KR101284852B1 - 용접 토우 그라인딩부 검사 장치 및 방법 - Google Patents

용접 토우 그라인딩부 검사 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

용접 토우 그라인딩부 검사 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩부 검사 장치는, 용접 부재면에 형성된 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 취득하는 프로파일 검출부, 상기 프로 파일 검출부에 의하여 검출된 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 xy좌표계 상에 위치시킨 후, xy자표계 상에서 용접 부재면에 대응하는 라인이 기준 라인 상에 놓여진 상태에서, 기준 라인 상에 놓여있지 않은 용접 토우 그라인딩부의 프로파일 상의 임의의 3점을 취하여 원을 구하는 과정을 반복하여 서클 피팅(circle fitting)을 수행하고, 서클 피팅에 의하여 계산된 평균 원과 기준 라인 사이의 거리를 이용하여 용접 토우 그라인딩부에 대한 검사값을 검출하는 용접 토우 그라인딩 검사부 및 용접 토우 그라인딩 검사부로부터 검출된 검사값을 표시하는 사용자 인터페이스부를 포함한다.

Description

용접 토우 그라인딩부 검사 장치 및 방법{APPARATUS FOR INSPECTING WELD TOE GRINDING AND METHORD THEREOF}
본 발명은 용접 토우 그라인딩 결과를 검사하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
필렛(Fillet) 용접과 같이 두 강판을 상호 직각으로 용접하여 형성되는 용접부의 용접 비드 에지부는, 에지부에 집중되는 스트레스를 줄이기 위하여 에지부에 토우 그라인딩(Toe grinding) 작업을 실시하고, 토우 그라인딩 작업 결과에 대한 품질 검사를 실시한다.
이 때, 토우 그라인딩 작업의 품질 검사에서는 토우 그라인딩부의 깊이, 폭 및 반지름을 측정하는데, 아직까지 토우 그라인딩부에 대한 정확한 측정 방법이나 장치가 개발되지 아니하여 스틸자를 이용하여 육안으로 토우 그라인딩부에 대한 검사를 실시하는 실정이다.
본 발명의 일 실시예는 용접 토우 그라인딩부에 대한 검사를 자동으로 실시할 수 있는 용접 토우 그라인딩부 검사 장치 및 검사 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 용접 부재면에 형성된 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 취득하는 프로파일 검출부; 상기 프로 파일 검출부에 의하여 검출된 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 xy좌표계 상에 위치시킨 후 상기 xy자표계 상에서 상기 용접 부재면에 대응하는 라인이 기준 라인 상에 놓여진 상태에서 상기 기준 라인 상에 놓여있지 않은 용접 토우 그라인딩부의 프로파일 상의 임의의 3점을 취하여 원을 구하는 과정을 반복하여 서클 피팅(circle fitting)을 수행하고, 상기 서클 피팅에 의하여 계산된 평균 원과 상기 기준 라인 사이의 거리를 이용하여 상기 용접 토우 그라인딩부에 대한 검사값을 검출하는 용접토우 그라인딩 검사부; 및 상기 용접 토우 그라인딩 검사부로부터 검출된 검사값을 표시하는 사용자 인터페이스부를 포함하는 용접 토우 그라인딩부 검사 장치가 제공된다.
