KR101762203B1 - Vision Sensor capable of automatically adjusting FOV and method for controlling thereof - Google Patents

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KR101762203B1
KR101762203B1 KR1020160138529A KR20160138529A KR101762203B1 KR 101762203 B1 KR101762203 B1 KR 101762203B1 KR 1020160138529 A KR1020160138529 A KR 1020160138529A KR 20160138529 A KR20160138529 A KR 20160138529A KR 101762203 B1 KR101762203 B1 KR 101762203B1
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문형순
백대현
김민주
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 비전센서장치의 촬영수단이 획득한 이미지에서 레이저에 의해 발생한 특징점을 보다 정확히 인식하는 작용이 자동으로 이루어지는 비전센서장치에 관한 것이다. 본 발명은 제어기가 촬영수단의 이송수단과 레이저조사수단의 경사조절수단을 제어하여, 상기 촬영수단이 획득한 이미지에서, 레이저에 의해 형성되는 선이 꺾이는 3개의 특징점이 그 이미지 내에 존재하고, 레이저에 의해 형성되는 선의 형상의 해상도가 설정범위를 만족하는 경우, 상기 촬영수단의 위치와 레이저조사수단의 경사각을 세팅시키고 용접작업 및 용접선추적을 시작하도록 하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a vision sensor device in which an action of automatically recognizing a feature point generated by a laser in an image acquired by a photographing means of a vision sensor device is automatically performed. The present invention is characterized in that the controller controls the conveying means of the photographing means and the inclination adjusting means of the laser irradiating means so that in the image acquired by the photographing means there are three minutiae points in the image where the lines formed by the laser are bent, And setting the inclination angle of the laser irradiation means so as to start the welding operation and the weld line tracking when the resolution of the shape of the line formed by the laser beam satisfies the setting range.

Description

FOV의 자동조절이 가능한 비전센서장치 및 그 제어방법{Vision Sensor capable of automatically adjusting FOV and method for controlling thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a vision sensor capable of automatically adjusting an FOV and a control method thereof,

본 발명은 FOV의 자동조절이 가능한 비전센서장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접이 이루어지는 그루브에 대하여 용접선을 보다 정확히 추적할 수 있도록, 그루브를 촬영하는 촬영수단의 위치 및 그루브에 조사되는 레이저의 경사각을 조절하여, 획득되는 이미지에서 최적의 FOV(Field of view)를 설정할 수 있는 비전센서장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to a vision sensor device capable of automatically adjusting the FOV and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a vision sensor device and a control method thereof, A vision sensor device capable of adjusting an inclination angle of a laser to be irradiated and setting an optimal FOV (Field of view) in an obtained image, and a control method thereof.

파이프, 강판 등에 대한 자동용접장치에서 용접선을 자동으로 추적하는 기능은 필수적으로 구비되어야 하며, 이러한 기능에 의하여 용접토치는 용접선에 정확하게 위치할 수 있고, 양호한 용접품질을 얻을 수 있다.It is essential that the function of automatically tracking the welding line in the automatic welding device for pipes, steel plates, etc. be provided. By this function, the welding torch can be accurately positioned on the welding line and good welding quality can be obtained.

일반적으로 용접선 추적수단은 용접토치의 전단에 장착되는 레이저 비전센서장치가 보편적으로 이용되고 있다.Generally, a laser vision sensor device which is mounted on the front end of a welding torch is widely used as a welding line tracking means.

상기 레이저 비전센서장치는 통상 레이저를 발사하는 레이저조사장치(레이저 다이오드)와 조사된 레이저가 피용접물에 맺힌 상을 촬영하여 용접선을 감지하는 카메라로 구성되어 있다.The laser vision sensor device generally comprises a laser irradiation device (laser diode) for emitting a laser beam and a camera for sensing a weld line by photographing an image formed by the irradiated laser beam on the workpiece.

도 1은 그와 같은 레이저 비전센서장치를 구성한 예를 도시하는 것으로서, 한국공개특허공보 특1998-085164호에 기재된 것이다.Fig. 1 shows an example of such a laser vision sensor device, which is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 1998-085164.

도 1을 참고하면, 레이저조사장치(2)로 부터 조사되는 레이저(5)의 방향은 반사수단에 의하여 변경이 이루어지며, 이 반사수단은 하나의 고정반사수단(3)과, 임의의 방향으로 바꾸어 조사 가능하게 하는 회동반사수단(4)으로 이루어진다.1, the direction of the laser 5 irradiated from the laser irradiating device 2 is changed by the reflecting means, which comprises one fixed reflecting means 3, And rotating / reflecting means (4) for permitting alternate irradiation.

상기 회동반사수단(4)은 후방 일측에 설치되는 각도조절수단에 의하여 각도의 변경이 이루어진다.The angle of rotation of the tilting and reflecting means 4 is changed by an angle adjusting means provided on the rear side.

회동반사수단(4)의 반사각도(θ2)를 변경하는 경우, 카메라(1)에 비친 레이저를 관찰할 때, 레이저 A는 A'보다 길고, 더 먼곳을 측정한 것이 된다. 즉, 회동반사수단(4)에 의해 반사되는 레이저의 반사각도(θ2)를 변경하게 되므로, 피용접물의 측정 영역을 확장시키거나 좁힐 수 있다.When the reflection angle 2 of the rotation reflecting means 4 is changed, the laser A is longer than A 'and the farther is measured when observing the laser reflected by the camera 1. [ That is, since the reflection angle? 2 of the laser reflected by the rotation reflecting means 4 is changed, the measurement area of the workpiece can be expanded or narrowed.

전술한 종래 비전센서장치의 경우, 회동반사수단(4)의 회동에 따라 피용접물의 용접영역의 측정 범위를 넓히거나 좁혀 그 용접상태를 확인할 수 있는 장점이 있으나, 파이프의 맞대기 용접과 같이, 비전센서장치의 카메라(1) 및 반사수단과 레이저조사수단(2)이 용접대상물의 그루브(groove)와 항상 일정거리를 유지한 상태로 용접이 진행되는 구성에서는, 용접대상물의 크기가 변경될 경우, 양호한 상태의 이미지를 획득할 수 없는 문제가 발생한다.In the conventional vision sensor device described above, there is an advantage that the measurement range of the welding area of the workpiece can be widened or narrowed and the welding state thereof can be confirmed in accordance with the rotation of the rotation reflecting means 4. However, In the configuration in which the camera 1 of the sensor device and the reflecting means and the laser irradiating means 2 are continuously welded while maintaining a constant distance from the groove of the object to be welded, There arises a problem that an image in a good state can not be obtained.

즉, 상기 회동반사수단(4)의 반사각도(θ2)가 큰 경우, 획득한 이미지(6)에서 그루브에 나타나는 V자형 레이저의 형상 중 일부 특징점(7c)이 이미지를 벗어나 나타나지 않을 수 있고, 반사각도(θ2)가 작은 경우, V자형 레이저의 형상이 이미지(6)의 한쪽으로 치우쳐 잡광의 영향을 받을 수 있고, 특징점들(7a,7b,7c)의 꺾인 정도가 작아 특징점을 판별함에 있어 판별오류의 가능성이 높다.That is, when the angle of reflection 2 of the tilt reflection means 4 is large, some feature points 7c of the V-shaped laser appearing in the groove in the acquired image 6 may not appear out of the image, When the angle? 2 is small, the shape of the V-shaped laser is biased to one side of the image 6 and can be influenced by the blurring light. In determining the minutiae by judging the minutiae of the minutiae 7a, 7b, There is a high probability of error.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비전센서장치의 촬영수단이 획득한 이미지에서 레이저에 의해 발생한 특징점을 보다 정확히 인식할 수 있도록 자동조절이 가능하고, 그루브의 용접선의 추적성능을 보다 향상시킬 수 있는 구조를 가진 비전센서장치 및 그것의 제어방법을 제공한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a vision sensor apparatus capable of automatically adjusting a feature point generated by a laser in an image acquired by a photographing means of the vision sensor apparatus, The present invention provides a vision sensor device having a structure capable of further improving tracking performance and a control method thereof.

