KR102341110B1 - Return spring automatic assembly apparatus and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리턴 스프링 자동 조립 장치 및 방법에 관한 것으로, 브레이크 패드의 영상을 촬영하는 제1카메라, 리턴 스프링의 영상을 촬영하는 제2카메라, 리턴 스프링을 그립하기 위한 그리퍼를 포함하여 브레이크 패드에 상기 리턴 스프링을 조립하는 로봇 및 상기 제1카메라를 통해 촬영된 브레이크 패드 영상에 근거하여 브레이크 패드의 홀(hole)의 위치를 파악하고, 상기 제2카메라를 통해 촬영된 리턴 스프링 영상에 근거하여 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악하며, 상기 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거하여 상기 로봇을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus and method for automatically assembling a return spring, including a first camera for capturing an image of a brake pad, a second camera for capturing an image of the return spring, and a gripper for gripping the return spring, the The robot assembling the return spring and the position of the brake pad hole are determined based on the brake pad image captured by the first camera, and the return spring is based on the return spring image captured by the second camera. and a controller for controlling the robot based on the identified position of the hole and the position of the protrusion.

Description

리턴 스프링 자동 조립 장치 및 방법{RETURN SPRING AUTOMATIC ASSEMBLY APPARATUS AND METHOD}RETURN SPRING AUTOMATIC ASSEMBLY APPARATUS AND METHOD

본 발명은 리턴 스프링 자동 조립 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 패드에 설치되는 리턴 스프링을 자동으로 조립하기 위한 리턴 스프링 자동 조립 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an automatic return spring assembling apparatus and method, and more particularly, to an automatic return spring assembling apparatus and method for automatically assembling a return spring installed on a brake pad.

자동 조립 시스템(automated assembling system)은 자동화 생산 시스템의 일부로, 조립의 자동화를 담당하는 시스템을 의미한다. 자동 조립 시스템은 일반적으로 부품의 공급, 부품의 반송 및 조립의 요소 작업으로 구성되며, 조립 대상 제품에 따라 전용 조립 장치를 사용해야 하는 등 자동 가공 시스템에 비해 기술적인 곤란이 존재하는 경우가 많다.An automated assembling system is a part of an automated production system, and refers to a system responsible for automation of assembly. Automated assembly systems generally consist of component supply, component conveyance, and assembly operation, and often have technical difficulties compared to automatic processing systems, such as the need to use a dedicated assembly device depending on the product to be assembled.

일반적으로 가전제품 등의 기기는 제품설계 시 대량생산을 위한 조립 용이성을 고려하여 단순화를 도모하므로, 전용기기에 의한 고속 자동화가 가능해지는 경우가 많다. 그러나 기능적인 이유로 제품설계를 변경하기 어려운 자동차와 같은 경우에는 조립 공정의 자동화 비율이 낮은 것이 현실이다.In general, since devices such as home appliances are simplified in consideration of ease of assembly for mass production when designing products, high-speed automation by dedicated devices is often possible. However, in the case of automobiles, where it is difficult to change the product design for functional reasons, the reality is that the automation rate of the assembly process is low.

한편 종래 영상촬영을 이용한 자동차 부품 조립 기술의 경우, 단순히 조립 대상의 영상만을 촬영하여 조립 부품을 조립 대상에 결합시키는 방식을 사용하였다. 그런데 이러한 종래 방식은 로봇의 부품 그립에 따른 형상 변형이 없는 경질 부품에는 적용할 수 있으나, 연질 또는 탄성 부품 등과 같이 그립에 의한 힘으로 형상 변형이 발생하는 경우에는 적용할 수 없다는 문제점이 존재하였다.On the other hand, in the case of automobile parts assembly technology using conventional imaging, a method of simply photographing an image of an assembly target and coupling the assembly parts to the assembly target was used. However, this conventional method can be applied to hard parts that do not have shape deformation due to the grip of parts of the robot, but there is a problem that it cannot be applied when the shape deformation occurs due to the force by the grip, such as soft or elastic parts.

이에 따라 자동차의 브레이크 패드에 설치되는 리턴 스프링의 경우에는 조립 자동화를 적용하지 못하고 수작업에 의존하고 있는 실정이다.Accordingly, in the case of a return spring installed on a brake pad of a vehicle, assembly automation cannot be applied, and the return spring is dependent on manual labor.

한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2012-0050864호(2012.05.21)에 개시되어 있다.
Meanwhile, the background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2012-0050864 (2012.05.21).

본 발명은 리턴 스프링의 조립 자동화를 구현할 수 있도록 하는 리턴 스프링 자동 조립 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for automatic return spring assembly that enable automation of assembly of the return spring.

