 수 있도록 상기 이동 수단에 설치되는 촬영 수단; 상기 갠트리가 상기 랙을 따라 이동하는 동안 상기 갠트리의 실측 이동 거리를 측정하는 거리 측정 수단; 및 상기 갠트리가 상기 복수의 기준 위치 중 어느 하나에 위치할 때, 상기 촬영 수단으로부터 입력되는 영상데이터를 이용하여 산출한 절대 이동 거리와, 상기 거리 측정 수단으로부터 입력되는 실측 이동 거리 간의 실측 오차를 보정값으로 저장하는 제어부를 포함하는 갠트리의 이동 거리 보정 시스템이 제공된다.

또한, 상기 복수의 기준 위치 제공 수단은 상기 복수의 단위 길이 랙을 각각 고정하기 위한 복수의 고정 클램프이며, 상기 기준 위치는 상기 고정 클램프의 모서리일 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 촬영 수단으로부터 입력되는 데이터에서 상기 고정 클램프의 모서리 영상이 있는지 여부를 이용하여 상기 갠트리가 상기 기준 위치에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다.

삭제

또한, 상기 거리 측정 수단은 상기 갠트리에 설치된 엔코더일 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 실측 오차를 기준 오차와 비교하여 상기 실측 오차가 상기 기준 오차를 초과하는 경우, 상기 실측 오차 값을 오차 발생 구간에서의 보정값으로 저장할 수 있다.

또한, 상기 실측 오차가 상기 기준 오차를 초과하는 경우, 상기 이동 수단이 상기 오차 발생 구간을 재이동하면서 상기 촬영 수단이 상기 오차 발생 구간의 거리를 재측정할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 갠트리의 이동 거리 보정 방법으로서, (a) 상기 갠트리의 랙의 연장 방향을 따라 기준 위치를 제공하는 단계; (b)IGPS를 이용하여 상기 기준 위치 거리를 측정하는 단계; (c) 상기 갠트리의 랙을 따라 이동하면서 상기 갠트리의 절대 이동 거리를 측정하는 단계; (d) 상기 갠트리의 랙을 따라 이동하면서 상기 갠트리의 실측 이동 거리를 측정하는 단계; (e) 상기 갠트리가 상기 기준 위치에 위치된 상태에서 상기 갠트리의 절대 이동 거리와 상기 갠트리의 실측 이동 거리 간의 실측 오차를 검출하는 단계; 및 (f) 상기 실측 오차를 보정값으로서 상기 갠트리의 제어부에 저장하는 단계를 포함하는 갠트리의 이동 거리 보정 방법이 제공된다.

여기서, 상기 갠트리의 절대 이동 거리는 상기 갠트리가 이동하는 동안 상기 갠트리와 함께 이동가능한 촬영 수단에 의하여 촬영된 상기 랙의 영상을 분석함으로써 측정될 수 있다.

여기서, 상기 갠트리의 실측 이동 거리는 상기 갠트리에 설치된 엔코더의 회전수를 계산함으로써 측정될 수 있다.

또한, 상기 (e) 단계는, (e1) 상기 실측 오차를 기준 오차와 비교하는 단계; 및 (e2) 상기 실측 오차가 상기 기준 오차를 초과하는 오차 발생 구간에서의 오차를 보정값으로 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 (e1) 단계 이후 상기 (e2) 단계 이전에, 상기 오차 발생 구간에서 상기 촬영 수단을 이동하면서 상기 오차 발생 구간 내에서의 이동 거리를 재측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 방법 및 시스템을 이용하면 갠트리의 이동 거리 오차를 정밀하고 용이하게 보정할 수 있다.

도 1은 갠트리의 개략적인 정면도이다.
도 2는 갠트리의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 시스템의 개략도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 시스템을 이용하여 거리가 보정되는 갠트리의 랙을 구간 별로 구분한 상태도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 시스템을 이용하여 랙의 길이를 측정하는 방법의 순서도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 시스템을 이용하여 랙의 길이를 측정하는 과정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 시스템(10)의 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 시스템(10)은 기준 위치 제공 수단(20), 이동 수단(40), 촬영 수단(30), 거리 측정 수단(50) 및 제어부(60)를 포함한다.

기준 위치 제공 수단(20)은 갠트리(1)가 이동하는 동안 발생하는 오차를 측정하기 위한 기준 위치를 제공하기 위한 구성 요소이다. 이 때, 기준 위치(MO)란 갠트리(1)가 이동하더라도 위치가 변하지 않는 지점으로 규정될 수 있다. 기준 위치 제공 수단(20)은 갠트리(1)의 길이 방향으로 복수 개가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 기준 위치 제공 수단(20)은 갠트리(1)가 이동하는 레일에 설치되는 랙(9)을 고정하기 위한 고정 클램프(22a, 22b,…, 22n)로 구현된다. 이 때, 고정 클램프의 일 모서리가 기준 위치로서 규정될 수 있다.

