KR101335637B1 - 평판 절단부재 계측장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 평판 절단부재 계측 장치는 절단경로를 따라 상기 평판 절단부재의 절단을 수행하는 절단장치를 포함하고 상기 절단장치의 위치를 산출하는 절단수행부; 상기 평판 절단부재의 모서리 이미지를 이용하여 제1계측값을 산출하는 계측부; 및 상기 절단수행부와 상기 계측부를 연결하는 인터페이스를 제공하며, 상기 절단경로를 이용하여 계측경로를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

평판 절단부재 계측장치 및 그 방법{Device and method for a cutting platematerial measurement}
본 발명은 평판 절단부재 계측을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
선박을 제조하는 방법에서 여러 개의 평판을 붙여서 선체를 만든다. 평판을 가공하여 서로 붙이고 연마하는데 있어서, 설계도상 정확한 크기의 평판제조는 선체를 균열없이 만들고, 평판의 낭비를 줄이고 재공정 작업을 없애는데 중요한 요소이다.
일반적으로 평판은 다양한 공정을 통해서 원하는 형상으로 절단되어 형성된다. 절단장비를 이용하여 원하는 모양으로 가공하고, 다양한 형상의 평판을 서로 붙여 선체를 제작한다. 절단장비는 매우 정교한 시스템으로 구성되어 있다. 실제 절단을 수행하는 토치, 토치를 좌우로 움직일 수 있도록 하는 선형레일, 토치가 설치되는 갠트리, 레일을 따라서 갠트리가 움직일 수 있도록 하는 갠트리 구동장치가 평판을 절단하는 절단장비이다.
평판을 절단하는데 있어 수mm의 정밀도를 갖고 절단장비를 제어하게 되나 예기치 못한 물리적인 오차가 발생할 수 있다. 외부 충격에 의한 토치의 손상, 선형레일, 갠트리 구동 레일에 이물질 투입, 장비의 노후화로 인한 마모, 장비의 관리부재로 인한 장비 얼라이먼트가 맞지 않음 등은 평판 절단가공의 오차발생의 요인이다.
이러한 요인들에 의해서 발생하게 되는 오차를 다음 절단공정에서 보정하여 실제 원하는 크기의 평판을 제조하기 위해서는 평판의 절단 이후에 계측이 필요하다. 작업 결과물이 작을 경우에는 정밀한 계측기로 직접 계측을 하는 방법이 적절하겠지만 작업 대상물이 클 경우에는 계측이 쉽지 않다. 줄자와 같은 측정기를 이용하는 방법은 정밀도가 현저히 떨어져 평판의 크기를 왜곡할 수 있다.
결국 평판의 정밀한 계측을 위한 계측장치에 대한 필요성은 증가하고 있다.
(특허문헌 1) KR2010-0125566 A
본 발명의 일실시예는 평판 절단부재의 크기를 정밀하게 계측하기 위한 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 평판 절단부재를 계측하는 장치에 있어서, 절단경로를 따라 상기 평판 절단부재의 절단을 수행하는 절단장치를 포함하고 상기 절단장치의 위치를 산출하는 절단수행부; 상기 평판 절단부재의 모서리 이미지를 이용하여 제1계측값을 산출하는 계측부; 상기 절단수행부와 상기 계측부를 연결하는 인터페이스를 제공하며, 상기 절단경로를 이용하여 계측경로를 생성하는 제어부를 포함하는 평판 절단부재 계측장치가 제공된다.
상기 제어부는 상기 계측경로를 포함하는 계측 NC파일을 생성하기 위한 계측 NC파일 생성부를 포함하며, 상기 계측 NC파일은 절단 NC파일에 포함된 절단경로코드와, 상기 절단수행부 또는 상기 계측부의 작업 명령을 코딩한 M코드를 포함할 수 있다.
상기 M코드는 상기 절단수행부의 이동을 명령하는 코드, 상기 절단수행부의 이동완료신호를 상기 제어부에 전송할 것을 명령하는 코드, 및 상기 계측부의 계측 수행을 명령하는 코드 중 어느 하나 이상의 코드를 포함할 수 있다.
상기 계측부는 촬상장치와 광원을 포함하는 계측장치, 영상캡쳐보드, 및 제1계측값 산출모듈을 포함하며, 상기 계측장치는 상기 절단장치와 물리적으로 결합될 수 있다.
