KR101416394B1

KR101416394B1 - 엔진 가공품의 검사 시스템

Info

Publication number: KR101416394B1
Application number: KR1020120147799A
Authority: KR
Inventors: 이영석; 곽동호; 지도경
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-07-09
Also published as: KR20140079621A

Abstract

엔진 가공품의 검사 시스템이 개시된다. 개시된 엔진 가공품의 검사 시스템은 엔진 가공 라인에서 검사 대상물인 엔진 가공 완성품의 품질을 검사하기 위한 것으로서, ⅰ)검사 대상물이 이송하는 이송 경로 외측에 구성되는 적어도 하나의 양팔 다관절 로봇과, ⅱ)로봇의 각 아암 선단에 장착되는 마운트 브라켓과, ⅲ)마운트 브라켓의 일측에 설치되며, 아암의 움직임에 따라 검사 대상물의 검사 부위들을 터치하여 그 검사 부위의 유무 및 단차를 측정하는 터치 프루브 유니트와, ⅳ)마운트 브라켓의 다른 일측에 설치되며, 아암의 움직임에 따라 검사 대상물을 전 방향에서 촬영하는 촬영 유니트와, ⅴ)터치 프루브 유니트에서 측정된 측정값과, 촬영 유니트에 의해 촬영된 비전 데이터를 판독하여 검사 대상물의 양불을 판정하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

엔진 가공품의 검사 시스템 {AUTOMATIC INSPECTING SYSTEM AND ENGINE PARTS}

본 발명의 실시예는 엔진 가공품의 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 가공품의 터치 프루브 검사 및 고속 비전 검사를 양팔 로봇으로 통합한 엔진 가공품의 검사 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진 가공 라인에서는 엔진의 주요 부품인 실린더 헤드, 실린더 블록, 크랭크 샤프트, 캠 샤프트 등과 같은 엔진 부품들을 가공 제작하고 있다.

그리고 엔진 가공 라인에는 엔진 가공물들의 완성품 품질을 검사하는 검사 공정을 수반하는데, 이러한 검사 공정에서는 엔진 가공물의 완성품에 대한 결함, 손상, 가공 누락 등을 검사하게 된다.

완성 엔진 가공물의 검사 방법으로는 엔진 가공 라인의 마지막 공정으로 비전 카메라, 바코드 스캐너, 터치 프루브 등의 전용 장치 및 작업자의 육안 확인을 통해 완성 엔진 가공물의 외관 품질을 최종적으로 검사/확인하고 있다.

그리고 완성 엔진 가공물의 검사 항목으로는 부품의 누락 여부, 결착, 이종 사양 장착 확인 및 바코드 감사 등을 포함할 수 있다.

이러한 완성 엔진 가공물의 검사 과정을 예로 들어 설명하면, 조립이 완성된 엔진이 이송하는 이송라인의 외측에 6축 다관절 로봇을 설치하고, 그 로봇의 아암에 터치 프루브 유니트를 장착함으로써 로봇의 궤적에 따라 터치 프루브 유니트를 통해 완성 엔진의 소재 유무 및 결착 확인을 실시한다.

이렇게 엔진 가공물의 터치 프루브 검사가 완료되면, 이송라인을 통해 완성 엔진을 비전 검사 공정으로 이송시키는데, 비전 검사 공정에서는 이송라인을 따라 이송되는 완성 엔진을 다수 개의 고정식 비전 카메라로 촬영하고, 비전 카메라에 의해 촬영된 비전 데이터를 처리하여 완성 엔진의 소재유무, 결착 확인, 이종 사양 및 바코드 등을 검사 및 확인한다.

여기서, 상기한 비전 검사 공정에서는 이송라인에 터널식 차광 유니트를 설치하고 그 차광 유니트에 다수 개의 비전 카메라를 설치하여 완성 엔진의 각종 검사 항목을 비전 검사하게 된다.

그런데, 종래 기술에서는 상기와 같이 각각의 별도 공정에서 완성 엔진의 터치 프루브 검사 및 비전 검사가 이루어지므로, 이러한 검사 설비를 설치하는데 필요한 설비 공간의 확보가 어렵고, 짧은 사이클 타임에 검사 항목을 극대화할 수 없기 때문에 검사 신뢰성이 저하될 수 있다.

