KR102246867B1 - 복합식 치수 측정 장치 및 그 장치의 치수 측정 방법 - Google Patents

복합식 치수 측정 장치 및 그 장치의 치수 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 접촉식 선형 센서의 측정 단자를 측정 대상물의 측정 대상 영역에 접촉시키는 접촉식 치수 측정 모듈; 측정 대상물과 측정 단자의 접촉 상태를 촬영한 측정 이미지를 획득하고 측정 대상물에서 측정 대상 영역의 주변을 촬영하는 비접촉식 치수 측정 모듈; 및 접촉식 치수 측정 모듈의 전기 신호로부터 실제 치수 측정값과 비접촉식 치수 측정 모듈의 측정 이미지로부터 예비 치수 측정값을 구한 후 비교해서, 예비 치수 측정값과 실제 치수 측정값이 서로 다른 때, 측정 이미지를 축적(scaling)시킨 후 측정 축적 이미지를 바탕으로 측정 대상 영역의 주변을 이미지 치수 측정을 수행하거나, 예비 치수 측정값과 실제 치수 측정값이 동일한 때, 측정 추가 이미지를 바탕으로 측정 대상 영역의 주변을 이미지 치수 측정을 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

복합식 치수 측정 장치 및 그 장치의 치수 측정 방법{MULTIFUNCTIONAL DIMENSION-MEASURING APPARATUS AND METHOD OF MEASURING DIMENSION WITH THE SAME}
본 발명은, 측정 대상물의 형상 크기 및 재질 특성을 특정짓게 하는 복합식 치수 측정 장치 및 그 장치의 치수 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 치수 측정 기구는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 비접촉식 치수 측정 기구(50)와 접촉식 치수 측정 기구(100)로 나뉘어진다. 상기 비접촉식 치수 측정 기구(50)는 카메라 보통 렌즈(도면에 미도시)와 고체 촬상 소자(40)로 이루어진다. 상기 카메라 보통 렌즈는 하나의 화각(field of view; FOV)에서 동일한 크기의 측정 대상물(10)에 대해 직선 거리에 따라 원근감을 나타내어 도면에 도시되지 않았지만 고체 촬상 소자(40)에 원근 왜곡을 일으킨다.
또한, 상기 동일한 크기의 측정 대상물(10)이 여러 개로 준비되는 때, 상기 카메라 보통 렌즈는 하나의 화각(FOV) 내에서 렌즈의 중심에 있는 측정 대상물(10)과 렌즈의 중심으로부터 벗어난 측정 대상물(10)에 대해 고체 촬상 소자(40)에 원근 왜곡을 일으킨다. 즉, 상기 렌즈의 중심에 있는 측정 대상물(10)이 고체 촬상 소자(40)에서 원근 왜곡 없이 제1 이미지(20)로 촬상되나, 상기 렌즈의 중심으로부터 벗어난 측정 대상물(10)은 원근 왜곡을 갖는 제2 이미지(30)로 촬상된다.
상기 제2 이미지(30)는 치수 측정시 측정 대상물(10)에 대해 경계를 모호하게 한다. 또한, 상기 비접촉식 치수 측정 기구(50)는, 이미지 치수 측정을 수행하기 때문에, 상기 비접촉식 치수 측정 기구(50) 주변에 위치되는 조명의 세기와 측정 환경으로부터 영향을 받아 고체 촬상 소자의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값으로 이루어진 이미지 세팅값을 동일 장소에서 시간에 따라 달리 가져 주기적으로 보정해야 한다.
만약, 상기 이미지 세팅값을 보정하지 않으면, 상기 비접촉식 치수 측정 기구(50)는 이미지 치수 측정의 결과물인 측정 이미지 상에서 측정 대상물의 점유 영역과 비점유 영역의 모호한 경계 때문에 이미지 치수 측정 값을 확정지을 수 없다. 한편, 상기 접촉식 치수 측정 기구(100)는 선형 가변 변위 변환기(linear variable displacement transducer; LVDT; 90)로 이루어진다.
상기 선형 가변 변위 변환기(90)는 1차 코일(도면에 미도시)과 2차 코일(도면에 미도시)과 함께 원기둥 형상의 측정 단자(80)를 갖는다. 상기 1차 코일과 2차 코일은 측정 단자(80)의 양 측부에 위치되고, 상기 측정 단자(80)는 1차 코일과 2차 코일 사이에서 움직이면서 측정 대상물(70)와 접촉한다. 여기서, 상기 1차 코일이 A.C 전압을 공급받으면, 상기 2차 코일은 전자기 유도에 따라 A.C 유도 전압을 갖는다.
상기 측정 단자(80)는 1차 코일과 2차 코일 사이의 영역을 따라 움직이는 동안 2차 코일의 A.C 유도 전압을 가변시킨다. 즉, 상기 측정 단자(80)가 측정 대상물(70)의 크기에 따라 움직임 정도를 달리하므로, 상기 A.C 유도 전압은 측정 단자(80)의 움직임 정도에 따라 가변되어 측정 대상물(70)의 크기를 가늠하게 해준다.
그러나, 상기 접촉식 치수 측정 기구(100)가 비접촉식 치수 측정기(50) 대비 구입 비용 관점에서 저가이고 치수 정밀도 관점에서 정밀하지만, 상기 선형 가변 변위 변환기(90)는 측정 단자(80)의 크기 한계를 가지기 때문에 측정 대상물(70)에서 측정 단자(80)보다 더 작은 크기의 미세 영역(64, 68)을 측정하지 못한다.
상기 비접촉식 치수 측정 기구 및 접촉식 치수 측정 기구는 한국등록특허공보 제10-1063946호에서 그리고 한국공개특허공보 제10-2012-0065525호에 종래기술로써 유사하게 개시되고 있다.
한국등록특허공보 제10-1063946호 한국공개특허공보 제10-2012-0065525호
본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 측정 대상물에 대한 비접촉식 그리고 접촉식 치수 측정을 통해, 고체 촬상 소자에서 측정 대상물을 원근 왜곡없이 촬상시키고 조명의 세기와 측정 환경의 영향을 배제하여 측정 이미지로부터 측정 대상물의 이미지 치수 측정값을 신뢰성 있게 확보함과 함께, 접촉식 치수 측정에서 나타나는 측정 단자의 크기 한계를 극복하여 측정 대상물의 미세 영역을 신속하고 용이하게 측정하는데 적합한 복합식 치수 측정 장치 및 그 장치의 치수 측정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 복합식 치수 측정 장치는, 접촉식 선형 센서를 구비하여 상기 접촉식 선형 센서의 측정 단자를 측정 대상물의 측정 대상 영역에 접촉시키는 접촉식 치수 측정 모듈; 상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역에서 상기 측정 대상물과 상기 측정 단자의 접촉 상태를 촬영한 측정 이미지를 획득하고 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 주변을 촬영하는 비접촉식 치수 측정 모듈; 및 상기 접촉식 치수 측정 모듈의 전기 신호로부터 실제 치수 측정값과 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 상기 측정 이미지로부터 예비 치수 측정값을 구한 후 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값을 비교해서, 상기 예비 치수 측정값과 상기 실제 치수 측정값이 서로 다른 때, 상기 측정 이미지를 축적(scaling)시킨 후 측정 축적 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상 영역의 상기 주변을 이미지 치수 측정을 수행하거나, 상기 예비 치수 측정값과 상기 실제 치수 측정값이 동일한 때, 측정 추가 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상 영역의 상기 주변을 이미지 치수 측정을 수행하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 측정 대상물의 변경 때마다 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값의 비교를 수행한다.
상기 접촉식 치수 측정 모듈은 상기 접촉식 선형 센서에서 전자기 유도를 바탕으로 구동되는 선형 가변 변위 변환기(linear variable displacement transducer; LVDT)를 포함할 수 있다.
상기 접촉식 치수 측정 모듈은, 상기 측정 대상물의 양 측부에 상기 접촉식 선형 센서를 위치시키는 때, 상기 측정 대상 영역의 양 측에서 상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물에 상기 측정 단자를 접촉시키고, 상기 측정 추가 이미지 또는 상기 측정 축적 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상물의 이미지 치수 측정을 위해서, 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물에 상기 측정 단자를 접촉시키고, 상기 실제 치수 측정값은 상기 제어부를 통해 상기 접촉식 선형 센서의 상기 전기 신호를 변환시켜 형성되는 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나의 디지털 숫자이고, 상기 제어부는 상기 이미지 치수 측정에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 형상의 크기를 간접적으로 측정할 수 있다.
