KR101567476B1 - Method for assembly a part using 3D sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 삼차원 센서를 통해 부품을 조립하는 작업자의 움직임을 감지하여 부품의 조립 공정을 확인하는 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of assembling parts using a three-dimensional sensor, and more particularly, to a method of assembling parts using a three-dimensional sensor that senses the movement of an operator assembling a part through a three-dimensional sensor and confirms the assembling process of the part.
일반적으로, 자동차, 로봇 등과 같은 제품을 제작하기 위하여 수많은 부품이 필요하다. 위와 같은 제품들을 제작하기 위하여 부품을 조립하는 공정이 필요한데 부품을 조립하는 공정 중에서 부품의 조립 상태 등을 확인하는 과정이 필요하다.In general, a number of components are required to manufacture products such as automobiles, robots, and the like. In order to manufacture the above products, it is necessary to assemble the parts, and it is necessary to confirm the assembly state of the parts in the process of assembling the parts.
그러나, 자동차, 로봇 등과 같은 제품을 조립하는 공정에는 수많은 부품이 사용되기 때문에 부품의 상태나 부품이 정확하게 조립되었는지 여부를 작업자가 일일이 확인하기 어렵다.However, since a large number of parts are used in assembling products such as automobiles, robots, etc., it is difficult for the operator to check individually whether the state of the parts or the parts are correctly assembled.
종래에는, 부품의 조립 상태를 확인하기 위하여 2D 센서를 이용하여 작업자의 신체를 감지하면서 작업자의 동작 여부에 따라 부품의 조립 상태를 판단했다. 그러나, 2D 센서는 작업자의 정확한 신체 위치를 감지할 수 없어 2D 센서를 이용하여 작업자의 움직임을 감지하는데 한계가 있다.Conventionally, in order to confirm the assembled state of parts, a 2D sensor was used to sense the body of the worker and to judge the assembled state of the part according to whether the worker is operating. However, the 2D sensor can not detect the accurate body position of the worker, so there is a limitation in detecting the movement of the worker using the 2D sensor.
이와 같이, 자동차 또는 로봇 등과 같은 제품을 조립하는 과정에서 조립 상태를 확인하지 않으면 여러 가지 문제가 발생한다.As described above, various problems arise if the assembled state is not confirmed during the assembly of a product such as an automobile or a robot.
우선, 부품의 조립을 정확하게 하지 않으면 부품을 재조립하기 위하여 조립된 부품을 해체해야되기 때문에 공정 효율이 저하되는 문제가 있다. 또한, 잘못 조립된 제품을 사용하면 제품이 작동되지 않는 경우가 발생할 수 있고, 특히, 자동차 같은 경우 잘못된 조립으로 부품이 분해되어 사고가 발생하는 등 큰 사고로 이어질 수 있는 문제가 있다.First, unless the parts are assembled accurately, the assembled parts must be disassembled in order to reassemble the parts. In addition, there is a problem that a product may not be operated if a wrongly assembled product is used, and in particular, in the case of an automobile, a component may be disassembled due to erroneous assembly, leading to a serious accident such as an accident.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 삼차원 센서를 통해 작업자의 동작에 따른 움직임을 감지하여 작업자에 의해 수행되는 부품 조립 공정을 확인함으로써, 부품의 조립 불량을 방지하며 공정 효율을 증가시킬 수 있는 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a three-dimensional sensor capable of detecting a movement of an operator, And a method of assembling parts using a three-dimensional sensor capable of increasing process efficiency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법은, 부품이 제1영역에서 추출되기 전 상기 제1영역을 촬영하는 제1촬영단계; 상기 부품을 상기 제1영역에서 추출하기 위하여, 상기 제1영역으로 진입하는 작업자를 삼차원 센서를 이용하여 감지하는 제1감지단계; 상기 제1감지단계에서 감지된 신호를 입력받아, 상기 부품이 상기 제1영역에서 추출된 후 상기 제1영역을 촬영하는 제2촬영단계; 상기 제1촬영단계에서 촬영된 영상과 상기 제2촬영단계에서 촬영된 영상을 비교하여, 상기 제1영역에서 추출된 부품의 위치를 확인하는 제1위치확인단계; 상기 부품이 제2영역에 배치되기 전 상기 제2영역을 촬영하는 제3촬영단계; 상기 부품을 상기 제2영역에 배치하기 위하여, 상기 제2영역으로 진입하는 작업자를 상기 삼차원 센서를 이용하여 감지하는 제2감지단계; 상기 제2감지단계에서 감지된 신호를 입력받아, 상기 부품이 상기 제2영역에 배치된 후 상기 제2영역을 촬영하는 제4촬영단계; 상기 제3촬영단계에서 촬영된 영상과 상기 제4촬영단계에서 촬영된 영상을 비교하여, 상기 제2영역에 배치된 부품의 위치를 확인하는 제2위치확인단계; 및 상기 제1위치확인단계에서 확인된 위치와 상기 제2위치확인단계에서 확인된 위치가 서로 대응하는지 판단하는 위치판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of assembling parts using a three-dimensional sensor, comprising: a first photographing step of photographing the first area before a part is extracted in a first area; A first sensing step of sensing, using a three-dimensional sensor, an operator entering the first area to extract the part from the first area; A second photographing step of taking a signal sensed in the first sensing step and photographing the first area after the component is extracted in the first area; A first position checking step of comparing the image photographed in the first photographing step and the image photographed in the second photographing step to check the position of the part extracted in the first area; A third photographing step of photographing the second area before the component is placed in the second area; A second sensing step of sensing, using the three-dimensional sensor, an operator entering the second area to place the part in the second area; A fourth photographing step of receiving a signal sensed in the second sensing step and photographing the second area after the component is arranged in the second area; A second position checking step of comparing the image photographed in the third photographing step with the image photographed in the fourth photographing step and confirming the position of the parts arranged in the second area; And a position determining step of determining whether the position identified in the first positioning step and the position identified in the second positioning step correspond to each other.
