KR102328956B1 - 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템 및 이를 이용한 가시화 방법 - Google Patents

프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템 및 이를 이용한 가시화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템 및 이를 이용한 가시화 방법에 관한 것으로서, 검사대상 프레스 성형물을 촬영하여 기준이미지를 생성하는 촬영부; 검사대상 프레스 성형물의 손상이 예상되는 위치 또는 미리 설정된 점검위치를 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터로부터 지정하고, 해당위치의 좌표값을 추출하여 두께측정 위치의 검출영역을 설정하는 검출영역 설정부; 검출영역 설정부를 통해 설정된 검사대상 프레스 성형물의 두께 측정을 위해 측정위치를 표시하는 측정위치 표시부; 검사대상 프레스 성형물에 표시된 측정위치의 두께를 측정하는 두께 측정부; 및 두께 측정부를 통해 측정된 프레스 성형두께를 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터 또는 기준이미지에 매핑시켜 검사대상 프레스 성형물의 성형 두께 분포도를 가시화하는 영상 가시화 처리부;를 포함한다.

Description

프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템 및 이를 이용한 가시화 방법{System and method to visualize Press forming structure thickness distribution}
본 발명은 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템 및 이를 이용한 가시화 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 프레스 성형에서 발생하는 구조물의 두께변화를 검사하며, 이를 바탕으로 그 두께 분포현황을 가시화할 수 있는 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템 및 이를 이용한 가시화 방법에 관한 것이다.
비파괴 두께 측정 기법은 일반적으로 다양한 종류의 웨이브를 이용하여 대상을 투과하여 얻어지는 신호를 획득하여 분석 또는 가시화를 하는 것으로서, 초음파, 자기장, 테라헤르츠파 등을 이용한 검사 기법이 대표기술이 될 수 있다. 예를 들어 초음파 검사의 경우 초음파를 검사대상에 조사하고, 초음파가 검사대상을 투과하여 반사된 초음파는 투과되는 대상과 반사되는 파를 이용하여 검사대상에 대한 두께 정보를 얻을 수 있다.
위에 기술한 다양한 장점을 가지고 있지만 두께 측정 결과를 활용한 구조물의 두께 분포를 처리한 기술 또는 연구 및 상업화가 많이 이루어지고 있지는 않다. 종래의 기술은 자동화 하여 구조물의 좌표 정보 측정 및 측정 지점을 마크하는 장치 및 두께 분포도 가시화 시스템 등을 포함하고 있어 이 문제를 개선해야 할 필요성이 요구되고 있다.
(한국등록특허 제10-0244686호, 2000년 3월 2일)
본 발명의 목적은 프레스 성형에서 발생하는 프레스 성형에서 발생하는 구조물의 두께변화를 검사하며, 이를 바탕으로 그 두께 분포현황을 가시화할 수 있는 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템 및 이를 이용한 가시화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물의 두께 분포도를 가시화하는 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템은 검사대상 프레스 성형물을 촬영하여 기준이미지를 생성하는 촬영부; 검사대상 프레스 성형물의 손상이 예상되는 위치 또는 미리 설정된 점검위치를 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터로부터 지정하고, 해당위치의 좌표값을 추출하여 두께측정 위치의 검출영역을 설정하는 검출영역 설정부; 검출영역 설정부를 통해 설정된 검사대상 프레스 성형물의 두께 측정을 위해 측정위치를 표시하는 측정위치 표시부; 검사대상 프레스 성형물에 표시된 측정위치의 두께를 측정하는 두께 측정부; 및 두께 측정부를 통해 측정된 프레스 성형두께를 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터 또는 기준이미지에 매핑시켜 검사대상 프레스 성형물의 성형 두께 분포도를 가시화하는 영상 가시화 처리부;를 포함한다.
여기서, 측정위치 표시부는 프레스 성형물의 측정 부위가 국부적인 경우, 포인트로 측정위치를 제공하고, 프레스 성형물의 측정 부위가 전체적인 경우, 격자형상으로 측정위치를 제공할 수 있다.
