KR101300153B1

KR101300153B1 - 자동차용 칵피트 모듈의 결함 검사 장치

Info

Publication number: KR101300153B1
Application number: KR1020060130925A
Authority: KR
Inventors: 정동원; 임종수
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2013-08-26
Also published as: KR20080057529A

Abstract

본 발명의 일 실시예에서 제공하는 자동차용 칵피트 모듈의 결함 검사 장치는 칵피트 모듈의 표면 스킨을 유연화하는 예열부, 예열된 칵피트 모듈에 압력을 가하는 가압부, 가압된 상태의 칵피트 모듈의 표면 스킨에 대한 3차원 형상 정보를 획득하고, 이를 원데이터와 비교해서 결함 여부를 판단하는 검사부, 상기 예열부에서 상기 가압부로 상기 칵피트 모듈을 이송하는 이송부를 포함해서 구성된다.

칵피트 모듈, 공동, 스킨, 결함, 우레탄 발포 구조물

Description

자동차용 칵피트 모듈의 결함 검사 장치{Inspection Equpment for the Inner Void Defects in the Urethan Form of cockpit}

도 1은 칵피트 모듈에서 결함을 검사하는 장치의 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시한 검사 장치 중 검사부에 대한 구성도이다.

도 3은 자동차 칵피트 모듈에서 결함을 검사하는 방법을 도시한 흐름도이다.

도 4 및 도 5는 우레탄 발포 구조물에 형성된 공동에 위해서 표면 스킨에 변형이 일어나는 모습을 예시한 도면이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 예열부 110 : 램프 200 : 이송부

300 : 가압부 310 : 개폐기 320 : 밀폐기

330 : 펌프 340 : 예열기 400 : 검사부

410 : 처리기 420 : 카메라 430 : 광원

440 : 제어기 500 : 칵피트 모듈 510 : 표면 스킨

520 : 우레탄 발포 구조물 530 : 플라스틱 혹은 금속재 프레임

540 : 공동

본 발명은 자동차 칵피트 모듈의 표면 스킨과 플라스틱 혹은 금속재 프레임 사이에서 운전자의 스킨 접촉시 촉감과 탄력을 증진시킬 목적으로 사용된 우레탄 발포 구조물의 공동(void/cavity) 결함을 검출하는 방법 및 그 검사 장치에 관한 것이다.

자동차 칵피트 모듈 표면은 운전자의 접촉이 빈번한 부분이기 때문에, 촉감과 탄력에 민감한 부분이다. 때문에, 칵피트 모듈을 구성할 때, 표면 스킨과 하부 프레임 사이에 우레탄 발포액을 주입하여 스킨 표면의 촉감 및 탄력을 부여한다.

그런데, 이러한 우레탄 발포 성형시 금형 내부의 압력 분포 차이 등의 문제로 인해서 공동이 발생할 수 있으며, 특히 스킨 근처에서 발생하는 결함은 운전자가 손으로 느낄 수 있는 부분이기 때문에, 칵피트 모듈의 주요 불량 발생 원인이 되고 있다.

종래에는 이러한 유형의 결함 검사는 작업자의 촉감에 의지한 수작업으로 진행되고 있어, 인건비 부담이 크고, 또한 결함 판정에 있어 검사자의 신체 및 심리 상태에 따른 편차가 개입할 여지가 크다.

본 발명은 이 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 칵피트 모듈의 검사를 자동화하는데 있다.

이 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 자동차용 칵피트 모듈의 결함 검사 장치는 칵피트 모듈의 표면 스킨을 유연화하는 예열부, 예열된 칵피트 모듈에 압력을 가하는 가압부, 가압된 상태의 칵피트 모듈의 표면 스킨에 대한 3차원 형상 정보를 획득하고, 이를 원데이터와 비교해서 결함 여부를 판단하는 검사부, 상기 예열부에서 상기 가압부로 상기 칵피트 모듈을 이송하는 이송부를 포함해서 구성된다.