도 4를 참조하면, 랙(9)을 고정하기 위한 고정 클램프(22a, 22b,…, 22n)는 레일(2)을 따라 설치되는 복수의 단위 길이 랙(Rack 1, Rack 2, …, Rack n)을 고정하기 위하여 단위 길이 랙(Rack 1, Rack 2, …, Rack n)마다 적어도 하나 이상 설치되어 있다.

따라서, 기준 위치(MO)는 복수의 고정 클램프(22a, 22b,…, 22n) 전체 또는 그 중 일부의 모서리들로 규정될 수 있다. 이와 같이 정해진 기준 위치는 IGPS와 같은 위치 측정 시스템에 의하여 각각의 기준 위치가 예를 들어, 소정의 좌표계(예를 들어, 도 4에서 랙의 좌측 단부 모서리를 원점(0,0)으로 규정한 xy좌표계)의 일 지점(x 좌표, y좌표) 값으로 규정될 수 있다. 이와 같이 정해진 기준 위치(MO)는 필요에 따라 갠트리(1)의 이동 거리 오차를 측정하기 위한 일 위치로 사용된다. 기준 위치에서 갠트리(1)의 이동 거리 오차를 측정하는 구체적인 방법에 대하여는 후술한다.

이동 수단(40)은 촬영 수단(30)이 갠트리(1)를 따라 이동할 수 있도록 하기 위한 구성요소이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 수단(40)은 갠트리(1)에 설치된 공구 결합 유닛(7)일 수 있다. 그러나 이동 수단(40)은 갠트리(1)가 이동하는 동안 갠트리(1)와 함께 이동할 수 있는 구성 요소라면 어떠한 구성으로 이루어지는 것도 가능하며, 갠트리(1)의 공구 결합 유닛(7)에 제한되는 것은 아니다. 다만, 갠트리(1)가 이동하는 동안 갠트리(1)의 이동 거리 오차를 측정하기 위하여 갠트리(1)에 이미 설치된 공구 결합 유닛(7)을 이용하면 갠트리(1)의 이동 거리 오차를 측정하기 위한 별도의 이동 수단을 구비할 필요가 없게 된다.

한편, 촬영 수단(30)은 상기 이동 수단(40), 예를 들어, 갠트리(1)의 공구 결합 유닛(7)에 설치될 수 있는 카메라일 수 있다.

카메라가 이동 수단(40), 예를 들어, 공구 결합 유닛(7)에 결합되는 것은, 예를 들어, 카메라가 설치된 하우징을 갠트리(1)의 공구 결합 유닛(7)에 탈착가능하게 결합하는 방식으로 이루어질 수 있다.

갠트리(1)의 공구 결합 유닛(7)에 설치된 카메라와 같은 촬영 수단(30)은 갠트리(1)가 랙(9)을 따라 이동하는 동안 랙(9)의 상측에 위치되어 랙(9)의 영상을 촬영하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 촬영 수단(30)에 의하여 촬영된 랙(9)의 영상을 분석하여 갠트리(1)가 랙(9) 상에서 이동한 절대 이동 거리를 측정한다. 이와 같이 랙(9)의 영상을 분석하여 측정된 갠트리(1)의 절대 이동 거리는 랙(9)의 마모 또는 랙(9)의 신장 및 수축과 상관없이 갠트리(1)가 이동한 이동 거리에 해당한다.

거리 측정 수단(50)은 갠트리(1)가 이동하는 동안 갠트리(1)가 이동한 실측 이동 거리를 측정하기 위한 구성 요소이다. 본 실시예에서 거리 측정 수단은 갠트리에 설치된 엔코더일 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 있어서, '실측 이동 거리'란 갠트리(1)에 장착된 엔코더에 의하여 측정된 갠트리(1)의 이동 거리이다. 엔코더는 갠트리(1)가 이동하는 동안 회전한 모터의 회전수를 측정함으로써 갠트리(1)의 이동 거리를 측정할 수 있다. 이와 같이 엔코더와 같은 거리 측정 수단에 의하여 측정된 실측 이동 거리는 랙(9)의 마모 또는 랙(9)의 신장 및 수축에 의하여 영향을 받는다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촬영 수단(30)에 의하여 계측된 갠트리(1)의 절대 이동 거리와 거리 측정 수단(50)에 의하여 측정된 실측 이동 거리를 비교하여 갠트리(1)가 이동하는 동안 랙(9)의 마모 또는 신장 및 수축 등에 의하여 발생한 오차를 보정하도록 한다. 이와 같은 이동 거리 오차 보정 방법에 대하여는 후술한다.