여기서, 측정위치 표시부는 무선통신 모듈을 구비하여, 프레스 성형물의 측정이 완료된 위치에 대해서 영상 가시화 처리부로 전송할 수 있다.
여기서, 두께 측정부는 초음파, 자계 비파괴 및 테라헤르츠 비파괴 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
여기서, 촬영부는 DSLR 센서 또는 미러리스 센서로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시에에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 방법은 촬영부를 통해 프레스 성형물을 촬영하여 기준이미지를 형성하는 단계; 검사대상 프레스 성형물의 손상이 예상되는 위치 또는 미리 설정된 점검위치를 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터로부터 지정하고, 해당위치의 좌표값을 추출하여 두께측정 위치의 검출영역을 설정하는 단계; 검출영역 설정부를 통해 설정된 검사대상 프레스 성형물의 두께 측정을 위한 측정위치를 표시하는 단계; 두께 측정부를 통해, 검사대상 프레스 성형물에 표시된 측정위치의 두께를 측정하는 단계; 및 두께 측정부를 통해 측정된 프레스 성형두께를 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터 또는 기준이미지에 매핑시켜 검사대상 프레스 성형물의 성형 두께 분포도를 가시화하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 의한 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템 및 이를 이용한 가시화 방법은 검사 대상의 두께 분포도를 이미지화 하여 구조물 구조 건전성을 확보가 가능하다.
또한, 정확한 좌표정보를 바탕으로 해당위치를 광학장비로 표시하여 측정하기 때문에 보다 신뢰성이 높은 데이터를 획득할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템을 이용하여 검사대상의 두께 분포도를 가시화한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템의 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템의 블록도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템은 촬영부(110), 검출영역 설정부(120), 측정위치 표시부(130), 두께 측정부(140) 및 영상 가시화 처리부(150)를 포함하여 구성된다.
촬영부(110)는 검사대상 프레스 성형물을 촬영하여 기준이미지를 생성한다. 촬영부(110)는 DSLR 센서 또는 미러리스 센서로 형성될 수 있다. 촬영부(110)를 통해 촬영된 기준이미지는 이미지 분석을 통해서, 각 촬영된 이미지와 설계위치에 해당하는 좌표값과 대응되도록 그 이미지를 변환할 수 있으며, 후술하는 영상 가시화 처리부(150)를 통해 확인된 프레스 성형 두께 분포도가 기준이미지에 매핑될 수 있다.
이때, 촬영부(110)는 열화상 센서모듈(111)을 더 구비할 수 있다. 열화상 센서모듈(111)은 프레스 장치와 검사대상 프레스 성형물을 촬영할 수 있다. 프레스 장치를 통해 성형을 할 때에, 프레스 장치 자체의 온도변화로 인해서 프레스 성형물의 오류가 발생할 수 있다. 이에 따라, 열화상 센서모듈(111)은 프레스 장치의 자체에 온도변화가 기설정된 기준을 벗어나서 프레스 성형물의 두께에 영향을 미칠 것으로 판단되면, 프레스 성형장치의 작동을 중지하도록 알람을 형성할 수 있다. 만약, 프레스 내부에 쿨링시스템이 구비되어 있다면, 쿨링시스템이 가동되도록 하여 프레스의 상태를 일정하게 유지시킬 수도 있다.
검출영역 설정부(120)는 촬영부(110)를 통해 촬영되어 생성된 기준이미지와 프레스 성형물의 설계데이터를 비교하여, 프레스 성형물이 적정상태인지 여부를 판단하며, 프레스 성형물의 설계데이터로부터 검사대상 프레스 성형물의 손상이 예상되는 위치 또는 미리 설정된 점검위치를 검사대상 지정한다.
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그리고, 점검위치의 해당위치의 좌표값을 추출하여 두께측정 위치의 검출영역을 설정한다. 이때, 손상이 예상되는 위치 또는 미리 설정된 점검위치는 대상 구조물의 특성상 가장 취약한 곳이거나, 미리 사용자에 의해서 설정된 위치일 수 있다. 또한, 촬영부를 통해 촬영된 기준이미지와 설계데이터의 차이가 나는 곳을 검출영역으로 설정할 수도 있다.