또한, 본 발명의 다른 목적은 용접을 신속하게 시작할 수 있도록 비전센서장치의 촬영수단의 위치와 레이저의 조사각에 대한 최적의 조건을 신속히 찾아 세팅할 수 있는 비전센서장치 및 그 제어방법을 제공한 것이다.It is another object of the present invention to provide a vision sensor device and a control method thereof capable of promptly finding and setting an optimum condition for a position of a photographing means of a vision sensor device and an irradiation angle of a laser so as to start welding quickly will be.

본 발명은 양 부재가 맞대어져 형성된 그루브에서 용접선을 추적하기 위한 비전센서장치에 있어서, 하방에 위치하는 상기 그루브의 이미지를 획득하는 촬영수단과, 상기 촬영수단을 수평방향으로 이송시키는 이송수단과, 상기 촬영수단의 일측에서 하방의 상기 그루브를 향해 레이저를 조사하되, 상기 이송수단이 이송시키는 방향을 횡으로 가로지르는 소정길이를 가진 레이저를 조사하는 레이저조사수단과, 상기 이송수단이 이송시키는 방향과 레이저가 조사되는 방향이 이루는 경사각이 변경되도록 상기 레이저조사수단의 경사각을 조절하는 경사조절수단과, 상기 이송수단과 상기 경사조절수단을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 이송수단과 상기 경사조절수단을 제어하여, 상기 촬영수단이 획득한 이미지에서, 상기 레이저에 의해 형성되는 선이 꺾이는 3개의 특징점이 상기 이미지 내에 존재하고, 상기 레이저에 의해 형성되는 선의 형상의 해상도가 설정범위를 만족하는 경우, 상기 촬영수단의 위치와 상기 레이저조사수단의 경사각을 세팅시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a vision sensor apparatus for tracking a weld line in a groove formed by a combination of both members, the vision sensor apparatus comprising: image capturing means for capturing an image of the groove located at a lower side; conveying means for conveying the image capturing means in a horizontal direction; A laser irradiating means for irradiating a laser beam from a side of the photographing means toward the groove downward and irradiating a laser beam having a predetermined length traversing the direction of conveyance by the conveying means; A slope adjusting means for adjusting an inclination angle of the laser irradiating means so that an inclination angle formed by a direction in which the laser is irradiated is changed; and a controller for controlling the conveying means and the inclination adjusting means, Controlling means for controlling the adjusting means so that, in the image acquired by the photographing means, And setting a position of the photographing means and an inclination angle of the laser irradiating means when the resolution of the shape of the line formed by the laser satisfies the setting range .

또한, 본 발명에서 상기 제어기는 상기 이송수단과 상기 경사조절수단을 제어함에 있어서, 상기 촬영수단이 향하는 방향의 중심선과, 상기 레이저의 조사선이 만나는 교점이 상기 그루브 내에 위치하는 조건을 만족하도록 제어하는 것을 다른 특징으로 한다.Further, in the present invention, in the control of the conveying means and the tilt adjusting means, the controller performs control so that the center line of the direction in which the photographing means faces and the intersection point where the irradiation line of the laser meets are satisfied in the groove Another feature.

또한, 본 발명에서 상기 제어기는 상기 촬영수단이 획득한 이미지의 내부에 설정되는 것으로서, 그 이미지의 전체 외곽선으로부터 설정치만큼 내측으로 이격되어 있는 소정면적의 경계영역을 설정하고, 상기 경계영역내에 상기 레이저에 의해 형성되는 선의 형상의 해상도가 설정범위를 만족하고, 상기 레이저에 의해 형성되는 선이 꺾이는 3개의 특징점이 상기 이미지 내에 존재하도록, 상기 촬영수단의 위치와 상기 레이저조사수단의 경사각을 세팅시키는 것을 또 다른 특징으로 한다.According to the present invention, the controller is set within an image acquired by the photographing means, and sets a boundary region of a predetermined area spaced inward by a set value from the entire outline of the image, To set the position of the photographing means and the inclination angle of the laser irradiating means so that the resolution of the shape of the line formed by the laser beam satisfies the setting range and three feature points in which lines formed by the laser are bent are present in the image It is another feature.

또한, 본 발명에서 상기 이미지와 상기 경계영역은 모두 직사각형상이고, 상기 경계영역이 이미지의 전체 외곽선으로부터 내측으로 이격되는 상기 설정치는, 상기 경계영역의 좌측과 우측에서 각각 상기 이미지의 가로방향 길이의 5~10% 이고, 상기 경계영역의 상측과 하측에서 각각 상기 이미지의 세로방향 길이의 5~10% 인 것을 또 다른 특징으로 한다.Further, in the present invention, the image and the border area are both rectangular, and the set value, in which the border area is spaced inward from the entire outline of the image, is set to 5 To 10% of the length of the image, and 5 to 10% of the length of the image in the upper and lower sides of the boundary region, respectively.

한편, 다른 관점에서 본 발명은 양 부재가 맞대어져 형성된 그루브에서 용접선을 추적하는 것으로서, 하방에 위치하는 상기 그루브의 이미지를 획득하는 촬영수단과, 상기 촬영수단을 수평방향으로 이송시키는 이송수단과, 상기 촬영수단의 일측에서 하방의 상기 그루브를 향해 레이저를 조사하되, 상기 이송수단이 이송시키는 방향을 횡으로 가로지르는 소정길이를 가진 레이저를 조사하는 레이저조사수단과, 상기 이송수단이 이송시키는 방향과 레이저가 조사되는 방향이 이루는 경사각이 변경되도록 상기 레이저조사수단의 경사각을 조절하는 경사조절수단을 구비한 비전센서장치에서, 용접선을 추적하기 위해 상기 촬영수단의 위치와 상기 레이저조사수단의 경사각을 세팅하기 위한 비전센서장치의 제어방법에 있어서, 상기 촬영수단 및 상기 레이저조사수단을 구동하여 획득한 이미지에서 상기 레이저에 의해 형성되는 선이 꺾이는 3개의 특징점을 인식하고 상기 레이저에 의해 형성되는 선의 형상의 해상도를 계산하는 1단계; 상기 3개의 특징점이 상기 이미지의 전체 외곽선으로부터 설정치만큼 내측으로 이격되어 있는 소정면적의 경계영역 내에 존재하고, 상기 해상도가 설정범위를 만족하는지 판단하는 2단계; 상기 3개의 특징점 중 어느 하나 이상의 특징점이 상기 경계영역 내에 존재하지 않거나 상기 해상도가 상기 설정범위를 만족하지 못하면, 이송수단 및 경사조절수단을 설정조건에 따라 설정량씩 작동시키는 3단계; 상기 3단계의 진행에 따라 상기 3개의 특징점이 상기 경계영역 내에 존재하고 상기 해상도가 설정범위를 만족하면, 촬영수단의 위치와 레이저조사수단의 경사각을 세팅시키고 용접선 추적을 시작하는 4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of tracking a weld line in a groove formed by abutting both members, comprising: photographing means for obtaining an image of the groove located downward; A laser irradiating means for irradiating a laser beam from a side of the photographing means toward the groove downward and irradiating a laser beam having a predetermined length traversing the direction of conveyance by the conveying means; And a tilt adjusting means for adjusting the tilt angle of the laser irradiating means so that the inclination angle formed by the direction in which the laser is irradiated is changed. In the vision sensor device, the position of the photographing means and the tilt angle of the laser irradiating means are set And a control device for controlling the vision sensor device, A first step of recognizing three feature points of a line formed by the laser in an image obtained by driving the laser irradiation means and calculating a resolution of a shape of the line formed by the laser; A second step of determining whether the three feature points exist within a boundary area of a predetermined area spaced inward by a set value from the entire outline of the image and the resolution satisfies the setting range; A third step of operating the feed means and the tilt adjusting means by a set amount in accordance with the set condition if any one of the three feature points does not exist in the boundary region or the resolution does not satisfy the set range; And a step of setting the position of the photographing means and the inclination angle of the laser irradiation means and starting the weld line tracking if the three minutiae are in the boundary region and the resolution satisfies the setting range in accordance with the progress of the step 3 .

또한, 본 발명의 제어방법은 상기 설정조건이 상기 촬영수단이 향하는 방향의 중심선과, 상기 레이저의 조사선이 만나는 교점이 상기 그루브 내에 위치하는 조건인 것을 다른 특징으로 한다.The control method according to the present invention is characterized in that the setting condition is a condition in which the center line of the direction in which the photographing means faces and the intersection point where the irradiation line of the laser meets are located in the groove.