상기 접촉식 치수 측정 모듈은, 상기 측정 대상물의 양 측부에 상기 접촉식 선형 센서를 위치시키는 때, 상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역에 상기 측정 단자를 접촉시키고, 상기 측정 추가 이미지 또는 상기 측정 축적 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상물의 이미지 치수 측정을 위해서, 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 상기 측정 단자의 접촉을 통해 상기 측정 대상물의 양 측 또는 일 측에 굴곡을 만들고, 상기 실제 치수 측정값은 상기 제어부를 통해 상기 접촉식 선형 센서의 상기 전기 신호를 변환시켜 형성되는 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나의 디지털 숫자이고, 상기 제어부는 상기 이미지 치수 측정에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 굴곡 형상을 통해 상기 측정 대상물의 강성 또는 복원력 또는 복원 속도를 간접적으로 측정할 수 있다.
상기 접촉식 치수 측정 모듈은, 상기 측정 대상물의 양 측부에 상기 접촉식 선형 센서를 위치시키는 때, 상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물의 측정 대상 영역에 상기 측정 단자를 접촉시키고, 상기 측정 추가 이미지 또는 상기 측정 축적 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상물의 이미지 치수 측정을 위해서, 상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물의 상기 양 측 또는 상기 일 측의 표면 돌기에 상기 측정 단자를 접촉시킨 후 상기 측정 단자를 통해 상기 측정 대상 영역의 표면 돌기를 짓누르고, 상기 실제 치수 측정값은 상기 제어부를 통해 상기 접촉식 선형 센서의 상기 전기 신호를 변환시켜 형성되는 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나의 디지털 숫자이고, 상기 제어부는 상기 이미지 치수 측정에서 상기 측정 대상물의 상기 주변에 표면 돌기 형상를 통해 상기 측정 대상물의 표면 거칠기를 간접적으로 측정할 수 있다.
상기 비접촉식 치수 측정 모듈은 렌즈의 하나의 화각(field of view; FOV)에서 상기 렌즈로부터 이격된 거리에 상관없이 상기 측정 대상물을 일정한 크기로, 그리고 상기 하나의 화각 내에서 렌즈의 중심으로부터 벗어나도 원근 왜곡 없이 촬영 방향의 정면에서 보는 것과 같이 상기 측정 대상물을 일정 크기로 촬상시킬 수 있다.
상기 비접촉식 치수 측정 모듈은 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)와 고체 촬상 소자를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 이미지 데이터를 생성시키는 영상 처리 프로그램과 사물 특정 데이터를 생성시키는 연산 처리 프로그램을 포함하는 컴퓨터; 및 상기 컴퓨터에 전기적으로 접속되어 상기 사물 특정 데이터를 디스플레이하는 표시기를 포함하고, 상기 영상 처리 프로그램은 상기 비접촉식 치수 측정 모듈에서 측정 환경으로부터 영향을 받는 고체 촬상 소자의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값을 포함하는 이미지 세팅 값을 바탕으로 수행될 수 있다.
상기 영상 처리 프로그램은 제1 영상 처리 프로그램과 제2 영상 처리 프로그램을 포함하고, 상기 제1 영상 처리 프로그램은, 상기 실제 치수 측정값의 측정 전, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 이전 촬영 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 제1 임계값을 기준으로 상기 측정 이미지 또는 상기 측정 추가 이미지를 형성시키고, 상기 제2 영상 처리 프로그램은, 상기 측정 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 상기 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 제2 임계값을 기준으로 상기 측정 축적 이미지를 형성시키고, 상기 측정 이미지와 상기 측정 추가 이미지는 상기 제1 임계값과 제1 이미지 세팅 값을 가지고, 상기 측정 축적 이미지는 상기 제2 임계값과 제2 이미지 세팅 값을 가지고, 상기 컴퓨터는 모니터를 통해 상기 측정 이미지, 상기 측정 추가 이미지 및 상기 측정 축적 이미지 중 적어도 하나를 외부에 디스플레이시킬 수 있다.
상기 사물 특정 데이터의 생성을 위해서, 상기 컴퓨터는, 상기 측정 단자와 상기 측정 대상 영역의 접촉을 통해, 상기 접촉식 선형 센서에서 상기 측정 단자의 코일 내 움직임 동안 코일의 인덕턴스의 변화를 전기 신호로 변환시킨 후, 상기 접촉식 선형 센서로부터 상기 전기 신호를 전달받고, 상기 연산 처리 프로그램을 통해 상기 전기 신호를 디지털 숫자로 변환하여 상기 디지털 숫자를 상기 실제 치수 측정값으로 구하거나, 상기 연산 처리 프로그램을 통해 상기 측정 대상 영역에서 상기 측정 이미지의 측정자로부터 상기 예비 치수 측정값, 또는 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 상기 측정 추가 이미지의 측정자 또는 상기 측정 축적 이미지의 측정자로부터 이미지 치수 측정값을 획득하거나, 상기 연산 처리 프로그램을 통해 상기 이미지 치수 측정값과 외력 적용값과 재료 변형 시간 중 적어도 하나를 연산 처리하여 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변으로부터 강성 값 또는 복원력값 또는 복원 속도값 또는 표면 거칠기 값을 구할 수 있다
상기 표시기는, 상기 실제 치수 측정값 또는 상기 예비 치수 측정값 또는 상기 이미지 치수 측정값 또는 상기 강성값 또는 상기 복원력값 또는 상기 복원 속도값 또는 상기 표면 거칠기 값을 디지털 또는 아나로그 방식으로 외부에 디스플레이할 수 있다.
상기 복합식 치수 측정 장치, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈과 상기 접촉식 치수 측정 모듈과 제어부를 지지하는 작업대; 및 상기 작업대 상에서 상기 접촉식 치수 측정 모듈에 위치되는 상기 측정 대상물을 조사하는 조명 기구를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법은, (ⅰ) 제어부 및 접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 측정 대상물에서 측정 대상 영역의 실제 치수 측정값을 구하고, (ⅱ) 상기 제어부 및 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 측정 대상 영역의 측정 이미지를 획득하고, (ⅲ) 상기 제어부 및 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 측정 이미지로부터 예비 치수 측정값을 구하고, (ⅳ) 상기 제어부를 이용하여 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값을 비교하고, (ⅴ) 상기 제어부를 이용하여 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값의 동일 여부를 판단하고, (ⅵ) 상기 제어부 및 상기 접촉식 치수 측정 모듈 및 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 주변을 이미지 치수 측정하는 것을 포함하고, 상기 (ⅳ) 단계는 상기 측정 대상물의 변경 때마다 수행될 수 있다.
상기 (ⅰ) 단계를 수행하는 것은, 상기 제어부를 사용하여 작업대 상에서 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 구동시키고, 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물의 양 측부에 상기 접촉식 선형 센서를 위치시키고, 상기 접촉식 치수 측정 모듈의 구동 동안, 상기 접촉식 치수 측정 모듈의 주변에서 상기 측정 대상물에 조명 기구의 조명을 비추고, 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역에 상기 접촉식 선형 센서의 측정 단자를 접촉시키고, 상기 제어부를 사용하여 상기 접촉식 치수 측정 모듈로부터 전기 신호를 수신받아 상기 제어부의 연산 처리 프로그램에서 상기 전기 신호를 디지털 숫자로 변환시키는 것을 포함하고, 상기 접촉식 선형 센서는 전자기 유도를 바탕으로 구동되는 선형 가변 변위 변환기(LVDT)를 포함하고, 상기 전기 신호는, 상기 측정 단자와 상기 측정 대상 영역의 접촉을 통해, 상기 접촉식 선형 센서에서 상기 측정 단자의 코일 내 움직임 동안 코일의 인덕턴스의 변화에 대응되어 생성될 수 있다.
상기 (ⅱ) 단계를 수행하는 것은, 상기 제어부를 사용하여 작업대 상에서 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 구동시키고, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 구동 동안, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물 앞에 텔레센트릭 렌즈를 위치시키고, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 구동 동안, 상기 텔레센트릭 렌즈 앞에서 상기 측정 대상물에 조명 기구의 조명을 비추고, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 텔레센트릭 렌즈를 통해 촬상 소자에 상기 측정 대상 영역과 상기 측정 단자의 접촉 형상을 촬상시키고, 상기 제어부를 사용하여 상기 비접촉식 치수 측정 모듈로부터 상기 접촉 형상에 대한 상기 측정 이미지를 전달받는 것을 포함하고, 상기 측정 이미지는, 상기 실제 치수 측정값의 측정 전, 상기 제어부의 제1 영상 처리 프로그램에서 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 이전 촬영 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 제1 임계값을 기준으로 형성될 수 있다.
