KR101920610B1 - 판재의 열간 성형 방법 - Google Patents

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KR101920610B1
KR101920610B1 KR1020180101705A KR20180101705A KR101920610B1 KR 101920610 B1 KR101920610 B1 KR 101920610B1 KR 1020180101705 A KR1020180101705 A KR 1020180101705A KR 20180101705 A KR20180101705 A KR 20180101705A KR 101920610 B1 KR101920610 B1 KR 101920610B1
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공형열
박성진
이상익
공한영
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기득산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 복수개의 라인을 포함하는 판재를 준비하는 단계; 거리측정부의 레이저 빔을 상기 판재에 투사하는 단계; 영상 획득 장치를 통해, 상기 판재의 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 이미지 중, 상기 거리측정부의 레이저 빔의 위치가, 상기 판재 상에 위치하는 복수개의 라인의 위치와 일치하는 경우의 이미지를 통해, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득하는 단계; 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하고, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 산출하는 단계; 및 상기 복수개의 라인의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 단계를 포함하는 열간 성형 방법에 관한 것으로, 작업자의 숙련도에 영향을 받지 않아 일정한 수준의 작업 결과물을 만들어 낼 수 있는 판재의 열간 성형 시스템을 제공할 수 있다.

Description

판재의 열간 성형 방법{A Hot Forming Method for plate}
본 발명은 판재의 열간 성형 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열간 성형 장치가 자동적으로 열간 성형을 진행할 수 있는 열간 성형 방법에 관한 것이다.
선박의 외주면을 이루는 외판의 판재는 선박 항해시 유체에 의한 저항을 감소시키기 위해 비정형적 곡면을 형성한다.
이러한 비정형적 곡면을 형성하는 방법으로는 선박을 건조할 때 평판을 블록단위로 절단한 뒤, 절단된 블록단위의 평판을 곡판으로 가공하여 가공된 곡판을 용접으로 이어 붙이는 방법이 있다.
또한, 비정형적 곡면을 형성하는 다른 방법으로는, 평판을 곡판으로 가공하는 방법이 있으며, 이때, 평판을 곡판으로 가공하는 과정에는 작업자가 가스 토치 등의 열원을 사용하여 평판에 열을 가해 수축, 팽창, 굽힘 변형되어 원하는 형태의 곡판으로 가공되도록 하는 선상 가열 방법(Line Heating Process)이 사용된다.
이는 대상물인 평판의 표면을 국부적으로 가열하면 소성변형이 발생하게 되어, 면외 각변형 또는 면내 수축변형이 발생하게 되는 형상을 이용한 것으로, 작업자는 계획된 곡률을 갖는 곡면이 생성될 때까지 일정한 방향으로 가열작업을 반복 수행한다.
한편, 가열작업을 하면서 작업자는 가열된 피가공판의 곡률이 계획된 곡률에 맞는지 확인하기 위해, 미리 제작된 나무 측정자인 템플레이트(Template)를 이용하여 곡률을 측정하며, 제작된 곡판이 상기 템플이트와 완전히 접촉하면 원하는 곡판이 제작된 것으로 간주한다.
하지만, 상기 선상 가열 방법에 따라 피가공판을 가동하는 과정은 수작업에 의해 진행되는 바, 작업의 효율성이 떨어지고, 정확한 곡면가공을 수행하기 위해서는 정확한 가열위치, 가열속도, 냉각위치, 냉각속도 등 여러 가지 가공정보를 알아야 하는데, 이는 작업자의 숙련도 등에 의해 좌우되는 경우가 많아 작업 결과물이 일정하지 못했다.
뿐만 아니라, 선상 가열 방법에 의해 곡판을 형성하는 작업을 고열 및 소음에 지속적으로 노출되는 작업인 바, 작업자의 건강에 악영향을 미치는 각종 질환을 유발할 수 있는 것으로 알려져 기피하는 작업으로까지 여겨지고 있다.
따라서, 작업자의 숙련도 등에 영향을 받지 않아 일정한 수준의 작업 결과물을 만들어 내고, 작업자에게 발생할 수 있는 건강상의 문제 유발을 최소화하며, 동시작업이 가능하여 작업의 효율성을 높일 수 있는, 실제 상용화가 가능한 판재의 열간 성형 시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
한국공개특허공보 제1999-0074014호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 작업자의 숙련도에 영향을 받지 않아 일정한 수준의 작업 결과물을 만들어 낼 수 있는 판재의 열간 성형 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 복수개의 라인을 포함하는 판재를 준비하는 단계; 거리측정부의 레이저 빔을 상기 판재에 투사하는 단계; 영상 획득 장치를 통해, 상기 판재의 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 이미지 중, 상기 거리측정부의 레이저 빔의 위치가, 상기 판재 상에 위치하는 복수개의 라인의 위치와 일치하는 경우의 이미지를 통해, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득하는 단계; 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하고, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 산출하는 단계; 및 상기 복수개의 라인의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 단계를 포함하는 열간 성형 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 복수개의 라인의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하기 이전에, 상기 복수개의 라인에 임의의 복수개의 점을 입력하는 단계를 포함하며, 상기 복수개의 라인의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 단계는, 임의의 상기 복수개의 점의 좌표 정보에 따라 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 것인 열간 성형 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 좌표는 (x+x2, y+y2, z+z2)이고, 상기 영상 획득 장치에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표는 (x+x1, y+y1)이며, X축, Y축 및 Z축을 포함하는 기준이 되는 영상 획득 장치의 일정 좌표는 (x, y, z)이고, 상기 영상 획득 장치에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)은 상기 영상 획득 장치의 Z축과 수직하여 만나는 가상의 Z축 지점인 z1을 포함하고, 상기 영상 획득 장치로부터 상기 z1 지점까지의 거리를 "l"로 정의하고, 상기 z1 지점에서 상기 P 지점까지의 거리를 "D"로 정의하며, 상기 영상 획득 장치로부터 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실체 위치까지의 거리는 r이고, 실제 좌표 (x+x2, y+y2, z+z2)를 갖는 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)은 상기 영상 획득 장치의 Z축과 수직하여 만나는 가상의 Z축 지점인 z2를 포함하며, 상기 영상 획득 장치로부터 상기 z2 지점까지의 거리를 "l1"로 정의하고, 상기 z2 지점에서 상기 P 지점까지의 거리를 "D1"로 정의하는 열간 성형 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하는 것은, 상기 D1과 상기 D의 비를 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표에 곱하여 산출하고, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 Z 좌표는 상기 거리측정부를 통해 산출하는 것인 열간 성형 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 X 좌표 (x+x2)는 D1/D * (x+x1)에 해당하고, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 Y 좌표 (y+y2)는 D1/D * (y+y1)에 해당하며, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1) 실제 Z 좌표는 (z+r×COSθ)에 해당하고, 상기 D 값은
Figure 112018085601980-pat00001