상기 광원은 레이저를 이용한 라인광원이고, 상기 평판 절단부재의 모서리에 따라 조사방향이 다른 복수 개의 광원을 포함할 수 있다.
상기 제1계측값 산출모듈은 상기 촬상장치가 촬영한 영상데이터의 중심을 원점으로 하는 계측좌표계를 기준으로 영상상의 좌표를 실제 거리값으로 환산한 제1계측값을 산출할 수 있다.
상기 제1계측값 산출모듈은 상기 영상상의 좌표를 픽셀당 거리값으로 환산하여 상기 제1계측값을 산출할 수 있다.
상기 절단수행부는 복수 개의 절단장치를 포함하고, 상기 복수 개의 절단장치 각각에 상기 계측장치가 설치되며, 상기 제어부는 상기 평판 절단부재를 계측하기 위한 상기 계측장치를 선정할 수 있다.
상기 제어부는 복수 개의 계측 NC파일을 생성하고, 선정된 복수 개의 계측장치 각각을 상기 복수 개의 계측 NC파일에 의해서 각각 동작시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 절단수행부 및 계측부와 통신하는 시리얼통신모듈, 계측을 위한 정보를 저장하는 메모리, 계측을 실행하기 위한 프로그램을 수행하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
상기 절단수행부는 상기 촬상장치가 촬영한 상기 영상데이터의 중심을 절대좌표계에서의 좌표인 제2계측값을 산출하는 제2계측값 산출모듈을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1계측값과 상기 제2계측값을 더하여 계측 지점 좌표를 산출하고, 복수 개의 계측 지점 좌표를 산출하여 상기 평판 절단부재의 계측결과 데이터를 산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 계측결과 데이터와 상기 절단경로의 차이를 산출하는 오차산출모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 평판 절단부재를 계측하는 방법에 있어서, 상기 평판 절단부재를 절단하기 위해 사용된 절단경로를 이용하여 계측경로를 생성하는 단계; 상기 계측경로를 따라 상기 평판 절단부재의 모서리를 촬영하는 단계; 및 상기 모서리를 촬영한 영상데이터의 중심을 원점으로 하는 영상상의 좌표인 제1계측값을 산출하는 단계를 포함하는 평판 절단부재 계측방법이 제공된다.
상기 계측경로를 생성하는 단계는, 상기 평판 절단부재를 절단하기 위해 사용된 절단 NC파일로부터 절단경로코드를 추출하고, 상기 평판 절단부재를 계측하기 위한 작업 명령을 코딩한 M코드를 생성하여, 상기 절단경로코드와 M코드로부터 계측 NC파일을 생성할 수 있다.
상기 평판 절단부재의 모서리를 촬영한 영상데이터의 중심을 절대좌표계에서의 좌표인 제2계측값으로 산출하고, 상기 제1계측값과 상기 제2계측값으로부터 상기 평판 절단부재의 계측결과 데이터를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다음에 열거된 효과들 중 적어도 하나 이상을 나타낸다.
첫째, 절단부재의 크기를 정밀하게 계측할 수 있다.
둘째, 별도의 장치를 설치하지 않고 평판의 크기를 계측할 수 있다.
셋째, 평판의 제작공정상의 오차를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 제1실시예인 절단 평판부재 계측장치의 블럭도이다.
도2는 평판 부재를 절단하는 절단 장치의 사시도이다.
도3은 본 발명의 제1실시예의 일부구성인 계측부 도면이다.
도4와 도5는 부재의 측정면에 따른 각 다이오드의 조사방향을 도시한 도면이다.
도6은 계측부의 계측수행의 상태도이다.
도7은 계측 NC파일을 생성하는 순서도이다.
도8은 생성된 계측 NC파일의 예시도면이다.
도9는 본 발명의 제2실시예에 의한 절단부재 계측장치의 구조도이다.
도10은 절대좌표계에서 절단부재 크기 계측을 수행하는 개략적인 상태도이다.
도11은 계측부에서 생성된 영상 데이터의 확대도이다.
도12는 평판의 계측결과 데이터와 절단경로 캐드데이터의 비교도면이다.
도13은 본 발명의 제3실시예인 절단부재 계측방법의 순서도이다.