특히, 터치 프루브 검사 공정에서는 6축 다관절 로봇의 자세 한계로 엔진의 하부 검사가 불가능하고, 비전 검사 공정에서는 검사 항목에 따른 비전 카메라의 수량이 증가하게 되며, 복잡한 구조로서 향후 개조 시의 유연성이 부족하다는 단점이 있다.

본 발명의 실시예들은 완성 엔진의 터치 프루브 검사 및 고속 비전 검사를 양팔 로봇으로 통합하여 완성 엔진의 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 정해진 사이클 타임 내에 검사 항목을 극대화시킬 수 있으며, 불량 유출의 제로화, 품질 산포의 최소화를 도모할 수 있도록 한 엔진 가공품의 검사 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 터치 프루브 검사 공정과 고속 비전 검사 공정을 통합하여 설비 공간의 활용도를 증대시킬 수 있고, 추가 개조 시의 유연성을 확보할 수 있도록 한 엔진 가공품의 검사 시스템을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 가공품의 검사 시스템은, 엔진 가공 라인에서 검사 대상물인 엔진 가공 완성품의 품질을 검사하기 위한 것으로서, ⅰ)상기 검사 대상물이 이송하는 이송 경로 외측에 구성되는 적어도 하나의 양팔 다관절 로봇과, ⅱ)상기 로봇의 각 아암 선단에 장착되는 마운트 브라켓과, ⅲ)상기 마운트 브라켓의 일측에 설치되며, 상기 아암의 움직임에 따라 검사 대상물의 검사 부위들을 터치하여 그 검사 부위의 유무 및 단차를 측정하는 터치 프루브 유니트와, ⅳ)상기 마운트 브라켓의 다른 일측에 설치되며, 상기 아암의 움직임에 따라 검사 대상물을 전 방향에서 촬영하는 촬영 유니트와, ⅴ)상기 터치 프루브 유니트에서 측정된 측정값과, 상기 촬영 유니트에 의해 촬영된 비전 데이터를 판독하여 상기 검사 대상물의 양불을 판정하는 제어기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템에 있어서, 상기 다관절 로봇의 작동 궤적을 컨트롤하는 로봇 컨트롤러를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템에 있어서, 상기 제어기는 상기 양팔 다관절 로봇의 움직임에 따라 상기 로봇 컨트롤러로부터 출력되는 트리거 신호를 입력받아 상기 촬영 유니트로부터 전송되는 비전 데이터를 획득하고, 기 입력된 마스터 패턴과 비교하여 상기 검사 대상물의 양불을 판정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템에 있어서, 상기 터치 프루브 유니트는 상기 마운트 브라켓에 장착되는 고정 브라켓과, 상기 고정 브라켓에 컬러를 통해 이동 가능하게 장착되는 샤프트와, 상기 고정 브라켓과 샤프트 사이에 설치되며 그 샤프트로 탄발력을 발휘하는 스프링과, 상기 샤프트에 설치되는 터치 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템에 있어서, 상기 터치 프루브 유니트는 상기 고정 브라켓에 센서 브라켓을 통해 장착되며, 상기 터치 핀에 의한 상기 샤프트의 이동을 감지하고 그 감지 신호를 상기 제어기로 출력하는 근접 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템에 있어서, 상기 촬영 유니트는 상기 마운트 브라켓에 고정되게 설치되는 카메라부와, 상기 마운트 브라켓에 고정되게 설치되는 조명부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템에 있어서, 상기 조명부재는 상기 카메라부의 촬영 단부를 노출하는 관통홀과, 상기 관통홀의 주위에 설치되는 다수 개의 LED 발광 램프를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템에 있어서, 상기 조명부재는 한 쪽면에 상기 관통홀이 형성된 제1 부분과, 상기 한 쪽 면의 가장자리로부터 일체로 돌출되며 다른 한 쪽면을 개방하는 제2 부분으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템에 있어서, 상기 LED 발광 램프는 상기 제1 부분의 관통홀 주위 및 제2 부분의 내측면에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 양팔 다관절 로봇에 터치 프루브 유니트와 촬영 유니트를 구성함으로써 검사 대상물의 터치 프루브 검사 및 고속 비전 검사를 동시에 실시할 수 있으므로, 정해진 사이클 타임 내에 검사 항목을 극대화시킬 수 있으며, 검사 항목의 증대로불량 유출의 제로화, 품질 산포의 최소화를 도모하여 완성 엔진의 품질을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 터치 프루브 검사 및 고속 비전 검사의 공정 통합으로 설비의 공간 활용도를 증대시킬 수 있으며, 향후 엔진의 변경, 추가 등의 개조 시에 로봇 티칭 및 비전 프로그램의 수정 등의 대응으로 유연성을 확보할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 터치 프루브 검사 및 고속 비전 검사의 동시 적용으로 검사 대상물의 검사에 따른 원가 절감을 도모할 수 있고, 비전 인식의 NG 항목을 터치 프루브 검사로 재확인 할 수 있으므로 검사 대상물의 검사 NG를 최소화할 수 있으며, 검사 신뢰성을 확보할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 가공품의 검사 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 가공품의 검사 시스템에 적용되는 터치 프루브 유니트와 촬영 유니트를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 가공품의 검사 시스템의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