이고, 상기 D1 값은 D×l1/l에 해당하는 열간 성형 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 영상 획득 장치는, 일정 화각(θ)과, 대상물로부터 상기 영상 획득 장치의 일정 높이(h)에 따라 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 일정 범위(a)를 포함하고, 상기 영상 획득 장치에 의해 획득되는 영상은 화소를 포함하고, 상기 화소의 단위 픽셀(pixel)의 크기를 1mm라고 가정시, 상기 영상 획득 장치에 의해 획득되는 영상은 일정 크기(b)를 포함하며, 상기 영상 획득 장치로부터 상기 z1 지점까지의 거리인 상기 l 값은, b*h / a에 해당하는 열간 성형 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 영상 획득 장치를 통해, 상기 판재의 이미지를 획득하는 단계에서, 상기 영상 획득 장치를 통해 획득되는 이미지가 복수개인 경우, 상기 복수개의 이미지가 서로 중첩되도록 각각의 이미지를 획득하는 열간 성형 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 영상 획득 장치는, 제1영상 획득 장치(C1)와 제2영상 획득 장치(C2)를 포함하고, 상기 제1영상 획득 장치(C1)는 제1일정 화각(θ1)과, 대상물로부터 영상 획득 장치의 제1일정 높이(h1)에 따라 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 제1일정 범위(a')가 결정되고, 상기 제2영상 획득 장치(C2)는 제2일정 화각(θ2)과, 대상물로부터 영상 획득 장치의 제2일정 높이(h2)에 따라 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 제2일정 범위(a'')가 결정되며, 상기 제1영상 획득 장치(C1)는 a'1에서 a'2까지의 영상을 획득하고, 상기 제2영상 획득 장치(C2)는 a''1에서 a''2까지의 영상을 획득하며, 상기 a'1에서 상기 a'2까지의 중심점을 a'c라고 정의하고, 상기 a''1에서 상기 a''2까지의 중심점을 a''c라고 정의하며, 상기 제1영상 획득 장치(C1)와 상기 제2영상 획득 장치(C2)의 이격 거리는 d로 정의하고, 상기 제1영상 획득 장치(C1)와 상기 제2영상 획득 장치(C2)에 의해 각각 획득되는 이미지에서의 중첩 영역은 a''1에서 a'2까지의 영역에 해당하는 열간 성형 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 a''1에서 상기 a'2까지의 영역의 길이는, h1*tan(θ1/2) + h2*tan(θ2/2) - d에 해당하는 열간 성형 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 복수개의 이미지가 제1이미지 및 제2이미지라고 가정하는 경우, 상기 제1이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하도록 설정하고, 상기 제2이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하지 않도록 설정하여, 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 연속적으로 위치하도록 배치하거나, 또는, 상기 제1이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하지 않도록 설정하고, 상기 제2이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하도록 설정하여, 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 연속적으로 위치하도록 배치하거나, 또는, 상기 제1이미지에서는 상기 중첩영역의 1/2지점(a''1에서 Cc까지의 영역)을 포함하도록 설정하고, 상기 제2이미지에서도 상기 중첩영역의 1/2지점(a'2에서 Cc까지의 영역)을 포함하도록 설정하여, 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 연속적으로 위치하도록 배치하는 열간 성형 방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 작업자의 숙련도에 영향을 받지 않아 일정한 수준의 작업 결과물을 만들어 낼 수 있는 판재의 열간 성형 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하고, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 거리 측정부를 통해 산출함으로써, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 정확한 실제 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 영상 획득 장치를 통해, 상기 판재의 이미지를 획득하는 단계에서, 상기 영상 획득 장치를 통해 획득되는 이미지가 복수개인 경우, 상기 복수개의 이미지가 서로 중첩되도록 각각의 이미지를 획득하여, 대상물인 판재의 전체 영역을 누락함이 없이 이미지를 확보할 수 있으며, 다만, 이 경우, 중첩영역에 의하여, 이미지의 겹침을 보이기 때문에, 이를 편집함으로써, 이미지의 겹침을 배제할 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 1b는 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 작업자가 판재 상에 복수개의 라인을 생성하는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 영상 획득 장치 및 거리측정부를 통해 복수개의 라인의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득하는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 원근 왜곡의 개념을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 복수개의 라인의 어느 일 지점의 실제 X 좌표, 실제 Y 좌표 및 실제 Z좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 영상 획득 장치(C)로부터 z1 지점까지의 거리인 "l" 값을 정의하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 8은 복수개의 라인에 임의의 복수개의 점을 입력하는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 영상 획득 장치에 의해 획득된 영상(또는 이미지)을 편집하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 1b는 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 시스템은 대상물인 판재(100)를 포함하며, 상기 판재(100)는 선상 가열 방법(Line Heating Process)에 의해 가열하기 위한 복수개의 라인(101)을 포함한다.
상기 복수개의 라인(101)은 제1라인(101a) 및 상기 제1라인(101a)과 인접하여 위치하는 제2라인(101b)을 포함할 수 있으며, 이때, 도면에서는 상기 복수개의 라인(101)이 4개인 것으로 도시하고 있으나, 본 발명에서 상기 복수개의 라인의 개수를 제한하는 것은 아니다.
또한, 상기 복수개의 라인(101)은 직선형태의 라인이거나 곡선형태의 라인일 수 있으며, 이때, 상기 복수개의 라인(101)은 판재의 재질, 판재의 두께, 변형되어야 할 곡률량 등에 의해 결정될 수 있는 것으로, 즉, 상기 복수개의 라인(101)은 열간 성형의 필요성에 따라 적합하게 생성될 수 있다.
계속해서, 도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 시스템은 상기 판재(100)의 이미지 및 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지를 획득하기 위한 영상 획득 장치(110)를 포함한다.
상기 영상 획득 장치(110)는 공지된 카메라를 사용할 수 있으며, 본 발명에서 상기 카메라의 종류를 제한하는 것은 아니다.
또한, 상기 영상 획득 장치(110)에 의해, 상기 판재(100)의 이미지 및 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지를 획득하는 것은, 상기 영상 획득 장치(110)에 의한 대상물의 스캔 방식에 의해 획득할 수 있는 것으로, 본 발명에서 상기 영상 획득 장치(110)에 의한 이미지 획득 방법을 제한하는 것은 아니다.
한편, 도면에서는 상기 영상 획득 장치(110)가 1개인 것으로 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 영상 획득 장치(110)는 1 또는 다수개일 수 있는 것으로, 본 발명에서 상기 영상 획득 장치(110)의 개수를 제한하는 것은 아니다.
계속해서, 도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 시스템은, 상기 영상 획득 장치(110)와 인접하여 배치되는 거리측정부(200)를 포함한다.
이때, 상기 거리측정부(200)가 상기 영상 획득 장치(110)와 인접하여 배치된다 함은, 상기 영상 획득 장치(110)와 상기 거리측정부(200)의 위치가 실질적으로 동일한 위치에 있는 것을 의미하는 것으로, 예를 들어, 후술할 바와 같이, 상기 영상 획득 장치(110)의 위치가 (x, y, z)로 정의되는 경우, 상기 거리측정부(200)의 위치도 (x, y, z)로 정의될 수 있을 정도로 인접하여 위치하는 것이 바람직하다.
따라서, 도 1a에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 거리측정부(200)와 상기 영상 획득 장치(110)를 각각 구분하여 도시하였으나, 이와는 달리, 상기 거리측정부(200)는 상기 영상 획득 장치(110)의 내부에 내재되어 위치할 수 있는 것으로, 이하에서는 상기 거리측정부(200)와 상기 영상 획득 장치(110)의 위치가 실질적으로 동일한 위치인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
한편, 상기 거리측정부(200)는, 상술한 바와 같은 복수개의 라인(101)의 위치에 투사되어, 상기 복수개의 라인(101)의 위치를 정의하기 위한 것으로, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
이때, 상기 거리측정부(200)는 레이저 빔을 투사하며, 상기 레이저 빔은 다양한 형상, 사이즈 폭으로 조사될 수 있으며, 또한, 거리측정부(200)는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 300mW급 이상의 다이오드를 이용하여, 상기 복수개의 라인(101)의 위치에 대한 감지력을 향상시킬 수 있다.
한편, 도면에서는 상기 거리측정부(200)가 1개인 것으로 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 거리측정부(200)는 1 또는 다수개일 수 있는 것으로, 본 발명에서 상기 거리측정부(20)의 개수를 제한하는 것은 아니며, 다만, 상기 거리측정부(200)는 상기 영상 획득 장치(110)와 동일한 개수로 구비되는 것이 바람직하다.
계속해서, 도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 시스템은 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 획득된 이미지에 대한 데이터, 즉, 상기 판재(100)의 이미지 및 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지에 대한 데이터를 저장 및 관리하기 위한 제어부(130)를 포함한다.