검출영역 설정부(120)는 2D 또는 3D 설계데이터로부터 국부적인 위치 또는 전체적인 위치를 검사영역으로 설정할 수 있다.
측정위치 표시부(130)는 검출영역 설정부(120)를 통해 손상 예상 위치 또는 측정 위치를 검사대상 프레스 성형물에 측정위치를 표시한다. 즉, 측정위치 표시부(130)는 검출영역 설정부(120)에서 제공된 좌표를 바탕으로, 검사대상 프레스 성형물에 직접 표시를 제공할 수 있다. 측정위치 표시부(130)는 프로젝트 또는 레이저 포인트와 같이 검사대상 프레스 성형물에 측정점을 형성할 수 있는 장치이면 이에 제한없이 사용될 수 있다.
이때, 측정위치 표시부(130)는 검사대상 프레스 성형물에 격자형상으로 측정위치 표시를 제공하거나, 포인트 형상의 측정위치 표시를 제공할 수 있다. 격자형상의 측정 표시는 검사대상 프레스 성형물의 전체적인 위치를 측정할 때 적용할 수 있으며, 포인트 형상의 측정위치 표시는 국부적인 측정이 필요할 때 적용할 수 있지만, 그 표시 방법이 이에 제한되는 것은 아니다.
이에 더하여, 측정위치 표시부(130)는 측정순서를 순번으로 확인할 수 있도록 측정순서가 확인되는 숫자영상을 함께 제공할 수 있다. 즉, 격자(G) 또는 포인트에 측정순서를 나타내는 숫자를 함께 제공함으로써, 사용자는 그 순서에 따라 측정을 안내함으로써, 두께 측정부(140)를 통해 측정을 할 때에, 중복되거나 헷갈리지 않도록 할 수 있다. 이때, 제공되는 숫자는 측정위치의 측정이 완료되면, 사라질 수 있다. 이는, 후술하는 두께 측정부(140) 설명시 더욱 구체적으로 설명한다.
두께 측정부(140)는 검사대상 프레스 성형물에 표시된 측정위치에 대해 두께를 측정한다. 두께 측정부(140)는 초음파, 자계 비파괴 및 테라헤르츠 비파괴 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
초음파 가진을 위해서, 압전 세라믹이 적용될 수 있으며, 압전 세라믹은 기둥과 같이 형성되고, 그 주위를 따라 폴리머가 채워진 구조로서, SONAR 또는 비파괴 장비에 사용될 수 있는 1-3 복합재로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
두께 측정부(140)는 점검자 휴대할 수 있는 장치로 형성될 수 있으며, 점검자가 휴대하는 장치인 경우, 영상 가시화 처리부(150)와 무선으로 네트워크 통신할 수 있도록 무선통신모듈을 구비할 수 있다.
이에 따라, 두께 측정부(140)를 통해 검사대상 프레스 성형물의 두께를 측정하게 되면, 무선통신모듈은 측정위치 표시부(130) 및 영상 가시화 처리부(150)와 무선통신하며, 검출영역 설정부(120)를 통해 설정된 그 위치에 대한 두께 값을 영상 가시화 처리부(150)로 전송한다. 따라서, 해당위치에 측정한 두께를 입력하기 위해서 추가적인 작업을 할 필요가 없으며, 입력시 발생할 수 있는 오류를 방지하여 정확한 측정이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 두께 측정부(140)를 해당위치의 위치의 두께의 측정이 완료되면, 전술한 측정위치 표시부(130)를 통해 제공되는 숫자가 사라지도록 함으로써, 사용자는 중복되게 입력되지 않도록 할 수 있다. 다른 방법으로, 해당위치가 중복으로 측정되는 경우, 그 이전 값이 고려된 평균값으로 입력되도록 할 수 있으며, 그 이전에 측정된 값과 편차가 기설정된 값 이상으로 발생하게 되면, 해당위치가 다시 측정되도록 측정위치 표시부(130)를 통해 깜빡임을 형성할 수 있다. 이때, 해당위치의 측정이 이루어지는 여부는 촬영부(110)를 통해서 확인되거나, 두께 측정부(140)에 구비되는 카메라 모듈을 통해서 확인될 수 있다.
