KR102038289B1 - 영상기반 용접부 검사장치 - Google Patents

영상기반 용접부 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상기반 용접부 검사장치에 관한 것으로, 구체적으로는 용접부에 대한 신속하고 정확한 품질 검사를 수행할 수 있는 영상기반 용접부 검사장치에 관한 것이다.
본 발명은 외부로부터 전원을 인가받아 구동력을 발생시키는 구동모터를 포함하는 구동모듈; 상기 구동모터의 하부에 위치하고, 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 회전하는 회전 기구부; 2D 카메라의 렌즈가 하방을 향하도록 상기 회전 기구부의 하부에 결합되되, 상기 회전 기구부가 회전하는 경우 상기 회전 기구부에 내설된 회전방지 기구에 의해 회전이 방지되도록 이루어진 2D 카메라 모듈; 및 상기 회전 기구부와 일체로 회전하도록 상기 회전 기구부에 착탈가능하게 결합되고, 3D 카메라의 렌즈는 그 중심축과 상기 2D 카메라 렌즈의 중심축이 교차하는 교차점을 향하도록 배치되는 3D 카메라 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치를 제공한다.

Description

영상기반 용접부 검사장치 {APPARATUS FOR INSPECTING WELDING PART BASED ON VISION}
본 발명은 영상기반 용접부 검사장치에 관한 것으로, 구체적으로는 용접부에 대한 신속하고 정확한 품질 검사를 수행할 수 있는 영상기반 용접부 검사장치에 관한 것이다.
최근 연비, 안전성 및 품질은 자동차 업계의 화두로 떠오르고 있는 항목들이며, 이 중에서 안전성과 품질은 용접부와 밀접한 관련이 있다.
용접부의 불량은 사고 시 인명에 치명적인 영향을 미치며, 자동차 외관 품질에도 미치는 영향이 크다.
이에 따라, 용접부의 품질 검사는 샘플 검사 및 전수 검사가 이루어지고 있으며, 대부분의 전수 검사는 육안을 통한 외관 검사로 수행되고 있다.
숙련된 기술자의 경우에는 육안 검사를 통해 용접 결함을 70~80% 까지 검출이 가능하나, 기술 숙련에 많은 어려움이 있으며 기술자에 따라 편차가 크다.
이러한 기술자에 의한 육안 검사의 단점을 개선하고자, 최근에는 비전을 이용한 외관 검사 기술이 개발되고 있으며, 2D 또는 3D 기반의 검사 시스템이 적용되고 있다.
종래의 비전 검사는 주로 2D 기반의 검사가 이용되고 있으며, 검사 이미지를 통한 제품 검사의 이력 관리가 가능하고, 빠른 검사 수행을 통해 전수 검사에 많이 이용되고 있다.
그러나, 이와 같은 2D 기반의 검사는 조명 조건에 따라 검사 성능이 좌우되고, 2차원 평면 형태의 외형 측정을 하기 때문에 제품의 정확한 형태를 검사하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래의 3D 카메라를 이용한 검사는 제품의 3차원 형상을 스캔하고 이를 기반으로 검사하는 방법으로서, 최근 형상 측정을 위해 사용이 증가하고 있다.
그러나, 형상 측정만으로 제품을 검사하므로 제품과 용접부의 경계 구분이 어렵고, 많은 양의 데이터를 처리하기 때문에 제품 검사에 많은 시간이 소요되어 생산 라인에 전수 검사용으로 사용하기에는 적합하지 않은 문제점이 있다.
KR 10-0750899 B1 (2007.08.22)
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 2D 영상 기반 용접부 검사의 장점과 3D 영상 기반 용접부 검사의 장점을 융합하여, 신속하고 정확한 용접부 검사가 가능하도록 하는 영상기반 용접부 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부로부터 전원을 인가받아 구동력을 발생시키는 구동모터를 포함하는 구동모듈; 상기 구동모터의 하부에 위치하고, 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 회전하는 회전 기구부; 2D 카메라의 렌즈가 하방을 향하도록 상기 회전 기구부의 하부에 결합되되, 상기 회전 기구부가 회전하는 경우 상기 회전 기구부에 내설된 회전방지 기구에 의해 회전이 방지되도록 이루어진 2D 카메라 모듈; 및 상기 회전 기구부와 일체로 회전하도록 상기 회전 기구부에 착탈가능하게 결합되고, 3D 카메라의 렌즈는 그 중심축과 상기 2D 카메라 렌즈의 중심축이 교차하는 교차점을 향하도록 배치되는 3D 카메라 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치를 제공한다.