한편, 제어부(60)는 갠트리(1)가 이동하는 동안 촬영 수단(30)으로부터 촬영된 랙(9)의 영상을 분석하여 갠트리(1)가 이동한 거리를 계산한다.

그리고, 제어부(60)는 갠트리(1)가 소정의 위치까지 이동한 경우 갠트리(1)가 이동한 절대 이동 거리와 거리 측정 수단(50)에 의하여 측정된 실측 이동 거리를 비교하여 갠트리(1)의 이동 거리 오차값을 계산한다.

이 때, 본 실시예에서, 갠트리의 절대 이동 거리와 실측 이동 거리가 비교되는 소정의 위치는 기준 위치 제공 수단(20)에 의하여 제공된 기준 위치이다. 이와 같이 기준 위치에서 계산된 절대 이동 거리와 실측 이동 거리의 실측 오차가 제어부(60)에 저장되어 추후 갠트리(1)의 이동시 보정값으로 사용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 이동 거리 보정 시스템(10)을 이용하여 갠트리(1)의 이동 거리 오차를 측정하는 개략도이다.

본 발명의 일 실시예에서, 갠트리(1)가 이동하는 레일에 설치되는 랙(9)은 복수의 단위 길이 랙(Rack 1, Rack 2, …, Rack n)이 나란하게 배열된 형태로 이루어진다. 이 때, 단위 길이 랙(Rack 1, Rack 2, …, Rack n)은 이웃하는 단위 길이 랙 간에 소정의 간격만큼 이격되도록 배치된다.

한편, 도 4에서 복수의 단위 길이 랙(Rack 1, Rack 2, …, Rack n)에는 각각 적어도 하나의 고정 클램프(22a, 22b,…, 22n)가 설치될 수 있는데, 앞서 설명한 바와 같이, 각각의 고정 클램프(22a, 22b,…, 22n)의 일 모서리 위치가 기준 위치(MO)로 제공될 수 있으며, 본 실시예에서는, 각 기준 위치 제공 수단의 기준 위치(MO)를 MO1(X1,Y1), MO2(X2, Y2), … MOn(Xn,Yn)으로 규정한다.

한편, 본 실시예에서는, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 갠트리(1)가 이동하기 시작하는 위치를 이동 시작 지점(MS)라고 규정하고, 갠트리(1)가 이동을 종료하는 위치를 이동 종료 지점(MF)라고 규정하여, 갠트리(1)가 이동 시작 지점부터 이동 종료 지점까지 이동하는 동안 발생한 실측 오차를 보정한다.

이 때, '실측 오차'란 갠트리(1)가 이동하는 동안 촬영 수단이 갠트리와 함께 이동하면서 측정된 절대 이동 거리와 갠트리가 이동한 실측 이동 거리 사이의 오차를 의미한다.

예를 들어 갠트리(1)가 이동하는 동안 촬영 수단에 의하여 촬영된 갠트리의 절대 이동 거리가 10,000mm 일 때, 랙(9)이 마모된 상태 혹은 랙(9)의 길이 변화에 따라서 갠트리(1)가 이동하는 동안 엔코더에 의하여 측정된 실측 이동 거리는 10,000mm보다 수미리 정도 모자라거나 그보다 더 길 수 있는데, 이 때, 발생한 거리 차이가 실측 오차로 규정될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 이동 시작 지점(MS)과 이동 종료 지점(MF) 사이에 n 개의 기준 위치 제공 수단이 제공된 경우, 이동 시작 지점(MS)과 이동 종료 지점(MF) 사이에는 n+1 개의 구간이 형성되며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 구간을 갠트리(1)가 실제 이동하는 동안 발생한 이동 거리 오차를 검출하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리(1)의 이동 거리 보정 방법의 일 예의 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리(1)의 이동 거리 보정 방법은, 촬영 수단을 제공하는 단계(S501), 랙의 연장 방향을 따라 기준 위치 제공 수단을 제공하는 단계(S502), 기준 위치 제공 수단의 기준 위치 거리를 측정하는 단계(S503), 갠트리의 절대 이동 거리를 측정하는 단계(S504), 갠트리의 실측 이동 거리를 측정하는 단계(S505), 갠트리의 절대 이동 거리와 실측 이동 거리 간의 실측 오차를 검출하는 단계(S506), 검출된 실측 오차를 기준 오차와 비교하는 단계(S507), 실측 오차가 기준 오차를 초과하는 오차 발생 구간을 검출하는 단계(S508) 및 오차 발생 구간에서 촬영 수단을 이동하면서 오차 발생 구간 내에서의 이동 거리를 정밀하게 재 측정하는 단계(S509), 실측 오차를 보정값으로 갠트리 제어부에 저장하는 단계(S510)를 포함할 수 있다.