본 발명에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치는 브레이크 패드의 영상을 촬영하는 제1카메라; 리턴 스프링의 영상을 촬영하는 제2카메라; 리턴 스프링을 그립하기 위한 그리퍼를 포함하여 브레이크 패드에 상기 리턴 스프링을 조립하는 로봇; 및 상기 제1카메라를 통해 촬영된 브레이크 패드 영상에 근거하여 브레이크 패드의 홀(hole)의 위치를 파악하고, 상기 제2카메라를 통해 촬영된 리턴 스프링 영상에 근거하여 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악하며, 상기 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거하여 상기 로봇을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The return spring automatic assembly apparatus according to the present invention includes: a first camera for photographing an image of a brake pad; a second camera for taking an image of the return spring; a robot for assembling the return spring to a brake pad including a gripper for gripping the return spring; and the position of the hole of the brake pad is determined based on the brake pad image captured by the first camera, and the position of the protrusion of the return spring is determined based on the return spring image photographed through the second camera. and a control unit for controlling the robot based on the identified position of the hole and the position of the protrusion.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 홀의 위치 파악 시, 이미지 프로세싱을 통해 상기 브레이크 패드 영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 브레이크 패드 영상의 윤곽선에 근거하여 상기 홀의 위치를 파악하며, 상기 돌출부의 위치 파악 시, 이미지 프로세싱을 통해 상기 리턴 스프링 영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 리턴 스프링 영상의 윤곽선에 근거하여 상기 돌출부의 위치를 파악하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when determining the location of the hole, the controller analyzes the outline of the brake pad image through image processing, determines the location of the hole based on the analyzed outline of the brake pad image, and identifies the location of the protrusion At the time, the contour of the return spring image is analyzed through image processing, and the position of the protrusion is determined based on the analyzed contour of the return spring image.

본 발명에서 상기 제어부는, 명암(contrast)의 대비를 통해 밝은 영역과 어두운 영역을 구분하는 방식으로 상기 브레이크 패드 영상의 윤곽선 및 상기 리턴 스프링 영상의 윤곽선 각각을 분석하되, 상기 홀의 위치 파악 시 어두운 영역에 근거하여 상기 홀의 위치를 파악하고, 상기 돌출부의 위치 파악 시 밝은 영역에 근거하여 상기 돌출부의 위치를 파악하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit analyzes each contour of the brake pad image and the contour of the return spring image in a manner that distinguishes a bright region from a dark region through contrast, but a dark region when locating the hole It is characterized in that the position of the hole is determined based on the

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 홀의 위치 파악 시, 상기 브레이크 패드 영상에서 홀이 위치한 ROI(Region of Interest)를 선정하고, 상기 선정된 홀이 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석하며, 상기 돌출부의 위치 파악 시, 상기 리턴 스프링 영상에서 돌출부가 위치한 ROI를 선정하고, 상기 선정된 돌출부가 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when determining the location of the hole, the controller selects an ROI (Region of Interest) in which the hole is located in the brake pad image, analyzes the outline only in the ROI where the selected hole is located, and determines the location of the protrusion , an ROI in which a protrusion is located is selected from the return spring image, and an outline is analyzed only in the ROI in which the selected protrusion is located.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 브레이크 패드 영상 및 상기 리턴 스프링 영상 중 적어도 하나 이상을 리사이즈(resize)하여 양 영상의 스케일(scale)을 일치시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller resizes at least one of the brake pad image and the return spring image to match the scales of both images.

본 발명에서 상기 로봇 제어 시, 상기 제어부는, 상기 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거하여 상기 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출하고, 상기 산출된 각도에 근거하여 상기 로봇을 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when controlling the robot, the controller calculates an angle to rotate the return spring based on the identified position of the hole and the position of the protrusion, and controls the robot based on the calculated angle. do.

본 발명에서 상기 로봇 제어 시, 상기 제어부는, 상기 파악된 홀의 위치에 근거하여 상기 브레이크 패드의 홀 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리에 따라 상기 로봇을 제어하여 상기 리턴 스프링의 돌출부 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when controlling the robot, the controller calculates the distance between the holes of the brake pad based on the identified position of the hole, and controls the robot according to the calculated distance between the protrusions of the return spring. It is characterized in that the spacing is adjusted.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 브레이크 패드 영상 및 상기 리턴 스프링 영상에 근거하여 상기 브레이크 패드 또는 상기 리턴 스프링의 불량을 검출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller may detect a defect in the brake pad or the return spring based on the brake pad image and the return spring image.

본 발명에 따른 리턴 스프링 자동 조립 방법은 제어부가 브레이크 패드의 영상을 획득하는 단계; 상기 제어부가 리턴 스프링의 영상을 획득하는 단계; 상기 제어부가 상기 획득된 브레이크 패드의 영상에 근거하여 브레이크 패드의 홀(hole)의 위치를 파악하는 단계; 상기 제어부가 상기 획득된 리턴 스프링의 영상에 근거하여 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거해 로봇을 제어하여 상기 브레이크 패드에 상기 리턴 스프링을 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for automatically assembling a return spring according to the present invention includes: acquiring, by a control unit, an image of a brake pad; obtaining, by the control unit, an image of the return spring; determining, by the controller, a position of a hole in the brake pad based on the acquired image of the brake pad; determining, by the control unit, a position of a protrusion of a return spring based on the acquired image of the return spring; and assembling, by the controller, the return spring to the brake pad by controlling the robot based on the identified position of the hole and the position of the protrusion.

본 발명에서 상기 홀의 위치를 파악하는 단계는, 상기 제어부가 이미지 프로세싱을 통해 상기 브레이크 패드의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 분석된 브레이크 패드의 영상의 윤곽선에 근거하여 상기 홀의 위치를 파악하는 단계를 포함하고, 상기 돌출부의 위치를 파악하는 단계는, 상기 제어부가 이미지 프로세싱을 통해 상기 리턴 스프링의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 분석된 리턴 스프링의 영상의 윤곽선에 근거하여 상기 돌출부의 위치를 파악하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of determining the position of the hole may include: analyzing, by the controller, an outline of the image of the brake pad through image processing; and determining, by the control unit, the position of the hole based on the analyzed contour of the image of the brake pad, wherein the determining of the position of the protrusion includes the control unit processing the image of the return spring through image processing. analyzing the contour; and determining, by the control unit, the position of the protrusion based on the analyzed contour of the image of the return spring.