이 때, 상기 용접 토우 그라인딩 검사부는, 상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일 중 상기 용접 부재면에 대응하는 라인이 상기 xy좌표계의 상기 기준 라인 상에 놓이도록 상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 회전시키는 프로파일 처리 모듈; 상기 기준 라인 상에 놓여있지 않은 위치의 프로파일을 이용하여 서클 피팅을 수행하는 서클 피팅 수행 모듈; 상기 서클 피팅을 수행하여 계산된 평균 원 상의 일 지점과, 상기 평균 원 상의 일 지점을 지나며 상기 기준 라인에 수직한 직선이 상기 기준 라인과 만나는 상기 프로파일 상의 일 지점 사이의 거리를 계산하여 에지 포인트를 검출하는 에지 포인트 검출 모듈; 및 상기 기준 라인과 상기 평균 원 사이의 거리를 이용하여 상기 용접 토우 그라인딩부의 깊이, 폭 및 반지름을 계산하는 계산 모듈을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 프로파일 검출부는 레이저 비전 시스템일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 용접 부재면에 형성된 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 취득하는 단계; 상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 xy좌표계 상에 위치시킨 후 상기 xy 좌표계 상에서 상기 용접 부재면에 대응하는 라인이 상기 xy좌표계의 기준 라인 상에 놓이도록 상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 회전시키는 단계; 상기 기준 라인 상에 놓여 있지 않은 상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일 상의 임의의 3점을 취하여 원을 구하는 과정을 반복하여 서클 피팅을 수행하는 단계; 상기 서클 피팅을 수행하여 계산한 평균 원과 상기 기준 라인 사이의 거리를 이용하여 상기 용접 토우 그라인딩부의 깊이, 폭 및 반지름 중 하나 이상을 계산하는 단계를 포함하는 용접 토우 그라인딩부 검사 방법이 제공된다.
이 때, 상기 서클 피팅을 수행하여 계산된 평균 원 상의 일 지점과, 상기 평균 원 상의 일 지점을 지나며 상기 기준 라인에 수직한 직선이 상기 기준 라인과 만나는 상기 프로파일 상의 일 지점 사이의 거리를 계산하여 에지 포인트를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 에지 포인트를 이용하여 부재 기준면을 정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 기준 라인은 x 축일 수 있다.
이 때, 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 취득하는 단계는 레이저 비전 시스템에 의하여 촬영된 영상에 의하여 획득될 수 있다.
한편, 상기 서클 피팅을 수행하는 단계는, 상기 기준 라인을 벗어난 위치의 프로파일 상의 임의의 3점을 포함하는 원을 계산하는 단계; 및 상기 원을 계산하는 단계를 반복하여 평균 원을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 용접 토우 그라인딩부의 깊이는 상기 평균 원의 반지름과 상기 평균 원의 중심점으로부터 상기 기준 라인까지의 거리값의 차이며, 상기 용접 토우 그라인딩부의 폭은 상기 평균 원이 상기 기준 라인과 만나는 두 지점 사이의 거리이며, 상기 용접 토우 그라인딩부의 반지름은 상기 평균 원의 반지름일 수 있다.
한편, 상기 용접 토우 그라인딩부 프로파일은 2차원 또는 3차원 프로파일일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 용접 토우 그라인딩부에 대한 검사를 자동으로 수행할 수 있다.
도 1은 용접 토우 그라인딩이 수행된 용접부의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩부 검사 장치의 구성도이다.
도 3은 레이저 비전 시스템의 개략도이다.
도 4은 용접 토우 그라인딩부를 촬영하여 획득된 프로파일 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩부 검사 장치의 용접 토우 그라인딩 검사부의 구성도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩부 검사 방법의 순서도이다.
도 7은 용접 토우 그라인딩부를 촬영하여 획득된 프로파일이 xy 좌표계 상에 배치된 상태를 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 1은 용접 토우 그라인딩이 수행된 용접부의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩부 검사 장치의 구성도이다. 도 3은 레이저 비전 시스템의 개략도이다. 도 4은 용접 토우 그라인딩부를 촬영하여 획득된 프로파일 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩부 검사 장치의 용접 토우 그라인딩 검사부의 구성도이다. 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩부 검사 방법의 순서도이다. 도 7은 용접 토우 그라인딩부를 촬영하여 획득된 프로파일이 xy 좌표계 상에 배치된 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩부 검사 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 용접 부재면(2, 6) 사이에 형성된 용접부(4)에 토우 그라인딩 작업을 수행한 후 용접부(4)와 일 용접 부재면(2) 사이에 형성된 토우 그라인딩부(8)의 폭, 깊이 및 토우 그라인딩부의 반지름(토우 그라인딩부의 프로파일을 포함하는 평균 원의 반지름)를 계산하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 토우 그라인딩부 검사 장치(100)는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 프로파일 검출부(110), 용접 토우 그라인딩 검사부(120) 및 사용자 인터페이스부(130)를 포함한다.