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.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 가공품의 검사 시스템을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 가공품의 검사 시스템(100)은 엔진의 주요 구성 부품을 가공 및 조립 제작하는 엔진 가공 라인에 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 엔진 가공 라인에서는 엔진의 구성 요소들인 실린더 헤드, 실린더 블록, 크랭크 샤프트, 캠 샤프트 등과 같은 엔진 가공물을 가공 제작하고, 이들 부품들을 조립하여 완성 엔진을 제작할 수 있다.

이러한 엔진 가공 라인에는 상기에서와 같은 엔진 가공물들의 완성품 품질을 검사하는 검사 공정을 수행하는데, 상기 검사 공정에서는 엔진 가공물의 완성품(이하에서는 편의 상 "검사 대상물"이라고 한다)에 대한 결함, 손상, 가공 누락 등을 검사하게 된다.

상기와 같은 검사 대상물(1)의 검사 공정에서는 가공이 완료된 검사 대상물(1)의 상하/좌우/전후 면의 가공 상태를 검사하며, 불량 유형에 따라 많게는 수만 가지의 검사 항목을 검사하게 된다.

예를 들면, 상기 검사 공정에서 실린더 헤드의 하면 검사 항목으로는 미세 소재 결육 및 소재 기포, 스크래치, 연소실 크랙 및 깨짐, 밸브 시트 파손, 밸브 가이드 파손, 워터자켓 형상 불량, 워터자켓 내부의 칩, 헤드 볼트홀 가공 누락 등을 예로 들 수 있다.

그리고, 실린더 헤드의 상면 검사 항목으로는 플러그 누락, 캠캡 볼트 누락, 소재 상면 결육, 스파크 플러그홀 가공, 소재 형상 불량, 헤드 커버 볼트홀 유무, 소재 스크래치, 소재 기포, 헤드 볼트홀 좌면 가공 등을 예로 들 수 있다.

또한, 실린더 헤드의 기타면 검사 항목으로는 스틸볼 압입 누락, 가공면 단차, 소재 형상 불량, 장착 볼트홀 유무, 소재 스크래치 등의 항목을 예로 들 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템(100)은 검사 대상물(1)의 터치 프루브 검사 및 고속 비전 검사를 양팔 로봇으로 통합하여 검사 대상물(1)의 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 정해진 사이클 타임 내에 검사 항목을 극대화시킬 수 있으며, 불량 유출의 제로화, 품질 산포의 최소화를 도모할 수 있는 구조로 이루어진다.

또한, 본 발명의 실시예들은 터치 프루브 검사 공정과 고속 비전 검사 공정을 통합하여 설비 공간의 활용도를 증대시킬 수 있고, 추가 개조 시의 유연성을 확보할 수 있는 엔진 가공품의 검사 시스템(100)을 제공한다.