이때, 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 획득된 이미지에는, 상기 거리측정부(200)에 의해 조사된 레이저 빔의 투사된 이미지도 함께 포함된다.
즉, 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 획득된 이미지에는, 상기 판재(100)의 이미지, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지 및 상기 복수개의 라인(101)에 투사된 레이저 빔의 이미지가 포함되며, 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 획득된 이미지에 대한 데이터는 상기 제어부(130)에 전달되어, 상기 제어부(130)는 상기 데이터를 저장하고 관리한다.
또한, 본 발명에서 상기 제어부(130)에서 상기 데이터를 관리하는 것은, 상기 제어부(130)를 통해, 상기 데이터, 예를 들어, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지에 대한 데이터를 보정하는 것을 포함한다.
상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지에 대한 데이터를 보정하는 것에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 상기 제어부(130)에서 상기 데이터를 관리하는 것은, 상기 이미지 데이터를 후술하는 열간 성형 장치에 전달할 수 있도록, 상기 보정된 데이터를 제어 신호로 가공하는 것을 포함한다.
즉, 상기 제어부(130)는 상기 영상 획득 장치(110)에 의한 이미지 데이터를 보정하고, 또한, 상기 보정된 데이터를 제어 신호로 생성하여, 상기 제어 신호를 상기 열간 성형 장치에 전달할 수 있다.
이때, 상기 보정된 데이터는 상기 복수개의 라인(101)의 3차원 좌표, 즉, (X, Y, Z)의 좌표를 포함하며, 상기 복수개의 라인(101)의 (X, Y, Z)의 좌표를 통하여, 후술할 바와 같이, 상기 열간 성형 장치(1)가 자동적으로 열간 성형을 진행할 수 있다.
한편, 상기 제어부(130)는 본 발명에 따른 열간 성형 시스템의 전반적인 사항에 대한 제어 신호를 입력받아, 상기 제어 신호를 각 구성에 전달하여 각 구성이 상기 제어 신호에 따라 작동할 수 있도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(130)는 상기 영상 획득 장치(110)가 대상물의 이미지를 획득할 수 있도록, 상기 이미지 획득을 위한 제어 신호를 상기 영상 획득 장치(110)에 전달할 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는, 상기 거리측정부(200)가 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)에 레이저 빔을 투사할 수 있도록, 상기 레이저 빔의 조사를 위한 제어 신호를 상기 거리측정부(200)에 전달할 수 있다.
계속해서, 도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 시스템은 상기 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 획득된 이미지, 또는, 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 획득된 이미지를 보정한 이미지를 디스플레이하기 위한 표시부(120)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 표시부(120)도 상기 제어부(130)에 의해 제어될 수 있음은 자명한 것이며, 상기 표시부(120)의 영상에 따라, 사용자는 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 획득된 이미지, 즉, 상기 판재(100)의 이미지, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지 및 상기 복수개의 라인(101)에 투사된 레이저 빔의 이미지를 확인할 수 있다.
또한, 상기 표시부(120)의 영상에 따라, 사용자는 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 획득된 이미지를 보정한 이미지, 즉, 상기 판재(100)의 보정된 이미지, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 보정된 이미지를 확인할 수 있다.
한편, 후술할 바와 같이, 사용자는 상기 표시부(120)를 통해, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 보정된 이미지 상에, 일정 위치를 임의적으로 입력할 수 있으며, 예를 들어, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 보정된 이미지 상에, 점 A, 점 B 등을 입력함으로써, 열간 성형 장치가 상기 점 A, 상기 점 B 등을 따라 열간 성형을 진행할 수 있도록 일정 위치를 표시할 수 있다.
즉, 사용자는 공지된 마우스와 같은 기구를 통하여, 상기 표시부(120)에 표시된 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 보정된 이미지 상에, 점 A, 점 B 등을 입력할 수 있으며, 상기 열간 성형 장치는 상기 점 A, 상기 점 B 등을 따라 열간 성형을 진행할 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
계속해서, 도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 시스템은 상기 제어부(130)의 제어 신호에 따라 상기 판재의 열간 성형을 진행하는 열간 성형 장치(1)를 포함한다.
상술한 바와 같이, 상기 제어부(130)는 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 획득된 이미지 데이터를 보정하고, 또한, 상기 보정된 데이터를 제어 신호로 생성하여, 상기 제어 신호를 상기 열간 성형 장치(1)에 전달함으로써, 상기 열간 성형 장치(1)는 상기 제어 신호에 따라, 상기 판재(100)를 열간 성형할 수 있다.
이때, 상기 제어 신호는, 상기 판재(100)의 이미지, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지 및 상기 복수개의 라인(101)에 투사된 레이저 빔의 이미지가 가공된 데이터이기 때문에, 상기 열간 성형 장치(1)는 상기 판재(100) 상에 형성된 복수개의 라인(101)을 따라 열간 성형을 진행할 수 있다
즉, 상기 데이터는 상기 복수개의 라인(101)의 3차원 좌표, 즉, (X, Y, Z)의 좌표를 포함하며, 이러한 좌표 정보가 데이터화 된 상기 제어 신호를 상기 열간 성형 장치(1)에 전달함으로써, 상기 열간 성형 장치(1)가 자동적으로 열간 성형을 진행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 선상 가열 방법에 따라 피가공판을 가동하는 과정은 수작업에 의해 진행되는 바, 작업의 효율성이 떨어지고, 정확한 곡면가공을 수행하기 위해서는 정확한 가열위치, 가열속도, 냉각위치, 냉각속도 등 여러 가지 가공정보를 알아야 하는데, 이는 작업자의 숙련도 등에 의해 좌우되는 경우가 많아 작업 결과물이 일정하지 못했다.
또한, 선상 가열 방법에 의해 곡판을 형성하는 작업을 고열 및 소음에 지속적으로 노출되는 작업인 바, 작업자의 건강에 악영향을 미치는 각종 질환을 유발할 수 있다.
하지만, 본 발명에서는, 영상 획득 장치(110)에 의하여, 상기 판재(100)의 이미지, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지 및 상기 복수개의 라인(101)에 투사된 레이저 빔의 이미지를 획득하고, 상기 획득된 이미지를 통해, 상기 복수개의 라인(101)의 위치에 대한 데이터를 보다 정확하게 보정하고, 이러한 보정된 데이터에 따라, 상기 열간 성형 장치(1)가 자동적으로 열간 성형을 진행하기 때문에, 작업자의 숙련도에 영향을 받지 않아 일정한 수준의 작업 결과물을 만들어 낼 수 있는 판재의 열간 성형 시스템을 제공할 수 있다.
한편, 상기 열간 성형 장치(1)의 구체적인 구성에 대해서는 후술하기로 한다.
다음으로, 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 방법은, 복수개의 라인을 포함하는 판재를 준비하는 단계를 포함한다(S110).
이때, 본 발명에서, 복수개의 라인을 포함하는 판재를 준비하는 단계는, 작업자가 판재 상에 복수개의 라인을 생성하는 단계일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 복수개의 라인을 포함하는 판재를 준비하는 단계의 방법을 제한하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 작업자가 판재 상에 복수개의 라인을 생성하는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 작업자(102)는 판재의 재질, 판재의 두께, 변형되어야 할 곡률량 등에 대한 전문적인 지식을 바탕으로, 상기 판재(100) 상에 상기 복수개의 라인(101)을 열간 성형의 필요성에 따라 적합하게 생성될 수 있다.
즉, 상기 판재(100)에서 열간 성형이 되어야 할 위치, 즉, 복수개의 라인(101)은 판재의 재질, 판재의 두께, 변형되어야 할 곡률량 등에 대한 전문적인 지식에 의해 결정되는 것으로, 열간 성형의 필요성의 변수가 다양하기 때문에, 상기 복수개의 라인(101)을 생성하는 것은 자동화될 수 없는 영역에 해당한다.