실시예들은 여러 가지 다른 형태들로 구체화되어질 수 있고, 여기에서 설명되는 양태들로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 오히려, 상기 양태들은 실시예들을 더욱 철저하고 완전하게 되도록 해주며, 당업자에게 실시예들의 영역을 충분히 전달할 수 있도록 해준다. 비록 제1, 제2 .. 등의 용어들이 여러 구성 요소들을 기술하기 위하여 여기에서 사용될 수 있다면, 상기 구성 요소들은 이러한 용어들로 한정되지 않는 것으로 이해될 것이다. 단지 이러한 용어들은 어떤 구성 요소로부터 다른 구성 요소를 구별하기 위해서 사용될 뿐이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 발명의 일실시예는 선박의 선체를 제작하기 위해 절단 가공된 평판의 크기를 정밀하게 계측하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 평판의 크기를 정밀하게 계측하기 위해 절단경로를 계측경로로하여 계측을 수행한다. 본 발명의 일실시예에서 평판 절단부재 크기를 계측하는데 계측부의 이동과 관련해서는 절단 NC파일에 G코드로 작성되어있는 절단경로를 활용하여 계측경로를 생성하고, 절단장비의 동작과 관련해서는 사용자가 정의한 M코드를 NC파일에 반영함으로써 평판의 크기를 정밀하게 계측할 수 있다.
이하 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
본 발명의 제1실시예는 평판 절단부재 계측장치에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 제1실시예인 평판 절단부재 계측장치의 블럭도이다.
도1에 도시된 바와 같이 평판 절단부재 계측장치는 절단부재의 절단면 이미지를 이용하여 제1계측값을 산출하는 계측부(100), 평판부재 절단을 수행하는 절단장치(210)와 절단장치를 제어하는 통제장치(220), 제2계측값을 산출하는 제2계측값 산출모듈(230)을 포함하는 절단수행부(200), 절단수행부(200)와 계측부(100)를 연결하는 인터페이스를 제공하며, 절단경로를 이용하여 계측경로를 생성하고, 계측을 위한 시퀀스를 제어하여 그 결과를 산출하는 제어부(300)를 포함한다.
제어부(300)는 계측을 위한 계측NC파일생성부(310)을 포함하며, 계측 NC파일 생성부(310)에서 생성하는 계측NC파일은 NC파일에 포함된 절단경로코드, 절단수행부(200)와 제어부(300)와의 인터페이스를 위해 사용하는 M코드를 포함한다.
여기서 NC파일은 수치제어(NC:Numerical Control)공작시스템에서 하드웨어를 조작하도록 코딩된 파일을 의미한다.
절단 NC파일은 평판부재의 절단을 위한 NC파일이고, 계측 NC파일은 평판부재의 계측을 위한 NC파일이다.
계측부(100)의 계측장치(110)는 평판을 절단하는 절단장치(210)와 물리적으로 결합된다.
본 발명의 제1실시예의 일부구성인 계측부(100)에 대해서 설명하기에 앞서 평판의 절단장치(210)에 대해서 살펴본다.
도2는 평판 부재를 절단하는 절단장치의 사시도이다.
도2에 도시된 바와 같이 평판부재를 절단하는 절단장치는 갠트리(10), 토치(20)를 포함한다. 토치(20)는 선형구동레일의 좌우 움직임, 갠트리(10)의 상하운동을 통해서 4방향으로 이동한다. 절단해야 하는 평판 부재(30)가 장치에 유입되어 들어오면 갠트리(10)와 선형구동레일이 움직이면서 토치(20)를 절단경로에 따라 이동시키면서 절단공정을 수행한다. 절단경로, 토치의 작동과 관련된 프로세스는 통제장치(미도시)에 의해서 제어된다.
본 발명의 제1실시예에서는 토치에 계측장치가 부착된다. 계측장치는 토치의 절단경로와 동일한 경로로 이동하면서 계측을 수행한다.
계측부(100)는 도1에 도시된 바와 같이 촬상장치(112)와 광원(114)을 포함하는 계측장치(110), 영상캡쳐보드(120), 제1계측값 산출모듈(140)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 각 구성부에 대해서는 이후 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 제1실시예의 일부구성인 계측장치 사시도이다.