본 시스템(100)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들로 이루어지는 바, 이들 구성 요소는 엔진 가공 라인에서 하나의 프레임(10)에 모두 설치될 수 있고, 분획된 각각의 프레임(10)에 설치될 수도 있다.

이러한 프레임(10)은 상기 구성 요소들을 지지하기 위한 것으로서, 각종 브라켓, 지지블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다.

그러나 상기 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 프레임(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임(10)으로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템(100)은 기본적으로, 양팔 다관절 로봇(20)과, 마운트 브라켓(30)과, 터치 프루브 유니트(40)와, 촬영 유니트(60)와, 로봇 컨트롤러(80)와, 제어기(90)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서, 상기 양팔 다관절 로봇(20)은 엔진 가공 라인에서 제작이 완료된 실린더 헤드로서의 검사 대상물(1)이 이송될 수 있는 이송 경로(3)의 외측에 구성된다.

여기서, 상기 검사 대상물(1)은 엔진 가공 라인의 검사 공정에서 컨베이어 장치를 통해 이송 경로(3)를 따라 이송되며, 그 이송 경로(3)에서 리프트-업 장치(5)를 통해 상하 방향으로 승강될 수 있다.

상기 양팔 다관절 로봇(20)은 이송 경로(3)의 외측에서 언급한 바 있는 프레임(10) 상에 장착되며, 로봇 티칭에 의해 15축의 다관절 작동이 이루어지는 한 쌍의 아암(21)을 구비하고 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 가공품의 검사 시스템에 적용되는 터치 프루브 유니트와 촬영 유니트를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 마운트 브라켓(30)은 양팔 다관절 로봇(20)(이하에서는 편의 상 "로봇" 이라고 한다)의 각 아암(21) 단부에 고정되게 장착될 수 있다.

상기 마운트 브라켓(30)은 툴 체인저(도면에 도시되지 않음)에 의해 로봇(20)의 각 아암(21)에 착탈될 수 있다. 이러한 마운트 브라켓(30)에는 뒤에서 더욱 설명될 터치 프루브 유니트(40)와 촬영 유니트(60)가 장착될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 터치 프루브 유니트(40)는 각 아암(21)의 움직임에 따라 검사 대상물(1)의 검사 부위들을 터치하여 각 검사 부위의 소재 유무, 결착 확인 및 단차 등을 측정하기 위한 것이다.

이러한 터치 프루브 유니트(40)는 각 마운트 브라켓(30)의 일측에 구성된다. 터치 프루브 유니트(40)는 마운트 브라켓(30)에 장착되는 고정 브라켓(41)과, 고정 브라켓(41)에 컬러(45)를 통해 이동 가능하게 장착되는 샤프트(47)와, 고정 브라켓(41)과 샤프트(47) 사이에 설치되며 그 샤프트(47)로 탄발력을 발휘하는 스프링(49)과, 샤프트(47)에 설치되는 터치 핀(51)을 포함하고 있다.

여기서, 상기 샤프트(47)의 일측 단에는 터치 핀(51)이 결합되고, 고정 브라켓(41)을 관통한 샤프트(47)의 다른 일측 단부에는 도그 플레이트(48)가 설치된다.

그리고, 상기 터치 프루브 유니트(40)는 고정 브라켓(41)에 센서 브라켓(53)을 통해 장착되며, 터치 핀(51)에 의한 샤프트(47)의 이동을 도그 플레이트(48)를 통해 감지하고 그 감지 신호를 뒤에서 더욱 설명될 제어기(90)로 출력하는 근접 센서(55)를 더 포함하고 있다.

즉, 상기 근접 센서(55)는 검사 대상물(1)의 검사 부위에 대한 터치 핀(51)의 터치에 의해 스프링(49)의 탄성력을 극복하며 이동하는 샤프트(47)의 이동을 도그 플레이트(48)를 통해 감지할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 촬영 유니트(60)는 로봇 아암(21)의 움직임을 따라서 검사 대상물(1)의 전 방향에서 전면(全面)(상하/좌우/전후면)을 고속으로 촬영하고 그 비전 데이터(영상 정보)를 제어기(90)로 출력한다.