보다 상세히, 촬영 수단 제공 단계(S501)에서는, 갠트리(1)의 랙(9)을 따라 이동하면서 상기 랙(9)을 촬영할 수 있는 촬영 수단(30)을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서 촬영 수단(30)은 카메라이며, 카메라는 갠트리의 공구 결합 유닛(7)에 설치된 상태로 갠트리(1)의 랙을 따라 이동할 수 있도록 형성된다.

기준 위치 제공 수단(20)을 제공하는 단계(S502)에서, 기준 위치 제공 수단(20)은 갠트리(1)의 랙을 고정하기 위한 고정 클램프(22a, 22b,…, 22n)일 수 있다.

이 때, 고정 클램프(22a, 22b,…, 22n)는 갠트리(1)의 랙을 형성하기 위하여 랙의 길이 방향으로 복수 개로 형성된 단위 길이 랙(Rack 1, Rack 2, …, Rack n)을 각각 고정하기 위하여 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 랙의 연장 방향을 따라 복수개가 나란하게 배열될 수 있다. 이 때, 기준 위치 제공 수단은 등간격으로 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 기준 위치 제공 수단을 제공하는 단계(S503)은 필요에 따라 추가적인 고정 클램프를 설치하는 단계일 수 있으며, 또한 랙의 길이 방향으로 복수 개 형성된 복수개의 고정 클램프(22a, 22b,…, 22n) 중 임의의 고정 클램프를 선택하는 것일 수 있다.

그리고, 갠트리(1)의 이동 시작 지점(MS)은 기준 위치의 측정시 기준이 되는 원점일 수 있다.

기준 위치 제공 수단(20)의 기준 위치를 제공한 후 기준 위치(MO)를 측정한다. (S503) 기준 위치(MO)는 갠트리(1)가 설치된 공간 내에 설치되는 IGPS 시스템을 이용하여 소정의 공간 좌표 내의 원점(0,0), 예를 들어, 도 4에서 갠트리의 제 1 단위 길이 랙의 모서리에 대한 기준 위치 제공 수단(20)의 기준 위치 좌표(Xn, Yn)로 규정될 수 있다.

이 때, IGPS 시스템을 이용하여 IGPS 시스템의 원점에 대한 랙의 고정 클램프의 기준 위치(MO)의 좌표를 측정하는 것은, 예를 들어 랙의 원점(0,0)에 해당하는 위치 및 고정 클램프의 모서리에 각각 위치 센서를 부착한 후 해당 위치 센서 간의 위치를 측정하는 방식으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 공지된 다양한 거리 측정 방법을 이용하여 계산될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 기준 위치 거리는 갠트리(1)의 이동 시작 지점으로부터 기준 위치까지의 거리일 수 있다. 이 때, 본 실시예에서 갠트리(1)의 이동 시작 지점이 기준 위치 제공 수단의 기준 위치 측정시 원점에 대응할 경우 기준 위치 좌표의 X좌표값이 기준 위치 거리에 대응할 수 있다.

한편, 앞서 설명한, 촬영 수단을 제공하는 단계(S501), 랙의 연장 방향을 따라 기준 위치 제공 수단을 제공하는 단계(S502), 기준 위치 제공 수단의 기준 위치 거리를 측정하는 단계(S503)는 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 이동거리 보정 방법을 위한 사전 준비 단계로서, 촬영 수단(30)은 이동 거리를 보정하기 위하여 필요한 경우에만 공구 결합 유닛(7)에 설치하여 이동 거리 측정 수단으로서 사용될 수 있다.

그리고, 기준 위치 제공 수단(20)은 갠트리(1)의 랙(9)을 고정하기 위하여 미리 랙(9)에 설치된 상태로 이루어질 수 있다.

또한 기준 위치 거리 측정은 IGPS에 의하여 미리 측정된 기준 위치 값을 이용할 수 있다. 이와 같은 기준 위치의 거리 측정은 갠트리의 이동 거리 측정시 기준이 되는 기준 위치의 거리를 미리 확인하여 두기 위한 것이다.

한편, 이와 같이 기준 위치 거리가 측정된 상태에서 촬영 수단(30)이 설치된 갠트리(1)를 이동 시작 지점(MS)으로부터 이동 종료 지점(MF)까지 이동하여 갠트리(1)의 절대 이동 거리를 측정한다. (S504)

이 때, 갠트리(1)는 촬영 수단이 이동하면서 랙(9)의 길이를 측정할 수 있는 최소의 속도 이상으로 등속으로 이동하여 갠트리(1)의 절대 이동 거리를 측정한다.