프로파일 검출부(110)는 토우 그라인딩이 수행된 용접 부위에 형성된 용접 토우 그라인딩부(8)의 프로파일(10)을 검출한다.
이 때, 용접 토우 그라인딩부(8)의 프로파일(10)이란 용접 토우 그라인딩부(8)의 표면이 형성하는 2차원 윤곽선 또는 3차원 윤곽면을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 프로파일 검출부는 레이저 비전 시스템(Laser Vision System)일 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 프로파일 검출부(110)의 일 예인 레이저 비전 시스템(LVS)을 설명하기 위해 도시한 개념 구상도이다.
도 3를 참조하면, 레이저 비전 시스템(110)은 레이저광원모듈(111)과, 레이저광원모듈(111)의 전방에 일정 각도만큼 경사를 이루어 장착되는 카메라모듈(112)로 구성된다.
이러한 레이저 비전 시스템(100)에서는, 레이저광원모듈(111)에서 주사된 레이저 패턴(LP)이 용접 작업이 이루어진 용접 부재면(200) 상에서 반사되고, 용접 부재면(200)에서 반사된 레이저 패턴(Laser Pattern)을 카메라모듈(112)이 촬영하여, 대응되는 레이저 패턴을 용접 부재면의 프로파일로 디스플레이한다.
이와 같이 함으로써 용접 토우 그라인딩 작업이 수행된 용접 부재면의 용접 토우 그라인딩부(8)의 표면 윤곽선이 획득된다.
본 발명의 일 실시예에서는 프로파일 검출부로서 레이저 비젼 시스템을 예시하였으나, 용접토우 그라인딩부의 프로파일 검출은 본 발명이 적용되는 환경에 따라 접촉 또는 비접촉 상태로 용접 부재면의 표면 프로파일을 감지할 수 있는 공지된 접촉 또는 비접촉식 센서를 이용하여 수행될 수도 있을 것이다.
한편, 도 1를 참조하면, 프로파일 검출부(110)에서 검출된 용접 토우 그라인딩부(8)의 2차원 또는 3차원 프로파일(10)을 용접 토우 그라인딩 검사부(120)에서 검사하여 용접 토우 그라인딩부(8)의 검사값, 예를 들어, 용접 토우 그라인딩부의 깊이, 폭 및 반지름을 산출한다. 용접 토우 그라인딩 검사부(120)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
한편, 용접 토우 그라인딩 검사부(120)에서 산출된 용접 토우 그라인딩부(8)의 검사값은 사용자 인터페이스부(130)에 의하여 출력된다.
이 때, 도 2에서는 프로파일 검출부(110)와 사용자 인터페이스부(130)가 용접 토우 그라인딩 검사부(120)와 별개로 구성되는 것으로 도시되었다. 즉, 프로파일 검출부(110)가 검출한 프로파일을 용접 토우 그라인딩 검사부(120)에 전달한 후 용접 토우 그라인딩 검사부(120)에서 프로파일에 대한 검사값을 계산하고, 그에 따라 계산된 검사값이 용접 토우 그라인딩 검사부(120)와 연결된 사용자 인터페이스부(130)에 의하여 출력되는 것으로 도시되었다.
그러나, 이와 같은 프로파일 검출부(110), 용접 토우 그라인딩 검사부(120) 및 사용자 인터페이스부(130)의 구성은 일 실시예에 불과하며, 프로파일 검출부(110), 이하 도 5를 참조하여 후술하는 용접 토우 그라인딩 검사부(120)의 각 구성부 및 사용자 인터페이스부(130)는 해당 구성부의 명칭에 상관없이 기능에 따라 하나 또는 복수개의 다양한 구성으로 조합될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 레이저 비전 시스템(110)를 이용하여 촬영된 용접 토우 그라인딩부의 레이저 패턴의 이미지를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 레이저 패턴 B 영역에서 약간 만곡된 부분은 용접 토우 그라인딩부 영역을 나타낸 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩 검사 장치(100)에서 프로파일 검출부(110)는 용접 토우 그라인딩이 수행된 일 용접 부재면(2)을 포함하는 영역의 프로파일을 촬영하여 해당 영역의 프로파일(이하 "용접 토우 그라인딩부 프로파일"이라 함)을 프로파일 검출부(110)와 연결된 디스플레이부, 예를 들어, 레이저 비전 시스템의 모니터로 출력한다.