따라서, 본 발명에서는, 이후의 다른 공정은 자동화에 의하여, 기계적인 장치에 의해 구현되더라도, 상기 복수개의 라인(101)을 생성하는 것은 작업자의 숙련도를 통해 달성하고자 하는 것이다.
한편, 본 발명에서 상기 제어부(130)에서 상기 데이터를 관리하는 것은, 상기 제어부(130)가 상기 판재(100)의 이미지, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지 및 상기 복수개의 라인(101)에 투사된 레이저 빔의 이미지에 대한 데이터을 가공하고 분류하는 것을 포함한다.
즉, 예를 들어, 상기 제어부(130)는 상기 판재의 재질에 따른 복수개의 라인의 위치를 가공하여 분류하고, 또한, 상기 판재의 두께에 따른 복수개의 라인의 위치를 가공하여 분류하며, 또한, 상기 판재의 변형되어야 할 곡률량에 따른 복수개의 라인의 위치를 가공하여 분류할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 판재의 재질, 두께 또는 곡률량의 변수에 따라, 복수개의 라인의 위치가 어떻게 결정되는지를 저장할 수 있다.
이러한 저장되는 정보가 많아질 수록, 오차범위를 감소시킬 수 있고, 최종적으로는 각 변수, 예를 들면, 재질 및 두께의 변수를 입력하면, 복수개의 라인을 어떻게 위치시켜야 하는지를 결정할 수 있다.
따라서, 이 경우에는, 작업자의 숙련도에 의해 상기 복수개의 라인을 생성하는 것을 달성하는 것이 아닌, 상기 변수의 입력에 의하여, 곧바로 복수개의 라인의 위치를 결정하고, 이에 대한 정보를 열간 성형 장치에 전달함으로써, 상기 열간 성형 장치는 열간 성형을 진행할 수 있을 것이다.
계속해서, 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 방법은, 거리측정부(200)의 레이저 빔을 상기 판재(100)에 투사하는 단계를 포함한다(S120).
이때, 상기 거리측정부(200)의 레이저 빔이 상기 판재(100)에 투사되는 것은 방사형으로 순차적으로 투사될 수 있으며, 상기 거리측정부(200)의 레이저 빔이 상기 판재(100)에 방사형으로 순차적으로 투사됨에 있어서, 상기 거리측정부(200)의 레이저 빔의 위치가, 상기 판재(100) 상에 위치하는 복수개의 라인(101)의 위치와 일치하는 경우가 발생하게 된다.
본 발명에서는 이러한 상기 거리측정부(200)의 레이저 빔의 위치가, 상기 판재(100) 상에 위치하는 복수개의 라인(101)의 위치와 일치하는 경우의 이미지를 통하여, 후술할 바와 같이, 상기 복수개의 라인(101)의 3차원 좌표, 즉, (X, Y, Z)의 좌표를 획득할 수 있다.
계속해서, 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 방법은 영상 획득 장치를 통해, 상기 판재(100)의 이미지, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지 및 상기 복수개의 라인(101)에 투사된 레이저 빔의 이미지를 획득하는 단계를 포함한다(S130).
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 획득 장치를 통해 이미지를 획득하는 것은, 상기 영상 획득 장치(110)에 의한 대상물의 스캔 방식에 의해 획득할 수 있다.
이러한 경우는, 상기 영상 획득 장치(110)를 통해, 대상물인 판재의 모든 영역의 영상을 한번에 획득할 수 없는 경우에, 상기 영상 획득 장치(110)가 상기 판재의 어느 일 지점의 영상을 획득하고, 이후, 상기 영상 획득 장치(110)가 상기 판재의 다른 일 지점의 영상을 획득하는 방식에 의해, 대상물인 판재의 모든 영역의 영상을 획득할 수 있다.
다만, 상기 영상 획득 장치(110)를 통해, 대상물인 판재의 모든 영역의 영상을 한번에 획득할 수 있는 경우에는 상기 영상 획득 장치(110)가 대상물인 판재를 스캔 방식에 의해 영상을 획득하지 않고, 상기 영상 획득 장치가 어느 일 지점에 위치하여, 대상물인 판재의 모든 영역의 영상을 한번에 획득할 수 있다.
또한, 이와는 달리, 상기 영상 획득 장치(110)가 다수개인 경우, 상기 다수개의 영상 획득 장치(110)를 통해, 상기 판재의 어느 일 지점과 상기 판재의 다른 일 지점에서의 영상을 획득함으로써, 대상물인 판재의 모든 영역의 영상을 한번에 획득할 수 있다.
따라서, 본 발명에서 상기 영상 획득 장치(110)는 1 또는 다수개일 수 있으며, 또한, 본 발명에서 상기 영상 획득 장치(110)를 통해, 대상물인 판재의 영상을 획득하는 방법을 제한하는 것은 아니다.
이러한 상황에서, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 시스템은, 상기 영상 획득 장치(110)와 인접하여 배치되는 거리측정부(200)를 포함한다.
이때, 상기 거리측정부(200)가 상기 영상 획득 장치(110)와 인접하여 배치된다 함은, 상기 영상 획득 장치(110)와 상기 거리측정부(200)의 위치가 실질적으로 동일한 위치에 있는 것을 의미하는 것으로, 예를 들어, 후술할 바와 같이, 상기 영상 획득 장치(110)의 위치가 (x, y, z)로 정의되는 경우, 상기 거리측정부(200)의 위치도 (x, y, z)로 정의될 수 있을 정도로 인접하여 위치하는 것이 바람직하다.
따라서, 도 1a에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 거리측정부(200)와 상기 영상 획득 장치(110)를 각각 구분하여 도시하였으나, 이와는 달리, 상기 거리측정부(200)는 상기 영상 획득 장치(110)의 내부에 내재되어 위치할 수 있는 것으로, 예를 들면, 후술하는 도 3a 내지 도 3c에서는, 상기 거리측정부(200)와 상기 영상 획득 장치(110)의 위치가 실질적으로 동일한 위치인 것으로 가정하여 설명하고 있다.
계속해서, 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 방법은 상기 획득된 이미지 중, 상기 거리측정부(200)의 레이저 빔의 위치가, 상기 판재(100) 상에 위치하는 복수개의 라인(101)의 위치와 일치하는 경우의 이미지를 통해, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득하는 단계를 포함한다(S140).
다만, S140 단계에서, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득한다 함은, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점만의 좌표를 획득한다는 의미는 아니며, 이러한 과정을 통해, 상기 복수개의 라인(101)의 다른 일지점의 좌표를 획득할 수 있음은 자명한 것으로, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득하는 것으로 표현하였다.
즉, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득하는 것의 의미는, 상기 복수개의 라인(101)의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득하는 것으로 이해될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 영상 획득 장치 및 거리측정부를 통해 복수개의 라인의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득하는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
먼저, 도 3a를 참조하면, 상기 영상 획득 장치(110) 및 상기 거리측정부(200)는 X축 가이드라인(112)에 배치되고, 상기 X축 가이드라인(112)는 Y축 가이드라인(111a, 111b)과 연결될 수 있다.
따라서, 상기 영상 획득 장치(110) 및 상기 거리측정부(200)는 X축 가이드라인(112)을 따라 이동하고, 또한, 상기 X축 가이드라인(112)은 상기 Y축 가이드라인(111a, 111b)을 따라 이동함에 의하여, 상기 영상 획득 장치(110)는 상기 판재(100)의 이미지 및 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지를 스캔 방식에 의해 획득할 수 있다.
이때, 상기 도 3a는 초기단계에 해당할 수 있다.