본 발명의 상기 브레이크 패드의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계 또는 상기 리턴 스프링의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계에서, 상기 제어부는, 명암(contrast)의 대비를 통해 밝은 영역과 어두운 영역을 구분하는 방식으로 상기 브레이크 패드의 영상의 윤곽선 또는 상기 리턴 스프링의 영상의 윤곽선을 분석하되, 상기 홀의 위치를 파악하는 단계에서, 상기 제어부는 어두운 영역에 근거하여 상기 홀의 위치를 파악하고, 상기 돌출부의 위치를 파악하는 단계에서, 상기 제어부는 밝은 영역에 근거하여 상기 돌출부의 위치를 파악하는 것을 특징으로 한다.In the step of analyzing the contour of the image of the brake pad or the contour of the image of the return spring of the present invention, the control unit distinguishes a bright region from a dark region through contrast Analyze the contour of the image of the brake pad or the contour of the image of the return spring, but in the step of determining the position of the hole, the control unit determines the position of the hole based on the dark area and determines the position of the protrusion In the step, the control unit is characterized in that the position of the protrusion is determined based on the bright area.

본 발명에서 상기 홀의 위치를 파악하는 단계는, 상기 제어부가 상기 브레이크 패드의 영상에서 홀이 위치한 ROI(Region of Interest)를 선정하는 단계를 더 포함하되, 상기 브레이크 패드의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 선정된 홀이 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석하고, 상기 돌출부의 위치를 파악하는 단계는, 상기 제어부가 상기 리턴 스프링의 영상에서 돌출부가 위치한 ROI를 선정하는 단계를 더 포함하되, 상기 리턴 스프링의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 선정된 돌출부가 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of determining the position of the hole further includes the step of the controller selecting a region of interest (ROI) in which the hole is located from the image of the brake pad, and analyzing the outline of the image of the brake pad In, the control unit analyzes the outline only in the ROI where the selected hole is located, and the step of recognizing the position of the protrusion further comprises the step of the control unit selecting the ROI where the protrusion is located from the image of the return spring, In the step of analyzing the contour of the image of the return spring, the controller analyzes the contour only in the ROI where the selected protrusion is located.

본 발명에 따른 리턴 스프링 자동 조립 방법은 상기 로봇을 제어하는 단계 전에, 상기 제어부가 파악된 홀의 위치에 대한 좌표 및 파악된 돌출부의 위치에 대한 좌표 중 적어도 하나 이상의 스케일(scale)을 변환하여 양 좌표계를 매칭시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the return spring automatic assembly method according to the present invention, before the step of controlling the robot, the control unit converts at least one scale among the coordinates for the position of the identified hole and the coordinates for the position of the identified protrusion to both coordinate systems. It characterized in that it further comprises the step of matching.

본 발명에서 상기 로봇을 제어하는 단계는, 상기 제어부가 상기 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거하여 상기 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출된 각도에 근거하여 상기 로봇을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of controlling the robot may include: calculating, by the control unit, an angle to rotate the return spring based on the identified position of the hole and the position of the protrusion; and controlling, by the controller, the robot based on the calculated angle.

본 발명에서 상기 로봇을 제어하는 단계는, 상기 제어부가 상기 파악된 홀의 위치에 근거하여 상기 브레이크 패드의 홀 사이의 거리를 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 계산된 거리에 따라 상기 로봇을 제어하여 상기 리턴 스프링의 돌출부 사이의 간격을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of controlling the robot may include: calculating, by the control unit, a distance between the holes of the brake pad based on the identified position of the hole; and controlling, by the control unit, the robot according to the calculated distance to adjust a distance between the protrusions of the return spring.

본 발명에 따른 리턴 스프링 자동 조립 방법은 상기 제어부가 상기 브레이크 패드의 영상 및 상기 리턴 스프링의 영상에 근거하여 상기 브레이크 패드 또는 상기 리턴 스프링의 불량을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The method for automatically assembling a return spring according to the present invention may further include the step of detecting, by the controller, a defect of the brake pad or the return spring based on the image of the brake pad and the image of the return spring.

본 발명에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치 및 방법은 브레이크 패드와 리턴 스프링의 영상을 각각 촬영하고, 촬영된 영상에 근거해 브레이크 패드의 홀의 위치 및 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악하여 브레이크 패드에 리턴 스프링을 조립할 수 있도록 함으로써 리턴 스프링 조립 공정의 자동화를 가능하게 하는 효과가 있다.The return spring automatic assembly apparatus and method according to the present invention take an image of a brake pad and a return spring, respectively, and determine the position of the hole of the brake pad and the position of the protrusion of the return spring based on the captured image to attach the return spring to the brake pad. It has the effect of enabling automation of the return spring assembly process by allowing it to be assembled.