본 발명에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에 있어서, 구체적으로는, 상기 부품이 상기 제1영역에서 상기 제2영역으로 이동되는 동안, 상기 삼차원 센서를 통해 상기 작업자의 신체 부위의 상대적인 움직임을 감지하여 상기 작업자가 상기 부품의 조립 상태를 확인하는지 여부를 판단하는 상태판단단계;를 포함한다.In the method of assembling a part using a three-dimensional sensor according to the present invention, it is possible to detect the relative movement of the body part of the worker through the three-dimensional sensor while the part moves from the first area to the second area And determining whether the operator confirms the assembled state of the component.
본 발명에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에 있어서, 구체적으로는, 상기 부품은, 제1부재와, 상기 제1부재에 회동 가능하게 결합되는 제2부재를 포함하고, 상기 상태판단단계는, 상기 삼차원 센서를 통해 상기 작업자의 한 팔이 고정되고 상기 작업자의 다른 팔이 움직이는지 여부를 감지함으로써, 상기 작업자가 상기 제1부재에 대하여 상기 제2부재의 회동 상태를 확인하는지 여부를 판단한다.In the method of assembling a part using a three-dimensional sensor according to the present invention, specifically, the component includes a first member and a second member rotatably coupled to the first member, The operator determines whether the operator confirms the turning state of the second member with respect to the first member by detecting whether the one arm of the operator is fixed and the other arm of the operator is moving through the three-dimensional sensor.
본 발명에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에 있어서, 구체적으로는, 상기 부품은, 제1부재와, 상기 제1부재에 서로 다른 방향으로 결합되는 복수의 제2부재를 포함하고, 상기 상태판단단계는, 상기 삼차원 센서를 통해 상기 작업자의 머리와 손 사이의 거리를 감지함으로써, 상기 작업자가 상기 제1부재에 대하여 상기 제2부재의 결합 방향을 확인하는지 여부를 판단한다.In the method of assembling a component using a three-dimensional sensor according to the present invention, the component may include a first member and a plurality of second members coupled to the first member in different directions, The step of determining whether the operator confirms the direction of engagement of the second member with respect to the first member by sensing the distance between the head and the hand of the operator via the three-dimensional sensor.
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본 발명의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에 따르면, 작업자의 동작에 따른 정확한 움직임을 파악할 수 있다.According to the method of assembling parts using the three-dimensional sensor of the present invention, it is possible to grasp the accurate movement according to the operation of the operator.
또한, 본 발명의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에 따르면, 부품이 잘못 조립되는 것을 방지하여 조립 공정의 효율을 증가시킬 수 있다.Further, according to the component assembly method using the three-dimensional sensor of the present invention, it is possible to prevent the components from being assembled incorrectly, thereby increasing the efficiency of the assembly process.
또한, 본 발명의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에 따르면, 부품의 불량 상태를 확인할 수 있어 불량 부품으로 조립되는 것을 방지할 수 있다.Further, according to the component assembly method using the three-dimensional sensor of the present invention, it is possible to check the defective state of the component, and it is possible to prevent the defective component from being assembled with the defective component.