한편, 갠트리(1)의 촬영 수단(30)을 이용하여 갠트리(1)가 이동한 절대 이동 거리를 측정하는 동안, 갠트리(1)에 설치된 엔코더를 이용하여 갠트리(1)의 실측 이동 거리를 측정한다.(S505) 앞서 설명한 바와 같이 갠트리(1)의 실측 이동 거리는 갠트리(1)의 이동부에 설치된 모터의 회전수를 엔코더를 이용하여 측정함으로써 계측될 수 있다.

이 때, 갠트리(1)의 절대 이동 거리와 실측 이동 거리의 비교는 기준 위치에서 이루어 질 수 있다. 갠트리(1)의 랙(9)의 길이 방향으로 일정한 간격으로 이격 배열된 기준 위치에서의 계측된 절대 이동 거리 및 실측 이동 거리는 제어부(60)에 저장된다. 이 때, 절대 이동 거리 및 실측 이동 거리를 비교하기 위한 기준 위치는 작업자에 의하여 특정될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 기준 위치는 단계 S503에서 측정한 기준 위치 거리를 이용하여 특정될 수 있다. 또한, 기준 위치로 선정되는 랙 고정 클램프의 모서리 영상이 특정되고, 제어부(60)가 촬영수단(30)으로부터 입력되는 영상 데이터에서 해당 모서리 영상을 추출하는 경우에 해당 위치를 기준위치로 선정할 수도 있다. 영상 데이터에서 특징적인 랙 고정 클램프의 일 모서리 영상을 추출하는 것은, 본 발명의 출원시 공지된 다양한 기술을 이용할 수 있는 바, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.

한편, 제어부(60)에서는 이와 같이 계측된 실제 갠트리(1)의 절대 이동 거리와 실측 이동 거리를 비교하여 실측 오차를 검출한다. (S506)

여기서, 제어부(60)는 단계 S503에서 측정한 기준 위치 거리를 더 참조하여 실측 오차를 검출할 수 있다. 보다 상세하게는, 본 실시예에서는 촬영 수단(30)으로부터 촬영되는 영상 데이터를 이용하여 제어부(60)가 절대 이동 거리를 산출한다(이후, 도 6을 참조하여 후술함). 여기서, 제어부(60)는 단계 S503에서 IGPS를 이용하여 측정한 기준 위치 거리와 상술한 절대 이동 거리를 비교하여, 촬영 수단(30)에 대한 신뢰도를 먼저 검증할 수 있다. 그리고, 기준 위치 거리와 절대 이동 거리가 허용 오차범위이내 인 경우, 절대 이동 거리와 상술한 실측 이동 거리를 비교하여 실측 오차를 검출한다.(S506) 만일, 기준 위치 거리와 상술한 절대 이동거리의 차이가 허용 오차범위를 초과하는 경우, 촬영 수단(30)에 오류가 발생한 것이므로 사용자는 촬영 수단(30)를 교체하거나 또는 기준 위치 거리를 절대 이동 거리로 두고, 상술한 바와 같이 실측 오차를 추출할 수도 있다.

그리고, 제어부(60)에서는 검출된 실측 오차를 기준 오차와 비교하고,(S507) 예를 들어, 실측 오차가 기준 오차를 초과하는 구간(오차 발생 구간)이 검출된 경우, (S508) 오차 발생 구간에서 다시 실측 오차를 정밀하게 측정한다. (S509)

이 때, '기준 오차'란 해당 구간에서 발생한 오차가 기준 오차를 넘어서지 않는 경우 오차값을 산출하여 보정값으로 저장하지 않아도 되는 정도의 크기를 갖는 오차의 한계값으로 규정될 수 있다. 이에 따라, 기준 오차를 넘지 않는 오차가 발생된 구간에서는 별도의 보정값을 산출할 필요가 없다.

다만, 기준 오차가 너무 작으면 제어부에 보정값이 저장되어야 하는 구간이 많아질 수 있으며, 기준 오차가 너무 크면 보정값이 저장되어야 하는 구간이 적어질 수 있다.

따라서, 갠트리(1)의 실측 오차와 비교할 때 적정한 크기의 기준 오차를 규정하는 것이 필요하며, 갠트리(1)의 이동 거리를 정밀하게 제어할 필요가 있는 경우에는 기준 오차를 작게 설정하고, 갠트리(1)의 이동 거리를 정밀하게 제어할 필요가 없는 경우에는 기준 오차를 크게 설정할 수 있다.