상기 (ⅲ) 단계를 수행하는 것은, 상기 제어부를 사용하여 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 통해 상기 측정 이미지에서 상기 측정 대상 영역 상에 측정자를 디스플레이하고, 상기 제어부를 사용하여 상기 제어부의 연산 처리 프로그램을 통해 상기 측정자로부터 상기 예비 치수 측정값을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
상기 (ⅳ) 단계를 수행하는 것은, 상기 제어부를 이용하여 상기 제어부의 비교 판단 프로그램에서 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값을 비교하는 것을 포함할 수 있다.
상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값이 동일한 때, 상기 (ⅵ) 단계를 수행하는 것은, 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 이미지 치수 측정값을 구하기 위해서, 상기 제어부를 사용하여 상기 측정 이미지를 형성시키는 제1 영상 처리 프로그램의 수행과 관련된 제1 임계값과 제1 이미지 세팅 값을 유지시키고, 상기 제어부를 사용하여 작업대 상에서 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 구동시키고, 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 상기 접촉식 선형 센서의 측정 단자를 접촉시키고, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 제1 임계값과 상기 제1 이미지 세팅 값을 바탕으로 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변을 측정 추가 이미지로 촬영하고, 상기 제어부를 사용하여 상기 제어부의 연산 처리 프로그램에서 상기 측정 추가 이미지 내 측정자로부터 상기 이미지 치수 측정값을 획득하는 것을 포함하고, 상기 제1 이미지 세팅값은, 상기 제1 영상 처리 프로그램의 수행을 위해, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈에서 측정 환경으로부터 영향을 받는 고체 촬상 소자의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값을 포함하고, 상기 제1 임계값은, 상기 제1 영상 처리 프로그램에서, 상기 실제 치수 측정값의 측정 전, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 이전 촬영 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 할 수 있다.
상기 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법, (ⅶ) 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 추가 이미지를 바탕으로, 상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나를 측정하거나, 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 굴곡 형상을 통해 상기 측정 대상물의 강성 또는 복원력 또는 복원 속도를 측정하거나, 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 표면 돌기 형상을 통해 상기 측정 대상물의 표면 거칠기를 측정하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값이 서로 다른 때, 상기 (ⅵ) 단계를 수행하는 것은, 상기 제어부를 사용하여 상기 측정 이미지에 제2 영상 처리 프로그램을 적용하여 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값을 일치시키는 제2 임계값과 제2 세팅값을 선택하고, 상기 제어부를 사용하여 상기 제2 영상 처리 프로그램에서 상기 측정 이미지에 제2 임계값과 제2 세팅값을 적용하여 상기 측정 이미지를 축적(scaling)시키고, 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 이미지 치수 측정값을 구하기 위해서, 상기 제어부를 사용하여 작업대 상에서 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 구동시키고, 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 상기 접촉식 선형 센서의 측정 단자를 접촉시키고, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 제2 임계값과 상기 제2 이미지 세팅값을 바탕으로 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변을 측정 축적 이미지로 촬영하고, 상기 제어부를 사용하여 상기 제어부의 연산 처리 프로그램에서 상기 측정 축적 이미지 내 측정자로부터 상기 이미지 치수 측정값을 획득하는 것을 포함하고, 상기 제2 이미지 세팅값은, 상기 제2 영상 처리 프로그램의 수행을 위해, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈에서 측정 환경으로부터 영향을 받는 고체 촬상 소자의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값을 포함하고, 상기 제2 임계값은, 상기 제2 영상 처리 프로그램에서, 상기 측정 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 할 수 있다.
상기 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법, (ⅶ) 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 축적 이미지를 바탕으로, 상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나를 측정하거나, 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 굴곡 형상을 통해 상기 측정 대상물의 강성 또는 복원력 또는 복원 속도를 측정하거나, 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 표면 돌기 형상을 통해 상기 측정 대상물의 표면 거칠기를 측정하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 접촉식 치수 측정 모듈과 비접촉식 치수 측정 모듈을 결합시켜 측정 대상물에 대한 치수 측정을 위해, 비접촉식 치수 측정 모듈에 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)와 고체 촬상 소자를 구비하여 텔레센트릭 렌즈의 하나의 화각 내에서 텔레센트릭 렌즈로부터 직선으로 이격된 거리에 상관없이 그리고 렌즈의 중심으로부터 이격된 거리에 상관없이 고체 촬상 소자에 원근 왜곡없이 측정 대상물을 촬상시킬 수 있다.
본 발명은, 측정 대상물의 변경 때마다, 접촉식 치수 측정 모듈의 측정 대상물에 대한 실제 치수 측정값과 비접촉식 치수 측정 모듈의 측정 대상물에 대한 예비 치수 측정값의 동일 여부에 따라 예비 치수 측정값을 갖는 측정 이미지의 축적(scaling)을 고려하므로 조명의 세기와 측정 환경의 영향을 배제하여 측정 이미지로부터 측정 대상물의 이미지 치수 측정값을 신뢰성 있게 확보할 수 있다.
본 발명은, 측정 대상물의 치수 측정을 위해, 접촉식 치수 측정 모듈과 비접촉식 치수 측정 모듈을 순차적으로 사용하는 동안, 접촉식 치수 측정 모듈에서 선형 가변 변위 변환기의 측정 단자의 크기 한계를 극복하도록, 접촉식 치수 측정 모듈의 실제 치수 측정값을 기준으로 비접촉식 치수 측정 모듈의 이미지 치수 측정을 하여 측정 대상물의 미세 영역을 신속하고 용이하게 측정할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 비접촉식 치수 측정 기구를 개략적으로 보여주는 이미지이다.
도 2는 종래기술에 따른 접촉식 치수 측정 기구를 개략적으로 보여주는 이미지다.
도 3은 본 발명에 따른 복합식 치수 측정 장치를 일 방향에서 보여주는 이미지이다.
도 4는 본 발명에 따른 복합식 치수 측정 장치를 타 방향에서 보여주는 이미지이다.
도 5는 도 3 또는 도 4의 복합식 치수 측정 장치에서 접촉식 치수 측정 모듈의 측정 단자에 측정 대상물의 접촉 형상을 3차원적으로 보여주는 이미지이다.
도 6은 도 3 또는 도 4의 복합식 치수 측정 장치에서 텔레센트릭 렌즈를 보여주는 이미지이다.
도 7은 도 3 또는 도 4의 복합식 치수 측정 장치에서 비접촉식 치수 측정 모듈을 개략적으로 보여주는 이미지이다.
도 8은 3 또는 도 4의 복합식 치수 측정 장치에서 캡쳐 영상 부분(P) 내 접촉식 치수 측정 모듈의 측정 단자에 측정 대상물의 접촉 형상을 2차원적으로 보여주는 이미지이다.
도 9 내지 도 16은 도 3 또는 도 4에서 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법을 설명해주는 순서도 및 이미지이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 복합식 치수 측정 장치를 일 방향에서 보여주는 이미지이고, 도 4는 본 발명에 따른 복합식 치수 측정 장치를 타 방향에서 보여주는 이미지이다.
도 5는 도 3 또는 도 4의 복합식 치수 측정 장치에서 접촉식 치수 측정 모듈의 측정 단자에 측정 대상물의 접촉 형상을 3차원적으로 보여주는 이미지이고, 도 6은 도 3 또는 도 4의 복합식 치수 측정 장치에서 텔레센트릭 렌즈를 보여주는 이미지이다.
도 7은 도 3 또는 도 4의 복합식 치수 측정 장치에서 비접촉식 치수 측정 모듈을 개략적으로 보여주는 이미지이고, 도 8은 3 또는 도 4의 복합식 치수 측정 장치에서 캡쳐 영상 부분(P) 내 접촉식 치수 측정 모듈의 측정 단자에 측정 대상물의 접촉 형상을 2차원적으로 보여주는 이미지이다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 복합식 치수 측정 장치(210)는, 접촉식 치수 측정 모듈(180)과 함께 비접촉식 치수 측정 모듈(150)과 제어부(190, 200)를 포함한다. 여기서, 상기 접촉식 치수 측정 모듈(180)은 접촉식 선형 센서(174, 178)를 구비하여 접촉식 선형 센서(174, 178)의 측정 단자(도 8 또는 도 10의 172, 176)를 측정 대상물(220)의 측정 대상 영역(도 8 또는 도 10(a)의 길이 L1 부분(또는 표면적 A1 부분))에 접촉시킨다.