또한, 본 발명의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에 따르면, 부품 조립과정에서 어느 하나의 부품이 탈락 되어 조립되는 것을 방지할 수 있고, 조립되는 부품이 정확한 위치에 결합되어 조립되도록 할 수 있다.In addition, according to the method of assembling parts using the three-dimensional sensor of the present invention, it is possible to prevent one of the parts from being assembled and assembled in the course of assembling parts, and the assembled parts can be assembled at the correct positions.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법의 순서를 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 제1영역과 제2영역에 배치되는 부품의 위치를 도시한 도면이고,
도 3은 도 1의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 부품의 회동 상태를 확인하는지 여부를 판단하는 것을 도시한 도면이고,
도 4는 도 1의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 부품의 결합 방향을 확인하는지 여부를 판단하는 것을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법의 순서를 도시한 도면이고,
도 6은 도 5의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 제1부품과 제2부품의 조립 상태를 도시한 도면이고,
도 7은 도 5의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 제1부품과 제2부품의 잘못 조립된 상태를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a procedure of a component assembly method using a three-dimensional sensor according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view showing positions of parts arranged in the first area and the second area in the method of assembling parts using the three-dimensional sensor of FIG. 1,
FIG. 3 is a view showing the determination of whether or not the turning state of the parts is confirmed in the method of assembling parts using the three-dimensional sensor of FIG. 1,
FIG. 4 is a view showing the determination of whether or not to confirm the direction of engagement of parts in the method of assembling parts using the three-dimensional sensor of FIG. 1,
5 is a view illustrating a procedure of a component assembly method using a three-dimensional sensor according to another embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a view showing an assembled state of the first part and the second part in the method of assembling parts using the three-dimensional sensor of FIG. 5,
FIG. 7 is a view showing a mis assembled state of the first part and the second part in the method of assembling parts using the three-dimensional sensor of FIG. 5;
이하, 본 발명에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a component assembly method using a three-dimensional sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법의 순서를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 제1영역과 제2영역에 배치되는 부품의 위치를 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 부품의 회동 상태를 확인하는지 여부를 판단하는 것을 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 부품의 결합 방향을 확인하는지 여부를 판단하는 것을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a procedure of a component assembly method using a three-dimensional sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a component assembly method using the three- FIG. 3 is a view showing how to confirm the turning state of the parts in the method of assembling parts using the three-dimensional sensor of FIG. 1, and FIG. 4 is a view And determining whether or not to confirm the joining direction of the parts in the component assembly method.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법은 삼차원 센서를 통해 부품을 조립하는 작업자의 움직임을 감지하여 부품의 조립 공정을 확인하는 것으로서, 제1촬영단계(S110)와, 제1감지단계(S120)와, 제2촬영단계(S130)와, 제1위치확인단계(S140)와, 제3촬영단계(S150)와, 제2감지단계(S160)와, 제4촬영단계(S170)와, 제2위치확인단계(S180)와, 위치판단단계(S190)와, 상태판단단계를 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 4, a method for assembling parts using a three-dimensional sensor according to an embodiment of the present invention includes sensing a movement of an operator assembling a part through a three-dimensional sensor, The first sensing step S120, the second sensing step S130, the first positioning step S140, the third sensing step S150, the second sensing step S160, A fourth photographing step S170, a second position checking step S180, a position determining step S190, and a state determining step.
상기 제1촬영단계(S110)는 부품(10)이 제1영역(A)에서 추출되기 전 제1영역(A)을 촬영한다.The first photographing step S110 photographs the first area A before the
도 2의 (a)를 참조하면, 제1영역(A)에는 제1부품(10a), 제2부품(10b), 제3부품(10c)이 배치되지만 제1영역(A)에 배치되는 부품(10)의 수는 필요에 따라 다양하게 변할 수 있다.2 (a), the
이때, 제1영역(A)의 부품(10)을 촬영하는 촬영수단(120)으로는 일정 영역을 촬영할 수 있는 에어리어 카메라가 이용될 수 있으며, 제1영역(A)을 커버할 수 있는 정도의 시야 범위(FOV, Field Of View)를 가진 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.An area camera capable of photographing a predetermined area may be used as the photographing