여기서, 상기 가입부는 한쪽이 개방된 상자형 용기와, 상기 용기를 움직이는 개폐기와, 상기 용기를 밀폐시키는 밀폐기와, 상기 용기내로 공기를 주입해서 용기내 압력을 올리는 펌프와, 상기 공기를 예열하는 예열기를 포함해서 구성된다.

그리고, 상기 검사부는 상기 칵피트 모듈에 구조화된 패턴을 투사하는 조명기와, 상기 조명기의 동작을 제어하는 제어기와, 상기 칵피트 모듈에 투사된 구조화된 패턴에서 이미지를 획득하는 카메라와, 상기 카메라에서 획득한 이미지를 처리하여 칵피트 모듈의 3차원 형상 정보를 계산하는 처리기를 포함해서 구성된다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에서 제공하는 자동차용 칵피트 모듈의 결함 여부 검사 방법은 (A) 자동차용 칵피트 모듈의 표면 스킨을 유연화하는 단계; (B) 상기 칵피트 모듈을 용기에 넣어 일정한 압력으로 가압하는 단계; (C) 상기 칵피트 모듈을 촬영해서 3차원 형상 정보를 획득하는 단계; (D) 상기 3차원 형상 정보를 원데이터와 비교해서 상기 칵피트 모듈의 결함 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 (D) 단계는 상기 칵피트 모듈에 구조화된 패턴을 투사하는 단계; 상기 칵피트 모듈에 투사된 구조화된 패턴에서 이미지를 획득하는 단계; 상기 이미지를 처리해서 상기 칵피트 모듈의 3차원 형상 정보를 획득하는 단계를 포함한 다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 칵피트 모듈에서 결함을 검사하는 장치의 구성을 보여준다.

도 1에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치는 예열부(100), 이송부(200), 가압부(300), 검사부(400)를 포함해서 구성된다.

여기서, 예열부(100)는 검사 대상물인 칵피트 모듈(500)의 표면 스킨(510)을 유연시켜 쉽게 변형이 될 수 있도록, 표면 스킨(510)을 예열한다. 이 예열부(100)는 70W급 출력을 가지는 적외선 램프(110)를 다수 포함한다. 적외선 램프(110)로부터 방사된 적외선의 복사열은 칵피트 모듈(500)의 표면 스킨(510)을 일정 시간 예열해서 표면 스킨(510)의 온도를 상승시키게 된다.

그리고, 이송부(200)는 칵피트 모듈(500)을 각각의 검사 공정으로 자동 이송하는 구성으로, 예열부(100)의 동작에 따라 예열된 칵피트 모듈(500)을 가압부(300)로 이송한다.

가압부(300)는 칵피트 모듈(500)에 일정한 압력을 가하는 구성요소이다. 이 가압부(300)는 한쪽 면이 개방된 상자형의 용기(350)와, 이 용기(350)를 상, 하로 움직이는 개폐기(310)와, 용기(350)를 밀폐시키는 밀폐기(320)와, 용기(350)내 압력을 가하는 펌프(330)와, 가압 공기를 예열하는 예열기(340)를 포함한다.

그리고, 검사부(400)는 칵피트 모듈(500)의 3차원 형상 정보를 획득한다. 이 검사부(400)는 칵피트 모듈(500)에 구조화된 패턴을 투사하는 조명기(430)와, 조명을 제어하는 제어기(440)와, 칵피트 모듈(500)에 투사된 구조화된 패턴에서 이미지를 획득하는 카메라(420)와, 카메라(420)에서 획득된 이미지를 처리하여 칵피트 모듈(500)의 3차원 형상 정보를 계산하는 처리기(410)를 포함한다(도 2 참조).

이하, 이처럼 구성되는 검사 장치를 이용해서 자동차 칵피트 모듈에서 우레탄 발포 구조의 내부 결함을 검사하는 방법을 설명한다. 도 3은 칵피트 모듈에서 결함을 검사하는 방법을 도시한 흐름도이고, 도 4 및 도 5는 우레탄 발포 구조물에 형성된 공동에 위해서 표면 스킨에 변형이 일어나는 모습을 예시한 도면이다.