이와 같은 2D 카메라 모듈은, 원통형태로 이루어진 케이스와, 상기 케이스의 내부에 마련되는 2D 카메라와, 상기 케이스의 내측 둘레를 따라 마련되는 LED 조명모듈을 포함한다.
또한, 3D 카메라 모듈은, 3D 카메라; 상기 교차점을 향하도록 레이저를 조사하는 레이저 모듈; 상기 3D 카메라와 레이저 모듈을 각각 수용하도록 형성된 브래킷; 상기 회전 기구부에 착탈 가능하게 결합되는 제1연결부재; 및 일측은 상기 제1연결부재에 착탈 가능하게 결합되고, 타측은 상기 브래킷에 착탈가능하게 결합되는 제2연결부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 브래킷은, 상기 3D 카메라가 수용되는 제1수용부와, 상기 제1수용부와 이격되어 상기 레이저 모듈이 수용되는 제2수용부와, 상기 제1수용부와 제2수용부를 연결하는 판 형태의 연결부로 이루어지되, 상기 3D 카메라의 렌즈와 상기 레이저 모듈로부터 조사되는 레이저가 상기 교차점을 향하도록 상기 연결부는 하단으로부터 상단으로 갈수록 폭이 넓어지도록 부채꼴 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 연결부에는, 상기 제1수용부와 제2수용부를 연결하는 복수의 제1보강리브가 형성된다.
또한, 상기 제2연결부재는, 상기 제1연결부재에 착탈가능하게 결합되는 제2-1연결부재와, 상기 제2-1연결부재에서 상기 제1연결부재에 맞닿은 면과 반대면에 착탈가능하게 결합되되 상기 제2수용부의 외측 둘레 일부를 감싸는 형태로 형성된 제2-2연결부재와, 상기 제2-2연결부재로부터 연장되되 상기 연결부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 연결부에 착탈가능하게 결합되는 제2-3연결부재로 이루어진다.
이러한 제2연결부재에는, 상기 제2-1연결부재와 제2-3연결부재를 연결하는 복수의 제2보강리브가 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 회전 기구부는, 원판 형태로 이루어져 수평으로 배치되는 제1회전부재; 및 원통 형태로 이루어져 직경이 상기 제1회전부재의 직경보다 작게 형성되고, 상기 제1회전부재의 저면에 세로로 연장되는 제2회전부재;를 포함하여 이루어지고, 상기 제2회전부재의 외주면에는 상기 제1연결부재가 결합되는 결합부가 형성된다.
이때, 상기 제2회전부재는, 상기 제1회전부재의 저면으로부터 연장되고 외주면에 상기 결합부가 형성되는 제2-1회전부재와, 상기 제2-1회전부재의 하단으로부터 연장형성되되 외경이 상기 제2-1회전부재의 외경보다 작게 형성되는 제2-2회전부재로 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 과제의 해결수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 2D 카메라 모듈과 3D 카메라 모듈을 일체화하고, 3D 영상이 검사 대상 전체가 아니라 2D 영상을 이용하여 특정된 검사 영역에 대해서만 획득되도록 함으로써, 용접부에 대한 신속하고 정확한 검사가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 3D 카메라 모듈에서 브래킷의 연결부에 제1보강리브를 형성하고 제2연결부재에 제2보강리브를 형성함으로써, 구동모터가 구동하는 경우 3D 카메라로 전달되는 진동을 감쇠하여 3D 영상의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 영상기반 용접부 검사장치를 아래에서 올려다 본 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에서 구동모듈, 회전 기구부 및 2D 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서 구동모듈과 회전 기구부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에서 3D 카메라 모듈을 분리해서 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 3D 카메라 모듈을 후방에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에서 제1연결부재 및 제2연결부재를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 제1연결부재 및 제2연결부재를 전방에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치의 3D 카메라 모듈에서 3D 카메라와 레이저 모듈이 장착된 상태의 브래킷을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에서 3D 카메라와 레이저 모듈이 분리된 상태의 브래킷을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치에 채용되는 3D 카메라를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치에 채용되는 레이저 모듈을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13의 영상기반 용접부 검사장치를 아래에서 올려다 본 상태를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 영상 기반 용접부 검사 방법을 나타낸 순서도이다.