이와 같이 디스플레이부를 통하여 출력되는 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)은 2차원 또는 3차원의 프로파일일 수 있다.
용접 토우 그라인딩 검사부(120)는 프로파일 검출부(110)에 의하여 획득되는 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)을 사용하여 용접 토우 그라인딩부에 대한 검사를 수행한다.
이를 위하여, 도 5를 참조하면, 용접 토우 그라인딩 검사부(120)는, 프로파일 처리 모듈(121), 서클 피팅 수행 모듈(122), 에지 포인트 검출 모듈(124) 및 계산 모듈(123)을 포함할 수 있다.
프로파일 처리 모듈(121)은 토우 그라인딩부(8)와 인접한 일 용접 부재면(2)이 xy좌표계의 소정의 라인 상에 놓이도록 상기 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)을 회전시킨다.
이 때, 일 용접 부재면(2)은 레이저 비젼 시스템에 의하여 촬영되어 디스플레이부에 출력된 상태에서, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 디스플레이부의 일 모서리, 즉 좌측 하부 모서리를 원점으로 하는 xy좌표계 상에 놓여 있는 것으로 가정할 수 있다.
이 때, 용접 토우 그라인딩부(8)를 검사하기 위하여, 도 4에 도시된 프로파일(10)을, 도 7에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 약 45도만큼 회전시켜 일 용접 부재면(2)이 x축 상에 위치되도록 한다.
이와 같이 일 용접 부재면(2)이 x 축 상에 위치되면 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)은 y값이 양으로 이루어진 점들의 집합으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 이와 같이 일 용접 부재면(2)을 x 축 상에 위치시킨 상태에서 y값이 양으로 이루어진 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)의 반지름, 폭, 및 깊이를 계산한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)를 회전시켜 x 축 상에 일 용접 부재면(2)을 위치시킨 후, 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)의 반지름, 폭 및 깊이를 계산하였다. 이 때, 본 실시예에서와 같이 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)을 회전시키는 것은 일 용접 부재면(2)을 포함하는 xy 좌표계 상의 직선(이하 "기준 라인"이라 함)과 상기 기준 라인을 벗어나는 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)의 위치 관계를 이용하여 용접 토우 그라인딩부 프로파일의 반지름, 폭 및 깊이를 계산하기 위함이다.
즉, xy 좌표계 상에 위치된 용접 토우 그라인딩부 프로파일의 기준 라인을 x 축으로 규정할 경우 기준 라인은
y = 0 (식 1)
으로 간단하게 표현된다. 따라서, 기준 라인이 x축인 경우, 용접 토우 그라인딩부 프로파일의 반지름, 폭 및 깊이를 수학적으로 계산하기 용이하다.
이 때, 도 4의 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10)을 반시계 방향으로 약 45도 회전시켜 y 축 상에 위치시킨 상태에서 y축을 기준 라인으로 하여 용접 토우 그라인딩부의 프로파일의 반지름, 폭 및 깊이를 구할 수도 있다.
한편, y = ax(a는 0을 제외한 임의의 실수)와 같은 임의의 직선을 기준 라인으로 규정한 후 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 회전시켜 일 용접 부재면이 기준 라인에 포함되도록 하고, 기준 라인과 용접 토우 그라인딩부 프로파일의 관계를 이용하여 용접 토우 그라인딩부의 반지름, 폭 및 깊이를 계산하는 것도 가능할 것이다.