이 도면들을 참조하면, S10 단계에서, 검사 대상물인 칵피트 모듈(500)의 표면 스킨(510)을 예열부(100)에서 일정 시간동안 예열시킨다. 스킨 표면(510)은 온도가 상승함에 따라 연성이 증가해 작은 압력에서도 용이하게 변형이 가능한 상태가 된다. S10 단계에서, 예열이 완료된 칵피트 모듈(500)은 이송부(200)를 통해서 가압부(300)로 이송된다.

칵피트 모듈(500)이 검사 위치로 이송이 완료되면, 용기(350)가 개폐기(310)쪽으로 하강하게 되고, 밀폐기(320)가 작동해서 용기(350)를 밀폐시킨다. 이처럼 용기(350)가 밀폐된 이후에, 펌프(330)가 동작해서 용기(350) 내로 공기를 공급해서, 용기(350) 내 압력을 점차적으로 1.2 기압까지 상승시킨다(S20).

그리고, 스킨 표면(510)의 온도 하강을 지연하기 위해서, 용기(350)로 공급되는 공기는 용기(350)로 인가하기 전에 예열기(340)에서 예열하여 공기를 일정한 온도로 상승시킨다.

한편 용기(350)에서, 칵피트 모듈(500)의 표면 스킨(510)쪽에 가깝게 우레탄 발포 구조물(520)에 공동(540)이 존재하는 경우에(도 4 참조), 용기(350)내 압력이 증가함에 따라 공동(540) 상부의 표면 스킨(510)이 압력을 받아 도 5에서와 같이 함몰 변형이 발생하게 된다.

다음으로 용기(350)의 가압된 상태에서, 검사부(400)가 작동하여 칵피트 모듈(500)의 표면 스킨(510)에 대한 3차원 형상 정보를 획득하게 된다(S30).

검사부(400)는 이처럼 칵피트 모듈(500)에서 획득한 3차원 형상 정보를 원데이터와 비교하게 되고(S40), 비교 결과가 기설정된 조건에 부합하는 경우 결함으로 판정한다(S50, S60). 여기서, 원데이터는 결함이 없는 칵피트 모듈(500)의 표면 스킨(510)에서 획득한 형상 정보이다.

이처럼 검사가 완료된 후에는 용기(350) 압력을 대기압 수준으로 회복하고, 밀폐기(320)를 해제한 후, 용기(350)를 상승시키게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면, 상술한 문제점을 해결해서 종래 작업자의 수작업에 의존하던 감사 공정을 자동화할 수 있고, 객관적인 검사 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims

자동차용 칵피트 모듈의 표면 스킨을 유연화하여 칵피트 모듈의 표면 스킨을 예열하는 예열부,

예열된 칵피트 모듈에 일정한 압력을 가하는 가압부,

가압된 상태의 칵피트 모듈의 표면 스킨에 대한 3차원 형상 정보를 획득하고, 이를 원데이터와 비교해서 결함 여부를 판단하는 검사부,

상기 예열부에서 상기 가압부로 상기 칵피트 모듈을 이송하는 이송부

를 포함하고,

상기 가압부는, 한쪽이 개방된 상자형 용기와, 상기 용기를 움직이는 개폐기와, 상기 용기를 밀폐시키는 밀폐기와, 상기 용기내로 공기를 주입해서 용기내 압력을 올리는 펌프와, 상기 용기 내로 공기를 공급하기 전에 상기 공기를 일정한 온도로 예열하는 예열기를 포함하는 자동차용 칵피트 모듈의 결함 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 예열부는 적외선 램프를 포함해서 구성되는 자동차용 칵피트 모듈의 결함 검사 장치.
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제1항에 있어서,

상기 검사부는, 상기 칵피트 모듈에 구조화된 패턴을 투사하는 조명기와, 상기 조명기의 동작을 제어하는 제어기와, 상기 칵피트 모듈에 투사된 구조화된 패턴에서 이미지를 획득하는 카메라와, 상기 카메라에서 획득한 이미지를 처리하여 칵피트 모듈의 3차원 형상 정보를 계산하는 처리기를 포함하는 자동차용 칵피트 모듈의 결함 검사 장치.
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