상기 제1감지단계(S120)는 부품(10)을 제1영역(A)에서 제2영역(B)으로 추출하기 위하여, 제1영역(A)으로 진입하는 작업자를 삼차원 센서(110)를 이용하여 감지한다. 예를 들어, 제1부품(10a)을 추출하기 위하여 제1영역(A)으로 진입하는 작업자의 신체 중 일부인 팔, 다리, 머리 등을 감지할 수 있다.The first sensing step S120 is a step of sensing an operator entering the first area A by using the three-
여기서, 삼차원 센서(110)는 컨트롤러 없이 작업자의 골격에 따라 작업자의 동작을 인식할 수 있는 키넥트(Kinect)가 이용될 수 있다. 삼차원 센서(110)를 이용하여 작업자의 움직임을 감지함으로써, 작업자의 동작에 따른 정확한 움직임을 파악할 수 있다.Here, the three-
상기 제2촬영단계(S130)는 제1감지단계(S120)에서 감지된 신호를 입력받아, 부품(10)이 제1영역(A)에서 추출된 후 제1영역(A)을 촬영한다.The second photographing step S130 receives the signal sensed in the first sensing step S120 and photographs the first area A after the
여기서, 감지된 신호란 작업자가 제1영역(A)에서 제1부품(10a)을 추출하기 위하여 제1영역(A)으로 진입하는 작업자의 신체 중 일부인 팔, 다리, 머리 등이 감지되면, 제1영역(A)에서 작업자가 제1부품(10a)을 추출했다는 신호이다. 위와 같이, 감지된 신호를 통하여 제1영역(A)에서 제1부품(10a)이 추출된 것을 알 수 있고, 감지된 신호를 입력받아 제1영역(A)을 촬영한다.Here, the sensed signal means that when an operator's arms, legs, hair, etc., which are part of the body of the worker entering the first region A, are extracted for extracting the
도 2의 (b)를 참조하면, 제1영역(A)에서 제1부품(10a)이 추출된 위치와, 제2영역(B)에서 제1부품(10a)이 배치된 위치를 알 수 있다. 여기서, 제2촬영단계(S130)는 제1영역(A)에서 제1부품(10a)이 추출된 후, 제1영역(A)을 촬영한다.Referring to FIG. 2B, the position where the
상기 제1위치확인단계(S140)는 제1촬영단계(S110)에서 촬영된 영상과 제2촬영단계(S130)에서 촬영된 영상을 비교하여, 제1영역(A)에서 추출된 부품(10)의 위치를 확인한다.The first position determining step S140 compares the image photographed in the first photographing step S110 with the image photographed in the second photographing step S130 to determine whether the
도 2의 (a)를 참조하면, 제1촬영단계(S110)에서 촬영된 영상은 제1부품(10a)이 제1영역(A)에서 제2영역(B)으로 이동되기 전, 제1부품(10a)이 배치된 상태의 제1영역(A)을 촬영한 영상이다. 그리고, 도 2의 (b)를 참조하면, 제2촬영단계(S130)에서 촬영된 영상은 제1부품(10a)이 제1영역(A)에서 제2영역(B)으로 이동된 후, 제1부품(10a)이 추출된 상태의 제1영역(A)을 촬영한 영상이다.Referring to FIG. 2A, the image photographed in the first photographing step S110 is displayed on the
즉, 제1촬영단계(S110)에서 촬영된 영상과 제2촬영단계(S130)에서 촬영된 영상을 비교하여 제1영역(A)에서 제1부품(10a)의 추출 여부를 확인하고, 추출된 제1부품(10a)의 위치를 확인한다.That is, it is checked whether the
그리고, 제1부품(10a)의 추출 여부를 확인한 후, 제1부품(10a)이 추출되지 않은 경우 알람을 통하여 작업자에게 알린다.After confirming whether or not the
상기 제3촬영단계(S150)는 부품(10)이 제1영역(A)에서 제2영역(B)으로 이동되기 전 제2영역(B)을 촬영한다. 구체적으로, 제2영역(B)에 제1부품(10a)이 배치되지 않은 상태를 촬영한다.The third photographing step S150 photographs the second area B before the
상기 제2감지단계(S160)는 부품(10)을 제2영역(B)에 배치하기 위하여, 제2영역(B)으로 진입하는 작업자를 삼차원 센서(110)를 이용하여 감지한다. 예를 들어, 작업자의 신체 중 일부인 팔, 다리, 머리 등을 감지할 수 있다.The second sensing step S160 senses an operator entering the second area B by using the three-
상기 제4촬영단계(S170)는 제2감지단계(S160)에서 감지된 신호를 입력받아, 부품(10)이 제2영역(B)에 배치된 후 제2영역(B)을 촬영한다.The fourth photographing step S170 receives the signal sensed in the second sensing step S160 and photographs the second area B after the
여기서, 감지된 신호란, 작업자가 제2영역(B)으로 제1부품(10a)을 배치하기 위하여 제2영역(B)으로 진입하는 작업자의 신체 중 일부인 팔, 다리, 머리 등이 감지되면, 제2영역(B)으로 제1부품(10a)을 배치했다는 신호이다. 위와 같이, 감지된 신호를 통하여 제2영역(B)으로 제1부품(10a)이 배치된 것을 알 수 있고, 감지된 신호를 입력받아 제2영역(B)을 촬영한다.Here, the sensed signal means that when an operator's arms, legs, head, etc., which are part of the body of the worker entering the second region B to detect the placement of the
도 2의 (b)를 참조하면, 제1영역(A)에서 제1부품(10a)이 추출된 위치와, 제2영역(B)에서 제1부품(10a)이 배치된 위치를 알 수 있다. 여기서, 제4촬영단계(S170)는 제2영역(B)에서 제1부품(10a)이 배치된 후, 제2영역(B)을 촬영한다.Referring to FIG. 2B, the position where the
상기 제2위치확인단계(S180)는 제3촬영단계(S150)에서 촬영된 영상과 제4촬영단계(S170)에서 촬영된 영상을 비교하여, 제2영역(B)에 배치된 부품(10)의 위치를 확인한다.The second position determining step S180 compares the image photographed in the third photographing step S150 with the image photographed in the fourth photographing step S170 to determine whether the
도 2의 (a)를 참조하면, 제3촬영단계(S150)에서 촬영된 영상은 제1영역(A)에서 제2영역(B)으로 제1부품(10a)이 이동되기 전, 제1부품(10a)이 배치되지 않은 상태의 제2영역(B)을 촬영한 영상이다. 도 2의 (b)를 참조하면, 제4촬영단계(S170)에서 촬영된 영상은 제1영역(A)에서 제2영역(B)으로 제1부품(10a)이 이동된 후, 제1부품(10a)이 배치된 상태의 제2영역(B)을 촬영한 영상이다.2 (a), the image photographed in the third photographing operation S150 is displayed before the
즉, 제3촬영단계(S150)에서 촬영된 영상과 제4촬영단계(S170)에서 촬영된 영상을 비교하여 제2영역(B)에서 제1부품(10a)의 배치 여부를 확인하고, 배치된 제1부품(10a)의 위치를 확인한다.That is, it is checked whether the
그리고, 제1부품(10a)의 배치 여부를 확인한 후, 제1부품(10a)이 제2영역(B)에 제대로 배치되지 않은 경우 알람을 통하여 작업자에게 알린다.After confirming whether or not the
상기 위치판단단계(S190)는 제1위치확인단계(S140)에서 확인된 위치(P1)와 제2위치확인단계(S180)에서 확인된 위치(P1')가 서로 대응하는지 판단한다.The position determining step S190 determines whether the position P1 identified in the first positioning step S140 corresponds to the position P1 'determined in the second positioning step S180.