도 16은 도 15에 도시된 영상 기반 용접부 검사 방법을 수행하는 용접부 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17은 2D 영상 획득 단계(S20)를 통해 획득된 2D 영상의 일예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어와 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석해야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 14는 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치를 나타낸 도면들이다.
본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 구동모듈(10), 회전 기구부(20), 2D 카메라 모듈(30) 및 3D 카메라 모듈(40)을 포함하여 구성된다.
구동모듈(10)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 후술할 2D 카메라 모듈(30)을 용접부를 포함하는 검사대상의 위치로 이동시키기 위한 로봇팔과, 외부로부터 전원을 인가받아 구동력을 발생시키는 구동모터(12)를 포함한다.
이때, 로봇팔은 구동모터(12)의 상단에 결합되고, 구동모터(12)는 정역회전이 가능한 모터로 마련되되 외형이 원통 형태로 이루어지며 모터축은 하방을 향하도록 배치된다.
회전 기구부(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 구동모터(12)의 하부에 위치하고, 구동모터(12)로부터 구동력을 전달받아 회전하도록 구동모터(12)의 모터축에 일체로 결합된다.
이러한 회전 기구부(20)는, 제1회전부재(21)와 제2회전부재(22)를 포함하여 구성된다.
제1회전부재(21)는 원판 형태로 이루어져 구동모터(12)의 하부에 수평으로 배치되어 구동모터(12)의 모터축에 일체로 결합된다.
제2회전부재(22)는 원통 형태로 이루어져 직경이 제1회전부재(21)의 직경보다 작게 형성되고, 제1회전부재(21)의 저면에 세로로 연장된다.
이와 같은 제2회전부재(22)는, 제1회전부재(21)의 저면으로부터 연장되고 외주면에 후술할 제1연결부재(44)가 결합되도록 결합부(C)가 형성되는 제2-1회전부재(22a)와, 제2-1회전부재(22a)의 하단으로부터 연장형성되되 외경이 제2-1회전부재(22a)의 외경보다 작게 형성되는 제2-2회전부재(22b)로 이루어진다.
이에 따라, 제2-1회전부재(22a)에 형성된 결합부(C)에 제1연결부재(44)가 결합된 상태로 회전 기구부(20)가 회전하는 경우 제1연결부재(44)는 후술할 2D 카메라 모듈(30)과 간섭됨이 없이 회전 기구부(20)와 일체로 회전할 수 있게 된다.
이때, 제2-1회전부재(22a)에 형성되는 결합부(C)는 편평한 형태로 이루어지고, 후술할 제1연결부재(44)는 직육면체 형태의 막대 형상으로 이루어져서 제1연결부재(44)와 결합부(C)는 면접촉을 하면서 결합되게 된다.
2D 카메라 모듈(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 2D 카메라(32)의 렌즈(32a)가 하방을 향하도록 회전 기구부(20)의 하부에 결합되되, 회전 기구부(20)가 회전하는 경우 회전 기구부(20)에 내설된 회전방지 기구(미도시)에 의해 회전이 방지되도록 이루어진다.
즉, 구동모터(12)가 작동하는 경우 구동모터(12)의 모터축에 일체로 결합된 회전 기구부(20)가 회전하더라도 회전 기구부(20)의 내부에 마련된 회전방지 기구(미도시)에 의해 2D 카메라 모듈(30)은 회전을 하지 않게 된다.