한편, 오차 발생 구간에서 실측 오차를 다시 정밀하게 측정하는 과정은 갠트리(1)를 오차 발생 구간으로 이동시킨 후 갠트리(1)를 작동하여 촬영 수단(30)을 이동시키면서 오차 발생 구간에서 갠트리(1)의 절대 이동 거리 및 실측 이동 거리를 다시 측정하여 이에 따른 실측 오차를 계산하는 과정을 반복함으로써 수행될 수 있다.

이 때, 최초 갠트리(1)를 이동시키던 것보다 느린 속도로 오차 발생 구간에서 갠트리(1)를 이동하여 카메라를 이용한 랙(9)의 촬영이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

기준 오차를 넘는 오차가 발생한 구간 별로 재측정된 오차값은 제어부(60)에서 보정값으로 저장될 수 있으며(S510), 이와 같이 제어부(60)에 저장된 보정값은 향후 갠트리(1)가 이동할 때 보정이 필요한 구간에서의 보정값으로 사용한다.

일 예로서, 표 1에는 기준 위치 거리가 1,000mm 단위인 총 11개의 구간에서 갠트리(1)의 절대 이동 거리 및 실측 이동 거리를 측정한 결과가 기록되어 있다. 이 때 기준 오차 범위는 2mm 이다.

구간	절대 이동 거리	실측 이동 거리	실측 오차	보정 필요 구간
0	0	0	0	X
1	1,000	1,001	+1	X
2	2,000	2,002	+1	X
3	3,000	3,000	-2	X
4	4,000	4,000	0	X
5	5,000	5,005	+5	○
6	6,000	6,003	-2	X
7	7,000	7,003	0	X
8	8,000	8,000	-3	○
9	9,000	9,002	+2	X
10	10,000	10,002	0	X

단위:mm

기준 오차 범위 :±2mm

표 1에서, 갠트리(1)의 절대 이동 거리와 실측 이동 거리 사이의 차이인 실측 오차가 기준 오차 범위를 벗어나는 구간은 제 5 구간 및 제 8 구간이므로, 제 5 구간 및 제 8 구간에서의 이동 거리를 해당 구간에서 다시 정확하게 측정하여 제 5 구간 및 제 8 구간에서의 실측 오차를 보정값으로 선정한 후, 갠트리(1)의 제어부(60)에 해당 구간에서의 보정값으로 저장한다.

이와 같이 해당 구간에서의 이동 거리 보정값으로 저장된 데이터는 추후 갠트리(1)가 작동할 때 보정값으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 방법 및 시스템은, 갠트리가 이동한 절대 거리를 측정할 수 있는 촬영 수단을 이용하여 갠트리가 이동하는 동안 갠트리가 이동한 절대 이동 거리를 측정하고, 엔코더를 이용하여 갠트리가 이동한 실측 이동 거리를 함께 계측하여, 측정된 절대 이동 거리와 실측 이동 거리 사이의 실측 오차를 검출하고, 이와 같이 계산된 실측 오차를 오차 발생 구간에서의 보정값으로 산출함으로써, 갠트리가 이동하는 동안 발생되는 오차값을 보정하기 위한 보정값을 용이하게 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 방법은 종래에 수동으로 이동 거리를 계측하여 오차 보정값을 계산하던 것과 달리 갠트리에 설치되는 서로 다른 거리 계측 수단 즉, 촬영 수단 및 엔코더를 이용하여 갠트리의 절대 이동 거리 및 실측 이동 거리를 측정하여 실측 오차를 계산하므로, 작업자가 직접 이동 거리를 측정하지 않고 자동으로 갠트리의 이동 거리 오차값을 측정할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리의 이동 거리 보정 시스템에 있어서, 카메라가 촬영한 영상을 이용하여 갠트리가 이동한 거리를 측정하는 방법을 도면을 달리하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 거리 보정 시스템을 이용하여 랙의 길이를 측정하는 방법의 순서도이다. 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 거리 보정 시스템을 이용하여 랙의 길이를 측정하는 과정을 도시한 도면이다.

이 때, 도 6 및 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 랙의 길이를 측정하는 방법을 설명함에 있어, 이하에서는 측정하고자 하는 랙의 처음 위치에 위치하는 나사산(도 7a에서 제일 좌측에 위치하는 나사산으로서, 이하 '제 1 나사산(T1)'으로 칭함)의 중앙 지점(CT1)으로부터 랙의 제일 마지막에 위치하는 나사산(도 7c에서 제일 우측에 위치하는 나사산으로서 이하 '제 n 나사산(Tn)'으로 칭함)의 중앙 지점(CTn)까지의 길이를 측정하는 것으로 가정하여 랙의 길이 측정 방법을 설명한다.