구체적으로, 제1촬영단계(S110)에서 촬영된 영상과 제2촬영단계(S130)에서 촬영된 영상을 비교하여 확인된 위치(P1)와, 제3촬영단계(S150)에서 촬영된 영상과 제4촬영단계(S170)에서 촬영된 영상을 비교하여 확인된 위치(P1')가 서로 동일한지 판단한다. Specifically, the position P1 detected by comparing the image photographed in the first photographing step S110 with the image photographed in the second photographing step S130, the position P1 photographed in the third photographing step S150, In the fourth photographing step S170, the photographed images are compared to determine whether the identified positions P1 'are identical to each other.
그리고, 제1위치확인단계(S140)에서 확인된 위치(P1)와 제2위치확인단계(S180)에서 확인된 위치(P1')를 비교하여, 두 위치가 동일하지 않은 경우 알람을 통하여 작업자에게 알린다.If the two positions are not identical to each other, the position P1 determined in the first position determining step S140 is compared with the position P1 'confirmed in the second position confirming step S180. It informs.
조립되는 부품(10)이 정확한 위치에 배치되도록 판단함으로써, 부품(10)이 잘못 조립되는 것을 방지하여 조립 공정의 효율을 증가시킬 수 있다.By determining that the part to be assembled 10 is located at the correct position, it is possible to prevent the
상기 상태판단단계는 부품(10)이 제1영역(A)에서 제2영역(B)으로 이동되는 동안, 삼차원 센서(110)를 통해 작업자(1)의 신체 부위의 상대적인 움직임을 감지하여 작업자(1)가 부품(10)의 조립 상태를 확인하는지 여부를 판단한다.The state determination step may detect the relative movement of the body part of the
본 실시예에서, 상태판단단계는 삼차원 센서(110)를 통해 작업자(1)의 한 팔(1a)이 고정되고 작업자(1)의 다른 팔(1b)이 움직이는지 여부를 감지함으로써, 작업자(1)가 제1부재(11)에 대하여 제2부재(12)의 회동 상태를 확인하는지 여부를 판단한다. In this embodiment, the state determination step determines whether or not one
도 3의 (a)를 참조하면, 부품은, 제1부재(11)와, 제1부재(11)에 회동 가능하게 결합되는 제2부재(12)로 이루어진다. 예를 들어, 제1부재(11)는 피스톤 헤드이고 제2부재(12)는 피스톤 헤드에 회동 가능하게 결합되는 암이다.Referring to Fig. 3 (a), the component is composed of a
도 3의 (b)를 참조하면, 작업자(1)가 한 팔(1a)로 제1부재(11)를 고정시키고 다른 한 팔(1b)로 제1부재(11)에 결합되는 제2부재(12)를 회동시키면 삼차원 센서(110)가 작업자(1)의 움직임을 감지하여 제1부재(11)에 대하여 제2부재(12)의 회동 상태를 확인하는지 여부를 판단한다. 여기서, 삼차원 센서(110)는 작업자(1)의 신체를 관절 단위로 감지할 수 있기 때문에, 작업자(1)의 신체 구조를 골격 구조로 변환하여 표시할 수 있다.3 (b), a
한편, 상태판단단계는 삼차원 센서(110)를 통해 작업자(1)의 머리(1c)와 손(1d) 사이의 거리(d)를 감지함으로써, 작업자(1)가 제1부재(11')에 대하여 제2부재(12', 13')의 결합 방향을 확인하는지 여부를 판단할 수도 있다.In the state determining step, the
도 4의 (a)를 참조하면, 부품(10')은, 제1부재(11')와, 제1부재(11')에 서로 다른 방향으로 결합되는 복수의 제2부재(12', 13')를 포함한다. 예를 들어, 제1부재(11')가 피스톤이고 제2부재(12', 13')가 피스톤 링이라면, 피스톤 링은 개방된 부분이 서로 반대 방향을 향하도록 피스톤에 결합되어야 한다.4 (a), the component 10 'includes a first member 11' and a plurality of second members 12 ', 13' coupled in different directions to the first member 11 ' '). For example, if the first member 11 'is a piston and the second member 12', 13 'is a piston ring, then the piston ring must be coupled to the piston such that the open portions are opposite to each other.