한편, 본 실시예에서와 같이 일 용접 부재면(2)을 xy좌표계의 x 축 상에 놓이도록 회전시킨 후, 서클 피팅 수행 모듈에서 용접 토우 그라인딩부의 프로파일 중 y 값이 0 이상인 세 지점을 이용하여 서클 피팅(circle fitting)을 수행한다.(도 6의 S603)
하나의 평면 상에 3개의 점을 포함하는 원은 하나이다. 따라서, 용접 토우 그라인딩부의 프로파일 중 y값이 0 이상인 임의의 3점을 포함하는 원을 그리면, 하나의 원이 형성되고, 이와 같이 원이 구해질 경우, 원의 원점 및 반지름도 계산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이와 같이 용접 토우 그라인딩부 프로파일(10) 상의 임의의 3점을 취하여 원을 구하는 과정을 반복하여 수행하고, 이를 통하여 용접 토우 그라인딩부의 프로파일(10)에 대한 평균 원을 구한다.
이와 같이, 구해진 평균 원이, 도 7에서 중심이 C(Xn, Yn)이며, 반지름이 R인 원으로 도시되어 있다.
이와 같이 구해진 평균 원을 이용하여 에지 포인트 검출 모듈에서 용접 부재면의 에지 포인트를 구한다.(도 6의 S604)
보다 상세히, 용접 프로파일이 형성하는 일 지점과 평균 원 상의 일 지점 사이의 y 축 방향 거리(L3)는 도 7에서 볼 때, CL1 지점과 A1 지점 사이가 최대이며, x 값이 증가할수록 거리가 짧아지다가 소정의 지점(도 7에서 p점)에서 최소가 된다.
그 후, 용접 프로파일이 형성하는 일 지점과 평균 원 상의 일 지점 사이의 y 축 방향 거리(L3)는 변함이 없거나(용접 토우 그라인딩부의 프로파일과 평균 원 사이의 거리가 일정하게 유지되는 경우), 증가하거나(용접 토우 그라인딩부의 프로파일이 평균 원보다 y축 방향으로 상측에 위치되는 경우), 줄어들게 된다. (용접 토우 그라인딩부의 프로파일이 평균 원 보다 y 축 방향으로 하측에 위치되는 경우) 예를 들어, 도 7에서 용접 프로파일이 형성하는 일 지점과 평균 원상의 일 지점 사이의 y축 방향 거리는 평균 원의 중심 좌표값(Xn, Yn)을 고려하면 산출할 수 있다. 그리고, 산출된 값보다 y축 방향 거리가 변동되기 시작하는 경우, 그 시작점이 에지 포인트(P)가 될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기에서 설명한 소정의 지점 즉, p점이 용접 부재면의 에지 포인트(edge point)이다. 보다 상세히, 에지 포인트(P)란 일 용접 부재면(2)과 용접 토우 그라인딩부(8)의 경계를 나타내는 지점으로 규정될 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 y좌표값이 소정의 허용오차를 벗어나 변동되는 지점을 에지 포인트(P)가 될 수 있다.
일반적으로 용접 부재면에 용접 토우 그라인딩부가 형성된 경우 일 용접 부재면(2)과 용접 토우 그라인딩부(8)의 경계는 급격하게 변형되지 않고 비교적 매끄러운 곡면으로 완만하게 형성되며, 이와 같은 경우 육안으로는 명확하게 에지 포인트(P)를 규정하기 어렵다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용접 토우 그라인딩부의 프로파일(10)로부터 구한 평균 원을 이용하여 일 용접 부재면(2)과 토우 그라인딩부 사이의 에지 포인트(P)를 구한다.
이와 같이 일 용접 부재면(2)의 에지 포인트(P)가 규정되면, 도 7에서 볼 때 에지 포인트(P)의 좌측부(즉, y좌표값이 소정의 허용오차 범위이내에 일정하게 포함된 구간)가 용접 부재면의 부재 기준면(CL)으로 규정될 수 있다.(도6의 S605)
이 때, 부재 기준면(CL)은 기준 라인을 포함하는 용접 부재면 상의 영역으로서 에지 포인트(P)를 기준으로 용접 토우 그라인딩부의 맞은 편에 위치된 평면(3차원의 경우) 혹은 직선(2차원의 경우)으로 규정될 수 있다.