이러한 촬영 유니트(60)는 검사 대상물(1)의 불량 유형별 카메라 인식 효율을 극대화시키고, 외부 환경 및 검사 대상물(1)의 빛 반사에 의한 인식 에러율을 극복하며, 내구성을 확보할 수 있고, 고효율 및 저비용을 도모할 수 있는 구조로 이루어진다.

상기 촬영 유니트(60)는 마운트 브라켓(30)의 다른 일측에 구성되는 바, 마운트 브라켓(30)에 고정되게 설치되는 카메라부(61)와, 마운트 브라켓(30)에 고정되게 설치되는 조명부재(65)를 포함하고 있다.

상기 카메라부(61)는 마운트 브라켓(30)에 설치되는 카메라 블록을 포함하며, 검사 대상물(1)의 소재 미세 결육, 가공홀의 편가공 및 미가공, 밸브 시트 미세 크랙, 가공면 스크래치 등 국소 영역의 정밀 검사에 활용될 수 있고, 검사 대상물(1)에 대한 플러그 미압입, 스틸볼 미압입, 밸브 시트/가이드 미압입, 캠캡 볼트홀 유무 등 넓은 영역의 검사에 활용될 수 있다.

상기 조명부재(65)는 외부 환경 및 검사 대상물(1)의 빛 반사에 의한 인식 에러율을 극복하며, 내구성 확보 및 고효율 저비용을 도모할 수 있도록 엘이디(LED)를 채용한 방식을 적용하고 있다.

이러한 조명부재(65)는 카메라부(61)의 촬영 단부를 노출하는 관통홀(66)과, 그 관통홀(66)의 주위에 설치되는 다수 개의 LED 발광 램프(67)를 포함한다.

여기서, 상기 조명부재(65)는 한 쪽면에 관통홀(66)이 제1 부분(68a)과, 제1 부분(68a)의 가장자리로부터 일체로 돌출되며 다른 한 쪽면을 개방하는 제2 부분(68b)으로 이루어질 수 있다.

이 경우, 상기 다수 개의 LED 발광 램프들(67)은 제1 부분(68a)의 관통홀(66) 주위 및 제2 부분(68b)의 내측면에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 로봇 컨트롤러(80)는 기 설정된 티칭 정보에 따라 로봇(20) 전체를 회전시키며 그 로봇(20)의 아암(21)을 15축으로 다관절 작동시키기 위한 것이다.

이러한 로봇 컨트롤러(80)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 로봇 티칭 제어를 위한 로봇 컨트롤러 시스템으로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제어기(90)는 터치 프루브 유니트(40)의 근접 센서(55)를 통해 터치 핀(51)에 의한 샤프트(47)의 이동을 도그 플레이트(48)로서 감지한 검사 부위의 소재 유무, 결착 확인 및 단차 등의 측정값과, 기 입력된 기준값을 비교하여 그 검사 부위의 양불을 판정하는 기능을 하게 된다.

그리고, 상기 제어기(90)는 로봇(20)의 움직임에 따라 로봇 컨트롤러(80)로부터 출력되는 트리거 신호를 입력받아 촬영 유니트(60)로부터 전송되는 비전 데이터를 획득하고, 기 입력된 마스터 패턴과 비교 판독하여 검사 대상물의 양불을 판정하는 기능을 하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 가공품의 검사 시스템(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 하기의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 가공품의 검사 시스템의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 엔진 가공 라인에서 검사 대상물(1)이 이송 경로(3)를 따라 이송되며, 그 이송 경로(3)에서 리프트-업 장치(5)를 통해 상방으로 상승한 상태에 있다.

이와 같은 상태에서 로봇 컨트롤러(80)를 통해 로봇(20)에 동작 신호를 인가하게 되면, 로봇(20)의 아암(21)은 검사 대상물(1)의 전 방향으로 다관절 동작을 하게 된다.

그러면, 본 발명의 실시예에서는 도 3에서와 같이, 각 아암(21)의 움직임에 따라 터치 프루브 유니트(40)를 통해 검사 대상물(1)의 검사 부위들을 터치하여 그 검사 부위의 소재 유무, 결착 확인 및 단차 등을 측정하게 된다.