또한, 본 발명의 제어방법은 상기 이미지와 상기 경계영역이 모두 직사각형상이고, 상기 경계영역이 이미지의 전체 외곽선으로부터 내측으로 이격되되, 상기 경계영역의 좌측과 우측에서 각각, 상기 이미지의 가로방향 길이의 5~10% 만큼 내측으로 이격되어 있고, 상기 경계영역의 상측과 하측에서 각각, 상기 이미지의 세로방향 길이의 5~10% 만큼 내측으로 이격되어 있는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, in the control method of the present invention, the image and the border area are both rectangular, the border area is spaced inward from the entire outline of the image, and the left and right sides of the border area have a width Is spaced inward by 5 to 10%, and is spaced inwardly by 5 to 10% of the longitudinal length of the image on the upper side and the lower side of the boundary region, respectively.

전술한 구성에 따른 본 발명의 비전센서장치 및 그것의 제어방법은, 촬영수단과 레이저조사수단 사이의 거리를 조절하는 이송수단, 및 레이저조사수단이 레이저를 조사하는 각도를 조절하는 경사각조절수단을 제어기가 제어하되, 촬영수단이 획득한 이미지에서, 상기 레이저에 의해 형성되는 선이 꺾이는 3개의 특징점이 상기 이미지 내에 존재하고, 레이저에 의해 형성되는 선의 형상의 해상도가 설정범위를 만족하는 경우, 촬영수단의 위치와 레이저조사수단의 경사각을 세팅시키고 용접을 시작하도록 구성되어 있다.The vision sensor device and the control method thereof according to the present invention according to the above-described configuration may further comprise a transfer means for adjusting a distance between the photographing means and the laser irradiation means, and an inclination angle adjustment means for adjusting the angle at which the laser irradiation means irradiates the laser In the image captured by the photographing means and controlled by the controller, when three feature points, in which lines formed by the laser are bent, are present in the image and the resolution of the shape of the line formed by the laser satisfies the set range, The position of the means and the inclination angle of the laser irradiation means are set and welding is started.

이에 따라, 본 발명의 비전센서장치 및 그것의 제어방법은, 용접진행시 용접선 추적을 위해 필요한 3개의 특징점의 위치를 정확히 인식할 수 있고 판별오류의 가능성이 최소화된 이미지를 얻을 수 있도록 하는 세팅이 자동으로 이루어질 수 있다. Accordingly, the vision sensor device and its control method of the present invention are capable of accurately recognizing the positions of three minutiae necessary for welding line tracing during welding and obtaining an image in which the possibility of a discrimination error is minimized It can be done automatically.

또한, 본 발명은 전술한 촬영수단의 위치와 레이저조사수단의 경사각의 세팅을 위해 설정조건, 즉 촬영수단이 향하는 방향의 중심선과, 레이저의 조사선이 만나는 교점이 그루브 내에 위치하는 조건을 설정하여, 촬영수단의 위치와 레이저조사수단의 경사각의 서로간에 상관관계를 형성함으로써, 제어기가 계산할 계산량 및 계산시간을 대폭 감소시키면서도 레이저에 의해 형성되는 선의 형상이 이미지의 안정된 영역(중앙영역)에 위치하여 판별정확도를 높일 수 있다.In addition, the present invention sets the conditions under which the setting condition, that is, the center line of the direction in which the photographing means faces, and the intersection point where the irradiation line of the laser meets in the groove, for setting the position of the above-mentioned photographing means and the inclination angle of the laser irradiation means, By forming a correlation between the position of the photographing means and the inclination angle of the laser irradiating means, the shape of the line formed by the laser is located in the stable region (central region) of the image while greatly reducing the calculation amount and the calculation time to be calculated by the controller Accuracy can be increased.

도 1은 종래 비전센서장치의 구성 및 작용을 설명하는 설명도
도 2의 (a) 및 (b)는 종래 비전센서장치에서 이미지에 나타나는 레이저의 형상을 도시하는 설명도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비전센서장치와 그루브(groove)의 형상을 도시하는 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비전센서장치의 구성을 개략적으로 설명하는 구성설명도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비전센서장치에서 촬영수단이 향하는 방향의 중심선과, 레이저의 조사선이 만나는 교점(A)이 그루브 내에 위치하는 경우의 이미지를 도시하는 설명도
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 비전센서장치에서 촬영수단이 향하는 방향의 중심선과, 레이저의 조사선이 만나는 교점(A)이 그루브의 상측 또는 하측으로 벗어난 경우의 이미지를 도시하는 설명도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 비전센서장치에서 촬영수단이 향하는 방향의 중심선과, 레이저의 조사선이 만나는 교점(A)이 그루브의 하측에 위치하는 경우의 작용설명도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 비전센서장치에서 촬영수단이 향하는 방향의 중심선과, 레이저의 조사선이 만나는 교점(A)이 그루브의 상측에 위치하는 경우의 작용설명도
도 9는 본 실시예에 따른 비전센서장치의 제어방법을 순차적으로 설명하는 블록순서도
도 10의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 비전센서장치에서 촬영수단과 레이저조사수단의 거리와 레이저 조사선의 경사각의 변화에 따른 상태를 도시하는 설명도
도 11의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 비전센서장치에서 촬영수단과 레이저조사수단의 거리 및 레이저 조사선의 경사각의 변화에 따라 이미지에서 레이저에 의해 형성되는 선의 상태를 도시하는 설명도 BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the configuration and operation of a conventional vision sensor device;
2 (a) and 2 (b) are explanatory views showing the shape of the laser appearing in the image in the conventional vision sensor device
3 is a perspective view showing a shape of a groove and a vision sensor device according to an embodiment of the present invention.
4 is a structural explanatory view schematically illustrating a configuration of a vision sensor device according to an embodiment of the present invention.
5 is an explanatory view showing an image in the case where the intersection A where the irradiation line of the laser meets the laser beam is located in the groove in the vision sensor device according to the embodiment of the present invention
6 (a) and 6 (b) are graphs showing the relationship between the center line of the direction in which the image sensing unit is directed by the vision sensor device according to the embodiment of the present invention and the center line of the intersection A where the irradiation line of the laser meets the upper or lower side of the groove Descriptions showing the image
7 is an explanatory diagram for explaining an operation in the case where the intersection A where the irradiation line of the laser meets the laser beam is located on the lower side of the groove in the vision sensor device according to the embodiment of the present invention
8 is an explanatory diagram of an operation in the case where the intersection A where the irradiation line of the laser meets the laser beam is located on the upper side of the groove in the vision sensor device according to the embodiment of the present invention
9 is a block flow diagram for sequentially illustrating the control method of the vision sensor device according to the present embodiment
10 (a) and 10 (b) are explanatory diagrams showing the state of the vision sensor device according to the embodiment of the present invention as the distance between the photographing means and the laser irradiation means changes with the inclination angle of the laser irradiation line
11A and 11B are diagrams showing a state of a line formed by a laser in an image according to a change in the distance between the photographing means and the laser irradiation means and the inclination angle of the laser irradiation line in the vision sensor device according to the embodiment of the present invention. Explanatory diagram

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 비전센서장치(20)는, 양 부재(11,12)가 맞대어져 형성된 그루브(13)에서 용접선을 추적하기 위한 것으로서, 하방에 위치하는 그루브(13)의 이미지(60)를 획득하는 촬영수단(30)과, 상기 촬영수단(30)을 수평방향으로 이송시키는 이송수단(35)과, 상기 촬영수단(30)의 일측에서 하방의 그루브(13)를 향해 레이저를 조사하되, 이송수단(35)이 이송시키는 방향을 횡으로 가로지르는 소정길이를 가진 레이저를 조사하는 레이저조사수단(40)과, 상기 이송수단(35)이 이송시키는 방향과 레이저가 조사되는 방향이 이루는 경사각(α)이 변경되도록 레이저조사수단(40)의 경사각을 조절하는 경사조절수단(45)과, 상기 이송수단(35)과 경사조절수단(45)을 제어하는 제어기(50)를 포함한다.3 and 4, the vision sensor device 20 according to the embodiment of the present invention is for tracking a weld line in a groove 13 formed by abutting both members 11 and 12, (35) for moving the photographing means (30) in the horizontal direction, and an image pickup means (30) for acquiring an image (60) of the groove A laser irradiation means 40 for irradiating a laser beam toward the groove 13 and irradiating a laser beam having a predetermined length traversing the direction in which the transfer means 35 transfers the laser beam; (45) for adjusting the inclination angle of the laser irradiation means (40) so that the inclination angle (?) Formed by the direction of the laser beam And a controller 50 for controlling the operation of the apparatus.