상기 접촉식 치수 측정 모듈(180)은 접촉식 선형 센서(174, 178)에서 전자기 유도를 바탕으로 구동되는 선형 가변 변위 변환기(linear variable displacement transducer; LVDT)를 포함한다. 상기 비접촉식 치수 측정 모듈(150)은 측정 대상물(220)의 측정 대상 영역(길이 L1 부분)에서 측정 대상물(220)과 측정 단자(172, 176)의 접촉 상태를 촬영한 측정 이미지(도 10의 (a))를 획득하고 측정 대상물(220)에서 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 주변(도 8의 길이 L2 또는 L3 부분)을 촬영한다.
잠시, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈(150)의 장점을 설명하기 위해, 상기 측정 대상물(220)을 도 1의 측정 대상물(10) 또는 도 6의 측정 대상물(M1)로 대체하면, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈(150)은 렌즈의 하나의 화각(field of view; FOV)에서 렌즈로부터 이격된 거리에 상관없이 측정 대상물(M1)을 일정한 크기로 도 6과 같이 촬상하고, 하나의 화각(FOV) 내에서 렌즈의 중심으로부터 벗어나도 원근 왜곡 없이 촬영 방향의 정면에서 보는 것과 같이 측정 대상물(10)을 일정 크기로 도 7과 같이 촬상시킨다.
즉, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈(150)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 렌즈의 중심에 있는 측정 대상물(10)과 상기 렌즈의 중심으로부터 벗어난 측정 대상물(10)을 고체 촬상 소자(120) 상에 동일한 형상의 이미지(130, 140)로 촬상시킨다. 따라서, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈(150)은 측정 대상물(10 또는 M1)의 원근 왜곡없이 측정 대상물(10 또는 M1)을 이미지 치수 측정할 수 있다.
본 발명으로 다시 돌아와서 설명하면, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈(150)의 장점을 구현하기 위해, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈(150)은 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens; 도면에 미도시)와 고체 촬상 소자(120)를 포함한다. 상기 제어부(190, 200)는 접촉식 치수 측정 모듈(180)의 전기 신호로부터 실제 치수 측정값과 비접촉식 치수 측정 모듈(150)의 측정 이미지(도 10(a))로부터 예비 치수 측정값을 구한 후 실제 치수 측정값과 예비 치수 측정값을 비교한다. 상기 예비 치수 측정값은 도 10(a)의 연속 촬영 이미지인 도 10(b) 또는 도 10(c)의 측정 대상 영역(길이 L1 부분)에서 측정자(P1 또는 P2 또는 P3)로부터 획득될 수 있다.
여기서, 상기 제어부(190, 200)는, 예비 치수 측정값과 실제 치수 측정값이 서로 다른 때, 측정 이미지(도 10(a))를 축적(scaling)시킨 후 측정 축적 이미지를 바탕으로 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 주변(도 8의 길이 L2 또는 L3 부분)을 이미지 치수 측정하거나, 예비 치수 측정값과 실제 치수 측정값이 동일한 때, 측정 추가 이미지를 바탕으로 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 주변(길이 L2 또는 L3 부분)을 이미지 치수 측정한다. 상기 제어부(190, 200)는 측정 대상물(220)의 변경 때마다 실제 치수 측정값과 예비 치수 측정값의 비교를 수행한다.
상기 측정 추가 이미지는 측정 이미지(도 10(a))와 동일한 임계값과 이미지 세팅값을 갖는다. 한편, 상기 복합식 치수 측정 장치(210)는 작업대(110)와 조명 기구(160)를 더 포함한다. 상기 작업대(110)는 비접촉식 치수 측정 모듈(150)과 접촉식 치수 측정 모듈(180)과 제어부(190, 200)를 지지한다. 상기 조명 기구(160)는 작업대(110) 상에서 접촉식 치수 측정 모듈(180)에 위치되는 측정 대상물(220)을 조사한다.
도 3 내지 도 8을 다시 참조하면, 상기 접촉식 치수 측정 모듈(180)과 제어부(190, 200)가 실시예 별로 아래와 같이 좀 더 상세하게 설명될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라서, 상기 접촉식 치수 측정 모듈(180)은, 측정 대상물(220)의 양 측부에 접촉식 선형 센서(174, 178)를 위치시키는 때, 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 양 측에서 측정 대상물(220)의 변형 발생 없이 측정 대상물(220)에 측정 단자(172, 176)를 접촉시킨다.
또한, 상기 접촉식 치수 측정 모듈(180)은 측정 추가 이미지 또는 측정 축적 이미지를 바탕으로 측정 대상물(220)의 이미지 치수 측정을 위해서, 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 주변(길이 L2 또는 L3 부분)에서 측정 대상물(220)의 변형 발생 없이 측정 대상물(220)에 측정 단자(172, 176)를 접촉시킨다.
여기서, 상기 실제 치수 측정값은 제어부(190, 200)를 통해 접촉식 선형 센서(174, 178)의 전기 신호를 변환시켜 형성되는 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나의 디지털 숫자이다. 상기 제어부(190, 200)는 이미지 치수 측정에서 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 주변(길이 L2 또는 L3 부분)에 형상의 크기를 간접적으로 측정한다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 도 13, 또는 도 14, 또는 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 접촉식 치수 측정 모듈(180)은, 측정 대상물(도 13의 230, 또는 도 14의 240, 또는 도 15의 250)의 양 측부에 접촉식 선형 센서(174, 178)를 위치시키는 때, 측정 대상물(230 또는 240 또는 250)의 변형 발생 없이 측정 대상물(230 또는 240 또는 250)의 측정 대상 영역(도 13의 길이 L4 부분(또는 표면적 A2 부분), 또는 도 14의 길이 L5 부분(또는 표면적 A3 부분), 또는 도 15의 길이 L6 부분(또는 표면적 A4 부분))에 측정 단자(172, 176)를 접촉시킨다.
또한, 상기 접촉식 치수 측정 모듈(180)은 측정 추가 이미지 또는 측정 축적 이미지를 바탕으로 측정 대상물(230 또는 240 또는 250)의 이미지 치수 측정을 위해서, 측정 대상 영역(L4 부분, 또는 길이 L5 부분, 또는 길이 L6 부분)의 주변에 측정 단자(172, 176)의 접촉을 통해 측정 대상물(230 또는 240 또는 250)의 양 측 또는 일 측(도면에 미 도시)에 굴곡을 만든다.
여기서, 상기 실제 치수 측정값은 제어부(190, 200)를 통해 접촉식 선형 센서(174, 178)의 전기 신호를 변환시켜 형성되는 측정 대상 영역(L4 부분, 또는 길이 L5 부분, 또는 길이 L6 부분)의 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나의 디지털 숫자이다. 상기 제어부(190, 200)는 이미지 치수 측정에서 측정 대상 영역(L4 부분, 또는 길이 L5 부분, 또는 길이 L6 부분)의 주변에 굴곡 형상을 통해 측정 대상물(230 또는 240 또는 250)의 강성 또는 복원력 또는 복원 속도를 간접적으로 측정한다. 상기 강성 또는 복원력 또는 복원 속도는 다양한 수식을 통해 구해질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 접촉식 치수 측정 모듈(180)은, 상기 측정 대상물(도 16의 280)의 양 측부에 접촉식 선형 센서(174, 178)를 위치시키는 때, 측정 대상물(280)의 변형 발생 없이 측정 대상물(280)의 측정 대상 영역(길이 L7 부분(또는 표면적 A5 부분))에 측정 단자(172, 176)를 접촉시킨다.