또한 본 발명에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치 및 방법은 공정 자동화를 가능하게 함으로써 생산 원가를 절감할 수 있도록 하며, 품질의 향상이 가능하도록 하는 효과가 있다.
In addition, the return spring automatic assembly apparatus and method according to the present invention has the effect of enabling process automation to reduce production costs and improve quality.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 패드와 리턴 스프링을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 브레이크 패드의 홀을 인식하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 리턴 스프링의 돌출부를 인식하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 ROI 영역을 설정하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 브레이크 패드의 홀의 위치 및 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an automatic return spring assembly apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view for explaining a brake pad and a return spring according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view for explaining a process of recognizing a hole of a brake pad in the return spring automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining a process of recognizing the protrusion of the return spring in the return spring automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view for explaining the process of setting the ROI area in the return spring automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view for explaining a process of identifying a position of a hole of a brake pad and a position of a protrusion of a return spring in an automatic return spring assembling apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view for explaining a process of calculating an angle to rotate the return spring in the return spring automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view for explaining a method of calculating an angle to rotate the return spring in the return spring automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating an automatic return spring assembly method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of an automatic return spring assembly apparatus and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 패드와 리턴 스프링을 설명하기 위한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 브레이크 패드의 홀을 인식하는 과정을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 리턴 스프링의 돌출부를 인식하는 과정을 설명하기 위한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 ROI 영역을 설정하는 과정을 설명하기 위한 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 브레이크 패드의 홀의 위치 및 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악하는 과정을 설명하기 위한 예시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치에서 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치를 설명하면 다음과 같다.1 is a block diagram illustrating the configuration of an automatic return spring assembly apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exemplary view for explaining a brake pad and a return spring according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exemplary view for explaining a process of recognizing a hole of a brake pad in an automatic return spring assembling apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a return in an automatic return spring assembling apparatus according to an embodiment of the present invention It is an exemplary view for explaining the process of recognizing the protrusion of the spring, Figure 5 is an exemplary view for explaining the process of setting the ROI area in the return spring automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is this It is an exemplary view for explaining a process of identifying a position of a hole of a brake pad and a position of a protrusion of a return spring in the return spring automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a return spring according to an embodiment of the present invention. It is an exemplary view for explaining the process of calculating the angle to rotate the return spring in the automatic assembly apparatus, Figure 8 is a method of calculating the angle to rotate the return spring in the return spring automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention As an exemplary view for explanation, an automatic return spring assembly apparatus according to this embodiment will be described with reference to this.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치는 제어부(100), 제1카메라(110), 제2카메라(120) 및 로봇(130)을 포함한다.As shown in FIG. 1 , the return spring automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention includes a control unit 100 , a first camera 110 , a second camera 120 , and a robot 130 .

제1카메라(110)는 브레이크 패드의 영상을 촬영할 수 있고, 제2카메라(120)는 리턴 스프링의 영상을 촬영할 수 있다. 예를 들어 제1카메라(110)로는 62.30×46.73mm 및 1600×1200픽셀의 규격을 갖는 2MP 카메라가 채용될 수 있고, 제2카메라(120)로는 99.68×52.96mm 및 2048×1088픽셀의 규격을 갖는 2.1MP 카메라가 채용될 수 있다.The first camera 110 may photograph an image of the brake pad, and the second camera 120 may photograph an image of the return spring. For example, as the first camera 110, a 2MP camera having specifications of 62.30 × 46.73 mm and 1600 × 1200 pixels may be employed, and as the second camera 120, specifications of 99.68 × 52.96 mm and 2048 × 1088 pixels are adopted. A 2.1MP camera with

로봇(130)은 제어부(100)의 제어에 따라 브레이크 패드에 리턴 스프링을 조립할 수 있다. 즉 로봇(130)은 리턴 스프링을 그립하기 위한 그리퍼를 포함하며, 브레이크 패드의 홀(hole)에 리턴 스프링의 돌출부를 결합시켜 브레이크 패드에 리턴 스프링을 조립한다.The robot 130 may assemble a return spring to the brake pad under the control of the controller 100 . That is, the robot 130 includes a gripper for gripping the return spring, and assembles the return spring to the brake pad by coupling the protrusion of the return spring to the hole of the brake pad.

즉 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 패드에는 리턴 스프링을 결합하기 위한 홀이 구비되어 있고, 리턴 스프링에는 상기 홀에 결합되는 돌출부가 형성되어 있다. 이러한 브레이크 패드의 홀에는 공차(allowance)가 존재할 수 있으며, 로봇(130)의 그리퍼가 리턴 스프링을 그립할 경우 리턴 스프링의 간격이 변동될 수 있다. 따라서 리턴 스프링 조립의 자동화를 위해서는 공차의 흡수 방안 및 리턴 스프링 간격을 조정할 수 있는 방안이 요구된다.That is, as shown in FIG. 2 , a hole for coupling a return spring is provided in the brake pad, and a protrusion coupled to the hole is formed in the return spring. A tolerance may exist in the hole of the brake pad, and when the gripper of the robot 130 grips the return spring, the interval of the return spring may be changed. Therefore, in order to automate the assembly of the return spring, a method for absorbing tolerance and a method for adjusting the return spring interval are required.