이러한 회전방지 기구는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 구현할 수 있는 주지관용기술이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
이와 같은 2D 카메라 모듈(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형태로 이루어진 케이스(31)와, 케이스(31)의 내부에 마련되는 2D 카메라(32)와, 케이스(31)의 내측 둘레를 따라 마련되는 LED 조명모듈(33)을 포함한다.
이때, LED 조명모듈(33)은 복수의 LED 램프가 케이스(31)의 내측 둘레를 따라 일정간격으로 배치될 수 있다.
3D 카메라 모듈(40)은 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 기구부(20)와 일체로 회전하도록 회전 기구부(20)에 착탈가능하게 결합되고, 3D 카메라(41)의 렌즈(41a)는 그 중심축과 2D 카메라(32)의 렌즈(32a) 중심축이 교차하는 교차점을 향하도록 배치된다.
이러한 3D 카메라 모듈(40)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 3D 카메라(41); 상기 교차점을 향하도록 레이저를 조사하는 레이저 모듈(42); 3D 카메라(41)와 레이저 모듈(42)을 각각 수용하도록 형성된 브래킷(43); 회전 기구부(20)에 착탈 가능하게 결합되는 제1연결부재(44); 및 일측은 제1연결부재(44)에 착탈 가능하게 결합되고, 타측은 브래킷(43)에 착탈가능하게 결합되는 제2연결부재(45);를 포함하여 이루어진다.
이때, 브래킷(43)은 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 3D 카메라(41)가 수용되는 제1수용부(43a)와, 제1수용부(43a)와 이격되어 레이저 모듈(42)이 수용되는 제2수용부(43b)와, 제1수용부(43a)와 제2수용부(43b)를 연결하는 판 형태의 연결부(43c)로 구성된다.
전술한 바와 같이 3D 카메라(41)의 렌즈(41a)와 레이저 모듈(42)로부터 조사되는 레이저가 상기 교차점을 향하도록 연결부(43c)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 하단으로부터 상단으로 갈수록 폭이 넓어지도록 부채꼴 형태로 형성된다.
즉, 3D 카메라(41)와 레이저 모듈(42)은 기울어진 상태로 제1수용부(43a)와 제2수용부(43b)에 각각 수용되어 그 중심축이 각각 상기 교차점을 향하게 된다.
한편, 브래킷(43)의 연결부(43c)에는 제1수용부(43a)와 제2수용부(43b)를 연결하는 복수의 제1보강리브(R1)가 형성된다.
또한, 제2연결부재(45)는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제1연결부재(44)에 착탈가능하게 결합되는 제2-1연결부재(45a)와, 제2-1연결부재(45a)에서 제1연결부재(44)에 맞닿은 면과 반대면에 착탈가능하게 결합되되 제2수용부(43b)의 외측 둘레 일부를 감싸는 형태로 형성된 제2-2연결부재(45b)와, 제2-2연결부재(45b)로부터 연장되되 상기 연결부(43c)와 대응되는 부채꼴 형상으로 이루어져 상기 연결부(43c)에 착탈가능하게 결합되는 제2-3연결부재(45c)로 이루어진다.
이와 같은 제2연결부재(45)에는, 제2-1연결부재(45a)와 제2-3연결부재(45c)를 연결하는 복수의 제2보강리브(R2)가 형성된다.
이처럼 3D 카메라 모듈(40)에서 브래킷(43)의 연결부(43c)에 제1보강리브(R1)를 형성하고 제2연결부재(45)에 제2보강리브(R2)를 형성함으로써, 구동모터(12)가 구동하는 경우 3D 카메라(41)로 전달되는 진동을 감쇠하여 3D 영상의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치에 채용되는 3D 카메라를 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치에 채용되는 레이저 모듈을 나타낸 도면이다.
3D 카메라(41)의 내부에는 3D 프로파일을 검출하는 알고리즘을 포함하고 있고, 레이저 모듈(42)은 라인 레이저의 초점거리 조절이 가능하며 레이저의 밝기 조절이 가능하다.