또한, 상기 접촉식 치수 측정 모듈(180)은, 측정 추가 이미지 또는 측정 축적 이미지를 바탕으로 측정 대상물(280)의 이미지 치수 측정을 위해서, 측정 대상물(280)의 변형 발생 없이 측정 대상물(280)의 양 측 또는 일 측(도면에 미도시)의 표면 돌기(260)에 측정 단자(174, 178)를 접촉시킨 후 측정 단자(174, 178)를 통해 측정 대상 영역(길이 L7 부분)의 표면 돌기(260)를 짓누룬다
여기서, 상기 실제 치수 측정값은 제어부(190, 200)를 통해 접촉식 선형 센서(174, 178)의 전기 신호를 변환시켜 형성되는 측정 대상 영역(길이 L7 부분)의 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나의 디지털 숫자이다. 상기 제어부(190, 200)는 이미지 치수 측정에서 측정 대상물(280)의 주변에 표면 돌기 형상를 통해 측정 대상물(280)의 표면 거칠기를 간접적으로 측정한다. 상기 표면 거칠기는 다양한 수식을 통해 구해질 수 있다.
한편, 상기 제어부(190, 200)에 대해 부가적으로 설명하면, 상기 제어부(190, 200)는, 컴퓨터(190) 및 표시기(200)를 포함한다. 상기 컴퓨터(190)는 이미지 데이터를 생성시키는 영상 처리 프로그램과 사물 특정 데이터를 생성시키는 연산 처리 프로그램을 포함한다. 상기 표시기(200)는 컴퓨터(190)에 전기적으로 접속되어 사물 특정 데이터를 디스플레이한다.
상기 영상 처리 프로그램은 비접촉식 치수 측정 모듈(150)에서 측정 환경으로부터 영향을 받는 고체 촬상 소자(120)의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값을 포함하는 이미지 세팅 값을 바탕으로 수행된다. 여기서, 상기 영상 처리 프로그램은 제1 영상 처리 프로그램과 제2 영상 처리 프로그램을 포함한다.
상기 제1 영상 처리 프로그램은, 실제 치수 측정값의 측정 전, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)의 이전 촬영 이미지(도면에 미도시) 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 제1 임계값(예를 들면, 도 11의 256 픽셀값의 히스토그램에서 명도 V)을 기준으로 측정 이미지 또는 측정 추가 이미지를 형성시킨다.
상기 측정 이미지와 측정 추가 이미지는 상기 제1 임계값과 제1 이미지 세팅 값을 갖는다. 상기 제2 영상 처리 프로그램은, 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a)) 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 측정 대상물(220 또는 230, 240, 250, 280)의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 제2 임계값(예를 들면, 도 12의 256 픽셀값 중 하나)을 기준으로 측정 축적 이미지를 형성시킨다. 상기 측정 축적 이미지는 제2 임계값과 제2 이미지 세팅 값을 갖는다.
상기 컴퓨터(190)는 모니터를 통해 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a)), 측정 추가 이미지 및 측정 축적 이미지 중 적어도 하나를 외부에 디스플레이시킨다. 또한, 상기 사물 특정 데이터의 생성을 위해서, 상기 컴퓨터(190)는, 측정 단자(172, 176)와 측정 대상 영역(길이 L1 또는 L4 또는 L5 또는 L6 또는 L7 부분)의 접촉을 통해, 접촉식 선형 센서(174, 178)에서 측정 단자(172, 176)의 코일 내 움직임 동안 코일의 인덕턴스의 변화를 전기 신호로 변환시킨 후, 접촉식 선형 센서로부터 전기 신호를 전달받는다.
상기 컴퓨터(190)는, 연산 처리 프로그램을 통해 전기 신호를 디지털 숫자로 변환하여 디지털 숫자를 실제 치수 측정값으로 구하거나, 연산 처리 프로그램을 통해 측정 대상 영역(길이 L1 또는 L4 또는 L5 또는 L6 또는 L7 부분)에서 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))의 측정자로부터 예비 치수 측정값, 또는 측정 대상 영역(길이 L4 또는 L5 또는 L6 또는 L7 부분)의 주변에서 측정 추가 이미지의 측정자 또는 측정 축적 이미지의 측정자로부터 이미지 치수 측정값을 획득하거나, 연산 처리 프로그램을 통해 이미지 치수 측정값과 외력 적용값과 재료 변형 시간 중 적어도 하나를 연산 처리하여 측정 대상물(230, 240, 250, 280)에서 측정 대상 영역(길이 L4 또는 L5 또는 L6 또는 L7 부분)의 주변으로부터 강성 값 또는 복원력값 또는 복원 속도값 또는 표면 거칠기 값을 구한다.
한편, 상기 표시기(200)는, 실제 치수 측정값 또는 예비 치수 측정값 또는 이미지 치수 측정값 또는 강성값 또는 복원력값 또는 복원 속도값 또는 표면 거칠기 값을 디지털 또는 아나로그 방식으로 외부에 디스플레이한다.
도 9 내지 도 16은 도 3 또는 도 4에서 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법을 설명해주는 순서도 및 이미지이다.
도 9 내지 도 16을 참조하면, 상기 복합식 치수 측정 장치(210)의 치수 측정 방법은, 우선적으로, (ⅰ) 제어부(190, 200) 및 접촉식 치수 측정 모듈(180)을 이용하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)에서 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 실제 치수 측정값을 구하는 것을 포함한다(S1 단계).
좀 더 상세하게는, 상기 (ⅰ) 단계를 수행하는 것은, 제어부(190, 200)를 사용하여 작업대(110) 상에서 접촉식 치수 측정 모듈(180)을 구동시키고, 접촉식 치수 측정 모듈(180)을 사용하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)의 양 측부에 접촉식 선형 센서(174, 178)를 위치시키고, 접촉식 치수 측정 모듈(180)의 구동 동안, 접촉식 치수 측정 모듈(180)의 주변에서 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)에 조명 기구(160)의 조명을 비추고, 접촉식 치수 측정 모듈(180)을 사용하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)의 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)에 접촉식 선형 센서(174, 178)의 측정 단자(172, 176)를 접촉시키고, 제어부(190, 200)를 사용하여 접촉식 치수 측정 모듈(180)로부터 전기 신호를 수신받아 제어부(190, 200)의 연산 처리 프로그램에서 전기 신호를 디지털 숫자로 변환시키는 것을 포함한다.
여기서, 상기 접촉식 선형 센서(174, 178)는 전자기 유도를 바탕으로 구동되는 선형 가변 변위 변환기(LVDT)를 포함한다. 상기 전기 신호는, 측정 단자(172, 176)와 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 접촉을 통해, 접촉식 선형 센서(174, 178)에서 측정 단자(172, 176)의 코일 내 움직임 동안 코일의 인덕턴스의 변화에 대응되어 생성된다.
계속해서, 상기 복합식 치수 측정 장치(210)의 치수 측정 방법은, (ⅱ) 제어부(180, 190) 및 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 이용하여 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))를 획득하는 것을 포함한다(S2 단계).
좀 더 상세하게는, 상기 (ⅱ) 단계를 수행하는 것은, 제어부(190, 200)를 사용하여 작업대(110) 상에서 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 구동시키고, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)의 구동 동안, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 사용하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280) 앞에 텔레센트릭 렌즈를 위치시키고, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)의 구동 동안, 텔레센트릭 렌즈 앞에서 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)에 조명 기구(160)의 조명을 비추고, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 사용하여 텔레센트릭 렌즈를 통해 촬상 소자(도 7의 120)에 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)과 측정 단자(172, 176)의 접촉 형상을 촬상시키고, 제어부(190, 200)를 사용하여 비접촉식 치수 측정 모듈(150)로부터 접촉 형상에 대한 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))를 전달받는 것을 포함한다.
여기서, 상기 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))는, 실제 치수 측정값의 측정 전, 제어부(190, 200)의 제1 영상 처리 프로그램에서 비접촉식 치수 측정 모듈(150)의 이전 촬영 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 제1 임계값(도 11의 명도 V)을 기준으로 형성된다.
계속해서, 상기 복합식 치수 측정 장치(210)의 치수 측정 방법은, (ⅲ) 제어부(190, 200) 및 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 이용하여 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))로부터 예비 치수 측정값을 구하는 것을 포함한다(S3 단계). 좀 더 상세하게는, 상기 (ⅲ) 단계를 수행하는 것은, 제어부(190, 200)를 사용하여 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 통해 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))에서 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분) 상에 측정자(도 13 내지 도 16에서도 도 10(b)의 P1 참조)를 디스플레이하고, 제어부(190, 200)를 사용하여 제어부(190, 200)의 연산 처리 프로그램을 통해 측정자(도 13 내지 도 16에서도 도 10(b)의 P1 참조)로부터 예비 치수 측정값을 획득하는 것을 포함한다.