도3에 도시된 바와 같이 계측장치는 촬상장치(112)와 광원1(114a), 광원2(114b), 광원3(114c), 광원4(114d)를 포함한다. 촬상장치(112)는 예를 들면 카메라이고, 광원(114)은 다이오드일 수 있다. 다이오드의 개수는 본 발명의 실시예에 의해서 제한되지 않는다. 광원은 수평, 수직방향의 직선방향광을 조사하는 라인광원일 수 있으며, 계측장치가 계측하고자 하는 부재의 방향과 관련되어 다이오드의 on/off가 결정된다. 광원은 예를 들어 레이저가 이용될 수 있다.
도4와 도5는 계측부의 이동방향에 따른 각 다이오드의 조사방향을 도시한 도면이다.
상하좌우로 놓인 각각의 다이오드는 대응되는 각 모서리를 조사한다. 즉, 도4에 도시된 바와 같이 광원 1(114a)은 평판의 모서리1를 조사하고, 광원2(114b)는 평판의 모서리 2를 조사하고, 광원3(114c)은 평판의 모서리 3을 조사하고 도5에 도시된 바와 같이 광원 4(114d)는 평판의 모서리4를 조사한다. 조사광은 평판부재 모서리에 대략 수직하는 직선광이다.
여기서 모서리안 평판부재의 테두리를 의미한다.
도3에 도시된 촬상장치(112)는 광원이 모서리에 조사한 광을 촬영한다. 촬영은 계측장치가 이동하면서 1초에 2회 내지 3회 등 일정한 시간 간격 또는 계측하기 원하는 특정시점에 촬영한다.
영상캡쳐보드(120)는 촬영된 영상을 전송받고 저장한다.
도6은 계측부의 계측수행의 상태도이다.
도6에 도시된 바와 같이 계측장치(110)는 가로방향으로 토치(700)와 함께 진행하면서 토치에 의해서 절단된 면을 따라서 광을 조사한다. 조사된 광은 촬상장치(112)에 의해서 촬영되고, 영상캡쳐보드(120)에 저장된다.
계측부(100)는 제1계측값 산출모듈(140)을 포함한다. 제1계측값 산출모듈(140)은 촬상장치가 촬영한 영상데이터를 이용하여 실제 거리값으로 환산한 제1계측값을 산출한다.
계측좌표계는 영상데이터의 픽셀을 단위로한 가로, 세로의 좌표를 의미한다.
각 좌표의 픽셀당 실제 거리를 원점을 기준으로 변환하여 실제 영상상의 픽셀당 거리값으로 환산한 제1계측값을 제1계측값 산출모듈(140)에서 산출한다.
보다 상세한 내용은 하기 도11에서 설명하기로 한다.
이상 본 발명의 제1실시예의 일부구성인 계측부(200)에 대해서 살펴보았다.
이하 계측부(200)를 제어하는 제어부(300)에 대해서 살펴본다. 제어부(300)는 도1에 도시된 바와 같이 계측 NC파일 생성부(310), 시리얼통신모듈(320), 메모리(330), 프로세서(340)를 포함한다.
계측 NC파일 생성부(310)는 절단 NC파일에 포함된 경로코드인 G코드를 추출하고, 사용자가 계측부(200)의 움직임을 임의로 코딩하여 사용하는 M코드를 결합하여 계측 NC파일을 생성한다.
NC파일의 기반이 되는 G코드와 M코드에 대해서 자세히 설명한다.
평판부재의 절단을 수행하기 위한 NC파일에서 G코드는 절단장치의 직선운동, 곡선운동, 작업대기, 기타 설정 등을 수행하게 하는 코드이다. 표1은 G코드의 대표적인 예이다.
G00 Positioning in Rapid
G01 Linear Interpolation
G02 Circular Interpolation(CW)
G03 Circular Interpolation(CCW)
G04 Dwell
G07 Imaginary axis designation
G09 Exact stop check
G10 Program parameter input
G11 Program parameter input cancel
G12 Circle Cutting CW
G13 Circle Cutting CCW
G17 XY Plane
G18 XZ Plane
G19 YZ Plane
G20 Inch Units
G21 Metric Units
G22 Stored stroke limit ON
G23 stored stroke limit OFF
평판부재의 절단을 수행하는 NC파일에서 M코드는 마킹토치, 절단토치 등을 제어하는데 사용한다. 또한 사용자는 사용자영역의 M코드로 원하는 움직임을 수행하도록 코딩할 수도 있다.
표2는 M코드의 대표적인 예이다.