도 4의 (b)를 참조하면, 작업자(1)의 머리(1c)와 손(1d) 사이의 거리(d)가 일정 거리만큼 가까워지면 삼차원 센서(110)가 작업자(1)의 움직임을 감지하여 제1부재(11')에 대하여 제2부재(11', 12')의 결합 방향을 확인하는지 여부를 판단한다.Referring to FIG. 4B, when the distance d between the
따라서, 작업자(1)가 부품(10)의 회동 여부 및 결합 방향을 확인하는지 여부를 삼차원 센서(110)를 이용하여 판단함으로써, 부품(10)의 불량 상태를 확인할 수 있어 불량 부품으로 조립되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, whether or not the
제2부품(10b), 제3부품(10c) 또한 위의 공정을 반복하는 조립 과정이 진행될 수 있다. 제2부품(10b), 제3부품(10c)에 대한 조립 과정은 제1부품(10a)에 대한 조립 과정과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.The
한편, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법을 설명한다.5 to 7, a method for assembling parts using a three-dimensional sensor according to another embodiment of the present invention will be described.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법의 순서를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 제1부품과 제2부품의 조립 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 도 5의 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법에서 제1부품과 제2부품의 잘못 조립된 상태를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a view showing a procedure of a method of assembling a part using a three-dimensional sensor according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view showing a assembled state of a first part and a second part in a method of assembling parts using the three- And FIG. 7 is a view showing a misassembled state of the first part and the second part in the method of assembling parts using the three-dimensional sensor of FIG.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법은 제1감지단계(S210)와, 제1촬영단계(S220)와, 제1조립판단단계(S230)와, 제2감지단계(S240)와, 제2촬영단계(S250)와, 제2조립판단단계(S260)를 포함한다.5 to 7, a method of assembling a component using a three-dimensional sensor according to another embodiment of the present invention includes a first sensing step S210, a first sensing step S220, a first assembly determination step S230 A second sensing step S240, a second sensing step S250, and a second sensing determination step S260.
상기 제1감지단계(S210)는 제1영역(a)에 배치된 제1부품(21)을 추출하기 위하여 제1영역(a)으로 진입하는 작업자를 삼차원 센서(110)를 이용하여 감지한다. 예를 들어, 제1부품(21)을 추출하기 위하여 제1영역(a)으로 진입하는 작업자의 신체 중 일부인 팔, 다리, 머리 등을 감지할 수 있다.The first sensing step S210 senses an operator entering the first region a using the three-
여기서, 삼차원 센서(110)는 컨트롤러 없이 작업자의 골격에 따라 작업자의 동작을 인식할 수 있는 키넥트(Kinect)가 이용될 수 있다.Here, the three-
상기 제1촬영단계(S220)는 제1감지단계(S210)에서 감지된 신호를 입력받아, 제1영역(a)에서 조립영역(c)으로 이동된 제1부품(21)을 촬영한다.The first photographing step S220 receives the signal sensed in the first sensing step S210 and photographs the
도 6의 (a)를 참조하면, 제1영역(a)에는 다수의 부품이 배치되어 있으며, 다수의 부품 중 제1부품(21)을 제1영역(a)에서 조립영역(c)으로 이동시킨다. 6A, a plurality of parts are arranged in the first area a, and the
이때, 조립영역(c)으로 이동된 제1부품(21)을 촬영하는 촬영수단(120)으로는 일정 영역을 촬영할 수 있는 에어리어 카메라가 이용될 수 있으며, 조립영역을(c)을 커버할 수 있는 정도의 시야 범위(FOV, Field Of View)를 가진 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.An area camera capable of photographing a certain area may be used as the photographing
상기 제1조립판단단계(S230)는 미리 저장된 제1부품(21)의 영상(I1)과 제1촬영단계에서(S220) 촬영된 영상(I2)을 비교하여 제1부품(21)의 정상 조립 여부를 판단한다.The first assembly determination step S230 compares the image I1 of the
도 6의 (b)를 참조하면, 미리 저장된 제1부품(21)의 영상(I1)과 제1영역(a)에서 조립영역(c)으로 이동된 후 제1부품(21)을 촬영한 영상(I2)을 비교하여 두 영상이 일치하면 제1부품(21)이 정상적으로 조립된 것으로 판단한다. 그리고, 미리 저장된 제1부품(21)의 영상(I1)과 제1영역(a)에서 조립영역(c)으로 이동된 후 제1부품(21)을 촬영한 영상(I2)을 비교하여 두 영상이 불일치하면 제1부품(21)이 정상적으로 조립되지 않은 것으로 판단한다.6B, the image I1 of the previously stored