이를 위해 제어부(100)는 먼저 제1카메라(110)를 통해 촬영된 브레이크 패드 영상에 근거하여 브레이크 패드의 홀(hole)의 위치를 파악하고, 제2카메라(120)를 통해 촬영된 리턴 스프링 영상에 근거하여 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악할 수 있다.To this end, the controller 100 first determines the position of a hole in the brake pad based on the brake pad image captured through the first camera 110 , and the return spring image captured by the second camera 120 . Based on this, the position of the protrusion of the return spring can be determined.

예를 들어 제어부(100)는 이미지 프로세싱을 통해 브레이크 패드 영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 브레이크 패드 영상의 윤곽선에 근거하여 홀의 위치를 파악하며, 이미지 프로세싱을 통해 리턴 스프링 영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 리턴 스프링 영상의 윤곽선에 근거하여 돌출부의 위치를 파악할 수 있다.For example, the control unit 100 analyzes the contour of the brake pad image through image processing, determines the position of the hole based on the contour of the analyzed brake pad image, analyzes the contour of the return spring image through image processing, and , it is possible to determine the position of the protrusion based on the contour of the analyzed return spring image.

즉 제어부(100)는 제1카메라(110) 및 제2카메라(120)를 통해 획득된 이미지를 filtering과 binary 과정을 거쳐 간단한 영상정보로 바꾸고 에지 검출(edge detection) 알고리즘을 거쳐 브레이크 패드 영상 및 리턴 스프링 영상의 윤곽선을 분석할 수 있다. 이때 에지 검출 알고리즘으로는 빛의 세기(intensity)나 명암(contrast)의 차이를 기반으로 경계를 검출하는 상용 디지털 이미지 프로세싱(Digital Image Processing) 방법 등이 채용될 수 있다. 다만 본 실시예는 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(100)가 브레이크 패드 영상 및 리턴 스프링 영상의 윤곽선을 분석할 수 있는 다양한 이미지 프로세싱 방식이 채용될 수 있다.That is, the control unit 100 converts the images acquired through the first camera 110 and the second camera 120 into simple image information through filtering and binary processes, and passes through an edge detection algorithm to display the brake pad image and return. You can analyze the contour of the spring image. In this case, as the edge detection algorithm, a commercial digital image processing method for detecting a boundary based on a difference in light intensity or contrast may be employed. However, the present embodiment is not limited thereto, and various image processing methods in which the controller 100 may analyze the contours of the brake pad image and the return spring image may be employed.

보다 구체적으로 제어부(100)는 명암의 대비를 통해 밝은 영역과 어두운 영역으로 이미지를 구분하는 방식(예를 들어 기준이하의 밝기를 갖는 영역은 1로, 나머지 영역은 0으로 처리)으로 브레이크 패드 영상의 윤곽선 및 리턴 스프링 영상의 윤곽선 각각을 분석할 수도 있다. 이때 제어부(100)는 어두운 영역에 근거하여 홀의 위치를 파악하고, 밝은 영역에 근거하여 돌출부의 위치를 파악할 수 있다.More specifically, the control unit 100 divides the image into a bright area and a dark area through contrast of light and darkness (for example, an area having a brightness below the standard is treated as 1, and the remaining areas are treated as 0). It is also possible to analyze the contour of , and the contour of the return spring image, respectively. In this case, the controller 100 may determine the position of the hole based on the dark area, and may determine the position of the protrusion based on the bright area.

즉 도 3에서 볼 수 있듯이, 제어부(100)는 밝은 영역으로 둘러싸인 원 형태의 어두운 영역을 브레이크 패드의 홀로 인식할 수 있다. 또한 제어부(100)는 도 4에서 볼 수 있듯이, 어두운 영역으로 둘러싸인 원 형태의 밝은 영역을 리턴 스프링의 돌출부로 인식할 수 있다. 다만 이때 브레이크 패드 영상의 윤곽선을 분석하기 위한 기준밝기와 리턴 스프링 영상의 윤곽선을 분석하기 위한 기준밝기는 서로 다를 수 있다.That is, as shown in FIG. 3 , the controller 100 may recognize a dark area in a circle shape surrounded by a bright area as a hole of the brake pad. Also, as shown in FIG. 4 , the controller 100 may recognize a bright area in a circle shape surrounded by a dark area as a protrusion of the return spring. However, at this time, the reference brightness for analyzing the contour of the brake pad image and the reference brightness for analyzing the contour of the return spring image may be different from each other.

한편 제어부(100)는 윤곽선을 분석하기 전에 ROI(Region of Interest) 영역을 선정하고, 선정된 ROI에서만 윤곽선을 분석할 수 있다. 즉 도 5에서 볼 수 있듯이, 제어부(100)는 홀의 위치 파악 시 브레이크 패드 영상에서 홀이 위치한 ROI를 선정하고, 선정된 홀이 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석할 수 있다. 또한 제어부(100)는 돌출부의 위치 파악 시 리턴 스프링 영상에서 돌출부가 위치한 ROI를 선정하고, 선정된 돌출부가 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석할 수 있다.Meanwhile, the controller 100 may select an ROI (Region of Interest) region before analyzing the contour, and analyze the contour only in the selected ROI. That is, as shown in FIG. 5 , when determining the location of the hole, the controller 100 may select an ROI in which the hole is located from the brake pad image, and may analyze the outline only in the ROI in which the selected hole is located. In addition, when determining the location of the protrusion, the controller 100 may select an ROI in which the protrusion is located from the return spring image, and analyze the outline only in the ROI in which the selected protrusion is located.