한편, 도 13은 본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치의 변형예를 나타낸 도면이고, 도 14는 도 13의 영상기반 용접부 검사장치를 아래에서 올려다 본 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 영상기반 용접부 검사장치는, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 회전 기구부(20)에 2개의 3D 카메라 모듈(40)을 결합하여 사용할 수도 있고, 필요에 따라 복수의 3D 카메라 모듈을 결합하여 사용할 수도 있다.
도 15는 본 발명에 따른 영상 기반 용접부 검사 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따른 영상 기반 용접부 검사 방법은 도 15에 도시된 바와 같이, 용접부를 포함하는 검사 대상의 위치로 2D 카메라 모듈을 이동시키는 2D 카메라 모듈 이동 단계(S10)와, 용접부를 포함하는 검사 대상의 2D 영상을 획득하는 2D 영상 획득 단계(S20)와, 2D 영상 획득 단계(S20)로부터 획득한 검사 대상의 2D 영상으로부터 검사 영역을 특정하는 검사 영역 특정 단계(S30)와, 검사 영역 특정 단계(S30)를 통해 특정된 검사 영역을 촬영하도록 3D 카메라 모듈을 이동시키는 3D 카메라 모듈 이동 단계(S40)와, 3D 카메라 모듈 이동 단계(S40)를 통해 이동한 3D 카메라 모듈을 이용하여 검사 영역에 대한 3D 영상을 획득하는 3D 영상 획득 단계(S50)와, 3D 영상 획득 단계(S50)를 통해 획득한 검사 영역의 3D 영상을 이용하여 용접부의 품질을 판별하는 품질 판별 단계(S60)를 포함한다.
도 16은 도 15에 도시된 영상 기반 용접부 검사 방법을 수행하는 용접부 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
영상 기반 용접부 검사 장치는 도 16에 도시된 바와 같이, 2D 영상을 획득하는 2D 카메라 모듈(30)과, 2D 카메라 모듈(30)을 이동시키는 구동모듈(10)의 로봇팔(11)과, 3D 영상을 획득하는 3D 카메라 모듈(40)과, 3D 카메라 모듈(40)을 이동시키는 구동모듈(10)의 구동모터(12) 및 회전 기구부(20)와, 2D 카메라 모듈(30), 3D 카메라 모듈(40) 및 구동모듈(10)을 제어하는 제어부(50)를 포함하여 이루어진다.
2D 카메라 모듈(30)은 검사 대상에 대한 2D 영상을 획득한다. 이를 위하여, 2D 카메라 모듈(30)은 2D 카메라와 조명모듈을 구비하며, 제어부(50)에 의해 그 작동이 제어된다.
2D 카메라 모듈(30)을 통해 획득된 2D 영상 데이터는 제어부(50)로 전송된다.
이러한 2D 카메라 모듈(30)은 구동모듈(10)의 로봇팔(11)에 의해 이동하여 그 위치가 변경될 수 있다.
3D 카메라 모듈(40)은 검사 대상에서 특정된 검사 영역에 대한 3D 영상을 획득한다.
본 실시예에서의 3D 카메라 모듈(40)은 레이저를 이용한 라인 스캔(line scan) 방법을 이용하여 3D 영상을 획득하는 것으로 설명한다.
레이저를 이용한 라인 스캔 방법은 검사 대상에 레이저를 투사하고 이에 의해 형성된 외관을 통해 검사하는 방법으로서 3D 카메라를 이용한 검사에서 통상적으로 사용되는 방법이다.
이러한 레이저를 이용한 라인 스캔 방법으로 3D 영상을 획득하는 기술은 주지관용기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 레이저를 이용한 라인 스캔 방법 외에 3D 카메라 모듈(40)은 일반적인 3D 카메라를 이용하여 3D 영상을 획득할 수도 있다.
이때, 3D 카메라 모듈(40)을 통해 획득된 3D 영상 데이터는 제어부(50)로 전송된다.
3D 카메라 모듈(40)은 구동모듈(10)의 구동모터(12)와 회전 기구부(20)에 의해 이동하여 그 위치가 변경될 수 있다.