영상 가시화 처리부(150)는 두께 측정부(140)를 통해 측정된 프레스 성형물의 두께를 성형물의 설계데이터에 매핑하고, 이미지처리한다. 그리고, 이미지처리된 프레스 성형물의 두께를 디스플레이부(D)를 통해 제공하여, 시각적으로 도 4와 같이 가시화처리할 수 있다.
예를 들어, 측정된 성형물의 두께 및 그 측정위치와 이에 해당하는 성형물의 설계데이터의 위치를 정렬시키고, 측정된 두께 값을 설계데이터에 매핑시켜 그 두께를 시각적으로 가시화처리 할 수 있다.
또한, 그 위치를 사용자가 정확히 찾기 힘들 수 있으므로, 그 위치정보를 측정위치 표시부(130)를 통해 표시하도록 함으로써, 사용자가 그 위치를 보다 손쉽게 찾을 수 있도록 할 수 있도록 하며, 촬영부(110)를 통해 해당위치를 더욱 정밀하게 촬영하고, 촬영된 영상을 가시화처리된 이미지에 함께 표시되도록 함으로써 시각적 가시화의 효과 및 점검이 더욱 용이해지도록 할 수 있다.
이에 더하여, 검사대상 프레스 성형물의 해당위치에서 설계두께와 허용범위을 벗어나는 차이가 있는 경우, 검사대상 프레스 성형물에 오류가 있음을 관리자의 사용자 단말기에게 제공할 수 있으며, 설계상에 오류가 발생하는 위치를 누적하여 빅데이터로 관리하며, 이로부터 주요 점검위치가 자동으로 설정되도록 할 수 있다.
한편, 전술한 검출영역 설정부(120) 및 영상 가시화 처리부(150)는 컴퓨터(C)에 함께 구비될 수 있으며, 컴퓨터(C) 내에는 프레스 성형물의 설계데이터, 를 저장하는 설계데이터 저장부, 촬영부를 통해 형성되는 기본이미지를 저장하는 기본이미지 저장부 등을 구비할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 방법의 순서도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 방법은 다음과 같이 순차적으로 이루어질 수 있다.
먼저, 촬영부를 통해 프레스 성형물을 촬영하여 기준이미지를 형성한다(S100). 이때, 열화상 센서모듈을 통해 프레스 장치를 촬영하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이를 바탕으로 프레스 장치의 프레스 작동상태가 적정하지 여부를 확인할 수 있다.
그 다음단계로, 기준이미지와 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터를 비교하여 프레스 성형물이 적정상태인지 여부를 판단하며, 프레스 성형물의 설계데이터로부터 검사대상 프레스 성형물의 손상이 예상되는 위치 또는 미리 설정된 점검위치를 지정하여 검출영역을 설정한다(S200). 이때, 손상이 예상되는 위치 또는 미리 설정된 점검위치는 대상 구조물의 특성상 가장 취약한 곳이거나, 미리 사용자에 의해서 설정된 위치일 수 있다.
그리고, 검출영역 설정부를 통해 설정된 검사대상 프레스 성형물의 두께 측정을 위한 측정위치를 표시한다(S300). 검사대상 프레스 성형물에 격자형상으로 측정위치 표시를 제공하거나, 포인트 형상의 측정위치 표시를 제공할 수 있다. 격자형상의 측정 표시는 검사대상 프레스 성형물의 전체적인 위치를 측정할 때 적용할 수 있으며, 포인트 형상의 측정위치 표시는 국부적인 측정이 필요할 때 적용할 수 있다.