M00 Program Stop
M01 Optional(planned) Stop
M02 End of program
M03 Spindle CW
M04 Spindle CCW
M05 Spindle OFF
M06 Tool change
M07 Coolant #2 ON
M08 Collant #1 ON
M09 Collant OFF
M10 Clamp
M11 Unclamp
M12 Unassigned
M13 Spindle CW & Coolant ON
M20-M29 Permanently unassigned
M30 End of tape
M32-M35 Unassigned
M36-M39 Permanently unassigned
M50-M89 Unassigned
M90-M99 Reserved for user
계측 NC파일은 앞서 표1에 나타낸 G코드와 표2에 나타낸 M코드의 사용자 영역인 M90-M99를 코딩하여 계측부로 하여금 계측을 수행하도록 제어한다.
M코드는 절단수행부에 매크로로 정의해서 사용하는 코드이다. 본 발명의 제1실시예에서 M코드는 절단장치가 일시 정지 후 이동완료신호를 제어부에 전송하거나 일시정지 없이 이동완료신호를 제어부로 전송한다든지, 측정을 원하는 계측장치를 지정하거나 NC파일의 움직임을 미러링하여 움직이기를 원하는 계측장치를 지정하거나, 절단장치를 시작위치로 이동시키거나, 절단장치를 특정위치로 이동시키기 위한 명령코드이다. 또한 M코드는 복수개의 광원 중 작동을 개시하거나 종료할 광원을 지정하기 위해 사용된다.
도7은 계측 NC파일을 생성하는 순서도이다.
도7에 도시된 바와 같이 계측 NC파일 생성부(310)에서 절단 NC파일을 로딩한다(S100). 로딩된 절단 NC 파일에서 절단경로를 추출한다(S200). 절단경로는 표1에서와 같이 G코드 표현되며, 최외곽 절단경로를 추출하고 경로를 단순화한다(S300). 이후 계측을 위한 광원의 On/Off를 배분하는 등 계측 타입별 M코드를 삽입(S400)하여 계측 NC파일을 생성한다(S500).
앞서 살펴본 바와 같이 본 실시예에서는 4개의 다이오드를 광원으로 사용한다. 각 다이오드마다 평판부재의 각 모서리 방향에 따라 on/off되는 다이오드를 결정하고 계측부의 동작을 제어하는 M코드를 삽입하여 계측 NC파일을 생성한다.
도8은 생성된 계측 NC파일의 예시도면이다.
도8에 도시된 바와 같이 사용자가 M300코드를 계측시작 수행코드로 할당하고 제어부(300)에서 계측부(100)로 계측시작을 명한다. G00X100Y0은 계측경로 좌표로 절단장치(210)를 이동시키는 코드이고, M301코드는 절단장치(210)의 이동완료데이터를 제어부(300)로 전송시키는 코드이다. 이러한 일련의 계측 NC파일을 생성하고 각 코드에 할당된 명령을 수행함으로서 계측이 수행된다.
계측 NC파일 생성부(310)에서 생성된 계측 NC파일은 제어부(300)의 메모리(330)에 저장된다. 제어부(300)는 계측수행을 위해 메모리(330)에 결합되어서 계측실행을 위한 프로그램을 수행하는 프로세서(340)를 포함한다.
제어부(300)는 계측부(100)에 계측명령을 내리고 계측 결과값을 수신하는 시리얼통신모듈(320)을 포함한다.
제어부(300)는 계측조건과 계측명령을 계측부(100)에 전송하고 절단수행부에 계측 NC파일 실행을 명령한다. 또한 평판의 한쪽 모서리의 계측이 종료되면 다음 계측경로로 절단장치를 이동시키는 명령을 수행한다.
결국 제어부(300)는 절단수행부(200)와 계측부(100) 사이의 인터페이스 역할을 담당하게 되며, 계측시점에 절단수행부(200)에 절단장치(210)의 현재 위치를 요구하여 출력하고 데이터를 수집한다.
이상 본 발명의 제1실시예에 의한 평판 계측장치에 대해서 살펴보았다.
본 발명의 제1실시예에서 설명한 평판 계측장치는 1개의 절단장치를 포함하는 평판계측장치에 대한 것이다. 본 발명의 제2실시예는 절단장치인 토치가 다수개 포함되어 있는 절단수행부에서 각 토치마다 연결된 복수의 계측장치를 포함하는 평판 계측장치에 대한 것이다.