다음으로, 상기 복합식 치수 측정 장치(210)의 치수 측정 방법은, (ⅳ) 제어부(190, 200)를 이용하여 실제 치수 측정값과 예비 치수 측정값을 비교하는 것을 포함한다(S4 단계). 좀 더 상세하게는, 상기 (ⅳ) 단계를 수행하는 것은, 제어부(190, 200)를 이용하여 제어부(190, 200)의 비교 판단 프로그램에서 실제 치수 측정값과 예비 치수 측정값을 비교하는 것을 포함한다. 여기서, 상기 (ⅳ) 단계는 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)의 변경 때마다 수행된다.
다음으로, 상기 복합식 치수 측정 장치(210)의 치수 측정 방법은, (ⅴ) 제어부(190, 200)를 이용하여 실제 치수 측정값과 예비 치수 측정값의 동일 여부를 판단하고(S5 단계), (ⅵ) 제어부(190, 200) 및 접촉식 치수 측정 모듈(180) 및 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 이용하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)에서 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 주변을 이미지 치수 측정하는 것(S6, S7, S8 단계를 포함하는 S9 단계)을 포함한다.
여기서, 상기 실제 치수 측정값과 예비 치수 측정값이 동일한 때, 상기 (ⅵ) 단계를 수행하는 것은, 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 주변에서 이미지 치수 측정값을 구하기 위해서(S8 단계), 제어부(180, 190)를 사용하여 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))를 형성시키는 제1 영상 처리 프로그램의 수행과 관련된 제1 임계값과 제1 이미지 세팅 값을 유지시키고, 제어부(190, 200)를 사용하여 작업대(110) 상에서 접촉식 치수 측정 모듈(180)을 구동시키고, 접촉식 치수 측정 모듈(180)을 사용하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)의 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 주변에 접촉식 선형 센서(174, 178)의 측정 단자(172, 176)를 접촉시키고, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 이용하여 제1 임계값과 제1 이미지 세팅 값을 바탕으로 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)에서 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 주변을 측정 추가 이미지로 촬영하고, 제어부(190, 200)를 사용하여 제어부(190, 200)의 연산 처리 프로그램에서 측정 추가 이미지 내 측정자로부터 이미지 치수 측정값을 획득하는 것을 포함한다.
상기 제1 이미지 세팅값은, 제1 영상 처리 프로그램의 수행을 위해, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)에서 측정 환경으로부터 영향을 받는 고체 촬상 소자(120)의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값을 포함한다. 상기 제1 임계값(명도 V1)은, 제1 영상 처리 프로그램에서, 실제 치수 측정값의 측정 전, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)의 이전 촬영 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 한다. 상기 이전 촬영 이미지는 도 11의 명도 V를 기준으로 영상처리되어 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))로 생성된다.
이후로, 상기 복합식 치수 측정 장치(210)의 치수 측정 방법은, (ⅶ) 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 사용하여 측정 추가 이미지를 바탕으로, 측정 대상물(220)의 변형 발생 없이 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 주변에서 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나를 측정하거나(도 10(c) 참조), 측정 대상물(230 또는 240 또는 250)에서 측정 대상 영역(길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6 부분)의 주변에 굴곡 형상(도 14 및 도 15에서도 도 13의 부호 G를 참조)을 통해 측정 대상물(230 또는 240 또는 250)의 강성 또는 복원력 또는 복원 속도를 측정하거나, 측정 대상물(280)에서 측정 대상 영역(길이 L7 부분)의 주변에 표면 돌기(260) 형상을 통해 측정 대상물(280)의 표면 거칠기를 측정하는 것을 더 포함한다.
이와는 다르게, 실제 치수 측정값과 예비 치수 측정값이 서로 다른 때, 상기 (ⅵ) 단계를 수행하는 것은, 제어부(190, 200)를 사용하여 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))에 제2 영상 처리 프로그램을 적용하여 실제 치수 측정값과 예비 치수 측정값을 일치시키는 제2 임계값(256 픽셀값 중 하나)과 제2 세팅값을 선택하고(S6 단계), 제어부(190, 200)를 사용하여 제2 영상 처리 프로그램에서 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))에 제2 임계값과 제2 세팅값을 적용하여 측정 이미지를 축적(scaling)시키고(S7 단계), 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 주변에서 이미지 치수 측정값을 구하기 위해서(S8 단계), 제어부(190, 200)를 사용하여 작업대(110) 상에서 접촉식 치수 측정 모듈(180)을 구동시키고, 접촉식 치수 측정 모듈(180)을 사용하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)의 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 주변에 접촉식 선형 센서(174, 178)의 측정 단자(172, 176)를 접촉시키고, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 이용하여 제2 임계값과 제2 이미지 세팅값을 바탕으로 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)에서 측정 대상 영역(길이 L1, 또는 길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6, 또는 길이 L7 부분)의 주변을 측정 축적 이미지로 촬영하고, 제어부(190, 200)를 사용하여 제어부(190, 200)의 연산 처리 프로그램에서 측정 축적 이미지 내 측정자로부터 이미지 치수 측정값을 획득하는 것을 포함한다.
여기서, 상기 제2 이미지 세팅값은, 제2 영상 처리 프로그램의 수행을 위해, 비접촉식 치수 측정 모듈(150)에서 측정 환경으로부터 영향을 받는 고체 촬상 소자(120)의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값을 포함한다. 상기 제2 임계값은, 제2 영상 처리 프로그램에서, 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a)) 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 측정 대상물(220 또는 230 또는 240 또는 250 또는 280)의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 한다. 예를 들면, 상기 측정 이미지(도 10(a), 또는 도 13(a), 또는 도 14, 또는 도 15(a), 또는 도 16(a))는 도 12(a)에 해당되고, 상기 측정 축적 이미지는 제2 영상 처리 프로그램에서 영상 처리된 도 12(b)에 해당된다.
이후로, 상기 복합식 치수 측정 장치(210)의 치수 측정 방법은, (ⅶ) 비접촉식 치수 측정 모듈(150)을 사용하여 측정 축적 이미지를 바탕으로, 측정 대상물(220)의 변형 발생 없이 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 주변에서 측정 대상 영역(길이 L1 부분)의 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나를 측정하거나, 측정 대상물(230 또는 240 또는 250)에서 측정 대상 영역(길이 L4, 또는 길이 L5, 또는 길이 L6 부분)의 주변에서 굴곡 형상을 통해 측정 대상물(230 또는 240 또는 250)의 강성 또는 복원력 또는 복원 속도를 측정하거나, 측정 대상물(280)에서 측정 대상 영역(길이 L7 부분)의 주변에서 표면 돌기 형상을 통해 측정 대상물(280)의 표면 거칠기를 측정하는 것을 더 포함한다.
한편, 상기 측정 대상물(230)의 강성은, 도 13(a)와 도 13(b)에 도시된 바와같이, 측정 대상물(230)이 하나의 재료로 이루어진 때, 측정 대상 영역(길이 L4 부분)의 주변에서 굴곡(G)의 깊이(D)와 곡률(R)과 함께 외력 적용값을 통해서 확인될 수 있다. 또한, 상기 측정 대상물(240)의 강성은, 도 14에 도시된 바와 같이, 측정 대상물(230)이 두 개의 재료로 이루어진 때, 측정 대상 영역(길이 L5 부분)의 주변에서 굴곡의 깊이(D1, D2)와 곡률(R1, R2)과 함께 외력 적용값을 통해서 확인될 수 있다. 여기서, 상기 측정 단자(172, 176)은 측정 대상물(230)의 주변에서 상하 운동(M)을 하거나 측정 대상물(230)의 일 측부 및 타 측부에 두 개씩 준비될 수 있다.
상기 측정 대상물(250)의 복원력 또는 복원 속도는, 도 15(a) 내지 도 15(c)에 도시된 바와 같이, 측정 대상물(250)과 측정 단자(172, 176)의 접촉으로 측정 대상 영역(길이 L6 부분)의 주변에 생긴 굴곡 형상(=굴곡의 깊이(D3)와 곡률(R3))과 함께, 측정 대상물(250)과 측정 단자(172, 176)의 이격으로 측정 대상 영역(길이 L6 부분)의 주변에 원상 복귀되는 재료 변형 시간과 함께, 외력 적용값을 통해서 확인될 수 있다. 상기 측정 대상물(280)의 표면 거칠기는, 도 16(a) 내지 도 16(c)에 도시된 바와 같이, 측정 대상 영역(길이 L7 부분)의 주변(A5)에 표면 돌기(260)의 짓누름으로 생기는 이미지 확인 영역(길이 L8 부분의 A6)과 함께, 재료 변형 시간과 외력 적용값을 통해 확인될 수 있다. 상기 강성 또는 복원력 또는 복원 속도 또는 표면 거칠기는 제어부(190, 200)에서 다양한 수식에 위의 변수값을 대입하여 구해질 수 있다.