이 때, 제 1 나사산으로부터 제 2 나사산까지의 길이를 '제 1 영역 길이(L1)'로 규정하고, 제 2 나사산 이후부터 이웃하는 나사산까지의 길이를 순차적으로 '제 2 영역 길이'… '제 n-1 영역 길이(Ln-1)'로 규정하여 설명한다.

도 6 및 도 7a을 참조하면, 먼저 제 1 영역 길이(L1)를 측정하기 위하여 우선 해당 영역의 상측에 촬영 수단을 위치시킨 후, 랙의 나사산 영상을 촬영한다. (S601) 그 후, 이와 같이 촬영된 나사산 영상을 처리하고,(S602) 나사산의 피치 라인을 검출한다. (S603)

이 때, 나사산의 피치 라인이란 촬영 수단에 의하여 촬영된 나사산의 사다리꼴형 윤곽선 라인을 의미한다.

이와 같이 피치 라인이 검출된 상태에서 나사산의 돌출된 두 모서리부의 위치값이 계산되면 두 모서리부의 중간값을 노드 위치값으로 계산한다. (S604)

이 때, 노드 위치란 촬영된 영상에서 해당 나사산이 측정하고자 하는 랙의 몇번째 나사산인지 알 수 있도록 하기 위한 이미지 처리시 특징점이며, 노드 위치값이란 노드 위치에서의 위치값을 의미한다. 본 실시예에서는 나사산의 중간 위치가 노드 위치이며, 나사산의 중간 위치값이 나사산의 노드 위치값에 대응할 수 있다. 이 때, 촬영 수단의 FOV에는 두 개 이상의 나사산 영상이 보여지며 이에 따라 한번의 촬영으로 이웃하는 두 나사산의 노드 위치값을 각각 구할 수 있다.

촬영된 나사산의 영상을 처리하여 나사산의 피치 라인을 검출한 후 검출된 피치 라인으로부터 노드 위치값을 특정하는 기술적인 내용은 이미 공지된 영상 처리 기법을 이용하여 수행할 수 있으므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 예를 들어, 도 7a에서 촬영 수단에 촬영된 제 1 영역 영상(FOV1)에서 [제 1 나사산의 노드 위치값(중앙 지점(CT1)의 위치값)과 촬영 수단의 중앙 지점(CC)의 위치값의 차이에 대응하는 거리(La)에 해당하는 촬영 수단의 픽셀 수]와 [1 픽셀에 대응하는 실제 거리]를 곱한 값과 제 2 나사산의 노드 위치값(중앙 지점(CT2)의 위치값)과 촬영 수단의 중앙 지점(CC)의 위치값의 차이에 대응하는 거리(Lb)에 해당하는 촬영 수단의 픽셀 수]와 [1 픽셀에 대응하는 실제 거리]를 곱한 값의 합이, 제 1 나사산의 노드 위치값과 제 2 나사산의 노드 위치값 사이의 절대 길이, 즉 제 1 나사산의 중앙 지점과 제 2 나사산의 중앙 지점 사이의 절대 길이(L1)에 대응하게 된다. 이와 같이 함으로써 제 1 나사산의 노드 위치값과 제 2 나사산의 노드 위치값 사이의 절대 길이를 계산한다.(S605)

그 후, 도 7b에서와 같이 이웃하는 제 2 영역 내의 제 2 및 제 3 나사산, 제 3 및 제 4 나사산,…, 제 n-2 나사산 및 제 n-1 나사산을 차례로 포함하는 영상을 각각 촬영하도록 촬영 수단을 이동시키면서 갠트리가 이동한 영역 내의 모든 나사산의 피치 라인을 촬영하고 각각의 나사산 사이의 절대 길이를 계산하는 과정을 반복한다. 그 후, 최종적으로 도 7c에서와 같이 제 n-1 영역의 제 n-1 나사산과 제 n 나사산을 촬영하여 앞서 설명한 방법과 동일한 방법으로 제 n-1 영역 길이(Ln-1)를 계산한다.

그리고, 이와 같이 측정된 모든 영역(제 1 영역 내지 제 n-1 영역)의 길이를 합하면 갠트리가 이동한 절대 거리가 계산될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동 거리 보정방법에서는 상기에서 설명한 바와 같은 절대 길이 측정 방법을 이용하여 갠트리가 이동한 실제 거리를 측정하도록 하나, 갠트리가 이동한 실제 거리를 계측하는 방법이 이에 제한된 것은 아니다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1 갠트리 2 레일
7 공구 결합 유닛 9 랙
10 이동 거리 보정 시스템 20 기준 위치 제공 수단
30 촬영 수단 40 이동 수단
50 거리 측정 수단 60 제어부

Claims (12)