즉 제어부(100)는 획득된 이미지의 전체가 아닌 ROI에서만 이미지 프로세싱을 수행하여 홀 및 돌출부의 위치 파악 처리 시간을 단축시킬 수 있다. 여기서 홀이 위치한 ROI 및 돌출부가 위치한 ROI의 위치는 미리 설정되어 있을 수 있으며, 차량의 종류에 따라 다양한 값으로 설정될 수 있다.That is, the controller 100 may reduce the processing time for determining the location of the hole and the protrusion by performing image processing only on the ROI, not on the entire obtained image. Here, the positions of the ROI where the hole is located and the ROI where the protrusion is located may be preset, and may be set to various values according to the type of vehicle.

제어부(100)는 이렇게 브레이크 패드의 홀로 인식된 원의 중심 좌표를 홀의 위치를 나타내는 기준좌표로 산출하고, 리턴 스프링의 돌출부로 인식된 원의 중심 좌표를 돌출부의 위치를 나타내는 기준좌표로 산출할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 원 내부 점들의 무게중심을 중심 좌표로 산출할 수도 있고, 원 주위에 가상의 사각형을 형성하고 형성된 사각형의 중심을 중심 좌표로 산출할 수도 있다.The control unit 100 calculates the center coordinates of the circle recognized as the hole of the brake pad as reference coordinates indicating the position of the hole, and calculates the center coordinates of the circle recognized as the protrusion of the return spring as the reference coordinates indicating the position of the protrusion. have. For example, the controller 100 may calculate the center of gravity of points inside the circle as central coordinates, or may form an imaginary rectangle around the circle and calculate the center of the formed rectangle as the central coordinates.

즉 도 6에서 볼 수 있듯이, 브레이크 패드에 홀이 두 개 존재하고, 이에 상응하게 리턴 스프링에 두 개의 돌출부가 존재하는 경우에, 제어부(100)는 홀의 기준좌표 두 개를 산출하여 홀의 위치를 파악할 수 있다. 또한 이에 상응하게 제어부(100)는 돌출부의 기준좌표 두 개를 산출하여 돌출부의 위치를 파악할 수 있다.That is, as shown in FIG. 6 , when there are two holes in the brake pad and correspondingly there are two protrusions in the return spring, the control unit 100 calculates two reference coordinates of the hole to determine the location of the hole. can Also, correspondingly, the control unit 100 may calculate two reference coordinates of the protrusion to determine the location of the protrusion.

한편 제1카메라(110)를 통해 획득된 영상과 제2카메라(120)를 통해 획득된 영상의 스케일(scale)에 차이가 있는 경우에는 상술한 과정을 거쳐 산출된 홀의 기준좌표와 돌출부의 기준좌표 간에 스케일의 차이가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 경우에 제어부(100)는 홀의 기준좌표 및 돌출부의 기준좌표 간의 스케일을 매칭시키기 위해 제1카메라(110)를 통해 획득된 브레이크 패드 영상 및 제2카메라(120)를 통해 획득된 리턴 스프링 영상 중 적어도 하나 이상을 리사이즈(resize)하여 양 영상의 스케일을 일치시킬 수 있다. 또한 이외에도 제어부(100)는 홀의 기준좌표 및 돌출부의 기준좌표 중 적어도 하나 이상의 스케일을 변환하여 양 좌표계를 매칭시킬 수 있다.On the other hand, if there is a difference in the scale of the image acquired through the first camera 110 and the image acquired through the second camera 120, the reference coordinates of the hole and the reference coordinates of the protrusion calculated through the above-described process. There may be differences in scale between them. Accordingly, in this case, the control unit 100 controls the brake pad image obtained through the first camera 110 and the return spring image obtained through the second camera 120 to match the scale between the reference coordinates of the hole and the reference coordinates of the protrusion. At least one of them may be resized to match the scales of both images. In addition, the controller 100 may match the two coordinate systems by converting at least one scale among the reference coordinates of the hole and the reference coordinates of the protrusion.

제어부(100)는 상술한 과정을 거쳐 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거하여 로봇(130)을 제어할 수 있다. 즉 제어부(100)는 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거하여 브레이크 패드의 홀에 리턴 스프링의 돌출부가 결합되도록 하는 방식으로 브레이크 패드에 리턴 스프링을 조립할 수 있다.The control unit 100 may control the robot 130 based on the position of the hole and the position of the protrusion determined through the above-described process. That is, the control unit 100 may assemble the return spring to the brake pad in such a way that the protrusion of the return spring is coupled to the hole of the brake pad based on the identified position of the hole and the position of the protrusion.

예를 들어 제어부(100)는 파악된 홀의 위치에 근거하여 브레이크 패드의 홀 사이의 거리를 계산하고, 계산된 거리에 따라 로봇(130)을 제어하여 리턴 스프링의 돌출부 사이의 간격을 조절할 수 있다. 즉 홀 및 돌출부가 각각 두 개씩 존재하는 경우에, 홀 사이의 거리는 공차에 의해 달라질 수 있고 그립된 리턴 스프링의 간격은 리턴 스프링의 특성에 의해 달라질 수 있으므로, 제어부(100)는 홀 사이의 거리를 계산하여 리턴 스프링의 간격을 조절할 수 있다. 다시 말해 제어부(100)는 이러한 간격 조절을 통해 브레이크 패드에 리턴 스프링을 정확하게 조립할 수 있다.For example, the controller 100 may calculate the distance between the holes of the brake pad based on the identified hole positions, and control the robot 130 according to the calculated distance to adjust the spacing between the protrusions of the return spring. That is, when there are two holes and two protrusions, the distance between the holes may vary depending on the tolerance and the distance between the gripped return springs may vary depending on the characteristics of the return spring, so the controller 100 adjusts the distance between the holes. It is possible to adjust the spacing of the return spring by calculation. In other words, the control unit 100 may accurately assemble the return spring to the brake pad through such spacing adjustment.