본 실시예의 비전센서(20)는 양 부재(11,12)가 맞대어져 형성된 그루브(13)의 상측에서 레이저가 조사되는 그루브(13)의 이미지(60)를 획득함으로써, 그루브(13)에 대하여 진행될 용접작업시 용접선을 추적하기 위한 것이다.The vision sensor 20 of the present embodiment can acquire the image 60 of the groove 13 to which the laser is irradiated on the upper side of the groove 13 formed by abutting the both members 11 and 12, This is to trace the weld line during the welding operation to be carried out.

상기 촬영수단(30)은 그루브(13)의 상측에서 하방의 그루브(13)의 이미지(60)를 획득하는 디지털카메라이다.The photographing means 30 is a digital camera for acquiring an image 60 of the groove 13 downward from the upper side of the groove 13.

상기 촬영수단(30)은 직하방을 향해 이미지(60)를 촬영하는 것이 바람직하고, 그 촬영하는 방향의 중심선이 도 4에서 도면부호 32로 표기되어 있다.It is preferable that the photographing means 30 photographs the image 60 toward the direct lower side and the center line of the photographing direction is indicated by 32 in Fig.

상기 촬영수단(30)은 수평방향으로 이송될 수 있도록 이송수단(35)이 설치되고, 그 이송되는 방향은 그루브(13)의 길이방향과 일치하도록 설치된다.The photographing means 30 is provided with a conveying means 35 so that the photographing means 30 can be conveyed in the horizontal direction and the conveying direction is set so as to coincide with the longitudinal direction of the groove 13. [

상기 이송수단(35)은 이송모터(35a)와 수평상태로 설치되어 그 이송모터(35a)에 의해 회전하는 이송스크류(35b)를 포함한다. 이송스크류(35b)에 촬영수단(30)이 볼베어링을 매개로 결합됨으로써, 이송스크류의 회전시 촬영수단(30)이 그루브(13)의 상측에서 그루브(13)의 길이방향을 향해 이송될 수 있다. 이송모터(35a)에는 모터의 회전량을 감지할 수 있도록 엔코더(35c)가 설치된다.The conveying means 35 includes a conveying screw 35b installed horizontally with the conveying motor 35a and rotated by the conveying motor 35a. The photographing means 30 is coupled to the conveying screw 35b via ball bearings so that the photographing means 30 can be moved toward the longitudinal direction of the groove 13 from above the groove 13 during rotation of the conveying screw . The feed motor 35a is provided with an encoder 35c for detecting the amount of rotation of the motor.

상기 레이저조사수단(40)은 이송수단(35)이 이송시키는 방향을 횡으로 가로지르는 소정길이를 가진 레이저를 조사한다.The laser irradiating means 40 irradiates a laser having a predetermined length transverse to the direction in which the transporting means 35 transports.

즉, 상기 레이저는 횡방향의 짧은 길이를 가진 형상으로 조사되는 것으로서, 하방의 그루브(13)를 향해 조사되면, 그루브(13)의 길이방향이 이송수단(35)이 이송시키는 방향과 일치하고 있으므로, 그루브(13)를 횡으로 가로지르는 길이를 가지고 그루브(13)에 레이저의 형상(15)이 맺히게 된다.That is, the laser is irradiated in a shape having a short length in the lateral direction. When the laser is irradiated toward the groove 13 downward, the longitudinal direction of the groove 13 coincides with the direction in which the feeding means 35 feeds , The shape of the laser 15 is formed on the groove 13 with a length transversely crossing the groove 13.

레이저는 그루브(13)의 일측 상면에서 V자형의 골을 거쳐 타측 상면까지 걸칠 수 있는 길이 및 위치로 조사된다.The laser beam is irradiated to the length and position of the upper surface of the groove 13 so as to extend from the upper surface of the groove 13 to the upper surface of the other side via the V-

상기 경사조절수단(45)은 이송수단(35)이 이송시키는 방향과 레이저가 조사되는 방향이 이루는 경사각(α)이 변경되도록 상기 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 조절한다.The inclination adjusting means 45 adjusts the inclination angle alpha of the laser irradiating means 40 so that the inclination angle alpha formed by the direction in which the conveying means 35 is conveyed and the direction in which the laser beam is irradiated is changed.

상기 경사조절수단(45)은 레이저조사수단(40)이 결합된 베벨기어(45b), 그 베벨기어(45b)와 기어결합되어 회전시키는 피니언기어(45d), 그 피니언기어(45d)를 회전시키는 경사조절모터(45a)를 포함한다. 경사조절모터(45a)에는 모터의 회전량을 감지할 수 있도록 엔코더(45c)가 설치된다.The inclination adjusting means 45 includes a bevel gear 45b to which the laser irradiating means 40 is coupled, a pinion gear 45d which is gear-engaged with the bevel gear 45b and a pinion gear 45d which rotates the pinion gear 45d And an inclination adjusting motor 45a. The inclination adjusting motor 45a is provided with an encoder 45c for detecting the amount of rotation of the motor.

경사조절모터(45a)가 피니언기어(45d)와 그것에 물린 베벨기어(45b)를 회전시키면, 레이저조사수단(40)이 베벨기어(45b)의 중심축을 중심으로 회전하여 레이저가 조사되는 경사각(α)이 변경될 수 있다.When the inclination adjusting motor 45a rotates the pinion gear 45d and the bevel gear 45b banged thereto, the laser irradiating means 40 rotates about the center axis of the bevel gear 45b and the inclination angle? ) May be changed.

레이저조사수단(40)이 회전하여 레이저의 조사선(42)이 경사조절될 때는 그루브(13) 상에 맺힌 레이저의 형상(15)은 그루브(13)를 따라 그루브(13)의 길이방향으로 이동하게 된다.When the laser irradiating means 40 rotates and the laser radiation line 42 is inclined, the shape of the laser 15 formed on the groove 13 moves along the groove 13 in the longitudinal direction of the groove 13 do.

비전센서장치(20)의 하우징의 측면에는 작업자가 이미지(60)를 직접 육안관찰하고 필요한 조치를 취할 수 있도록 디스플레이(22)가 설치된다.A display 22 is provided on the side of the housing of the vision sensor device 20 so that an operator can directly observe the image 60 directly and take necessary measures.

상기 제어기(50)는 비전센서장치의 전반적인 작동을 제어하는 부분으로서, 이송수단(35) 및 경사조절수단(45)을 제어하고, 촬영수단(30)이 획득한 이미지(60)를 분석하여 용접선을 추적하기 위한 정보를 용접장치의 구동부에 제공한다.The controller 50 controls the overall operation of the vision sensor device and controls the conveying means 35 and the tilt adjusting means 45 to analyze the image 60 acquired by the photographing means 30, To the driving unit of the welding apparatus.

상기 제어기(50)는 이송수단(35)과 경사조절수단(45)을 제어하되, 촬영수단(30)이 획득한 이미지(60)에서, 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 꺾이는 3개의 특징점(71,72,73)이 이미지(60) 내에 존재하고, 레이저에 의해 형성되는 선(70)의 형상의 해상도가 설정범위를 만족하는 경우, 촬영수단(30)의 위치와 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅시킨다.The controller 50 controls the conveying means 35 and the tilt adjusting means 45 so that the image 70 obtained by the photographing means 30 is divided into three minutiae points, When the resolution of the shape of the line 70 formed by the laser satisfies the setting range, the position of the photographing means 30 and the position of the laser irradiating means 40 The inclination angle?