1. 이웃하는 단위 길이 랙이 상호 이격 배치된 복수의 단위 길이 랙 상에 설치된 레일을 따라 이동하는 갠트리의 이동 거리를 보정하기 위한 시스템으로서,
   상기 갠트리의 복수의 단위 길이 랙을 따라 설치되어 복수의 기준 위치를 각각 제공하는 복수의 기준 위치 제공 수단;
   상기 복수의 기준 위치 제공 수단 중 어느 하나의 기준 위치를 측정하기 위하여 상기 갠트리가 설치된 공간 내에 설치되는 IGPS(Indoor GPS) 장치;
   상기 갠트리의 랙을 따라 이동할 수 있는 이동 수단;
   상기 갠트리가 상기 랙을 따라 이동하는 동안 상기 랙을 촬영할 수 있도록 상기 이동 수단에 설치되는 촬영 수단;
   상기 갠트리가 상기 랙을 따라 이동하는 동안 상기 갠트리의 실측 이동 거리를 측정하는 거리 측정 수단; 및
   상기 갠트리가 상기 복수의 기준 위치 중 어느 하나에 위치할 때, 상기 촬영 수단으로부터 입력되는 영상데이터를 이용하여 산출한 절대 이동 거리와, 상기 거리 측정 수단으로부터 입력되는 실측 이동 거리 간의 실측 오차를 보정값으로 저장하는 제어부를 포함하는 갠트리의 이동 거리 보정 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 기준 위치 제공 수단은 상기 복수의 단위 길이 랙을 각각 고정하기 위한 복수의 고정 클램프이며,
   상기 기준 위치는 상기 고정 클램프의 모서리인 것을 특징으로 하는, 갠트리의 이동 거리 보정 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 촬영 수단으로부터 입력되는 데이터에서 상기 고정 클램프의 모서리 영상이 있는지 여부를 이용하여 상기 갠트리가 상기 기준 위치에 위치하는지 여부를 판단하는, 갠트리의 이동 거리 보정 시스템.
   
4. 삭제
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 거리 측정 수단은
   상기 갠트리에 설치된 엔코더인, 갠트리의 이동 거리 보정 시스템.
   
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 실측 오차를 기준 오차와 비교하여 상기 실측 오차가 상기 기준 오차를 초과하는 경우, 상기 실측 오차 값을 오차 발생 구간에서의 보정값으로 저장하는, 갠트리의 이동 거리 보정 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 실측 오차가 상기 기준 오차를 초과하는 경우, 상기 이동 수단이 상기 오차 발생 구간을 재이동하면서 상기 촬영 수단이 상기 오차 발생 구간의 거리를 재측정하는 것을 특징으로 하는, 갠트리의 이동 거리 보정 시스템.
   
8. 갠트리의 이동 거리 보정 방법으로서,
   (a) 상기 갠트리의 랙의 연장 방향을 따라 기준 위치를 제공하는 단계;
   (b)IGPS를 이용하여 상기 기준 위치 거리를 측정하는 단계;
   (c) 상기 갠트리의 랙을 따라 이동하면서 상기 갠트리의 절대 이동 거리를 측정하는 단계;
   (d) 상기 갠트리의 랙을 따라 이동하면서 상기 갠트리의 실측 이동 거리를 측정하는 단계;
   (e) 상기 갠트리가 상기 기준 위치에 위치된 상태에서 상기 갠트리의 절대 이동 거리와 상기 갠트리의 실측 이동 거리 간의 실측 오차를 검출하는 단계; 및
   (f) 상기 실측 오차를 보정값으로서 상기 갠트리의 제어부에 저장하는 단계를 포함하는, 갠트리의 이동 거리 보정 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 갠트리의 절대 이동 거리는 상기 갠트리가 이동하는 동안 상기 갠트리와 함께 이동가능한 촬영 수단에 의하여 촬영된 상기 랙의 영상을 분석함으로써 측정되는, 갠트리의 이동 거리 보정 방법.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 갠트리의 실측 이동 거리는 상기 갠트리에 설치된 엔코더의 회전수를 계산함으로써 측정되는, 갠트리의 이동 거리 보정 방법.
    
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    (e1) 상기 실측 오차를 기준 오차와 비교하는 단계; 및
    (e2) 상기 실측 오차가 상기 기준 오차를 초과하는 오차 발생 구간에서의 오차를 보정값으로 검출하는 단계
    를 더 포함하는, 갠트리의 이동 거리 보정 방법.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (e1) 단계 이후 상기 (e2) 단계 이전에,
    상기 오차 발생 구간에서 상기 촬영 수단을 이동하면서 상기 오차 발생 구간 내에서의 이동 거리를 재측정하는 단계를 더 포함하는, 갠트리의 이동 거리 보정 방법.

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