또한 홀 및 돌출부가 각각 두 개씩 존재하는 경우에, 양쪽 홀 및 돌출부를 동시에 원활하게 결합시키기 위해서는 홀의 위치에 대한 각도와 돌출부의 위치에 대한 각도가 일치하여야 한다. 즉 도 7에서 볼 수 있듯이, 홀의 기준좌표 두 개를 이은 보조선과 돌출부의 기준좌표 두 개를 이은 보조선은 홀의 공차와 그립에 따른 리턴 스프링의 형상 변형에 의해 평행하지 않을 수 있으므로, 이러한 보조선이 평행해질 수 있도록 하면 양쪽 홀 및 돌출부의 결합이 보다 원활해질 수 있다.Also, when there are two holes and two protrusions, the angle with respect to the position of the hole and the angle with respect to the position of the protrusion must match in order to smoothly couple both the holes and the protrusion at the same time. That is, as can be seen in FIG. 7, the auxiliary line connecting two reference coordinates of the hole and the auxiliary line connecting two reference coordinates of the protrusion may not be parallel due to the shape deformation of the return spring according to the hole tolerance and grip. By allowing these to be parallel, the coupling of both the holes and the protrusions can be made more smoothly.

따라서 제어부(100)는 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거하여 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출하고, 산출된 각도에 근거하여 로봇(130)을 제어할 수 있다.Accordingly, the control unit 100 may calculate an angle to rotate the return spring based on the determined position of the hole and the position of the protrusion, and control the robot 130 based on the calculated angle.

예를 들어 도 8에서 볼 수 있듯이, 제어부(100)는 홀의 기준좌표에 대한 아크탄젠트(arctangent) 계산을 통해 홀에 대한 기준선의 각도를 계산할 수 있고, 돌출부의 기준좌표에 대한 아크탄젠트 계산을 통해 돌출부에 대한 기준선의 각도를 계산할 수 있다.For example, as shown in FIG. 8 , the control unit 100 may calculate the angle of the reference line with respect to the hole through arctangent calculation with respect to the reference coordinates of the hole, and through the calculation of the arctangent with respect to the reference coordinates of the protrusion. You can calculate the angle of the baseline with respect to the protrusion.

또한 제어부(100)는 이렇게 계산된 홀에 대한 기준선의 각도 및 돌출부에 대한 기준선의 각도를 비교하여 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출할 수 있으며, 산출된 각도에 대한 회전변환을 통해 리턴 스프링 돌출부의 회전 후 좌표를 계산할 수 있다. In addition, the control unit 100 may calculate an angle to rotate the return spring by comparing the angle of the reference line with respect to the hole and the angle of the reference line with respect to the protrusion calculated in this way, and through rotation conversion for the calculated angle, the projection of the return spring After rotation, the coordinates can be calculated.

한편 제어부(100)는 제1카메라(110)를 통해 촬영된 브레이크 패드 영상과 제2카메라(120)를 통해 촬영된 리턴 스프링 영상에 근거하여 브레이크 패드 또는 리턴 스프링의 불량을 검출할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 브레이크 패드의 홀 사이의 거리가 허용범위를 벗어난 경우, 리턴 스프링에 허용크기 이상의 버(burr)가 존재하는 경우 등에 브레이크 패드 또는 리턴 스프링에 불량이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 또한 제어부(100)는 이렇게 불량이 검출되는 경우 알람 등을 통해 이를 알려 사용자가 후속 조치를 취할 수 있도록 할 수도 있다.Meanwhile, the control unit 100 may detect a failure of the brake pad or the return spring based on the brake pad image photographed through the first camera 110 and the return spring image photographed through the second camera 120 . For example, when the distance between the holes of the brake pad is out of an allowable range, when a burr of an allowable size or more exists in the return spring, the control unit 100 may determine that there is a defect in the brake pad or the return spring. can In addition, when such a defect is detected, the control unit 100 may notify the user through an alarm or the like so that the user can take a follow-up action.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 방법을 설명하면 다음과 같다.9 is a flowchart for explaining an automatic return spring assembly method according to an embodiment of the present invention. Referring to this, an automatic return spring assembly method according to the present embodiment will be described as follows.

도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(100)는 먼저 브레이크 패드의 영상을 획득한다(S200).As shown in FIG. 9 , the controller 100 first acquires an image of the brake pad ( S200 ).

이어서 제어부(100)는 리턴 스프링의 영상을 획득한다(S210). 한편 본 실시예에서 상기 단계(S210)는 단계(S200) 이후에 수행되는 것으로 설명하였으나, 상기 단계(S200)와 상기 단계(S210)는 동시에 수행될 수 있으며, 상기 단계(S210)가 상기 단계(S200)보다 먼저 수행될 수도 있다.Then, the control unit 100 acquires an image of the return spring (S210). Meanwhile, in this embodiment, the step (S210) has been described as being performed after the step (S200), but the step (S200) and the step (S210) may be performed simultaneously, and the step (S210) is the step ( S200) may be performed earlier.