제어부(50)는 2D 카메라 모듈(30), 3D 카메라 모듈(40) 및 구동모듈(10)의 작동을 제어하며, 2D 카메라 모듈(30)로부터 전송된 2D 영상 데이터와 3D 카메라 모듈(40)로부터 전송된 3D 영상 데이터를 처리한다.
아울러, 제어부(50)는 2D 카메라 모듈(30)로부터 전송된 2D 영상 데이터를 처리하여 검사 대상에서 용접비드를 검출하여 검사 영역을 특정하고, 3D 카메라 모듈(40)로부터 전송된 3D 영상 데이터를 처리하여 용접부에 대한 정확한 3차원 형상을 복원하여 이로부터 불량 여부를 판단한다.
도 17은 2D 영상 획득 단계(S20)를 통해 획득된 2D 영상의 일예를 나타낸 도면이다.
도 15에 도시된 2D 영상 획득 단계(S20)에서는 용접부를 포함하는 검사 대상의 2D 영상 데이터가 2D 카메라 모듈(30)에 의해 획득된다.
이때, 용접 대상물(A)의 주변에는 도 17에 도시된 바와 같이 용접비드(W)가 형성되어 있다.
2D 영상 획득 단계(S20)가 완료된 후에는 검사 영역 특정 단계(S30)가 수행된다.
검사 영역 특정 단계(S30)에서는 2D 영상 획득 단계(S20)로부터 획득한 검사 대상의 2D 영상으로부터 검사 영역이 특정된다.
검사 영역 특정 단계(S30)는 2D 영상 획득 단계(S20)에서 획득된 2D 영상 데이터를 처리하도록 제어부(50)에서 수행된다.
검사 영역 특정 단계(S30)에서 용접비드(도 17의 W)가 검출되고, 용접비드(W)를 포함하는 가능한 최소한의 영역(도 17의 파선 내부 영역)이 검사 영역으로 특정된다.
특정된 검사 영역의 위치 정보는 제어부(50)에 저장된다.
검사 영역 특정 단계(S30)가 완료된 후에는 3D 카메라 모듈 이동 단계(S40)가 수행된다.
3D 카메라 모듈 이동 단계(S40)에서는 검사 영역 특정 단계(S30)를 통해 특정된 검사 영역(도 17의 파선 내부 영역)을 촬영하도록 3D 카메라 모듈(40)이 구동모듈(10)의 구동모터(12)와 회전 기구부(20)에 의해 이동한다.
구동모듈(10)의 구동모터(12)와 회전 기구부(20)는 제어부(50)에 의해 제어되어서 3D 카메라 모듈(40)을 이동시킨다.
3D 카메라 모듈 이동 단계(S40)가 수행된 후에는 3D 영상 획득 단계(S50)가 수행된다.
3D 영상 획득 단계(S50)에서는 3D 카메라 모듈 이동 단계(S40)를 통해 이동한 3D 카메라 모듈(40)을 이용하여 특정된 검사 영역에 대한 3D 영상이 획득된다.
3D 영상 획득 단계(S50)를 통해 획득된 3D 영상 데이터는 제어부(50)로 전송된다.
본 발명에서는 3D 영상이 검사 대상 전체가 아니라 2D 영상을 이용하여 특정된 검사 영역에 대해서만 획득되므로, 용접부에 대한 신속하고 정확한 검사가 가능하게 된다.
3D 영상 획득 단계(S50)가 완료된 후에는 품질 판별 단계(S60)가 수행된다.
품질 판별 단계(S60)에서는 3D 영상 획득 단계(S50)를 통해 획득된 특정된 검사 영역에 대한 3D 영상 데이터를 이용하여 용접부에 대한 불량 여부가 판단된다.