또한, 제1조립판단단계(S230)는 제1부품(21)이 조립영역(c)에 존재하는지 여부를 판단한다.In addition, the first assembly determination step S230 determines whether the
도 7의 (a)를 참조하면, 미리 저장된 제1부품(21)의 영상(I1)은 조립영역(c)에 제1부품(21)이 존재하는 것을 알 수 있다. 그러나, 제1부품(21)이 제1영역(a)에서 조립영역(c)으로 이동된 후, 조립영역(c)을 촬영한 영상(I2')은 제1부품(21)이 조립영역(c)에 존재하지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7A, it can be seen that the image I1 of the previously stored
상기 제2감지단계(S240)는 제2영역(b)에 배치된 제2부품(22)을 추출하기 위하여 제2영역(b)으로 진입하는 작업자를 삼차원 센서(110)를 이용하여 감지한다. 예를 들어, 제1부품(21)을 추출하기 위하여 제1영역(a)으로 진입하는 작업자의 신체 중 일부인 팔, 다리, 머리 등을 감지할 수 있다.The second sensing step S240 senses an operator entering the second region b using the three-
상기 제2촬영단계(S250)는 제2감지단계(S240)에서 감지된 신호를 입력받아, 제2영역(b)에서 조립영역(c)으로 이동되어 제1부품(21)과 조립된 제2부품(22)을 촬영한다.The second photographing step S250 receives the signal sensed in the second sensing step S240 and moves to the assembly region c in the second region b to form a second image The
도 6의 (c)를 참조하면, 제2영역(b)에는 다수의 부품이 배치되어 있으며 조립영역(c)에서 제1부품(21)과 조립하기 위하여, 다수의 부품 중 제2부품(22)을 제2영역(b)에서 조립영역(c)으로 이동시킨다.6 (c), in order to assemble the
상기 제2조립판단단계(S260)는 미리 저장된 제1부품(21)과 제2부품(22)이 조립된 상태의 영상(I3)과 제2촬영단계(S250)에서 촬영된 영상(I4)을 비교하여 제2부품(22)의 정상 조립 여부를 판단한다.The second assembly determination step S260 may include determining whether the image I3 in which the
도 6의 (d)를 참조하면, 미리 저장된 제1부품(21)과 제2부품(22)이 조립된 상태의 영상(I3)과 제2영역(b)에서 조립영역(c)으로 이동되어 제1부품(21)과 조립된 제2부품(22)을 촬영한 영상(I4)을 비교하여 두 영상이 일치하면 제1부품(21)과 제2부품(22)이 정상적으로 조립된 것으로 판단한다. 그리고, 미리 저장된 제1부품(21)과 제2부품(22)이 조립된 상태의 영상(I3)과 제2영역(b)에서 조립영역(c)으로 이동되어 제1부품(21)과 조립된 제2부품(22)을 촬영한 영상(I4)을 비교하여 두 영상이 불일치하면 제1부품(21)과 제2부품(22)이 정상적으로 조립되지 않은 것으로 판단한다.6D, the image I3 in which the
또한, 제2조립판단단계(S260)는 제2부품(22)이 조립영역(c)에 존재하는지 여부 및 제2부품(22)이 제1부품(21)과 결합된 위치를 판단한다.The second assembly determination step S260 determines whether the
도 7의 (b)를 참조하면, 미리 저장된 제1부품(21)과 제2부품(22)이 조립된 상태의 영상(I3)은 조립영역(c)에 제2부품(22)이 존재하는 것을 알 수 있다. 그러나, 제2부품(22)이 제2영역(b)에서 조립영역(c)으로 이동된 후 조립영역(c)을 촬영한 영상(I4')은 조립영역(c)에 제2부품(22)이 존재하지 않는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 7B, the image I3 in which the
도 7의 (c)를 참조하면, 미리 저장된 제1부품(21)과 제2부품(22)이 조립된 상태의 영상(I3)은 제2부품(22)이 제1부품(21)의 중앙부에 결합되는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 제2부품(22)이 제2영역(b)에서 조립영역(c)으로 이동되어 제1부품(21)과 조립된 제2부품(22)을 촬영한 영상(I4'')은 제2부품(22)이 제1부품(21)의 가장자리에 결합되는 것을 확인할 수 있다.7C, the image I3 in a state in which the
따라서, 조립영역(c)에 제1부품(21) 및 제2부품(22)이 존재하는지 여부와 제1부품(21) 및 제2부품(22)이 결합되는 위치를 확인함으로써, 부품 조립과정에서 어느 하나의 부품이 탈락 되어 조립되는 것을 방지할 수 있고, 조립되는 부품이 정확한 위치에 결합되어 조립되도록 할 수 있다.Therefore, by confirming whether the
상술한 바와 같이 구성된 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법은, 삼차원 센서를 이용하여 작업자의 움직임을 감지함으로써, 작업자의 동작에 따른 정확한 움직임을 파악할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In the component assembly method using the three-dimensional sensor configured as described above, accurate motion according to the motion of the operator can be obtained by sensing the movement of the operator using the three-dimensional sensor.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법은, 조립되는 부품이 정확한 위치에 배치되도록 판단함으로써, 부품이 잘못 조립되는 것을 방지하여 조립 공정의 효율을 증가시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the component assembly method using the three-dimensional sensor configured as described above can prevent the components from being assembled improperly by judging that the parts to be assembled are disposed at the correct positions, thereby increasing the efficiency of the assembly process .