용접 부재면의 부재 기준면(CL) 및 에지 포인트(P)를 구한 후, 계산 모듈에서 용접 토우 그라인딩부의 프로파일에서 평균 원을 이용하여 용접 토우 그라인딩부의 반지름, 폭 및 깊이를 구한다.(도 6의 S606)
이 때, 평균 원의 반지름(R)은 용접 토우 그라인딩부의 반지름에 대응한다.
그리고, 용접 토우 그라인딩부(8)의 깊이(D)는, 도 7에서 평균 원의 반지름(R)과 원점의 y좌표(Yn)의 절대값의 차에 대응한다.
그리고, 용접 토우 그라인딩부(8)의 폭(W)은 빗변의 길이가 R이며, 일 변의 길이가 R-L2인 직각 삼각형의 타 변의 길이의 2배에 대응한다.
이상에서 설명한 바와 같은 방법으로 용접 토우 그라인딩부(8)의 깊이(D), 폭(W) 및 반지름(R)을 구할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 용접 토우 그라인딩 검사 장치(100)의 용접 토우 그라인딩 검사부에 속하는 프로파일 처리 모듈, 서클 피팅 수행 모듈, 에지 포인트 검출 모듈 및 계산 모듈은 개별적으로 형성되거나 또는 하나의 연산 및 처리 장치로 구성되어 용접 토우 그라인딩부의 검사 결과를 도출할수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토우 그라인딩부의 검사 방법 및 장치를 이용하면 종래에 스틸자를 이용하여 육안으로 검사하던 용접 토우 그라인딩부를 자동으로 용이하게 검사할 수 있다.
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.
2, 6 용접 부재면
4 용접부
8 토우 그라인딩부
10 토우 그라인딩부 프로파일
100 토우 그라인딩부 검사 장치
110 프로파일 검출부
120 용접 토우 그라인딩 검사부
121 프로파일 처리 모듈
122 서클 피팅 수행 모듈
123 계산 모듈
124 에지 포인트 검출 모듈
130 사용자 인터페이스부

Claims (10)

  1. 용접 부재면에 형성된 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 취득하는 프로파일 검출부;
    상기 프로 파일 검출부에 의하여 검출된 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 xy좌표계 상에 위치시킨 후, 상기 xy자표계 상에서 상기 용접 부재면에 대응하는 라인이 기준 라인 상에 놓여진 상태에서, 상기 기준 라인 상에 놓여있지 않은 용접 토우 그라인딩부의 프로파일 상의 임의의 3점을 취하여 원을 구하는 과정을 반복하여 서클 피팅(circle fitting)을 수행하고, 상기 서클 피팅에 의하여 계산된 평균 원과 상기 기준 라인 사이의 거리를 이용하여 상기 용접 토우 그라인딩부에 대한 검사값을 검출하는 용접 토우 그라인딩 검사부; 및
    상기 용접 토우 그라인딩 검사부로부터 검출된 검사값을 표시하는 사용자 인터페이스부를 포함하는 용접 토우 그라인딩부 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접 토우 그라인딩 검사부는,
    상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일 중 상기 용접 부재면에 대응하는 라인이 상기 xy좌표계의 상기 기준 라인 상에 놓이도록 상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 회전시키는 프로파일 처리 모듈;
    상기 기준 라인 상에 놓여있지 않은 위치의 프로파일을 이용하여 서클 피팅을 수행하는 서클 피팅 수행 모듈;
    상기 서클 피팅을 수행하여 계산된 평균 원 상의 일 지점과, 상기 평균 원 상의 일 지점을 지나며 상기 기준 라인에 수직한 직선이 상기 기준 라인과 만나는 상기 프로파일 상의 일 지점 사이의 거리를 계산하여 에지 포인트를 검출하는 에지 포인트 검출 모듈; 및
    상기 기준 라인과 상기 평균 원 사이의 거리를 이용하여 상기 용접 토우 그라인딩부의 깊이, 폭 및 반지름을 계산하는 계산 모듈
    을 포함하는, 용접 토우 그라인딩부 검사 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 프로파일 검출부는 레이저 비전 시스템인, 용접 토우 그라인딩부 검사 장치.