상기 제어기(50)는 이송수단(35)과 경사조절수단(45)을 제어함에 있어, 이송수단(35)과 경사조절수단(45)을 각각 독립적으로 랜덤(random)하게 제어하면서 세팅할 촬영수단(30)의 위치와 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 찾는 경우, 너무 많은 계산량과 시간을 요하게 된다.The controller 50 controls the conveying means 35 and the inclination adjusting means 45 so that the conveying means 35 and the inclination adjusting means 45 are independently controlled randomly while the photographing means Finding the position of the laser irradiation means 30 and the inclination angle alpha of the laser irradiation means 40 requires too much calculation amount and time.

이러한 문제의 해결을 위해, 상기 제어기(50)는 이송수단(35)과 경사조절수단(45)을 제어시, 촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과, 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 그루브(13) 내에 위치하는 조건을 설정하고, 이 설정조건은 이송수단(35)과 경사조절수단(45)의 조절량에 상관관계를 줌으로써 계산량과 계산시간을 크게 단축시킬 수 있다.In order to solve such a problem, the controller 50 controls the conveying means 35 and the inclination adjusting means 45 such that the center line 32 in the direction in which the photographing means 30 faces, the laser radiation line 42, The setting condition is that the amount of calculation and the calculation time are greatly shortened by giving a correlation to the amount of adjustment of the conveying means 35 and the inclination adjusting means 45 .

또한, 촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과, 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 그루브(13) 내에 위치하는 조건인 경우, 촬영수단(30)이 획득한 이미지(60)의 중심부근에 레이저에 의해 생성되는 V자 형상이 위치하게 된다. When the intersection A between the center line 32 of the direction in which the image pickup means 30 is directed and the irradiation line 42 of the laser is a condition located in the groove 13, A V-shaped shape generated by the laser is located near the center of the wafer 60.

즉, 도 5에서 도시된 바와 같이, 촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과, 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 이미지(60)의 중심점이 되고, 그 교점(A) 주위에 V자 형상이 나타남으로써 V자 형상의 3개의 특징점(71,72,73)이 이미지(60)의 중심부 근처에 모일 수 있도록 한다.5, the intersection A between the center line 32 of the direction in which the image pickup means 30 is directed and the laser radiation line 42 becomes the center point of the image 60, A) so that three feature points 71, 72, 73 of V-shape can be gathered near the center of the image 60. [0053] FIG.

이러한 상태가 되면, 3개의 특징점(71,72,73)이 이미지(60) 내에 존재하기 매우 쉬운 상태이므로 제어에 의해 해상도를 추가적으로 조절하여 설정범위 내로 맞추고, 그 상태를 최적 FOV(Field of view)로 하여 촬영수단(30)의 위치와 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅시킬 수 있다.In this state, since the three feature points 71, 72, and 73 are very easy to exist in the image 60, the resolution is further adjusted by control to be within the set range, and the optimum FOV (Field of view) The position of the photographing means 30 and the inclination angle alpha of the laser irradiation means 40 can be set.

즉, 상기 설정조건에 의해 경우의 수가 대폭 줄어들어 촬영수단(30)의 위치와 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅시키기까지의 계산량과 시간을 크게 단축시킬 수 있다.That is, the number of cases is greatly reduced by the setting conditions, and the amount of calculation and the time required for setting the position of the photographing means 30 and the inclination angle alpha of the laser irradiation means 40 can be greatly shortened.

촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과, 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 그루브(13) 내에 위치함에 있어서, 그 만나는 교점(A)은 그루브(13) 깊이의 30~60% 되는 길이만큼 그루브(13)의 상단(13a)에서부터 하측의 지점에 위치하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 그루브(13) 깊이의 40~50% 되는 길이만큼 그루브(13)의 상단(13a)에서부터 하측의 지점에 위치하는 것이다.When the intersection A between the center line 32 of the direction in which the image pickup means 30 is directed and the irradiation line 42 of the laser is located in the groove 13, Is preferably located at a position from the upper end 13a of the groove 13 to the lower side by a length of 30 to 60%. More preferably, the groove 13 is positioned at a point lower than the upper end 13a of the groove 13 by a length of 40 to 50% of the depth of the groove 13. [

만일, 촬영수단(30)과 레이저조사수단(40) 사이의 거리(D)가 너무 멀거나, 레이저의 경사각(α)이 너무 커서, 도 7과 같이, 촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 그루브(13)보다 더 하측에 위치하게 되면, 도 6의 (a)와 같이, 이미지(60)에서 V자형 상측의 양 특징점(71,72)이 이미지(60)를 벗어나거나 후술할 경계영역(62)을 벗어남으로써 특징점의 위치를 정확히 판별할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.If the distance D between the photographing means 30 and the laser irradiating means 40 is too far or the inclination angle alpha of the laser is too large to cause the center line of the direction in which the photographing means 30 faces, When the intersection point A where the laser beam 32 and the laser radiation line 42 meet is located lower than the groove 13 as shown in Figure 6A, 71 and 72 may deviate from the image 60 or out of the boundary region 62 to be described later, the position of the minutiae can not be accurately determined.

또한, 촬영수단(30)과 레이저조사수단(40) 사이의 거리(D)가 너무 가깝거나, 레이저의 경사각(α)이 작아서, 도 8과 같이, 촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 그루브(13)보다 더 상측에 위치하게 되면, 도 6의 (b)와 같이, 이미지(60)에서 하측 특징점(73)이 이미지(60)를 벗어나거나 후술할 경계영역(62)을 벗어나므로써 특징점의 위치를 정확히 판별할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.The distance D between the photographing means 30 and the laser irradiating means 40 is too close or the inclination angle alpha of the laser is small so that the center line of the direction toward the photographing means 30 The lower feature point 73 in the image 60 is shifted from the image 13 in the image 60 as shown in FIG. 6 (b) 60 or out of the boundary region 62 to be described later, the position of the minutiae can not be accurately determined.

한편, 상기 제어기(50)는 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 꺾이는 3개의 특징점(71,72,73)이 이미지(60) 내에 존재하는지를 판단함에 있어서, 이미지(60) 내부에 경계영역(62)을 설정하여 그 경계영역(62) 내로 3개의 특징점(71,72,73)이 존재하는지를 판단하는 것이, 향후 용접진행과 함께 용접선 추적시에 특징점(71,72,73)의 인식을 보다 정확히 할 수 있다.The controller 50 determines whether three feature points 71, 72 and 73 of the line 70 formed by the laser are present in the image 60. The controller 50 determines whether the feature point 71, 62 and 73 to determine whether the three minutiae points 71, 72 and 73 are present in the boundary region 62, it is preferable to recognize the minutiae points 71, 72, You can do exactly that.

즉, 이미지(60)의 가장자리영역은 용접에 의한 아크광 등 잡광이 침입하여 레이저의 형상(15)에 포함된 특징점(71,72,73)에 대한 인식의 오류가 발생할 수 있으므로, 그 이미지(60)의 전체 외곽선으로부터 설정치만큼 내측으로 이격되어 있는 소정면적의 경계영역(62)을 설정하고, 그 경계영역(62) 내에 3개의 특징점(71,72,73)이 위치하도록 함으로써, 향후 용접진행시 용접선 추적을 위한 3개의 특징점(71,72,73) 판별을 보다 정확히 할 수 있다.That is, the edge region of the image 60 may cause misunderstanding of the minutiae points 71, 72, 73 included in the laser shape 15 due to intrusive interference of light such as arc light caused by welding, 60, and the three feature points 71, 72, 73 are located in the boundary region 62, the welding process can be performed in a future welding process It is possible to more accurately determine the three minutiae points (71, 72, 73) for tracking the seam weld line.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 이미지(60)와 상기 경계영역(62)은 모두 직사각형상이고, 상기 경계영역(62)이 이미지(60)의 전체 외곽선으로부터 내측으로 이격되는 상기 설정치는, 상기 경계영역(62)의 좌측과 우측에서 각각 상기 이미지(60)의 가로방향 길이의 5~10% 이고, 상기 경계영역(62)의 상측과 하측에서 각각 상기 이미지(60)의 세로방향 길이의 5~10% 인 것이 바람직하다.5 and 6, the set values, in which the image 60 and the border area 62 are both rectangular, and the border area 62 is spaced inward from the entire outline of the image 60, 5 to 10% of the length of the image 60 in the left and right sides of the border area 62 and 5 to 10% in the length of the image 60 in the upper and lower sides of the border area 62, To 10%.