즉, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 영상 획득 장치(110)는 상기 판재(100)의 일측 모서리에 위치하며, 이때의 영상 획득 장치의 X 좌표 및 Y 좌표는 (X1, Y1)에 해당할 수 있으며, 이때를 기준으로 하는 경우, 도 3a에서의 영상 획득 장치의 X 좌표 및 Y 좌표는 (0, 0)에 해당할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 영상 획득 장치(110)와 상기 거리측정부(200)의 위치가 실질적으로 동일한 위치에 있는 것이므로, 도 3a에서의 거리측정부(200)의 X 좌표 및 Y 좌표는 (0, 0)에 해당할 수 있다.
이러한 상황에서, 도 3b에서와 같이, 상기 영상 획득 장치(110)와 상기 거리측정부(200)가 대상물인 판재의 어느 일 지점으로 이동하여, 상기 판재의 일 영역(I1)에 대한 이미지를 획득하고, 이후, 도 3c에서와 같이, 상기 영상 획득 장치(110)와 상기 거리측정부(200)가 대상물인 판재의 다른 일 지점으로 이동하여, 상기 판재의 다른 영역(I2)에 대한 이미지를 획득할 수 있다.
이때, 상기 도 3a는 초기단계를 기준으로, 상기 영상 획득 장치(110)와 상기 거리측정부(200)의 이동 거리에 따라, 상기 판재의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득할 수 있으며, 본 발명에서는, 상기 획득된 이미지 중, 상기 거리측정부(200)의 레이저 빔의 위치가, 상기 판재(100) 상에 위치하는 복수개의 라인(101)의 위치와 일치하는 경우의 이미지를 통해, 상기 복수개의 라인(101)의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득할 수 있다.
영상 획득 장치를 통해 획득된 일정 이미지를 통해, 대상물의 X 좌표 및 Y 좌표를 획득하는 것은 당업계에서 자명한 사항이므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에서는, S140 단계에서 획득된 상기 복수개의 라인(101)의 좌표, 예를 들면, 상기 복수개의 라인(101) 중, 어느 일 지점의 X 좌표 및 Y 좌표를, 각각 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표로 정의하고 있다.
즉, 상기 영상 획득 장치를 통해 획득된 일정 이미지를 통해 산출된 대상물의 어느 일 지점의 X 좌표 및 Y 좌표는 정확하지 않은 좌표임을 의미한다.
이는 3차원 형태로 존재하는 대상물을 영상 획득 장치를 통해 2차원 형태로 변환하는 과정에서 발생되는 원근 왜곡에 따른 부정확함에 해당하는 것으로, 즉, 종래의 경우, 상기 영상 획득 장치를 통해 획득된 일정 이미지를 통해 산출된 대상물의 X 좌표 및 Y 좌표를 그대로 활용하였으나, 이러한 좌표는 원근 왜곡에 의해 부정확한 좌표에 해당하였다.
도 4는 본 발명에 따른 원근 왜곡의 개념을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 4에서와 같이, 영상 획득 장치(C)는 일정 화각을 통해 대상물(A1, A2)의 이미지(I)를 획득하게 된다.
이때, 대상물 A1은 영상 획득 장치(C)와 근접하게 위치하고 있고, 대상물 A2은 영상 획득 장치(C)와 멀리 떨어져 위치하고 있다는 가정하에, 대상물 A1와 대상물 A2의 원근에 따라, 획득되는 이미지(I)는 동일한 크기의 이미지에 해당한다.
이때, 대상물 A1에 위치하는 임의의 지점 P1이 대상물 A1의 1/4 지점에 위치하고, 대상물 A2에 위치하는 임의의 지점 P2가 대상물 A2의 1/4 지점에 위치한다고 가정시, 대상물 A1의 임의의 지점 P1의 X 좌표 및 Y 좌표는, 대상물 A2의 임의의 지점 P2의 X 좌표 및 Y 좌표와는 다른 지점에 위치함을 확인할 수 있다.
하지만, 상술한 바와 같이, 대상물 A1와 대상물 A2의 원근에 따라, 획득되는 이미지(I)는 동일한 크기의 이미지에 해당하며, 획득된 이미지 상에서 P1 및 P2는 동일한 지점(획득된 이미지에서의 1/4 지점)에 위치하게 된다.
즉, 이는 3차원 형태로 존재하는 대상물을 영상 획득 장치를 통해 2차원 형태로 변환하는 과정에서 원근 왜곡이 발생되기 때문에, 상기 영상 획득 장치를 통해 획득된 일정 이미지를 통해 산출된 대상물의 X 좌표 및 Y 좌표는 부정확한 좌표에 해당함을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 상술한 S140 단계에서 획득된 상기 복수개의 라인(101)의 좌표, 예를 들면, 상기 복수개의 라인(101) 중, 어느 일 지점의 X 좌표 및 Y 좌표를, 각기 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표로 정의하고, 이러한, 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 정확한 좌표 및 Y 좌표를 산출하고자 한다.
계속해서, 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 방법은, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하고, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 산출하는 단계를 포함한다(S150).
도 5a 및 도 5b는 복수개의 라인의 어느 일 지점의 실제 X 좌표, 실제 Y 좌표 및 실제 Z좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 일정 좌표(x, y, z)를 갖는 영상 획득 장치(C)에 의해, 실제 좌표 (x+x2, y+y2, z+z2)를 갖는 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치)의 영상을 획득하는 경우, 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)은 x+x1의 X좌표 및 y+y2의 Y 좌표를 갖게 된다.
이때, 영상 획득 장치(C)에 획득되는 이미지에서는 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)의 Z 좌표는 확인하는 것이 어렵고, 본 발명에서는 의미가 있는 부분이 아니므로, 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)은 Z 좌표는 논외로 하기로 한다.
한편, 상술한 바와 같이, 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)은 x+x1의 X좌표 및 y+y2의 Y 좌표는 부정확한 좌표에 해당하므로, 이를 보정하여, 실제 x+x2의 X 좌표 및 실제 y+y2의 Y 좌표로 보정하는 것이 필요하다.
이때, 기준이 되는 영상 획득 장치(C)의 일정 좌표(x, y, z)는 X축, Y축 및 Z축을 포함한다.
이러한 상황에서, 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)의 X 좌표는 상기 영상 획득 장치(C)의 X축을 기준으로 x1만큼 이동되어 위치하고, Y 좌표는 상기 영상 획득 장치(C)의 Y축을 기준으로 y1만큼 이동되어 위치하며, 또한, 상기 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)은 상기 영상 획득 장치(C)의 Z축과 수직하여 만나는 가상의 Z축 지점인 z1이 존재하게 된다.
이때, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 영상 획득 장치(C)의 일정 좌표(x, y, z)를 기준으로, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 상기 z1 지점까지의 거리를 "l"로 정의하고, 상기 z1 지점에서 상기 P 지점까지의 거리를 "D"로 정의할 수 있다.
또한, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 상기 z1 지점까지의 거리인 "l"은 후술할 바와 같이, 일정 상수(c)에 해당하며, 상기 z1 지점에서 상기 P 지점까지의 거리 "D"는,
Figure 112018085601980-pat00002
에 해당한다.
이때, 상술한 바와 같이, 영상 획득 장치를 통해 획득된 일정 이미지를 통해, 대상물의 X 좌표 및 Y 좌표를 획득하는 것은 당업계에서 자명한 사항이므로, 상기 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)은 x+x1의 X좌표 및 y+y2의 Y 좌표는 획득가능한 좌표이므로, 상기 z1 지점에서 상기 P 지점까지의 거리 "D"인,
Figure 112018085601980-pat00003
값은 도출할 수 있는 값에 해당한다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 발명에서는, 상기 거리측정부(200)는 상기 영상 획득 장치(C)와 동일한 좌표에 위치하며, 상기 거리측정부(200)를 통해, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실체 위치까지의 거리(r)를 측정할 수 있다.
또한, 실제 좌표 (x+x2, y+y2, z+z2)를 갖는 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치)은 상기 영상 획득 장치(C)의 Z축과 수직하여 만나는 가상의 Z축 지점인 z2가 존재하게 된다.