또한, 상술한 바와 같이 구성된 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법은, 작업자가 부품의 회동 여부 및 결합 방향을 확인하는지 여부를 판단함으로써, 부품의 불량 상태를 확인할 수 있어 불량 부품으로 조립되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Further, in the component assembly method using the three-dimensional sensor configured as described above, it is possible to check the defective state of the component by judging whether the operator confirms whether the component is rotating or not, The effect can be obtained.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법은, 조립영역에 제1부품 및 제2부품 존재하는지 여부와 제1부품 및 제2부품이 결합되는 위치를 확인함으로써, 부품 조립과정에서 어느 하나의 부품이 탈락 되어 조립되는 것을 방지할 수 있고, 조립되는 부품이 정확한 위치에 결합되어 조립되도록 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Further, in the component assembly method using the three-dimensional sensor configured as described above, whether or not the first component and the second component exist in the assembly region and the position where the first component and the second component are coupled are checked, It is possible to prevent one component from falling out and to assemble it, and it is possible to obtain an effect that the assembled component can be assembled at a precise position.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 실시예로 구현될 수 있다. 특허 청구범위에서 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.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but can be implemented in various embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
A : 제1영역
B : 제2영역
1 : 작업자
10 : 부품
110 : 삼차원 센서
120 : 촬영수단A:
B: second region
1: Operator
10: Parts
110: three-dimensional sensor
120: photographing means
Claims (6)
상기 부품을 상기 제1영역에서 추출하기 위하여, 상기 제1영역으로 진입하는 작업자를 삼차원 센서를 이용하여 감지하는 제1감지단계;
상기 제1감지단계에서 감지된 신호를 입력받아, 상기 부품이 상기 제1영역에서 추출된 후 상기 제1영역을 촬영하는 제2촬영단계;
상기 제1촬영단계에서 촬영된 영상과 상기 제2촬영단계에서 촬영된 영상을 비교하여, 상기 제1영역에서 추출된 부품의 위치를 확인하는 제1위치확인단계;
상기 부품이 제2영역에 배치되기 전 상기 제2영역을 촬영하는 제3촬영단계;
상기 부품을 상기 제2영역에 배치하기 위하여, 상기 제2영역으로 진입하는 작업자를 상기 삼차원 센서를 이용하여 감지하는 제2감지단계;
상기 제2감지단계에서 감지된 신호를 입력받아, 상기 부품이 상기 제2영역에 배치된 후 상기 제2영역을 촬영하는 제4촬영단계;
상기 제3촬영단계에서 촬영된 영상과 상기 제4촬영단계에서 촬영된 영상을 비교하여, 상기 제2영역에 배치된 부품의 위치를 확인하는 제2위치확인단계; 및
상기 제1위치확인단계에서 확인된 위치와 상기 제2위치확인단계에서 확인된 위치가 서로 대응하는지 판단하는 위치판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법.A first photographing step of photographing the first area before the part is extracted from the first area;
A first sensing step of sensing, using a three-dimensional sensor, an operator entering the first area to extract the part from the first area;
A second photographing step of taking a signal sensed in the first sensing step and photographing the first area after the component is extracted in the first area;
A first position checking step of comparing the image photographed in the first photographing step and the image photographed in the second photographing step to check the position of the part extracted in the first area;
A third photographing step of photographing the second area before the component is placed in the second area;
A second sensing step of sensing, using the three-dimensional sensor, an operator entering the second area to place the part in the second area;
A fourth photographing step of receiving a signal sensed in the second sensing step and photographing the second area after the component is arranged in the second area;
A second position checking step of comparing the image photographed in the third photographing step with the image photographed in the fourth photographing step and confirming the position of a part arranged in the second area; And
And a position determining step of determining whether the position identified in the first positioning step and the position identified in the second positioning step correspond to each other.
상기 부품이 상기 제1영역에서 상기 제2영역으로 이동되는 동안, 상기 삼차원 센서를 통해 상기 작업자의 신체 부위의 상대적인 움직임을 감지하여 상기 작업자가 상기 부품의 조립 상태를 확인하는지 여부를 판단하는 상태판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법.The method according to claim 1,
A state determination unit that detects relative movement of the body part of the worker through the three-dimensional sensor while the worker is moving from the first area to the second area to determine whether the worker confirms the assembled state of the part, The method of claim 1, further comprising:
상기 부품은, 제1부재와, 상기 제1부재에 회동 가능하게 결합되는 제2부재를 포함하고,
상기 상태판단단계는, 상기 삼차원 센서를 통해 상기 작업자의 한 팔이 고정되고 상기 작업자의 다른 팔이 움직이는지 여부를 감지함으로써, 상기 작업자가 상기 제1부재에 대하여 상기 제2부재의 회동 상태를 확인하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법.3. The method of claim 2,
The component includes a first member and a second member rotatably coupled to the first member,
Wherein the state determining step determines whether or not an operator's arm is fixed and the other arm of the worker moves through the three-dimensional sensor so that the operator confirms the turning state of the second member with respect to the first member And determining whether or not the three-dimensional sensor is used.
상기 부품은, 제1부재와, 상기 제1부재에 서로 다른 방향으로 결합되는 복수의 제2부재를 포함하고,
상기 상태판단단계는, 상기 삼차원 센서를 통해 상기 작업자의 머리와 손 사이의 거리를 감지함으로써, 상기 작업자가 상기 제1부재에 대하여 상기 제2부재의 결합 방향을 확인하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 삼차원 센서를 이용한 부품 조립방법.3. The method of claim 2,
The component includes a first member and a plurality of second members coupled to the first member in different directions,
Wherein the state determining step determines whether or not the operator confirms the direction of engagement of the second member with respect to the first member by sensing a distance between the head and the hand of the operator through the three-dimensional sensor A method of assembling parts using a three-dimensional sensor.
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---|---|---|---|
KR1020140122605A KR101567476B1 (en) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | Method for assembly a part using 3D sensor |
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