앞서 설명한 제1실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
도9는 본 발명의 제2실시예에 의한 평판 계측장치의 구조도이다.
도9에 도시된 바와 같이 4개의 절단장치(210a, 210b, 210c, 210d) 각각에 앞서 설명한 바와 같이 계측장치(110a, 110b, 110c, 110d)가 연결된다. 복수개의 계측장치(110a, 110b, 110c, 110d)를 포함하는 계측부(100)는 각 절단장치마다 절단경로가 상이하고, 별개의 절단 NC파일이 존재한다.
제어부(300)의 계측 NC파일 생성부에서 계측NC파일을 생성하기 전에 계측을 수행할 계측장치를 선정한다. 계측장치가 선정되면, 계측NC파일 생성부는 계측장치(절단장치)를 제어하는데 사용될 계측 NC파일을 생성한다.
2개의 평판부재를 동시에 절단하고 계측하는 경우를, 예로 들면 한개의 평판을 절단하기 위해서 필요한 절단장치(계측장치)는 한 개이다. 즉 2개의 평판을 동시에 절단, 계측하기 위해서 도9에 도시된 절단장치1(계측장치1), 절단장치2(계측장치2), 절단장치3(계측장치3), 절단장치4(계측장치4) 중 2개의 절단장치(계측장치)를 선정한다. 선정된 2개의 절단장치가 절단을 수행함과 동시에 계측을 수행하여 2개 평판부재에 대한 절단과 계측을 수행한다. 계측장치의 계측은 2개의 NC파일에 의해서 선정된 2개의 계측장치 각각을 동작시켜서 수행한다.
본 발명의 제1실시예와 제2실시예에서는 평판을 계측하기 위한 구성과 각 구성의 기능, 계측 NC파일 생성에 대해서 살펴보았다.
이하 제1실시예, 제2실시예의 수행결과 실제 계측결과를 도출하는 과정에 대해서 설명한다.
도10은 절대좌표계에서 평판 계측을 수행하는 개략적인 상태도이다.
도11은 계측장치의 특정위치에서 생성된 영상 데이터의 확대도이다.
도10의 설명을 위해 언급되는 절대좌표계란 앞서 설명한 계측좌표계와 같이 시간에 따라 원점이 이동하는 좌표계가 아닌 고정된 원점을 갖고 계측장치에 의해서 촬영되는 지점 즉 계측장치(절단장치)가 놓인 좌표값을 산출하기 위한 기준좌표이다.
평판 계측을 위해서는 계측장치의 위치좌표와 계측장치에서 생성된 영상데이터가 필요하다. 계측장치(절단장치)의 위치좌표는 영상데이터가 도출된 위치를 의미하고, 계측장치의 위치를 중심으로 모서리(단차)의 위치를 정확히 산출하여 오차를 찾는다.
도10에 도시된 바와 같이 평판의 모서리는 1초당 수회에 걸쳐 촬영되며, 제2계측값 산출모듈(230)은 기 설정된 절대좌표계(x×y좌표계)에서 계측장치(절단장치)의 위치좌표를 산출한다. 절대좌표계에서의 좌표값 (Mx, My)는 계측장치(절단장치)의 위치좌표이고, 제2계측값이라 한다.
제2계측값을 산출하는 방법은 종래 공지된 여러 가지 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, iGPS를 이용하거나, 갠트리를 이동시키는 모터의 회전량 등을 계측하여 산출할 수 있다.
도11에 도시된 영상데이터는 앞서 계측장치의 위치를 도출한 절대좌표계(x×y좌표계)가 아닌 영상데이터의 중심점을 원점으로 하는 계측좌표계(i×j좌표계)를 사용한다. 측정하고자 하는 평판의 모서리에 광을 조사하게 되면 바닥과 평판의 두께로 인하여 라인형상 광의 왜곡이 일어나고 j좌표축에 평행인 제1직선과 소정의 각도를 갖는 사선, j좌표축에 평행한 제2직선이 연결된 형상이 생성된다.