이때, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 영상 획득 장치(C)의 일정 좌표(x, y, z)를 기준으로, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 상기 z2 지점까지의 거리를 "l1"로 정의하고, 상기 z2 지점에서 상기 P 지점까지의 거리를 "D1"로 정의할 수 있다.
또한, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 상기 z2 지점까지의 거리인 "l1"은 상기 거리측정부(200)를 통해 측정된, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실체 위치까지의 거리(r)를 통해 산출할 수 있다.
이때, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 상기 z2 지점까지의 거리인 "l1"은, 실제 좌표 (x+x2, y+y2, z+z2)를 갖는 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치)의 Z축 좌표를 나타내며, 따라서, 본 발명에서는, 상기 거리측정부(200)를 통해, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 거리측정부(200)는, 실제 좌표 (x+x2, y+y2, z+z2)를 갖는 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치)에 대하여, 일정 각도(θ)로 레이저를 조사하게 되고, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실체 위치까지의 거리는 r에 해당하므로, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 상기 Z2 지점까지의 거리인 "l1"은 r×COSθ에 해당한다.
즉, 본 발명에서는, 상기 거리측정부(200)를 통해 산출되는, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표는 z+r×COSθ에 해당한다.
계속해서, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 z2 지점에서 상기 P 지점까지의 거리인 "D1"은 알 수 없는 값에 해당하나, D : D1 = l : l1 에 해당하므로, D1 = D×l1/l에 해당하고, 이때, 상술한 방법에 의하여, D 값, l1 값 및 l값(상수 c)은 산출이 가능하므로, 따라서, 본 발명에서는 D1 값을 산출할 수 있다.
이때, 상기 D1 값의 경우, 실제 좌표 (x+x2, y+y2, z+z2)를 갖는 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치)에 대한 실제값에 해당하고, 이를 좌표로 산출하기 위하여, 본 발명에서는, D1과 D의 비를 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표에 곱하여 줌으로써, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출할 수 있다.
즉, 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치) 실제 X 좌표는, 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)의 임시 X 좌표에 D1/D를 곱한 값에 해당하고, 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치) 실제 Y 좌표는, 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)의 임시 Y 좌표에 D1/D를 곱한 값에 해당하며, 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치) 실제 Z 좌표는, 상기 거리측정부(200)를 통해 산출할 수 있다.
예를 들어, 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치) 실제 X 좌표 (x+x2)는 D1/D * (x+x1)에 해당하고, 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치) 실제 Y 좌표 (y+y2)는 D1/D * (y+y1)에 해당하며, 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치) 실제 Z 좌표는 (z+r×COSθ)에 해당한다.
이상과 같이, 본 발명에서는, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하고, 또한, 상기 거리측정부(200)를 통해, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 산출할 수 있다.
이때, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 좌표가 (x+x2, y+y2, z+z2)이고, 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표가 (x+x1, y+y1)이며, X축, Y축 및 Z축을 포함하는 기준이 되는 영상 획득 장치(C)의 일정 좌표가 (x, y, z)인 경우에서, 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치) 실제 X 좌표 (x+x2)는 D1/D * (x+x1)에 해당하고, 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치) 실제 Y 좌표 (y+y2)는 D1/D * (y+y1)에 해당하며, 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치) 실제 Z 좌표는 (z+r×COSθ)에 해당한다.
또한, 상기 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)은 상기 영상 획득 장치(C)의 Z축과 수직하여 만나는 가상의 Z축 지점인 z1을 포함하고, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 상기 z1 지점까지의 거리를 "l"로 정의하고, 상기 z1 지점에서 상기 P 지점까지의 거리를 "D"로 정의할 수 있다.
또한, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실체 위치까지의 거리는 r이고, 실제 좌표 (x+x2, y+y2, z+z2)를 갖는 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1, 실제 위치)은 상기 영상 획득 장치(C)의 Z축과 수직하여 만나는 가상의 Z축 지점인 z2를 포함하며, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 상기 z2 지점까지의 거리를 "l1"로 정의하고, 상기 z2 지점에서 상기 P 지점까지의 거리를 "D1"로 정의할 수 있다.
이하에서는, 일정 상수(c)인, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 상기 z1 지점까지의 거리인 "l"에 대해 정의하기로 한다.
도 6은 영상 획득 장치(C)로부터 z1 지점까지의 거리인 "l" 값을 정의하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6을 참조하면, 일반적으로 영상 획득 장치(C)는 일정 화각(θ)을 통해 대상물의 이미지를 획득하게 되며, 이러한 영상 획득 장치(C)는 대상물로부터 일정 높이(h)를 갖게 되고, 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 일정 범위(a)를 포함한다.
즉, 영상 획득 장치(C)는 일정 화각(θ)과, 대상물로부터 영상 획득 장치의 일정 높이(h)에 따라 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 일정 범위(a)가 결정될 수 있으며, 이러한 일정 화각(θ), 대상물로부터 영상 획득 장치의 일정 높이(h) 및 영상을 획득할 수 있는 일정 범위(a)는 산출할 수 있는 값에 해당한다.
이때, 도 6에서는 대상물의 a1에서 a2까지 영상을 획득할 수 있는 것으로 도시하고 있다.
또한, 상기 영상 획득 장치(C)에 의해 획득되는 영상은 일반적으로 화소를 갖게되며, 예를 들면, 1920×1080의 화소를 포함할 수 있다.
도 6에서 영상 획득 장치에 의해 획득되는 영상(또는 이미지)의 화소를 1920이라고 가정하면, 단위 픽셀(pixel)의 크기를 1mm라고 가정시, 상기 영상 획득 장치에 의해 획득되는 영상(또는 이미지)의 크기(b)는 1920mm에 해당한다.
즉, 영상 획득 장치에 의해 획득되는 b1에서 b2까지의 크기가 1920mm에 해당하며, 이는 산출할 수 있는 값에 해당한다.
이때, a1에서 a2까지에서의 중심점을 ac라고 가정하고, b1에서 b2까지에서의 중심점을 bc라고 가정하면, 영상 획득 장치(C)로부터 z1 지점까지의 거리인 "l" 값은, 상기 영상 획득 장치(C)로부터 b1에서 b2까지에서의 중심점인 bc까지의 길이에 해당한다.
이러한 상황에서, l : h = b : a에 해당하므로, l = b*h / a에 해당한다.
이때, 상술한 바와 같이, b는 영상 획득 장치에 의해 획득되는 영상(또는 이미지)의 화소값을 의미하고, h는 대상물로부터 영상 획득 장치의 일정 높이를 의미하며, a는 영상획득장치가 대상물의 영상을 획득할 수 있는 일정 범위에 해당하고, 이들 b, h 및 a는 산출할 수 있는 값에 해당하므로, 따라서, 영상 획득 장치(C)로부터 z1 지점까지의 거리인 "l" 값은 산출할 수 있는 일정 상수값에 해당한다.
따라서, 도 5a 및 도 5b에서 영상 획득 장치(C)로부터 z1 지점까지의 거리인 "l" 값은, b*h / a로 정의할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하고, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 거리 측정부를 통해 산출함으로써, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 정확한 실제 좌표를 산출할 수 있다.
계속해서, 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 방법은, 상기 복수개의 라인(101)의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 단계를 포함한다(S160).
도 7은 본 발명에 따른 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
상술한 바와 같이, 상기 제어부(130)는 상기 복수개의 라인(101)의 실제 좌표의 정보를 제어 신호로 가공할 수 있으며, 또한, 상기 제어부(130)는 상기 제어 신호를 상기 열간 성형 장치(1)에 전달함으로써, 상기 열간 성형 장치(1)는 상기 제어 신호에 따라, 상기 판재(100)를 열간 성형할 수 있다.