여기서, 상기 로봇(20)은 배치의 자유성과 유연성을 확보하고 있기 때문에, 검사 대상물(1)의 위치에 대한 제약을 극복하고 아암들(21)의 간섭 회피가 가능하며, 상호 간의 실시간 위치 통신으로 아암(21)의 위치를 제어할 수 있다.

따라서, 상기 로봇(20)의 아암(21)이 다관절 동작으로 움직임에 따라 터치 프루브 유니트(40)의 근접 센서(55)는 검사 대상물(1)의 검사 부위에 대한 터치 핀(51)의 터치에 의해 스프링(49)의 탄성력을 극복하며 이동하는 샤프트(47)의 이동을 도그 플레이트(48)를 통해 감지할 수 있다.

이에 근접 센서(55)는 이러한 감지 신호를 제어기(90)로 출력하고, 그 제어기(90)는 근접 센서(55)의 감지 신호를 검사 부위에 대한 측정값으로 변환하며 그 측정값과 기 입력된 기준값을 비교하여 그 검사 부위의 양불을 판정한다.

한편, 상기와 같이 터치 프루브 유니트(40) 검사 대상물(1)의 터치 프루브 검사가 완료된 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 도 4에서와 같이 로봇(20)의 아암(21)이 검사 대상물(1)의 전 방향으로 다관절 동작을 하게 되며, 촬영 유니트(60)의 카메라부(61)를 통해 검사 대상물(1)의 전면(全面)(상하/좌우/전후면)을 고속 촬영한다.

이 때, 상기 카메라부(61)는 로봇 아암(21)의 움직임을 따라 고배율 및 저배율로서 검사 대상물(1)의 각종 검사 부위를 촬영하게 된다.

그리고, 상기와 같이 카메라부(61)를 통해 검사 대상물(1)을 촬영하는 경우, 촬영 유니트(60)의 조명부재(65)는 LED 발광 램프들(67)을 통해 엘이디 광을 검사 대상물(1)에 조사한다.

이렇게 카메라부(61)를 통해 검사 대상물(1)의 각 검사 부위를 촬영한 비전 데이터는 제어기(90)로 입력되는데, 제어기(90)에서는 카메라부(61)를 통해 고속 촬영된 비전 데이터를 임시 저장하고, 그 저장된 비전 데이터를 비전 판독하여 검사 대상물(1)의 양불을 판정한다.

즉, 상기 제어기(90)는 로봇(20)의 움직임에 따라 로봇 컨트롤러(80)로부터 출력되는 트리거 신호를 입력받아 카메라부(61)로부터 전송되는 비전 데이터를 획득하고, 기 입력된 마스터 패턴과 비교하여 검사 대상물의 양불을 판정할 수 있다.

이상에서는 로봇(20)의 터치 프루브 유니트(40)를 통해 검사 대상물(1)의 터치 프루브 검사를 먼저 실시하고, 촬영 유니트(60)를 통해 검사 대상물(1)을 나중에 비전 검사하는 예를 설명하였으나, 본 발명에서는 반드시 이에 한정되지 않고 검사 대상물(1)의 비전 검사를 먼저 실시하고, 검사 대상물(1)의 터치 프루브 검사를 나중에 실시할 수도 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 촬영 유니트(60)에 의한 고속 비전 검사 시에 도출된 비전 인식 NG 감사 항목을 앞서 설명한 바와 같은 터치 프루브 유니트(40)를 통해 재확인 할 수도 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 상기 엔진 가공품의 검사 시스템(100)에 의하면, 양팔 다관절 로봇(20)에 터치 프루브 유니트(40)와 촬영 유니트(60)를 구성함으로써 검사 대상물(1)의 터치 프루브 검사 및 고속 비전 검사를 동시에 실시할 수 있으므로, 정해진 사이클 타임 내에 검사 항목을 극대화시킬 수 있으며, 검사 항목의 증대로불량 유출의 제로화, 품질 산포의 최소화를 도모하여 완성 엔진의 품질을 확보할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 터치 프루브 검사 및 고속 비전 검사의 동시 적용으로 검사 대상물(1)의 검사에 따른 원가 절감을 도모할 수 있고, 비전 인식의 NG 항목을 터치 프루브 검사로 재확인 할 수 있으므로 검사 대상물(1)의 검사 NG를 최소화할 수 있으며, 검사 대상물(1)의 검사 신뢰성을 확보할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 검사 대상물 3... 이송 경로
5... 리프트-업 장치 10... 프레임
20... 양팔 다관절 로봇 21... 아암
30... 마운트 브라켓 40... 터치 프루브 유니트
41... 고정 브라켓 45... 컬러
47... 샤프트 48... 도그 플레이트
49... 스프링 51... 터치 핀
53... 센서 브라켓 55... 근접 센서
60... 촬영 유니트 61... 카메라부
65... 조명부재 66... 관통홀
67... LED 발광 램프 68a... 제1 부분
68b... 제2 부분 80... 로봇 컨트롤러
90... 제어기