라인형상 광의 굴절로 발생한 사선이 제1직선과 만나는 지점이 평판의 모서리 위치가 됨을 직관적으로 확인할 수 있고, 모서리 위치는 계측좌표계(i×j좌표계)에서 좌표값 (Pi, Pj)이 된다. 계측좌표계에서 (Pi, Pj)는 각 픽셀을 단위로 한 좌표계의 좌표점으로서 실제 거리값으로 환산해야 한다. 즉 1픽셀이 10㎛라고 가정한다면 (Pi=10, Pj=15)로 표현되는 좌표값은 실제 거리값으로 환산한 제1좌표값 (Ki=10×10㎛, Kj=15×10㎛)이 된다. 이러한 변환은 실제 절대좌표계에서 계측된 평판의 실제좌표와 거리단위를 일치시키기 위함이다. 결국 평판계측지점의 좌표(평판 에지의 실제위치) Gx, Gy는 제1계측값과 제2계측값의 합인
Figure 112012001710590-pat00001
Figure 112012001710590-pat00002
이다.
도12는 평판의 계측결과 데이터와 절단경로 캐드데이터의 비교도면이다.
도12에 도시된 바와 같이 평판계측지점의 좌표(평판 에지의 실제위치) Gx, Gy는 각각의 영상데이터가 도출된 지점에서 생성되며, 제어부의 오차산출모듈(미도시)은 평판에지의 실제위치 Gx, Gy를 연결하고, 연결된 데이터와 절단 경로와의 차이를 통해서 오차 발생 여부를 판정하고 발생한 오차 값을 알 수 있다. 이러한 오차값을 산출하는 것은 절단을 완료한 평판에 발생한 오차를 다음 공정에 반영하여 평판의 오차발생을 줄이는데 이용된다.
제어부는 계측부에서 전송되는 제1계측값과 절단수행부에서 전송되는 제2계측값을 종합하여 좌표를 결정하고, 평판계측지점의 좌표를 연결하여 실제 평판의 크기를 산출한다. 제어부의 오차산출모듈은 기 저장된 절단경로와 산출된 실제 평판의 크기 차이를 계산하여 오차값을 산출한다.
이상 본 발명의 제1, 2실시예인 평판계측장치에 대해서 살펴보았다.
이하 본 발명의 제3실시예인 평판계측방법에 대해서 살펴본다.
제1, 2실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
도13은 본 발명의 제3실시예인 평판계측방법의 순서도이다.
도13에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예인 평판계측방법은 제어부에서 절단수행부에 계측 수행 시작을 명한다(S1000). 제어부로부터 계측 수행 명령을 전송받은 절단수행부는 계측장치가 부착된 절단장치를 이동시킨다(S2000). 계측 NC파일에 코딩된 M코드에 의해서 이동완료신호를 제어부에 전송하게 된다. 제어부는 절단수행부가 계측경로로 이동했음을 감지하고 계측조건 즉 부재의 높이, 절단면의 형상 등의 정보를 제공하면서 계측부에 계측을 명한다(S3000). 동시에 절단수행부에는 현재위치정보를 요청한다. 계측부는 앞서 도10에서 살펴 본 바와 같이 계측을 수행한다. 계측수행의 결과인 제1계측값(Ki, Kj)을 제어부로 전송한다(S4000). 절단수행부는 계측장치(절단장치)가 현재 위치하고 있는 지점의 좌표값인 제2계측값(Mx, My)을 제어부로 전송한다(S5000). 제어부는 영상데이터가 생성된 위치에서의 평판 절단부재의 정확한 위치좌표 (Gx, Gy)를 산출한다(S6000).
상기와 같이 절단부재의 크기를 정확히 계측하고, 오차발생여부 및 오차정도를 판정하여 다음 공정에 반영함으로서 평판 절단공정상 오차를 줄인다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 계측부 200 제어부
300 절단수행부

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 평판 절단부재를 계측하는 장치에 있어서,
    절단경로를 따라 상기 평판 절단부재의 절단을 수행하는 절단장치를 포함하고 상기 절단장치의 위치를 산출하는 절단수행부;
    상기 평판 절단부재의 모서리 이미지를 이용하여 제1계측값을 산출하는 계측부; 및
    상기 절단수행부와 상기 계측부를 연결하는 인터페이스를 제공하며, 상기 절단경로를 이용하여 계측경로를 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 계측 경로를 포함하는 계측NC파일을 생성하기 위한 계측 NC파일 생성부을 포함하며, 상기 계측NC파일은 절단 NC파일에 포함된 절단경로코드와 상기 절단수행부 또는 상기 계측부의 작업 명령을 코딩한 M코드를 포함하는 평판 절단부재 계측장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 M코드는 상기 절단수행부의 이동을 명령하는 코드, 상기 절단수행부의 이동완료신호를 상기 제어부에 전송할 것을 명령하는 코드, 및 상기 계측부의 계측 수행을 명령하는 코드 중 어느 하나 이상의 코드를 포함하는 평판 절단부재 계측장치.
