KR102139221B1 - 실러 품질 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실러 품질 검사 장치에 관한 것으로, 이는 실러 작업 영역을 칼라 카메라와 열화상 카메라를 통해 동시 촬영하여 칼라 영상과 열화상 영상을 획득하는 영상 촬영부; 상기 칼라 영상과 상기 열화상 영상을 하나의 영상으로 합성하는 영상 합성부; 상기 칼라 영상에서의 토출봉, 실러, 판넬의 위치값을 기반으로 상기 열화상 영상내 토출봉, 실러, 판넬 각각의 위치를 식별한 후, 상기 열화상 영상의 열 분포도로부터 토출봉, 실러, 판넬 각각의 온도를 검출하는 열화상 영상 분석부; 상기 토출봉, 실러, 판넬 중 적어도 하나의 온도가 기 설정치를 벗어나는 경우, 온도 이상 발생을 즉각 통보하는 알람부; 상기 칼라 영상을 통해 실러 도포 면적을 검출하고, 실러 온도를 통해 실러 도포 높이를 유추한 후, 상기 실러 도포 면적과 높이에 기반하여 실러 토출량을 산출하는 토출량 산출부; 및 상기 실러 토출량을 기 획득된 토출량 설정값과 비교 분석하여, 정량 토출 여부를 확인 및 통보하는 품질 판단부;를 포함한다.

Description

실러 품질 검사 장치{System for inspection quality of sealer}

본 발명은 자동차 제조용 실러 토출 시스템에 의해 토출되는 실러의 품질을 보다 정확하고 효율적으로 검사할 수 있도록 하는 실러 품질 검사 장치에 관한 것이다.

자동차 제조용 실러 토출 시스템은 자동차 구조물을 접합하기 위한 것으로, 차량용 글라스 부품뿐 아니라 다른 차량용 부품의 조립 공정에도 매우 유용하게 활용되고 있다.

이러한 실러는 사용과정에서 대략 35도의 온도 범위에서 요구되는 점성을 유지할 수 있다. 만약, 적정 온도 보다 낮다면, 실러가 굳어지는 문제, 제품 도포시 용접팁쪽으로 말리게 되는 문제, 점도가 낮아짐으로 인해 판넬에 붙지 않고 떨어지는 문제 등이 발생한다. 또한 적정 온도가 보다 높다면, 실러가 퍼지는 문제, 제품 도포시 실러가 판넬에서 흐르는 문제, 온도와 압력 모두 높아지는 경우 경화되는 문제 등이 발생한다.

그러나 종래의 자동차 제조용 실러 토출 시스템의 경우, 실러룸, 실러호스, 토출건에 대해서는 온도 관리를 하고 있으나, 토출봉에 대해서는 온도 관리를 하지 못하고 있는 문제, 현장 내 온도에 따른 실러 장치 점검 문제, 겨울철 토출봉내 실러가 굳어 발생하는 품질 문제 해결을 위해 일정시간 동안 실러를 토출해야 하는 문제, 토출봉 내에 실러가 굳어 품질 문제 등을 가진다.

또한 실러는 압력에도 민감한 특성을 가진다. 즉, 실러에 높은 압력이 가해질 경우 경화되는 특징을 가지므로, 실러 장치는 압력 센서를 이용하여 내부압력을 측정하며 관리하고 있다.

더하여, 정확한 토출량 측정이 불가한 문제도 있다. 실러 장치는 서보 모터를 이용하여 부스터(booster)에서 토출건에 실러를 밀어주면 토출건은 이를 공기압(Air)을 이용하여 토출하는 방식을 채택하고 있는 데, 이와 같이 공기압을 이용하여토출을 하는 경우 정량 토출이 불가한 문제가 있다. 즉, 시스템 설정량과 실제 토출량간에 오차가 발생하는 문제가 있다.

국내공개특허 제10-2006-0110041호(공개일자 : 2006.10.24)

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 실러 온도 및 압력에 기반하여 실러 토출량을 보다 정확히 산출할 수 있도록 하는 실러 품질 검사 장치를 제공하고자 한다.

또한 토출봉의 온도를 실시간 확인 및 안내할 수 있도록 하는 실러 품질 검사 장치를 제공하고자 한다.