제어기(50)는, 상기 경계영역(62)내에서 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 꺾이는 3개의 특징점(71,72,73)이 이미지(60) 내에 존재하고 레이저에 의해 형성되는 선(70)의 형상의 해상도가 설정범위를 만족하는 경우, 촬영수단(30)의 위치와 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅시키고, 용접작업을 개시하며 용접선을 추적하기 시작한다.The controller 50 determines whether or not the three feature points 71,72 and 73 in which the line 70 formed by the laser is bent in the boundary region 62 are present in the image 60 and are formed by a line 70, the position of the photographing means 30 and the inclination angle alpha of the laser irradiation means 40 are set, the welding operation is started, and the welding line is started to be tracked.

이하, 도 9를 참고하여 본 실시예에 따른 비전센서장치의 제어방법을 순차적으로 설명한다.Hereinafter, a method of controlling the vision sensor device according to the present embodiment will be sequentially described with reference to FIG.

먼저, 촬영수단(30) 및 레이저조사수단(40)을 구동하여, 촬영수단(30)에 의해 이미지(60)을 획득한다.(S10~S20단계)First, the image pickup means 30 and the laser irradiation means 40 are driven to acquire the image 60 by the image pickup means 30. (Steps S10 to S20)

획득한 이미지(60)에서 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 꺾이는 3개의 특징점(71,72,73)을 인식하고, 레이저에 의해 형성되는 선(70)의 형상의 해상도를 계산하는 1단계가 진행된다.(S30단계)The first step of recognizing three feature points 71,72 and 73 where the line 70 formed by the laser is broken in the acquired image 60 and calculating the resolution of the shape of the line 70 formed by the laser, (Step S30)

상기 이미지(60) 상에서 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 꺾이는 3개의 특징점(71,72,73)은 이미지(60)의 픽셀 배열을 따라 수평방향으로 미분을 진행하면 선이 꺾이게 되는 특징점이 미분시 특이점으로 나타나게 되므로, 특징점의 위치가 인식될 수 있다.The three feature points 71, 72 and 73 where the lines 70 formed by the laser are bent on the image 60 are minutiae when the differentials proceed in the horizontal direction along the pixel array of the image 60 And the position of the minutiae point can be recognized.

이미지(60) 상에서 해상도의 계산은, 레이저에 의해 형성된 V자 형상의 선에서 상측에 위치한 특징점(71 또는 72)과 하측에 위치한 특징점(73) 사이의 픽셀(pixel)수를 산출하는 것이다. 즉, 이미지(60) 상에서 V자 형상의 높이(H)에 해당하는 픽셀수를 산출하는 것이다.The calculation of the resolution on the image 60 is to calculate the number of pixels between the feature point 71 or 72 located on the upper side and the feature point 73 located on the lower side in the V-shaped line formed by the laser. That is, the number of pixels corresponding to the height H of the V shape on the image 60 is calculated.

다음은, 상기 3개의 특징점(71,72,73)이 이미지(60)의 전체 외곽선으로부터 설정치만큼 내측으로 이격되어 있는 소정면적의 경계영역(62) 내에 존재하고, 해상도가 설정범위를 만족하는지 판단하는 2단계가 진행된다.(S40단계)Next, it is determined whether or not the three minutiae points 71, 72, and 73 exist in the border area 62 of the predetermined area spaced inward by the set value from the entire outline of the image 60, (Step S40)

전술한 바와 같이 이미지(60)의 가장자리영역에 발생하는 잡광의 침입에 의한 인식오류를 회피하기 위해, 이미지(60)의 전체 외곽선으로부터 설정치만큼 내측으로 이격되어 있는 소정면적의 경계영역(62)은 사전에 입력에 의해 설정되어 있다. 상기 설정치는, 경계영역(62)의 좌측과 우측에서 각각 이미지(60)의 가로방향 길이의 5~10% 이고, 상기 경계영역(62)의 상측과 하측에서 각각 이미지(60)의 세로방향 길이의 5~10% 이다.As described above, in order to avoid a recognition error due to intrusion of the light blurring occurring in the edge region of the image 60, the boundary region 62 having a predetermined area spaced inward by the set value from the entire outline of the image 60 It is set by input in advance. The set values are 5 to 10% of the horizontal length of the image 60 on the left and right sides of the border area 62 and the vertical lengths of the image 60 on the upper and lower sides of the border area 62, Of the total.

그 경계영역(62) 내에 1단계에서 인식된 3개의 특징점(71,72,73)이 존재하는지 판단한다. It is determined whether the three feature points 71, 72, and 73 recognized in the first step exist in the boundary area 62.

해상도가 설정범위를 만족하는지 판단하는 과정은, 상측에 위치한 특징점(71 또는 72)과 하측에 위치한 특징점(73) 사이의 픽셀(pixel)수가 사전에 입력된 설정범위를 만족하는지를 판단하는 것이다.The process of determining whether the resolution satisfies the set range is to determine whether the number of pixels between the feature point 71 or 72 located on the upper side and the feature point 73 located on the lower side satisfies the preset input range.

상기 픽셀수가 설정범위를 만족하도록 하는 것은, 산출된 픽셀(pixel)수가 너무 작으면, V자 형상의 전체 크기가 이미지(60) 면적에 비해 너무 작고, V자 형상에서 선의 꺾임의 정도도 크지 않아, 상기 미분에 의해 특징점을 인식함에 있어 판별오류가 발생하기 때문이다.The reason that the number of pixels satisfies the setting range is that if the number of calculated pixels is too small, the total size of the V-shape is too small compared to the area of the image (60), and the degree of line breakage in the V- , And a discrimination error occurs in recognizing the minutiae by the differential.

또한, 픽셀수가 너무 크다는 것은 상측에 위치한 특징점(71 또는 72)과 하측에 위치한 특징점(73) 사이의 거리가 멀다는 것을 의미하고, 특징점 중 하나이상이 이미지(60)를 벗어나거나 경계영역(62)을 벗어날 가능성이 높은 상태를 의미하게 된다.Also, the too large number of pixels means that the distance between the feature point 71 or 72 positioned on the upper side and the feature point 73 located on the lower side is large, and when at least one of the feature points moves out of the image 60, ) Is likely to be out of the state.

2단계에서 판단한 결과에 따라 3단계가 진행되는 것으로서, 3단계는 3개의 특징점(71,72,73) 중 어느 하나 이상의 특징점이 경계영역(62) 내에 존재하지 않거나, 해상도가 설정범위를 만족하지 못하면, 이송수단(35) 및 경사조절수단(45)을 설정조건에 따라 설정량씩 작동시킨다.(S50단계)Step 3 is performed according to the result of the determination in Step 2, and in Step 3, if any one of the three minutiae points 71, 72, 73 is not present in the boundary region 62, or if the resolution does not satisfy the setting range The feeding means 35 and the tilt adjusting means 45 are operated by the set amount in accordance with the setting conditions (Step S50)

제어기(50)는 이송수단(35) 및 경사조절수단(45)을 설정량씩 이동시키면서, 3개의 특징점(71,72,73)이 상기 경계영역(62) 내에 존재하고 해상도가 설정범위를 만족하는지를 반복적으로 판단한다.The controller 50 moves the feed means 35 and the tilt adjusting means 45 by set amounts and determines whether the three feature points 71, 72, 73 exist in the boundary region 62 and the resolution satisfies the set range It is judged repeatedly.

상기 구성에서 설정조건은, 촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과, 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 그루브(13) 내에 위치하는 조건이다. 가장 바람직하기로는 그루브(13)깊이의 40% 되는 길이만큼 그루브(13)의 상단(13a)에서부터 하측의 지점에 위치하는 조건이다.The setting condition in the above configuration is a condition in which the intersection A where the center line 32 of the direction in which the image pickup means 30 faces and the irradiation line 42 of the laser are located in the groove 13. Most preferably, a position located at a point lower than the upper end 13a of the groove 13 by a length corresponding to 40% of the depth of the groove 13. [

이러한 설정조건이 설정되는 경우, 이송수단(35)을 일정단위량 움직이면, 경사조절수단(45)의 경사변화량은 그것에 종속되어 결정되므로, 상기에서 기재된 설정량씩 작동하는 구성의 의미가, 이송수단(35) 및 경사조절수단(45)의 모두가 서로 독립적으로 일정량씩 움직이는 것이 아님을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.When the setting condition is set, the inclination change amount of the inclination adjusting means 45 is determined depending on the inclination adjusting means 45 when the conveying means 35 is moved by a certain unit amount. Therefore, 35 and the tilt adjusting means 45 do not move independently of each other by a certain amount.