110; 작업대, 150; 비접촉식 치수 측정 모듈
160; 조명 기구, 180; 접촉식 치수 측정 모듈
190, 200; 제어부, 210; 복합식 치수 측정 장치

Claims (21)

  1. 접촉식 선형 센서를 구비하여 상기 접촉식 선형 센서의 측정 단자를 측정 대상물의 측정 대상 영역에 접촉시키는 접촉식 치수 측정 모듈;
    상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역에서 상기 측정 대상물과 상기 측정 단자의 접촉 상태를 촬영한 측정 이미지를 획득하고 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 주변을 촬영하는 비접촉식 치수 측정 모듈; 및
    상기 접촉식 치수 측정 모듈의 전기 신호로부터 실제 치수 측정값과 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 상기 측정 이미지로부터 예비 치수 측정값을 구한 후 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값을 비교해서, 상기 예비 치수 측정값과 상기 실제 치수 측정값이 서로 다른 때, 상기 측정 이미지를 축적(scaling)시킨 후 측정 축적 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상 영역의 상기 주변을 이미지 치수 측정을 수행하거나, 상기 예비 치수 측정값과 상기 실제 치수 측정값이 동일한 때, 측정 추가 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상 영역의 상기 주변을 이미지 치수 측정을 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 측정 대상물의 변경 때마다 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값의 비교를 수행하고,
    상기 비접촉식 치수 측정 모듈은 렌즈의 하나의 화각(field of view; FOV)에서 상기 렌즈로부터 이격된 거리에 상관없이 상기 측정 대상물을 일정한 크기로, 그리고 상기 하나의 화각 내에서 렌즈의 중심으로부터 벗어나도 원근 왜곡 없이 촬영 방향의 정면에서 보는 것과 같이 상기 측정 대상물을 일정 크기로 촬상시키는 복합식 치수 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉식 치수 측정 모듈은 상기 접촉식 선형 센서에서 전자기 유도를 바탕으로 구동되는 선형 가변 변위 변환기(linear variable displacement transducer; LVDT)를 포함하는 복합식 치수 측정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉식 치수 측정 모듈은,
    상기 측정 대상물의 양 측부에 상기 접촉식 선형 센서를 위치시키는 때,
    상기 측정 대상 영역의 양 측에서 상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물에 상기 측정 단자를 접촉시키고,
    상기 측정 추가 이미지 또는 상기 측정 축적 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상물의 이미지 치수 측정을 위해서,
    상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물에 상기 측정 단자를 접촉시키고,
    상기 실제 치수 측정값은 상기 제어부를 통해 상기 접촉식 선형 센서의 상기 전기 신호를 변환시켜 형성되는 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나의 디지털 숫자이고,
    상기 제어부는 상기 이미지 치수 측정에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 형상의 크기를 간접적으로 측정하는 복합식 치수 측정 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉식 치수 측정 모듈은,
    상기 측정 대상물의 양 측부에 상기 접촉식 선형 센서를 위치시키는 때,
    상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역에 상기 측정 단자를 접촉시키고,
    상기 측정 추가 이미지 또는 상기 측정 축적 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상물의 이미지 치수 측정을 위해서,
    상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 상기 측정 단자의 접촉을 통해 상기 측정 대상물의 양 측 또는 일 측에 굴곡을 만들고,
    상기 실제 치수 측정값은 상기 제어부를 통해 상기 접촉식 선형 센서의 상기 전기 신호를 변환시켜 형성되는 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나의 디지털 숫자이고,
    상기 제어부는 상기 이미지 치수 측정에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 굴곡 형상을 통해 상기 측정 대상물의 강성 또는 복원력 또는 복원 속도를 간접적으로 측정하는 복합식 치수 측정 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉식 치수 측정 모듈은,
    상기 측정 대상물의 양 측부에 상기 접촉식 선형 센서를 위치시키는 때,
    상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물의 측정 대상 영역에 상기 측정 단자를 접촉시키고,
    상기 측정 추가 이미지 또는 상기 측정 축적 이미지를 바탕으로 상기 측정 대상물의 이미지 치수 측정을 위해서,
    상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상물의 상기 양 측 또는 일 측의 표면 돌기에 상기 측정 단자를 접촉시킨 후 상기 측정 단자를 통해 상기 측정 대상 영역의 표면 돌기를 짓누르고,
    상기 실제 치수 측정값은 상기 제어부를 통해 상기 접촉식 선형 센서의 상기 전기 신호를 변환시켜 형성되는 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나의 디지털 숫자이고,
    상기 제어부는 상기 이미지 치수 측정에서 상기 측정 대상물의 상기 주변에 표면 돌기 형상를 통해 상기 측정 대상물의 표면 거칠기를 간접적으로 측정하는 복합식 치수 측정 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 비접촉식 치수 측정 모듈은 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)와 고체 촬상 소자를 포함하는 복합식 치수 측정 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    이미지 데이터를 생성시키는 영상 처리 프로그램과 사물 특정 데이터를 생성시키는 연산 처리 프로그램을 포함하는 컴퓨터; 및
    상기 컴퓨터에 전기적으로 접속되어 상기 사물 특정 데이터를 디스플레이하는 표시기를 포함하고,
    상기 영상 처리 프로그램은 상기 비접촉식 치수 측정 모듈에서 측정 환경으로부터 영향을 받는 고체 촬상 소자의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값을 포함하는 이미지 세팅 값을 바탕으로 수행되는 복합식 치수 측정 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 영상 처리 프로그램은 제1 영상 처리 프로그램과 제2 영상 처리 프로그램을 포함하고,
    상기 제1 영상 처리 프로그램은, 상기 실제 치수 측정값의 측정 전, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 이전 촬영 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 제1 임계값을 기준으로 상기 측정 이미지 또는 상기 측정 추가 이미지를 형성시키고,
    상기 제2 영상 처리 프로그램은, 상기 측정 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 상기 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 제2 임계값을 기준으로 상기 측정 축적 이미지를 형성시키고,
    상기 측정 이미지와 상기 측정 추가 이미지는 상기 제1 임계값과 제1 이미지 세팅 값을 가지고,
    상기 측정 축적 이미지는 상기 제2 임계값과 제2 이미지 세팅 값을 가지고,
    상기 컴퓨터는 모니터를 통해 상기 측정 이미지, 상기 측정 추가 이미지 및 상기 측정 축적 이미지 중 적어도 하나를 외부에 디스플레이시키는 복합식 치수 측정 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 사물 특정 데이터의 생성을 위해서,
    상기 컴퓨터는,
    상기 측정 단자와 상기 측정 대상 영역의 접촉을 통해, 상기 접촉식 선형 센서에서 상기 측정 단자의 코일 내 움직임 동안 코일의 인덕턴스의 변화를 전기 신호로 변환시킨 후, 상기 접촉식 선형 센서로부터 상기 전기 신호를 전달받고,
    상기 연산 처리 프로그램을 통해 상기 전기 신호를 디지털 숫자로 변환하여 상기 디지털 숫자를 상기 실제 치수 측정값으로 구하거나,
    상기 연산 처리 프로그램을 통해 상기 측정 대상 영역에서 상기 측정 이미지의 측정자로부터 상기 예비 치수 측정값, 또는 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 상기 측정 추가 이미지의 측정자 또는 상기 측정 축적 이미지의 측정자로부터 이미지 치수 측정값을 획득하거나,
    상기 연산 처리 프로그램을 통해 상기 이미지 치수 측정값과 외력 적용값과 재료 변형 시간 중 적어도 하나를 연산 처리하여 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변으로부터 강성 값 또는 복원력값 또는 복원 속도값 또는 표면 거칠기 값을 구하는 복합식 치수 측정 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 표시기는,
    상기 실제 치수 측정값 또는 상기 예비 치수 측정값 또는 상기 이미지 치수 측정값 또는 상기 강성값 또는 상기 복원력값 또는 상기 복원 속도값 또는 상기 표면 거칠기 값을 디지털 또는 아나로그 방식으로 외부에 디스플레이하는 복합식 치수 측정 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 비접촉식 치수 측정 모듈과 상기 접촉식 치수 측정 모듈과 제어부를 지지하는 작업대; 및
    상기 작업대 상에서 상기 접촉식 치수 측정 모듈에 위치되는 상기 측정 대상물을 조사하는 조명 기구를 더 포함하는 복합식 치수 측정 장치.