  4. 용접 부재면에 형성된 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 취득하는 단계;
    상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 xy좌표계 상에 위치시킨 후 상기 xy 좌표계 상에서 상기 용접 부재면에 대응하는 라인이 xy좌표계의 기준 라인 상에 놓이도록 상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 회전시키는 단계;
    상기 기준 라인 상에 놓여 있지 않은 용접 토우 그라인딩부의 프로파일 상의 임의의 3점을 취하여 원을 구하는 과정을 반복하여 서클 피팅을 수행하는 단계;
    상기 서클 피팅을 수행하여 계산한 평균 원과 상기 기준 라인 사이의 거리를 이용하여 상기 용접 토우 그라인딩부의 깊이, 폭 및 반지름 중 하나 이상을 계산하는 단계를 포함하는 용접 토우 그라인딩부 검사 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 서클 피팅을 수행하여 계산된 평균 원 상의 일 지점과, 상기 평균 원 상의 일 지점을 지나며 상기 기준 라인에 수직한 직선이 상기 기준 라인과 만나는 상기 프로파일 상의 일 지점 사이의 거리를 계산하여 에지 포인트를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 에지 포인트를 이용하여 부재 기준면을 정하는 단계를 더 포함하는, 용접 토우 그라인딩부 검사 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 기준 라인은 x 축인 것을 특징으로 하는, 용접 토우 그라인딩부 검사 방법.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 용접 토우 그라인딩부의 프로파일을 취득하는 단계는 레이저 비전 시스템에 의하여 촬영된 영상에 의하여 획득되는, 용접 토우 그라인딩부 검사 방법.
  8. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 서클 피팅을 수행하는 단계는,
    상기 기준 라인을 벗어난 위치의 프로파일 상의 임의의 3점을 포함하는 원을 계산하는 단계; 및
    상기 원을 계산하는 단계를 반복하여 평균 원을 계산하는 단계를 포함하는, 용접 토우 그라인딩부 검사 방법.
  9. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 용접 토우 그라인딩부의 깊이는 상기 평균 원의 반지름과 상기 평균 원의 중심점으로부터 상기 기준 라인까지의 거리값의 차이며,
    상기 용접 토우 그라인딩부의 폭은 상기 평균 원이 상기 기준 라인과 만나는 두 지점 사이의 거리이며,
    상기 용접 토우 그라인딩부의 반지름은 상기 평균 원의 반지름인,
    용접 토우 그라인딩부 검사 방법.
  10. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 용접 토우 그라인딩부 프로파일은 2차원 또는 3차원 프로파일인, 용접 토우 그라인딩부 검사 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101371042B1 (ko) * 2012-11-28 2014-03-10 주식회사 포스코 프로파일 영상분석에 의한 원료광 입자크기 측정 장치 및 방법
JP6360706B2 (ja) * 2014-03-10 2018-07-18 日本発條株式会社 形状測定装置、プログラム、記録媒体、及び方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09101113A (ja) * 1995-10-09 1997-04-15 Hitachi Ltd 開先位置，形状の計測方法およびその装置
JP2005003473A (ja) 2003-06-11 2005-01-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 溶接痕の外観検査方法
KR20090056600A (ko) * 2007-11-30 2009-06-03 현대자동차주식회사 용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09101113A (ja) * 1995-10-09 1997-04-15 Hitachi Ltd 開先位置，形状の計測方法およびその装置
JP2005003473A (ja) 2003-06-11 2005-01-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 溶接痕の外観検査方法
KR20090056600A (ko) * 2007-11-30 2009-06-03 현대자동차주식회사 용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법

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