품질 판별 단계(S60)는 제어부(50)가 3D 영상 획득 단계(S50)를 통해 획득된 3D 영상 데이터로부터 특정된 검사 영역에 대한 3D 영상을 복원하고, 용접부의 정확한 3차원 형상으로부터 용접 품질이 판별된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 구동모듈 12 : 구동모터
20 : 회전 기구부 21 : 제1회전부재
22 : 제2회전부재 30 : 2D 카메라 모듈
31 : 케이스 32 : 2D 카메라
33 : LED 조명모듈 40 : 3D 카메라 모듈
41 : 3D 카메라 42 : 레이저 모듈
43 : 브래킷 44 : 제1연결부재
45 : 제2연결부재

Claims (9)

  1. 외부로부터 전원을 인가받아 구동력을 발생시키는 구동모터를 포함하는 구동모듈;
    상기 구동모터의 하부에 위치하고, 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 회전하는 회전 기구부;
    2D 카메라의 렌즈가 하방을 향하도록 상기 회전 기구부의 하부에 결합되되, 상기 회전 기구부가 회전하는 경우 상기 회전 기구부에 내설된 회전방지 기구에 의해 회전이 방지되도록 이루어진 2D 카메라 모듈; 및
    상기 회전 기구부와 일체로 회전하도록 상기 회전 기구부에 착탈가능하게 결합되고, 3D 카메라의 렌즈는 그 중심축과 상기 2D 카메라 렌즈의 중심축이 교차하는 교차점을 향하도록 배치되는 3D 카메라 모듈;을 포함하며,
    상기 3D 카메라 모듈은,
    3D 카메라;
    상기 교차점을 향하도록 레이저를 조사하는 레이저 모듈;
    상기 3D 카메라와 레이저 모듈을 각각 수용하도록 형성된 브래킷;
    상기 회전 기구부에 착탈 가능하게 결합되는 제1연결부재; 및
    일측은 상기 제1연결부재에 착탈 가능하게 결합되고, 타측은 상기 브래킷에 착탈가능하게 결합되는 제2연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 2D 카메라 모듈은,
    원통형태로 이루어진 케이스와, 상기 케이스의 내부에 마련되는 2D 카메라와, 상기 케이스의 내측 둘레를 따라 마련되는 LED 조명모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 브래킷은,
    상기 3D 카메라가 수용되는 제1수용부와,
    상기 제1수용부와 이격되어 상기 레이저 모듈이 수용되는 제2수용부와,
    상기 제1수용부와 제2수용부를 연결하는 판 형태의 연결부로 이루어지되,
    상기 3D 카메라의 렌즈와 상기 레이저 모듈로부터 조사되는 레이저가 상기 교차점을 향하도록 상기 연결부는 하단으로부터 상단으로 갈수록 폭이 넓어지도록 부채꼴 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 연결부에는,
    상기 제1수용부와 제2수용부를 연결하는 복수의 제1보강리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2연결부재는,
    상기 제1연결부재에 착탈가능하게 결합되는 제2-1연결부재와,
    상기 제2-1연결부재에서 상기 제1연결부재에 맞닿은 면과 반대면에 착탈가능하게 결합되되 상기 제2수용부의 외측 둘레 일부를 감싸는 형태로 형성된 제2-2연결부재와,
    상기 제2-2연결부재로부터 연장되되 상기 연결부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 연결부에 착탈가능하게 결합되는 제2-3연결부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2연결부재에는,
    상기 제2-1연결부재와 제2-3연결부재를 연결하는 복수의 제2보강리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전 기구부는,
    원판 형태로 이루어져 수평으로 배치되는 제1회전부재; 및
    원통 형태로 이루어져 직경이 상기 제1회전부재의 직경보다 작게 형성되고, 상기 제1회전부재의 저면에 세로로 연장되는 제2회전부재;를 포함하여 이루어지고,
    상기 제2회전부재의 외주면에는 상기 제1연결부재가 결합되는 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2회전부재는,
    상기 제1회전부재의 저면으로부터 연장되고 외주면에 상기 결합부가 형성되는 제2-1회전부재와,
    상기 제2-1회전부재의 하단으로부터 연장형성되되 외경이 상기 제2-1회전부재의 외경보다 작게 형성되는 제2-2회전부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상기반 용접부 검사장치.
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