  13. (ⅰ) 제어부 및 접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 측정 대상물에서 측정 대상 영역의 실제 치수 측정값을 구하고,
    (ⅱ) 상기 제어부 및 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 측정 대상 영역의 측정 이미지를 획득하고,
    (ⅲ) 상기 제어부 및 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 측정 이미지로부터 예비 치수 측정값을 구하고,
    (ⅳ) 상기 제어부를 이용하여 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값을 비교하고,
    (ⅴ) 상기 제어부를 이용하여 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값의 동일 여부를 판단하고,
    (ⅵ) 상기 제어부 및 상기 접촉식 치수 측정 모듈 및 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 주변을 이미지 치수 측정하는 것을 포함하고,
    상기 (ⅳ) 단계는 상기 측정 대상물의 변경 때마다 수행되고,
    상기 (ⅰ) 단계를 수행하는 것은,
    상기 제어부를 사용하여 작업대 상에서 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 구동시키고,
    상기 접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물의 양 측부에 접촉식 선형 센서를 위치시키고,
    상기 접촉식 치수 측정 모듈의 구동 동안, 상기 접촉식 치수 측정 모듈의 주변에서 상기 측정 대상물에 조명 기구의 조명을 비추고,
    상기 접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역에 상기 접촉식 선형 센서의 측정 단자를 접촉시키고,
    상기 제어부를 사용하여 상기 접촉식 치수 측정 모듈로부터 전기 신호를 수신받아 상기 제어부의 연산 처리 프로그램에서 상기 전기 신호를 디지털 숫자로 변환시키는 것을 포함하고,
    상기 접촉식 선형 센서는 전자기 유도를 바탕으로 구동되는 선형 가변 변위 변환기(LVDT)를 포함하고,
    상기 전기 신호는, 상기 측정 단자와 상기 측정 대상 영역의 접촉을 통해, 상기 접촉식 선형 센서에서 상기 측정 단자의 코일 내 움직임 동안 코일의 인덕턴스의 변화에 대응되어 생성되는 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법.
  14. 삭제
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 (ⅱ) 단계를 수행하는 것은,
    상기 제어부를 사용하여 작업대 상에서 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 구동시키고,
    상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 구동 동안, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물 앞에 텔레센트릭 렌즈를 위치시키고,
    상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 구동 동안, 상기 텔레센트릭 렌즈 앞에서 상기 측정 대상물에 조명 기구의 조명을 비추고,
    상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 텔레센트릭 렌즈를 통해 촬상 소자에 상기 측정 대상 영역과 상기 측정 단자의 접촉 형상을 촬상시키고,
    상기 제어부를 사용하여 상기 비접촉식 치수 측정 모듈로부터 상기 접촉 형상에 대한 상기 측정 이미지를 전달받는 것을 포함하고,
    상기 측정 이미지는, 상기 실제 치수 측정값의 측정 전, 상기 제어부의 제1 영상 처리 프로그램에서 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 이전 촬영 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 제1 임계값을 기준으로 형성되는 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 (ⅲ) 단계를 수행하는 것은,
    상기 제어부를 사용하여 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 통해 상기 측정 이미지에서 상기 측정 대상 영역 상에 측정자를 디스플레이하고,
    상기 제어부를 사용하여 상기 제어부의 연산 처리 프로그램을 통해 상기 측정자로부터 상기 예비 치수 측정값을 획득하는 것을 포함하는 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 (ⅳ) 단계를 수행하는 것은,
    상기 제어부를 이용하여 상기 제어부의 비교 판단 프로그램에서 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값을 비교하는 것을 포함하는 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법.
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값이 동일한 때,
    상기 (ⅵ) 단계를 수행하는 것은,
    상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 이미지 치수 측정값을 구하기 위해서,
    상기 제어부를 사용하여 상기 측정 이미지를 형성시키는 제1 영상 처리 프로그램의 수행과 관련된 제1 임계값과 제1 이미지 세팅 값을 유지시키고,
    상기 제어부를 사용하여 작업대 상에서 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 구동시키고,
    상기 접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 상기 접촉식 선형 센서의 측정 단자를 접촉시키고,
    상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 제1 임계값과 상기 제1 이미지 세팅 값을 바탕으로 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변을 측정 추가 이미지로 촬영하고,
    상기 제어부를 사용하여 상기 제어부의 연산 처리 프로그램에서 상기 측정 추가 이미지 내 측정자로부터 상기 이미지 치수 측정값을 획득하는 것을 포함하고,
    상기 제1 이미지 세팅값은, 상기 제1 영상 처리 프로그램의 수행을 위해, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈에서 측정 환경으로부터 영향을 받는 고체 촬상 소자의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값을 포함하고,
    상기 제1 임계값은, 상기 제1 영상 처리 프로그램에서, 상기 실제 치수 측정값의 측정 전, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈의 이전 촬영 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    (ⅶ) 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 추가 이미지를 바탕으로,
    상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나를 측정하거나,
    상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 굴곡 형상을 통해 상기 측정 대상물의 강성 또는 복원력 또는 복원 속도를 측정하거나,
    상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 표면 돌기 형상을 통해 상기 측정 대상물의 표면 거칠기를 측정하는 것을 더 포함하는 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법.
  20. 제13 항에 있어서,
    상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값이 서로 다른 때,
    상기 (ⅵ) 단계를 수행하는 것은,
    상기 제어부를 사용하여 상기 측정 이미지에 제2 영상 처리 프로그램을 적용하여 상기 실제 치수 측정값과 상기 예비 치수 측정값을 일치시키는 제2 임계값과 제2 세팅값을 선택하고,
    상기 제어부를 사용하여 상기 제2 영상 처리 프로그램에서 상기 측정 이미지에 제2 임계값과 제2 세팅값을 적용하여 상기 측정 이미지를 축적(scaling)시키고,
    상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 이미지 치수 측정값을 구하기 위해서,
    상기 제어부를 사용하여 작업대 상에서 상기 접촉식 치수 측정 모듈을 구동시키고,
    상기 접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 대상물의 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에 상기 접촉식 선형 센서의 측정 단자를 접촉시키고,
    상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 이용하여 상기 제2 임계값과 상기 제2 이미지 세팅값을 바탕으로 상기 측정 대상물에서 상기 측정 대상 영역의 상기 주변을 측정 축적 이미지로 촬영하고,
    상기 제어부를 사용하여 상기 제어부의 연산 처리 프로그램에서 상기 측정 축적 이미지 내 측정자로부터 상기 이미지 치수 측정값을 획득하는 것을 포함하고,
    상기 제2 이미지 세팅값은, 상기 제2 영상 처리 프로그램의 수행을 위해, 상기 비접촉식 치수 측정 모듈에서 측정 환경으로부터 영향을 받는 고체 촬상 소자의 픽셀 스케일 및 노출 시간 및 신호 이득값, 그리고 이미지 상에 픽셀 명도값을 포함하고,
    상기 제2 임계값은, 상기 제2 영상 처리 프로그램에서, 상기 측정 이미지 내 픽셀 명도를 밝기 별로 구분하여 상기 측정 대상물의 점유 영역과 비점유 영역의 경계를 구분짓게 하는 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법.
  21. 제20 항에 있어서,
    (ⅶ) 상기 비접촉식 치수 측정 모듈을 사용하여 상기 측정 축적 이미지를 바탕으로,
    상기 측정 대상물의 변형 발생 없이 상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 상기 측정 대상 영역의 상기 양 측 사이의 길이 또는 두께 또는 높이 또는 폭 중 하나를 측정하거나,
    상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 굴곡 형상을 통해 상기 측정 대상물의 강성 또는 복원력 또는 복원 속도를 측정하거나,
    상기 측정 대상 영역의 상기 주변에서 표면 돌기 형상을 통해 상기 측정 대상물의 표면 거칠기를 측정하는 것을 더 포함하는 복합식 치수 측정 장치의 치수 측정 방법.











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