검사대상 프레스 성형물에 표시된 측정위치의 두께를 측정한다(S400). 프레스 성형물의 두께 측정은 초음파, 자계 비파괴 및 테라헤르츠 비파괴 장치를 사용할 수 있으며, 측정되는 위치에 해당하는 두께 값을 실시간으로 무선통신으로 자동을 전송할 수 있다.
두께 측정부를 통해 측정된 프레스 성형두께를 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터에 매핑시켜 검사대상 프레스 성형물의 성형 두께 분포도를 가시화한다(S500).
본 발명에 의한 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템 및 이를 이용한 가시화 방법은 검사 대상의 두께 분포도를 이미지화 하여 구조물 구조 건전성을 확보가 가능하다. 또한, 정확한 좌표정보를 바탕으로 해당위치를 광학장비로 표시하여 측정하기 때문에 보다 신뢰성이 높은 데이터를 획득할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110 : 촬영부
111 : 열화상 센서모듈
120 : 검출영역 설정부
130 : 측정위치 표시부
140 : 두께 측정부
150 : 영상 가시화 처리부
M : 사용자 단말기

Claims (7)

  1. 프레스 성형물의 두께 분포도를 가시화하는 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템에 있어서,
    검사대상 프레스 성형물을 촬영하여 기준이미지를 생성하는 촬영부;
    상기 검사대상 프레스 성형물의 손상이 예상되는 위치, 미리 설정된 점검위치, 상기 기준이미지와 설계데이터 간 차이가 나는 위치 중 적어도 어느 한 위치를 상기 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터로부터 지정하고, 상기 해당위치의 좌표값을 추출하여 두께측정 위치의 검출영역을 설정하는 검출영역 설정부;
    상기 검출영역 설정부를 통해 설정된 상기 검사대상 프레스 성형물의 두께 측정을 위해 상기 측정위치를 표시하되, 상기 프레스 성형물의 측정 부위가 국부적인 경우, 포인트로 측정위치를 제공하고, 상기 프레스 성형물의 측정 부위가 전체적인 경우, 격자형상으로 측정위치를 제공하는 측정위치 표시부;
    상기 검사대상 프레스 성형물에 표시된 상기 측정위치의 두께를 측정하는 두께 측정부; 및
    상기 두께 측정부를 통해 측정된 프레스 성형두께를 상기 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터 또는 상기 기준이미지에 매핑시켜 상기 검사대상 프레스 성형물의 성형 두께 분포도를 가시화하는 영상 가시화 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정위치 표시부는,
    무선통신 모듈을 구비하여, 상기 프레스 성형물의 측정이 완료된 위치에 대해서 상기 영상 가시화 처리부로 전송하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 두께 측정부는,
    초음파, 자계 비파괴 및 테라헤르츠 비파괴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부는,
    DSLR 센서 또는 미러리스 센서인 것을 특징으로 하는 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 시스템.
  6. 제1항, 제 3항 내지 제5항 중 어느 한 항을 통한 프레스 성형물의 두께 분포도를 가시화하는 방법에 있어서,
    상기 촬영부를 통해 검사대상 프레스 성형물을 촬영하여 기준이미지를 형성하는 단계;
    상기 기준이미지와 상기 검사대상 프레스 성형물의 설계데이터를 비교하여 상기 프레스 성형물이 적정상태인지 여부를 판단하며, 상기 프레스 성형물의 설계데이터로부터 상기 검사대상 프레스 성형물의 손상이 예상되는 위치 또는 미리 설정된 점검위치를 지정하여 검출영역을 설정하는 단계;
    상기 검출영역 설정부를 통해 설정된 상기 검사대상 프레스 성형물의 두께 측정을 위한 측정위치를 표시하는 단계;
    상기 두께 측정부를 통해, 상기 검사대상 프레스 성형물에 표시된 상기 측정위치의 두께를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 프레스 성형물의 두께를 상기 성형물의 설계데이터에 매핑 및 이미지처리하여 프레스 성형물의 두께를 시각적으로 가시화처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형물 두께 분포도 가시화 방법.
  7. 삭제
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