뿐 만 아니라 실러 토출 장치의 동작 이상도 확인 및 안내할 수 있도록 하는 실러 품질 검사 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 실러 작업 영역을 칼라 카메라와 열화상 카메라를 통해 동시 촬영하여 칼라 영상과 열화상 영상을 획득하는 영상 촬영부; 상기 칼라 영상과 상기 열화상 영상을 하나의 영상으로 합성하는 영상 합성부; 상기 칼라 영상에서의 토출봉, 실러, 판넬의 위치값을 기반으로 상기 열화상 영상내 토출봉, 실러, 판넬 각각의 위치를 식별한 후, 상기 열화상 영상의 열 분포도로부터 토출봉, 실러, 판넬 각각의 온도를 검출하는 열화상 영상 분석부; 상기 토출봉, 실러, 판넬 중 적어도 하나의 온도가 기 설정치를 벗어나는 경우, 온도 이상 발생을 즉각 통보하는 알람부; 상기 칼라 영상을 통해 실러 도포 면적을 검출하고, 실러 온도를 통해 실러 도포 높이를 유추한 후, 상기 실러 도포 면적과 높이에 기반하여 실러 토출량을 산출하는 토출량 산출부; 및 상기 실러 토출량을 기 획득된 토출량 설정값과 비교 분석하여, 정량 토출 여부를 확인 및 통보하는 품질 판단부;를 포함하는 실러 품질 검사 장치를 제공한다.

상기 영상 합성부는 상기 칼라 영상과 상기 열화상 영상을 위치 정렬한 후, 상기 칼라 영상과 상기 열화상 영상의 크기를 일치시킨 후 하나의 영상으로 합성하며, 상기 칼라 영상의 객체 검출 결과를 통해 상기 열화상 영상에서의 토출봉, 실러, 판넬 각각의 위치를 식별하는 것을 특징으로 한다.

상기 토출량 산출부는 상기 실러 온도는 상기 열화상 영상 분석부에 의해 검출된 실러 온도 이외에 토출봉 온도, 판넬 온도, 실러 설비 온도 중 적어도 하나를 추가 고려하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 토출량 산출부는 상기 실러 온도 이외에 실러 토출 압력을 추가 고려하여 실러 도포 높이를 유추하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더하여 상기 품질 판단부는 기 설정된 실러 토출 압력과 실러 토출량간의 상관관계에 기반하여 실러 토출 압력에 대응되는 실러 토출량을 유추한 후, 상기 토출량 산출부에 의해 산출된 실러 토출량과 비교 분석함으로써, 부스터 이상 여부를 검출 및 통보하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 칼라 영상과 열화상 영상을 이용하여 보다 정확한 실러 온도를 검출하고, 실러 온도와 압력 모두를 고려하여 실러 토출량을 산출하도록 함으로써, 검사 동작의 정확도를 극대화할 수 있도록 한다.

또한 열화상 영상을 이용하여 토출봉의 온도를 실시간 확인 및 안내하고, 뿐 만 아니라 부스터의 동작 이상도 확인 및 안내할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 자동차 제조용 실러 토출 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실러 품질 검사 장치를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실러 품질 검사 장치의 동작 방법을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 자동차 제조용 실러 토출 시스템을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자동차 제조용 실러 토출 시스템은 공기압(Air)을 이용하여 토출봉(111)으로 실러를 토출하는 토출건(112), 토출건(112)으로 실러를 공급하는 부스터(113)로 구성되는 실러 토출 장치(110), 실러 토출 장치(110)의 작업 위치를 3차원적으로 조정하는 로봇 암(120), 토출건(112) 구동을 위한 공기압을 발생 및 공급하는 공압 실린더(130), 그리고 시스템 전반의 동작을 제어하면서, 실러 토출 압력, 실러 설비 온도, 토출량 설정값에 대한 정보를 획득 및 제공하는 실러 컨트롤러(140)로 구현된다.