상기 열간 성형 장치(1)는 당업계에서 자명한 사항이므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 판재의 열간 성형 방법은, 상기 복수개의 라인(101)의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하기 이전에, 상기 복수개의 라인(101)에 임의의 복수개의 점을 입력하는 단계를 포함하며, 상기 복수개의 라인(101)의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 단계는, 임의의 상기 복수개의 점의 좌표 정보에 따라 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행할 수 있다.
도 8은 복수개의 라인에 임의의 복수개의 점을 입력하는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
상술한 바와 같이, 사용자는 상기 표시부(120)를 통해, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 이미지 상에, 일정 위치를 임의적으로 입력할 수 있으며, 예를 들어, 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 보정된 이미지 상에, 점 A, 점 B, 점 C 등을 입력함으로써, 열간 성형 장치가 상기 점 A, 상기 점 B, 상기 점 C 등을 따라 열간 성형을 진행할 수 있도록 일정 위치를 표시할 수 있다.
즉, 사용자는 공지된 마우스와 같은 기구를 통하여, 상기 표시부(120)에 표시된 상기 판재 상에 포함된 복수개의 라인(101)의 보정된 이미지 상에, 점 A, 점 B, 점 C 등을 입력할 수 있으며, 상기 열간 성형 장치는 상기 점 A, 상기 점 B, 상기 점 C 등을 따라 열간 성형을 진행할 수 있다.
이상에서는, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하고, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 거리 측정부를 통해 산출함으로써, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 정확한 실제 좌표를 산출하는 것을 설명하였다.
이하에서는, 영상 획득 장치에 의해 획득된 영상(또는 이미지)을 편집하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 9a 내지 도 9c는 영상 획득 장치에 의해 획득된 영상(또는 이미지)을 편집하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 획득 장치를 통해 이미지를 획득하는 것은, 상기 영상 획득 장치(110)를 통해, 대상물인 판재의 모든 영역의 영상을 한번에 획득할 수 있는 경우에는 상기 영상 획득 장치(110)가 대상물인 판재를 스캔 방식에 의해 영상을 획득하지 않고, 상기 영상 획득 장치가 어느 일 지점에 위치하여, 대상물인 판재의 모든 영역의 영상을 한번에 획득할 수 있다.
하지만, 예를 들어, 상기 영상 획득 장치(110)를 통해, 대상물인 판재의 모든 영역의 영상을 한번에 획득할 수 없는 경우에, 상기 영상 획득 장치(110)가 상기 판재의 어느 일 지점의 영상을 획득하고, 이후, 상기 영상 획득 장치(110)가 상기 판재의 다른 일 지점의 영상을 획득하는 방식에 의해, 대상물인 판재의 모든 영역의 영상을 획득할 수 있다.
이 경우, 본 발명에서는, 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 상기 판재의 어느 일 지점의 영상을 획득한 경우의 이미지와, 상기 영상 획득 장치(110)에 의해 상기 판재의 다른 일 지점의 영상을 획득한 경우의 이미지가 중첩이 되도록 영상 획득 장치를 통해 이미지를 획득할 수 있다.
즉, 도 9a에 도시된 바와 같이, 제1영상 획득 장치(C1)에 의해 대상물(O)인 판재의 제1이미지(I1)를 획득하고, 제2영상 획득 장치(C2)에 의해 대상물(O)인 판재의 제2이미지(I2)를 획득함에 있어서, 본 발명에서는 제1이미지(I1)와 제2이미지(I2)가 중첩하는 영역(I12)이 있도록 이미지를 획득하게 된다.
이때, 도 9a에서, 제1영상 획득 장치(C1) 및 제2영상 획득 장치(C2)는 각각의 영상 획득 장치일 수 있으며, 이와는 달리, 하나의 영상 획득 장치가 제1영상 획득 장치(C1)의 위치에서 이미지를 획득하고, 이후 이동에 의하여, 제2영상 획득 장치(C2)의 위치에서 이미지를 획득하는 것일 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 일반적으로 영상 획득 장치(C)는 일정 화각(θ)을 통해 대상물의 이미지를 획득하게 되며, 이러한 영상 획득 장치(C)는 대상물로부터 일정 높이(h)를 갖게 되고, 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 일정 범위(a)를 포함한다.
즉, 제1영상 획득 장치(C1)는 제1일정 화각(θ1)과, 대상물로부터 영상 획득 장치의 제1일정 높이(h1)에 따라 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 제1일정 범위(a')가 결정될 수 있으며, 제2영상 획득 장치(C2)는 제2일정 화각(θ2)과, 대상물로부터 영상 획득 장치의 제2일정 높이(h2)에 따라 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 제2일정 범위(a'')가 결정될 수 있다.
이때, 도 9a에서는 제1영상 획득 장치(C1)는 a'1에서 a'2까지의 영상을 획득할 수 있는 것으로 도시하고 있고, 제2영상 획득 장치(C2)는 a''1에서 a''2까지의 영상을 획득할 수 있는 것으로 도시하고 있다.
또한, a'1에서 a'2까지의 중심점을 a'c라고 하고, a''1에서 a''2까지의 중심점을 a''c라고 정의할 수 있으며, 제1영상 획득 장치(C1)와 제2영상 획득 장치(C2)의 이격 거리는 d로 정의할 수 있으며, 이 경우, 제1영상 획득 장치(C1)와 제2영상 획득 장치(C2)에 의해 각각 획득되는 이미지에서의 중첩 영역은 a''1에서 a'2까지의 영역에 해당한다.
이러한 상황에서, a'c에서 a'2까지의 길이는 h1*tan(θ1/2)에 해당하고, a''c에서 a''1까지의 길이는 h2*tan(θ2/2)에 해당한다.
이때, 제1영상 획득 장치(C1)와 제2영상 획득 장치(C2)에 의해 각각 획득되는 이미지에서의 중첩 영역인 a''1에서 a'2까지의 영역의 길이는, h1*tan(θ1/2) + h2*tan(θ2/2) - d에 해당한다.
이러한 중첩영역을 포함하는 상황에서, 영상 획득 장치에 의해 획득된 영상(또는 이미지)을 편집하는 것은 도 9c와 같다.
즉, 도 9c에서의 (1)은 제1영상 획득 장치(C1)와 제2영상 획득 장치(C2)에 의해 각각 획득되는 이미지가 중첩되어 있는 상태를 도시하고 있으며, 즉, a''1에서 a'2까지의 영역이 중첩영역에 해당한다.
이러한 중첩영역에 의해 대상물인 판재의 전체 영역을 누락함이 없이 이미지를 확보할 수 있으나, 상기 중첩영역은 도 9c에서의 (1)에서와 같이, 이미지의 겹침을 보이기 때문에, 이를 편집하는 것이 필요하다.
즉, 본 발명에서는 상술한 S130 단계의 영상 획득 장치를 통해, 상기 판재의 이미지를 획득하는 단계에서, 상기 영상 획득 장치를 통해 획득되는 이미지가 복수개인 경우, 상기 복수개의 이미지가 서로 중첩되도록 각각의 이미지를 획득하게 되고, 상기 중첩영역은 도 9c에서의 (1)에서와 같이, 이미지의 겹침을 보이기 때문에, 이를 편집하는 것이 필요하다.
이때, 상기 중첩영역을 a''1에서 a'2까지의 영역으로 정의하고, 상기 복수개의 이미지가 제1이미지 및 제2이미지라고 가정하는 경우, 도 9c에서의 (2)에서와 같이, 상기 제1이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하도록 설정하고, 상기 제2이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하지 않도록 설정하여, 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 연속적으로 위치하도록 배치할 수 있다.
또한, 도 9c에서의 (3)에서와 같이, 상기 제1이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하지 않도록 설정하고, 상기 제2이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하도록 설정하여, 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 연속적으로 위치하도록 배치할 수 있다.