이에 따라, 이송수단(35)을 움직이는 제어량과 경사조절수단(45)을 움직이는 제어량이 서로 독립된 변수가 아니고, 하나를 변수로 설정하면 나머지 제어량은 그 변수에 종속되는 것이어서, 제어기(50)의 제어작용시 계산해야할 계산량과 시간이 대폭 줄어들고 신속한 세팅이 진행될 수 있다.Accordingly, if the control amount for moving the conveying means 35 and the control amount for moving the inclination adjusting means 45 are not independent from each other and one is set as a variable, the remaining control amount is dependent on the variable, The amount of computation and time to be computed at the time of operation can be greatly reduced and rapid setting can be performed.

또한, 그러한 촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과, 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 그루브(13) 내에 위치하는 설정조건은, 촬영수단(30)이 획득한 이미지(60)의 중심부근에 레이저에 의해 생성되는 V자 형상이 위치하도록 하는 조건이어서, 용접시작을 위해 촬영수단(30)의 위치와 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅시킬 상태를 찾아가는 과정이 보다 신속히 진행될 수 있도록 한다. The setting condition in which the intersection A where the center line 32 of the direction in which the photographing means 30 faces and the irradiation line 42 of the laser are located in the groove 13 is set by the setting condition A condition for setting the position of the photographing means 30 and the inclination angle alpha of the laser irradiating means 40 for starting welding is set to be a condition for setting the V shape formed by the laser near the center of the image 60, So that the process of searching for them can proceed more quickly.

상기 3단계의 진행에 따라, 3개의 특징점(71,72,73)이 경계영역(62) 내에 존재하고 해상도가 설정범위를 만족하면, 촬영수단(30)의 위치와 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅시키고 용접선 추적을 시작하는 4단계가 진행된다.(S60~S70단계)When the three feature points 71, 72 and 73 exist in the boundary area 62 and the resolution satisfies the setting range, the position of the photographing means 30 and the position of the laser irradiation means 40 The slope angle alpha is set and the welding line tracking is started. (Steps S60 to S70)

도 10 및 도 11은 촬영수단(30)과 레이저조사수단(40) 사이의 거리와, 레이저 조사선의 경사각의 변화에 따른 상태와, 이미지에서 레이저에 의해 형성되는 선(70)의 형상을 도시하고 있다.10 and 11 show the distance between the photographing means 30 and the laser irradiating means 40, the state according to the change in the inclination angle of the laser irradiation line and the shape of the line 70 formed by the laser in the image have.

도 10의 (a)는 촬영수단(30)과 레이저조사수단(40) 사이의 거리(D)가 너무 멀고, 레이저 조사선의 경사각(α)이 지나치게 큰 경우로서, 이미지에서는 도 11의 (a)와 같이 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 경계영역(62)을 넘을 정도로 과도하게 나타나고 있다.10A shows a case where the distance D between the photographing means 30 and the laser irradiation means 40 is too long and the inclination angle alpha of the laser irradiation line is excessively large. The line 70 formed by the laser, as shown in Fig.

도 10의 (b)는 촬영수단(30)과 레이저조사수단(40) 사이의 거리(D)가 너무 가깝고, 레이저 조사선의 경사각(α)이 지나치게 작은 경우로서, 이미지에서는 도 11의 (b)와 같이 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 전체 이미지에 비해 크기가 작고 해상도가 낮게 나타나고 있다.10B shows a case in which the distance D between the photographing means 30 and the laser irradiating means 40 is too close and the inclination angle alpha of the laser irradiation line is excessively small. The line 70 formed by the laser is smaller in size and lower in resolution than the entire image.

레이저조사수단(40) 사이의 거리와, 레이저 조사선의 경사각(α)이 동일하더라도, 용접대상물의 그루브의 크기가 달라지면, 경계영역(62) 내에 특징점(71,72,73)이 존재하는지 여부와, 해상도의 정도가 달라지게 되므로, 전술한 제어기의 자동조절에 의해 촬영수단(30)의 위치와 레이저조사수단(40)의 경사각(α)의 세팅이 다르게 이루어진다.Even if the distance between the laser irradiation means 40 and the inclined angle? Of the laser irradiation line is the same, if the size of the groove of the object to be welded is changed, whether or not the characteristic points 71, 72, The position of the photographing means 30 and the inclination angle alpha of the laser irradiating means 40 are set differently by the automatic adjustment of the controller described above.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the particular embodiments set forth herein. It goes without saying that other modified embodiments are possible.

13 ; 그루브 20; 비전센서장치
22; 디스플레이 30 ; 촬영수단
32 ; 중심선 35 ; 이송수단
35a ; 이송모터 35b ; 이송스크류
35c ; 엔코더 40 ; 레이저조사수단
42 ; 조사선 45 ; 경사조절수단
45a ; 경사조절모터 45b ; 베벨기어
45c ; 엔코더 45d ; 피니언기어
50 ; 제어기 60 ; 이미지
62 ; 경계영역 71,72,73 ; 특징점13; Groove 20; Vision sensor device
22; Display 30; Shooting means
32; Centerline 35; Conveying means
35a; A feed motor 35b; Feed screw
35c; Encoder 40; Laser irradiation means
42; Survey line 45; Inclination adjusting means
45a; A tilt adjusting motor 45b; Bevel gear
45c; Encoder 45d; Pinion gear
50; A controller 60; image
62; Border regions 71, 72, 73; Feature point

Claims (8)