  4. 평판 절단부재를 계측하는 장치에 있어서,
    절단경로를 따라 상기 평판 절단부재의 절단을 수행하는 절단장치를 포함하고 상기 절단장치의 위치를 산출하는 절단수행부;
    상기 평판 절단부재의 모서리 이미지를 이용하여 제1계측값을 산출하는 계측부; 및
    상기 절단수행부와 상기 계측부를 연결하는 인터페이스를 제공하며, 상기 절단경로를 이용하여 계측경로를 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 계측부는 촬상장치와 광원을 포함하는 계측장치, 영상캡쳐보드 및 제1계측값 산출모듈을 포함하며, 상기 계측장치는 상기 절단장치와 물리적으로 결합되며,
    상기 제1계측값 산출모듈은 상기 촬상장치가 촬영한 영상데이터의 중심을 원점으로 하는 계측좌표계를 기준으로 영상상의 좌표를 실제 거리값으로 환산한 제1계측값을 산출하는 평판 절단부재 계측장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광원은 레이저를 이용한 라인광원이고,
    상기 평판 절단부재의 모서리에 따라 조사방향이 다른 복수 개의 광원을 포함하는 평판 절단부재 계측 장치.
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1계측값 산출모듈은 상기 영상상의 좌표를 픽셀당 거리값으로 환산하여 상기 제1계측값을 산출하는 평판 절단부재 계측장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 절단수행부는 복수 개의 절단장치를 포함하고,
    상기 복수 개의 절단장치 각각에 상기 계측장치가 설치되며,
    상기 제어부는 상기 평판 절단부재를 계측하기 위한 상기 계측장치를 선정하는 평판 절단부재 계측장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 복수 개의 계측 NC파일을 생성하고,
    선정된 복수 개의 계측장치 각각을 상기 복수 개의 계측 NC파일에 의해서 각각 동작시키는 평판 절단부재 계측장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 절단수행부 및 계측부와 통신하는 시리얼통신모듈, 계측을 위한 정보를 저장하는 메모리, 계측을 실행하기 위한 프로그램을 수행하는 프로세서 중 하나 이상을 더 포함하는 평판 절단부재 계측장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 절단수행부는 절대좌표계 상에서 상기 촬상장치가 촬영한 상기 영상 데이터의 중심을 표시하는 제2계측값을 산출하는 제2계측값 산출모듈을 포함하는 평판 절단부재 계측장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1계측값과 상기 제2계측값을 더하여 계측 지점 좌표를 산출하고,
    복수 개의 계측 지점 좌표를 산출하여 상기 평판 절단부재의 계측결과 데이터를 산출하는 평판 절단부재 계측장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 계측결과 데이터와 상기 절단경로의 차이를 산출하는 오차산출모듈을 더 포함하는 평판 절단부재 계측장치.
  14. 평판 절단부재를 계측하는 방법에 있어서,
    상기 평판 절단부재를 절단하기 위해 사용된 절단경로를 이용하여 계측경로를 생성하는 단계;
    상기 계측경로를 따라 상기 평판 절단부재의 모서리를 촬영하는 단계; 및
    상기 모서리를 촬영한 영상데이터의 중심을 원점으로 하는 영상상의 좌표인 제1계측값을 산출하는 단계를 포함하는 평판 절단부재 계측방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 계측경로를 생성하는 단계는,
    상기 평판 절단부재를 절단하기 위해 사용된 절단 NC파일로부터 절단경로코드를 추출하고, 상기 평판 절단부재를 계측하기 위한 작업 명령을 코딩한 M코드를 생성하여, 상기 절단경로코드와 M코드로부터 계측 NC파일을 생성하는 평판 절단부재 계측방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 평판 절단부재의 모서리를 촬영한 영상데이터의 중심을 절대좌표계에서의 좌표인 제2계측값으로 산출하고, 상기 제1계측값과 상기 제2계측값으로부터 상기 평판 절단부재의 계측결과 데이터를 산출하는 단계를 더 포함하는 평판 절단부재 계측방법.
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