또한, 도 9c에서의 (4)에서와 같이, 상기 제1이미지에서는 상기 중첩영역의 1/2지점(a''1에서 Cc까지의 영역)을 포함하도록 설정하고, 상기 제2이미지에서도 상기 중첩영역의 1/2지점(a'2에서 Cc까지의 영역)을 포함하도록 설정하여, 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 연속적으로 위치하도록 배치할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 상술한 S130 단계의 영상 획득 장치를 통해, 상기 판재의 이미지를 획득하는 단계에서, 상기 영상 획득 장치를 통해 획득되는 이미지가 복수개인 경우, 상기 복수개의 이미지가 서로 중첩되도록 각각의 이미지를 획득하여, 대상물인 판재의 전체 영역을 누락함이 없이 이미지를 확보할 수 있으며, 다만, 이 경우, 중첩영역에 의하여, 이미지의 겹침을 보이기 때문에, 이를 편집함으로써, 이미지의 겹침을 배제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 작업자의 숙련도에 영향을 받지 않아 일정한 수준의 작업 결과물을 만들어 낼 수 있는 판재의 열간 성형 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하고, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 거리 측정부를 통해 산출함으로써, 상기 복수개의 라인(101)의 어느 일 지점의 정확한 실제 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 영상 획득 장치를 통해, 상기 판재의 이미지를 획득하는 단계에서, 상기 영상 획득 장치를 통해 획득되는 이미지가 복수개인 경우, 상기 복수개의 이미지가 서로 중첩되도록 각각의 이미지를 획득하여, 대상물인 판재의 전체 영역을 누락함이 없이 이미지를 확보할 수 있으며, 다만, 이 경우, 중첩영역에 의하여, 이미지의 겹침을 보이기 때문에, 이를 편집함으로써, 이미지의 겹침을 배제할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 복수개의 라인을 포함하는 판재를 준비하는 단계;
    거리측정부의 레이저 빔을 상기 판재에 투사하는 단계;
    영상 획득 장치를 통해, 상기 판재의 이미지를 획득하는 단계;
    상기 획득된 이미지 중, 상기 거리측정부의 레이저 빔의 위치가, 상기 판재 상에 위치하는 복수개의 라인의 위치와 일치하는 경우의 이미지를 통해, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 획득하는 단계;
    상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표를 보정하여, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하고, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점의 실제 Z 좌표를 산출하는 단계; 및
    상기 복수개의 라인의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 단계를 포함하는 열간 성형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 라인의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하기 이전에, 상기 복수개의 라인에 임의의 복수개의 점을 입력하는 단계를 포함하며,
    상기 복수개의 라인의 실제 좌표의 정보에 따라, 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 단계는, 임의의 상기 복수개의 점의 좌표 정보에 따라 열간 성형 장치에 의해 열간 성형을 진행하는 것인 열간 성형 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 좌표는 (x+x2, y+y2, z+z2)이고, 상기 영상 획득 장치에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표는 (x+x1, y+y1)이며, X축, Y축 및 Z축을 포함하는 기준이 되는 영상 획득 장치의 일정 좌표는 (x, y, z)이고,
    상기 영상 획득 장치에 의해 획득되는 이미지에서의 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)은 상기 영상 획득 장치의 Z축과 수직하여 만나는 가상의 Z축 지점인 z1을 포함하고, 상기 영상 획득 장치로부터 상기 z1 지점까지의 거리를 "l"로 정의하고, 상기 z1 지점에서 상기 P 지점까지의 거리를 "D"로 정의하며,
    상기 영상 획득 장치로부터 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실체 위치까지의 거리는 r이고, 실제 좌표 (x+x2, y+y2, z+z2)를 갖는 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)은 상기 영상 획득 장치의 Z축과 수직하여 만나는 가상의 Z축 지점인 z2를 포함하며, 상기 영상 획득 장치로부터 상기 z2 지점까지의 거리를 "l1"로 정의하고, 상기 z2 지점에서 상기 P 지점까지의 거리를 "D1"로 정의하는 열간 성형 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 X 좌표 및 실제 Y 좌표를 산출하는 것은, 상기 D1과 상기 D의 비를 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P)의 임시 X 좌표 및 임시 Y 좌표에 곱하여 산출하고,
    상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 Z 좌표는 상기 거리측정부를 통해 산출하는 것인 열간 성형 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 X 좌표 (x+x2)는 D1/D * (x+x1)에 해당하고, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1)의 실제 Y 좌표 (y+y2)는 D1/D * (y+y1)에 해당하며, 상기 복수개의 라인의 어느 일 지점(P1) 실제 Z 좌표는 (z+r×COSθ)에 해당하고,
    상기 D 값은
    Figure 112018085601980-pat00004
    이고, 상기 D1 값은 D×l1/l에 해당하는 열간 성형 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 영상 획득 장치는, 일정 화각(θ)과, 대상물로부터 상기 영상 획득 장치의 일정 높이(h)에 따라 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 일정 범위(a)를 포함하고,
    상기 영상 획득 장치에 의해 획득되는 영상은 화소를 포함하고, 상기 화소의 단위 픽셀(pixel)의 크기를 1mm라고 가정시, 상기 영상 획득 장치에 의해 획득되는 영상은 일정 크기(b)를 포함하며,
    상기 영상 획득 장치로부터 상기 z1 지점까지의 거리인 상기 l 값은, b*h / a에 해당하는 열간 성형 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 획득 장치를 통해, 상기 판재의 이미지를 획득하는 단계에서, 상기 영상 획득 장치를 통해 획득되는 이미지가 복수개인 경우, 상기 복수개의 이미지가 서로 중첩되도록 각각의 이미지를 획득하는 열간 성형 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 영상 획득 장치는, 제1영상 획득 장치(C1)와 제2영상 획득 장치(C2)를 포함하고,
    상기 제1영상 획득 장치(C1)는 제1일정 화각(θ1)과, 대상물로부터 영상 획득 장치의 제1일정 높이(h1)에 따라 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 제1일정 범위(a')가 결정되고,
    상기 제2영상 획득 장치(C2)는 제2일정 화각(θ2)과, 대상물로부터 영상 획득 장치의 제2일정 높이(h2)에 따라 상기 대상물의 영상을 획득할 수 있는 제2일정 범위(a'')가 결정되며,
    상기 제1영상 획득 장치(C1)는 a'1에서 a'2까지의 영상을 획득하고, 상기 제2영상 획득 장치(C2)는 a''1에서 a''2까지의 영상을 획득하며,
    상기 a'1에서 상기 a'2까지의 중심점을 a'c라고 정의하고, 상기 a''1에서 상기 a''2까지의 중심점을 a''c라고 정의하며, 상기 제1영상 획득 장치(C1)와 상기 제2영상 획득 장치(C2)의 이격 거리는 d로 정의하고,
    상기 제1영상 획득 장치(C1)와 상기 제2영상 획득 장치(C2)에 의해 각각 획득되는 이미지에서의 중첩 영역은 a''1에서 a'2까지의 영역에 해당하는 열간 성형 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 a''1에서 상기 a'2까지의 영역의 길이는, h1*tan(θ1/2) + h2*tan(θ2/2) - d에 해당하는 열간 성형 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수개의 이미지가 제1이미지 및 제2이미지라고 가정하는 경우,
    상기 제1이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하도록 설정하고, 상기 제2이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하지 않도록 설정하여, 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 연속적으로 위치하도록 배치하거나,
    또는, 상기 제1이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하지 않도록 설정하고, 상기 제2이미지에서는 상기 중첩영역을 포함하도록 설정하여, 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 연속적으로 위치하도록 배치하거나,
    또는, 상기 제1이미지에서는 상기 중첩영역의 1/2지점(a''1에서 Cc까지의 영역)을 포함하도록 설정하고, 상기 제2이미지에서도 상기 중첩영역의 1/2지점(a'2에서 Cc까지의 영역)을 포함하도록 설정하여, 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 연속적으로 위치하도록 배치하는 열간 성형 방법.
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