그리고 실러 품질 검사 장치(200)는 실러 토출 장치(110), 특히 토출건(112)에 인접 설치된 칼라 카메라(211)와 열화상 카메라(212)를 구비하고, 이들을 통해 획득된 칼라 영상과 열화상 영상을 기반으로 토출건의 온도를 검출 및 통보하고, 실러의 정량 토출 여부를 확인 및 통보하는 등의 실러 품질 검사 동작을 수행하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실러 품질 검사 장치를 도시한 도면이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실러 품질 검사 장치(200)는 실러 작업 영역을 칼라 카메라(211)와 열화상 카메라(212)를 통해 동시 촬영하여 칼라 영상과 열화상 영상을 획득하는 영상 촬영부(210), 칼라 영상과 열화상 영상을 하나의 영상으로 합성하는 영상 합성부(220), 칼라 영상에서의 토출봉, 실러, 판넬 각각의 위치값을 기반으로 열화상 영상내 토출봉, 실러, 판넬 각각의 위치를 식별한 후, 열화상 영상의 열 분포도로부터 토출봉, 실러, 판넬 각각의 온도를 검출하는 열화상 영상 분석부(230), 칼라 영상을 통해 판넬에서의 실러 도포 면적을 검출한 후, 실러 도포 면적을 실러 토출량으로 환산하여 출력하는 토출량 산출부(240), 및 실러 토출량을 실러 컨트롤러로부터 통보되는 토출량 설정값과 비교 분석하여, 정량 토출 여부를 확인 및 통보하는 품질 판단부(250), 토출량 이상 발생을 통보하거나, 토출봉, 실러, 판넬 중 적어도 하나의 온도가 기 설정치를 벗어나는 경우, 온도 이상 발생을 즉각 통보하는 알람부(260) 등을 포함한다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실러 품질 검사 장치의 동작 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 합성 방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 칼라 카메라(211)와 열화상 카메라(212)를 통해 칼라 영상과 열화상 영상이 획득되면, 영상 합성부(220)는 칼라 카메라(211)와 열화상 카메라(212) 각각의 캘리브레이션 정보(즉, 카메라 위치값)을 기반으로 칼라 영상과 열화상 영상을 위치 정렬한다.

그리고 칼라 영상의 크기를 기준으로 열화상 영상의 크기를 조정하여, 칼라 영상과 열화상 영상의 크기가 동일해지도록 한다. 그리고 나서, 칼라 영상과 열화상을 하나의 영상으로 합성하여, 센서 퓨전 영상을 생성하도록 한다.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 이상 검출 방법에 대해 설명하기로 한다.

참고로, 칼라 영상을 이용해서는 형태 또는 색상 기반으로 객체 검출이 가능하나, 열화상 영상을 이용해서는 객체 검출이 전혀 불가능한 특징이 있다.

그러나 본 발명에서는 열화상 영상내 토출봉, 실러, 판넬 각각을 식별한 후, 이들의 열 분포도로부터 토출봉, 실러, 판넬 각각의 온도를 검출해야 한다. 이에 본 발명에서는 칼라 영상과 열화상 영상을 합성하여 칼라 영상과 열화상 영상의 위치 관계를 파악한 후, 칼라 영상의 객체 검출 결과를 통해 열화상 영상에서의 동일 객체 위치를 유추할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명의 열화상 영상 분석부(230)는 칼라 영상에서의 토출봉, 실러, 판넬 각각의 위치값을 검출하고, 이를 반영하여 열화상 영상내에서의 토출봉, 실러, 판넬 각각의 위치를 식별할 수 있도록 한다.

그리고 나서, 열화상 영상내에서의 토출봉, 실러, 판넬 각각의 열분포도를 검출 및 분석하여 토출봉, 실러, 판넬 각각의 온도를 산출한다.

토출봉, 실러, 판넬 중 적어도 하나의 온도가 기 설정 온도 범위를 벗어나면, 해당 객체의 온도가 비정상 상태임을 작업자 단말, 상위 시스템, 실러 컨트롤러 등에 즉각적으로 통보함으로써, 이에 관련된 후속 조치가 보다 신속 정확하게 이루어질 수 있도록 한다.

특히, 토출봉의 온도는 실러 품질에 가장 큰 영향을 주나, 온도 제어를 통해 열선이 없으며, 토출봉의 길이가 길어질수록 토출봉 입구와 토출봉 출구간 온도차가 커지게 된다.

이에 토출봉의 출구의 온도를 중점적으로 모니터링하고, 이의 온도 이상 상태를 즉각적으로 검출 및 통보할 수 있도록 함으로써, 실러 품질 저하 발생을 사전에 방지할 수 있도록 한다.

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 실러 품질 검사 방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 품질 판단부(250)는 실러 컨트롤러(130)로부터 제공되는 토출량 설정값에 대한 정보를 수신 및 저장한다(S1).

그리고 칼라 영상을 통해 판넬에 도포된 실러를 검출하고, 이의 면적(즉, 폭과 길이)을 면적을 산출한다(S2).

그리고 열화상 영상을 통해 획득된 실러 온도 및 실러 토출 압력 중 적어도 하나를 기반으로 실러 도포 높이를 유추한다(S3).

즉, 실러의 점성은 온도와 압력에 영향을 받으며, 실러 점성에 따라 실러 도포 높이가 달라짐을 고려하여, 이들의 상관관계를 기계학습, 회귀 상관 분석 등을 통해 사전 획득 및 저장한 후, 실러 온도 및 실러 토출 압력을 기반으로 실러 도포 높이를 역추적하도록 한다.