Claims

엔진 가공 라인에서 검사 대상물인 엔진 가공 완성품의 품질을 검사하기 위한 엔진 가공품의 검사 시스템으로서,
상기 검사 대상물이 이송하는 이송 경로 외측에 구성되는 적어도 하나의 양팔 다관절 로봇;
상기 로봇의 각 아암 선단에 장착되는 마운트 브라켓;
상기 마운트 브라켓의 일측에 설치되며, 상기 아암의 움직임에 따라 검사 대상물의 검사 부위들을 터치하여 그 검사 부위의 유무 및 단차를 측정하는 터치 프루브 유니트;
상기 마운트 브라켓의 다른 일측에 설치되며, 상기 아암의 움직임에 따라 검사 대상물을 전 방향에서 촬영하는 촬영 유니트; 및
상기 터치 프루브 유니트에서 측정된 측정값과, 상기 촬영 유니트에 의해 촬영된 비전 데이터를 판독하여 상기 검사 대상물의 양불을 판정하는 제어기
를 포함하는 엔진 가공품의 검사 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 다관절 로봇의 작동 궤적을 컨트롤하는 로봇 컨트롤러를 포함하는 엔진 가공품의 검사 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 양팔 다관절 로봇의 움직임에 따라 상기 로봇 컨트롤러로부터 출력되는 트리거 신호를 입력받아 상기 촬영 유니트로부터 전송되는 비전 데이터를 획득하고, 기 입력된 마스터 패턴과 비교하여 상기 검사 대상물의 양불을 판정하는 것을 특징으로 하는 엔진 가공품의 검사 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 터치 프루브 유니트는,
상기 마운트 브라켓에 장착되는 고정 브라켓과, 상기 고정 브라켓에 컬러를 통해 이동 가능하게 장착되는 샤프트와, 상기 고정 브라켓과 샤프트 사이에 설치되며 그 샤프트로 탄발력을 발휘하는 스프링과, 상기 샤프트에 설치되는 터치 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 가공품의 검사 시스템.
제4 항에 있어서,
상기 터치 프루브 유니트는,
상기 고정 브라켓에 센서 브라켓을 통해 장착되며, 상기 터치 핀에 의한 상기 샤프트의 이동을 감지하고 그 감지 신호를 상기 제어기로 출력하는 근접 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 가공품의 검사 시스템.
제4 항에 있어서,
상기 촬영 유니트는,
상기 마운트 브라켓에 고정되게 설치되는 카메라부와, 상기 마운트 브라켓에 고정되게 설치되는 조명부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 가공품의 검사 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 조명부재는,
상기 카메라부의 촬영 단부를 노출하는 관통홀과, 상기 관통홀의 주위에 설치되는 다수 개의 LED 발광 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 가공품의 검사 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 조명부재는,
한 쪽면에 관통홀이 형성된 제1 부분과, 상기 한 쪽 면의 가장자리로부터 일체로 돌출되며 다른 한 쪽면을 개방하는 제2 부분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 가공품의 검사 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 LED 발광 램프는,
상기 제1 부분의 관통홀 주위 및 제2 부분의 내측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진 가공품의 검사 시스템.