양 부재가 맞대어져 형성된 그루브(13)에서 용접선을 추적하기 위한 비전센서장치에 있어서,
하방에 위치하는 상기 그루브(13)의 이미지(60)를 획득하기 위한 촬영수단(30)과,
상기 촬영수단(30)을 수평방향으로 이송시키는 이송수단(35)과,
상기 촬영수단(30)의 일측에서 하방의 상기 그루브(13)를 향해 레이저를 조사하되, 상기 이송수단(35)이 이송시키는 방향을 횡으로 가로지르는 소정길이를 가진 레이저를 조사하는 레이저조사수단(40)과,
상기 이송수단(35)이 이송시키는 방향과 레이저가 조사되는 방향이 이루는 경사각(α)이 변경되도록 상기 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 조절하는 경사조절수단(45)과,
상기 이송수단(35)과 상기 경사조절수단(45)을 제어하는 제어기(50)를 포함하고,
상기 제어기(50)는
상기 이송수단(35)과 상기 경사조절수단(45)을 제어하여,
상기 촬영수단(30)이 획득한 이미지(60)에서, 상기 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 꺾이는 3개의 특징점(71,72,73)이 상기 이미지(60) 내에 존재하고, 상기 레이저에 의해 형성되는 선(70)의 형상의 해상도가 설정범위를 만족하는 경우, 상기 촬영수단(30)의 위치와 상기 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅시키며,
상기 이송수단(35)과 상기 경사조절수단(45)을 제어함에 있어서는,
상기 촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과, 상기 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 상기 그루브(13) 내에 위치하는 설정조건을 만족하도록 제어하고,
상기 제어기(50)는
상기 촬영수단(30)이 획득한 이미지(60)의 내부에 설정되는 것으로서, 그 이미지(60)의 전체 외곽선으로부터 설정치만큼 내측으로 이격되어 있는 소정면적의 경계영역(62)을 설정하고,
상기 경계영역(62)내에서
상기 레이저에 의해 형성되는 선(70)의 형상의 해상도가 설정범위를 만족하고, 상기 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 꺾이는 3개의 특징점(71,72,73)이 상기 이미지(60) 내에 존재하도록, 상기 촬영수단(30)의 위치와 상기 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅시키되,
상기 교점(A)은
상기 그루브(13)의 전체깊이의 40~50% 되는 길이만큼, 상기 그루브(13)의 상단(13a)에서부터 하측에 위치하는 것을 특징으로 하는 비전센서장치A vision sensor device for tracking a weld line in a groove (13)
An imaging means (30) for acquiring an image (60) of the groove (13) located below,
A conveying means (35) for conveying the photographing means (30) in the horizontal direction,
A laser irradiating means for irradiating a laser with a predetermined length transversely to the direction in which the transporting means 35 transports the laser beam from one side of the photographing means 30 toward the groove 13 downwardly 40,
An inclination adjusting means 45 for adjusting the inclination angle alpha of the laser irradiating means 40 so that the inclination angle alpha formed by the direction in which the conveying means 35 is conveyed and the direction in which the laser is irradiated is changed,
And a controller (50) for controlling the conveying means (35) and the inclination adjusting means (45)
The controller (50)
Controls the conveying means (35) and the inclination adjusting means (45)
In the image 60 acquired by the imaging means 30 there are three feature points 71, 72 and 73 in which the line 70 formed by the laser is bent, Sets the position of the photographing means (30) and the inclination angle (alpha) of the laser irradiation means (40) when the resolution of the shape of the line (70)
In controlling the conveying means 35 and the inclination adjusting means 45,
The center line 32 of the direction in which the photographing means 30 is directed and the intersection A where the laser radiation line 42 meets the setting condition in which the groove 13 is located,
The controller (50)
A boundary area 62 having a predetermined area which is set inside the image 60 acquired by the photographing means 30 and is spaced inward by a set value from the entire outline of the image 60 is set,
Within the boundary region 62
Wherein three feature points (71, 72, 73) in which a line of the line (70) formed by the laser satisfies a set range and in which a line (70) formed by the laser is bent, , Setting the position of the photographing means (30) and the inclination angle (alpha) of the laser irradiation means (40)
The intersection (A)
Is positioned lower than the upper end (13a) of the groove (13) by a length of 40 to 50% of the entire depth of the groove (13) 제1항에 있어서,
상기 이미지(60)와 상기 경계영역(62)은 모두 직사각형상이고
상기 경계영역(62)이 이미지(60)의 전체 외곽선으로부터 내측으로 이격되는 상기 설정치는,
상기 경계영역(62)의 좌측과 우측에서 각각 상기 이미지(60)의 가로방향 길이의 5~10% 이고,
상기 경계영역(62)의 상측과 하측에서 각각 상기 이미지(60)의 세로방향 길이의 5~10% 인 것을 특징으로 하는 비전센서장치The method according to claim 1,
The image 60 and the border area 62 are both rectangular
The set value, in which the boundary region 62 is spaced inward from the entire outline of the image 60,
Is 5 to 10% of the horizontal length of the image (60) on the left and right sides of the boundary region (62)
And the distance between the upper and lower sides of the boundary region (62) is 5 to 10% of the length of the image (60) in the vertical direction. 삭제delete 삭제delete 양 부재가 맞대어져 형성된 그루브(13)에서 용접선을 추적하는 것으로서,
하방에 위치하는 상기 그루브(13)의 이미지(60)를 획득하는 촬영수단(30)과,
상기 촬영수단(30)을 수평방향으로 이송시키는 이송수단(35)과,
상기 촬영수단(30)의 일측에서 하방의 상기 그루브(13)를 향해 레이저를 조사하되, 상기 이송수단(35)이 이송시키는 방향을 횡으로 가로지르는 소정길이를 가진 레이저를 조사하는 레이저조사수단(40)과,
상기 이송수단(35)이 이송시키는 방향과 레이저가 조사되는 방향이 이루는 경사각(α)이 변경되도록 상기 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 조절하는 경사조절수단(45)을 구비한 비전센서장치에서, 용접선을 추적하기 위해 상기 촬영수단(30)의 위치와 상기 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅하기 위한 비전센서장치의 제어방법에 있어서,
상기 촬영수단(30) 및 상기 레이저조사수단(40)을 구동하여 획득한 이미지(60)에서 상기 레이저에 의해 형성되는 선(70)이 꺾이는 3개의 특징점(71,72,73)을 인식하고 상기 레이저에 의해 형성되는 선(70)의 형상의 해상도를 계산하는 1단계;
상기 3개의 특징점(71,72,73)이 상기 이미지(60)의 전체 외곽선으로부터 설정치만큼 내측으로 이격되어 있는 소정면적의 경계영역(62) 내에 존재하고, 상기 해상도가 설정범위를 만족하는지 판단하는 2단계;
상기 3개의 특징점(71,72,73) 중 어느 하나 이상의 특징점이 상기 경계영역(62) 내에 존재하지 않거나 상기 해상도가 상기 설정범위를 만족하지 못하면, 이송수단(35) 및 경사조절수단(45)을 설정조건에 따라 설정량씩 작동시키는 3단계;
상기 3단계의 진행에 따라 상기 3개의 특징점(71,72,73)이 상기 경계영역(62) 내에 존재하고 상기 해상도가 설정범위를 만족하면, 촬영수단(30)의 위치와 레이저조사수단(40)의 경사각(α)을 세팅시키고 용접선 추적을 시작하는 4단계를 포함하되,
상기 설정조건은
상기 촬영수단(30)이 향하는 방향의 중심선(32)과, 상기 레이저의 조사선(42)이 만나는 교점(A)이 상기 그루브(13) 내에 위치하는 설정조건이고,
상기 교점(A)은
상기 그루브(13)의 전체깊이의 40~50% 되는 길이만큼, 상기 그루브(13)의 상단(13a)에서부터 하측에 위치하는 것을 특징으로 하는 비전센서장치의 제어방법Tracking the weld line in a groove (13) where both members are butted together,
An imaging means (30) for acquiring an image (60) of the groove (13) located below,
A conveying means (35) for conveying the photographing means (30) in the horizontal direction,
A laser irradiating means for irradiating a laser with a predetermined length transversely to the direction in which the transporting means 35 transports the laser beam from one side of the photographing means 30 toward the groove 13 downwardly 40,
And a tilt adjusting means (45) for adjusting the tilt angle (alpha) of the laser irradiating means (40) so that an inclination angle (alpha) formed by a direction in which the conveying means (35) A control method of a vision sensor device for setting a position of the photographing means (30) and an inclination angle (alpha) of the laser irradiation means (40) in order to track a weld line in a sensor device,
Wherein the line 70 formed by the laser in the image 60 obtained by driving the photographing means 30 and the laser irradiating means 40 recognizes three feature points 71, 72, Calculating a resolution of the shape of the line 70 formed by the laser;
The three minutiae points 71, 72, and 73 are present in the boundary area 62 of the predetermined area spaced inwardly from the entire outline of the image 60 by the set value, and it is determined whether the resolution satisfies the set range Step 2;
The conveying means 35 and the inclination adjusting means 45 may be provided in the boundary region 62 if any one or more of the minutiae of the three minutiae points 71, 72 and 73 do not exist in the boundary region 62 or the resolution does not satisfy the setting range. In accordance with a set condition;
When the three minutiae points 71, 72 and 73 exist in the boundary area 62 and the resolution satisfies the setting range in accordance with the progress of the step 3, the position of the photographing means 30 and the position of the laser irradiation means 40 ), And starting the weld line tracking,
The setting condition is
Is a setting condition in which an intersection (A) where the center line (32) of the direction in which the photographing means (30) faces and the irradiation line (42) of the laser are located in the groove (13)
The intersection (A)
Is positioned lower than the upper end (13a) of the groove (13) by a length of 40 to 50% of the entire depth of the groove (13) 제5항에 있어서,
상기 이미지(60)와 상기 경계영역(62)은 모두 직사각형상이고,
상기 경계영역(62)이 이미지(60)의 전체 외곽선으로부터 내측으로 이격되되,
상기 경계영역(62)의 좌측과 우측에서 각각, 상기 이미지(60)의 가로방향 길이의 5~10% 만큼 내측으로 이격되어 있고,
상기 경계영역(62)의 상측과 하측에서 각각, 상기 이미지(60)의 세로방향 길이의 5~10% 만큼 내측으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 비전센서장치의 제어방법6. The method of claim 5,
The image (60) and the border area (62) are both rectangular,
The boundary region 62 is spaced inwardly from the entire outline of the image 60,
Are spaced inwardly by 5 to 10% of the lateral length of the image (60) on the left and right sides of the border area (62), respectively,
Wherein the upper and lower sides of the boundary region (62) are spaced apart from each other by 5 to 10% of the longitudinal length of the image (60) 삭제delete 삭제delete
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