이때, 실러 온도는 실러 자체의 온도 뿐 아니라 토출봉 온도, 판넬 온도, 실러 설비 온도에 의해 영향을 받으므로, 실러 자체 온도, 토출봉 온도, 판넬 온도, 실러 설비 온도 중 적어도 하나를 통해 최종 결정되도록 한다. 실러 압력은 실러 토출 장치(110)가 토출건(112)가 실러를 토출하는 압력, 즉 실러 토출 압력에 의해 결정된다. 이때, 실러 설비 온도와 실러 토출 압력은 실러 컨트롤러에 의해 기본적으로 획득 및 제공되는 정보이다.

그리고 실러 도포 면적과 높이를 기반으로 실러 도포 부피, 즉 실러 토출량을 산출한 후, 실러 컨트롤러(130)에 전송한 토출량 설정값과 비교하도록 한다(S4).

만약, 실러 토출량과 토출량 설정값과의 차이가 기 설정치 이하면(S5), 실러 도포가 정상 상태임을, 그렇지 않으면 실러 도포가 불량 상태임을 확인 및 통보하도록 한다(S6, S7).

더하여, 본 발명의 품질 판단부(250)는 실러 토출 압력과 실러 토출량간을 비교 분석하여, 부스터 이상 여부도 추가 검출할 수 있도록 한다.

실러 토출 장치(110)의 실러 토출 압력에 의해 실러 토출량에 결정되므로, 본 발명에서는 실러 토출 압력과 실러 토출량간의 상관관계를 소정 시간을 두고 수집 및 분석하는 경우, 실러 토출 압력으로부터 실러 토출량을 유추하도록 한다.

그러고 나서 실러 토출 압력으로부터 유추된 실러 토출량과 단계 S4를 통해 산출되는 실러 토출량과 비교하여, 그 편차가 기 설정치 이상이면, 부스터가 현재 오동작 상태임을 확인 및 통보하도록 한다. 즉, 부스터에 문제가 발생하여 실러 토출 압력을 100% 이용하여 실러를 토출하지 못함을 확인 및 통보하도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 실러 작업 영역을 칼라 카메라와 열화상 카메라를 통해 동시 촬영하여 칼라 영상과 열화상 영상을 획득하는 영상 촬영부;
   상기 칼라 영상과 상기 열화상 영상을 하나의 영상으로 합성하는 영상 합성부;
   상기 칼라 영상에서의 토출봉, 실러, 판넬의 위치값을 기반으로 상기 열화상 영상내 토출봉, 실러, 판넬 각각의 위치를 식별한 후, 상기 열화상 영상의 열 분포도로부터 토출봉, 실러, 판넬 각각의 온도를 검출하는 열화상 영상 분석부;
   상기 토출봉, 실러, 판넬 중 적어도 하나의 온도가 기 설정치를 벗어나는 경우, 온도 이상 발생을 즉각 통보하는 알람부;
   상기 칼라 영상을 통해 실러 도포 면적을 검출하고, 실러 온도를 통해 실러 도포 높이를 유추한 후, 상기 실러 도포 면적과 높이에 기반하여 실러 토출량을 산출하는 토출량 산출부; 및
   상기 실러 토출량을 기 획득된 토출량 설정값과 비교 분석하여, 정량 토출 여부를 확인 및 통보하는 품질 판단부;를 포함하는 실러 품질 검사 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 영상 합성부는
   상기 칼라 영상과 상기 열화상 영상을 위치 정렬한 후, 상기 칼라 영상과 상기 열화상 영상의 크기를 일치시킨 후 하나의 영상으로 합성하며,
   상기 칼라 영상의 객체 검출 결과를 통해 상기 열화상 영상에서의 토출봉, 실러, 판넬 각각의 위치를 식별하는 것을 특징으로 하는 실러 품질 검사 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 토출량 산출부는
   상기 실러 온도는 상기 열화상 영상 분석부에 의해 검출된 실러 온도 이외에 토출봉 온도, 판넬 온도, 실러 설비 온도 중 적어도 하나를 추가 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 실러 품질 검사 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 토출량 산출부는
   상기 실러 온도 이외에 실러 토출 압력을 추가 고려하여 실러 도포 높이를 유추하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실러 품질 검사 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 품질 판단부는
   기 설정된 실러 토출 압력과 실러 토출량간의 상관관계에 기반하여 실러 토출 압력에 대응되는 실러 토출량을 유추한 후, 상기 토출량 산출부에 의해 산출된 실러 토출량과 비교 분석함으로써, 부스터 이상 여부를 검출 및 통보하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실러 품질 검사 장치.

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