상기 단계(S210) 이후 제어부(100)는 상기 단계(S200)에서 획득된 영상에 근거하여 브레이크 패드의 홀(hole)의 위치를 파악한다(S220). 예를 들어 제어부(100)는 이미지 프로세싱을 통해 브레이크 패드 영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 브레이크 패드 영상의 윤곽선에 근거하여 홀의 위치를 파악할 수 있다.After the step (S210), the control unit 100 determines the position of the hole of the brake pad based on the image obtained in the step (S200) (S220). For example, the controller 100 may analyze the contour of the brake pad image through image processing, and determine the location of the hole based on the analyzed contour of the brake pad image.

즉 제어부(100)는 상기 단계(S200)에서 획득된 이미지를 filtering과 binary 과정을 거쳐 간단한 영상정보로 바꾸고 에지 검출(edge detection) 알고리즘을 거쳐 브레이크 패드 영상의 윤곽선을 분석할 수 있다. 보다 구체적으로 제어부(100)는 명암의 대비를 통해 밝은 영역과 어두운 영역으로 이미지를 구분하는 방식(예를 들어 기준이하의 밝기를 갖는 영역은 1로, 나머지 영역은 0으로 처리)으로 브레이크 패드 영상의 윤곽선을 분석할 수도 있다. 이때 제어부(100)는 어두운 영역에 근거하여 홀의 위치를 파악할 수 있다.That is, the controller 100 may convert the image obtained in step S200 into simple image information through filtering and binary processes, and analyze the outline of the brake pad image through an edge detection algorithm. More specifically, the control unit 100 divides the image into a bright area and a dark area through contrast of light and darkness (for example, an area having a brightness below the standard is treated as 1, and the remaining areas are treated as 0). It is also possible to analyze the outline of In this case, the controller 100 may determine the location of the hole based on the dark area.

이어서 제어부(100)는 상기 단계(S210)에서 획득된 영상에 근거하여 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악한다(S230). 상기 단계(S230)에서 제어부(100)는 상기 단계(S220)와 마찬가지의 방식으로 돌출부의 위치를 파악할 수 있다. 다만 이때 제어부(100)는 어두운 영역이 아닌 밝은 영역에 근거하여 돌출부의 위치를 파악할 수 있으며, 밝은 영역과 어두운 영역을 구분하기 위한 기준밝기를 상기 단계(S220)와 다르게 설정할 수 있다.Next, the control unit 100 determines the position of the protrusion of the return spring based on the image obtained in step S210 (S230). In the step S230, the controller 100 may determine the position of the protrusion in the same manner as in the step S220. However, in this case, the controller 100 may determine the position of the protrusion based on the bright area instead of the dark area, and may set the reference brightness for distinguishing the bright area from the dark area differently from the step ( S220 ).

한편 본 실시예에서 상기 단계(S230)는 단계(S220) 이후에 수행되는 것으로 설명하였으나, 상기 단계(S220)와 상기 단계(S230)는 동시에 수행될 수 있으며, 상기 단계(S230)가 상기 단계(S220)보다 먼저 수행될 수도 있다.Meanwhile, in this embodiment, the step (S230) has been described as being performed after the step (S220), but the step (S220) and the step (S230) may be performed simultaneously, and the step (S230) is the step ( S220) may be performed earlier.

상기 단계(S230) 이후, 제어부(100)는 상기 단계(S220)에서 파악된 홀의 위치에 근거하여 리턴 스프링의 간격을 조절한다(S240). 예를 들어 제어부(100)는 파악된 홀의 위치에 근거하여 브레이크 패드의 홀 사이의 거리를 계산하고, 계산된 거리에 따라 로봇(130)을 제어하여 리턴 스프링의 돌출부 사이의 간격을 조절할 수 있다. 즉 홀 및 돌출부가 각각 두 개씩 존재하는 경우에, 홀 사이의 거리는 공차에 의해 달라질 수 있고 그립된 리턴 스프링의 간격은 리턴 스프링의 특성에 의해 달라질 수 있으므로, 제어부(100)는 홀 사이의 거리를 계산하여 리턴 스프링의 간격을 조절할 수 있다.After the step (S230), the control unit 100 adjusts the interval of the return spring based on the position of the hole identified in the step (S220) (S240). For example, the controller 100 may calculate the distance between the holes of the brake pad based on the identified hole positions, and control the robot 130 according to the calculated distance to adjust the spacing between the protrusions of the return spring. That is, when there are two holes and two protrusions, the distance between the holes may vary due to tolerance and the distance between the gripped return springs may vary depending on the characteristics of the return spring, so the controller 100 adjusts the distance between the holes. It is possible to adjust the interval of the return spring by calculation.

이어서 제어부(100)는 상기 단계(S220)에서 파악된 홀의 위치 및 상기 단계(S230)에서 파악된 돌출부의 위치에 근거하여 위치 보정 데이터를 산출한다(S250). 예를 들어 제어부(100)는 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거하여 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 위치 보정 데이터로 산출할 수 있다. 즉 제어부(100)는 홀의 기준좌표에 대한 아크탄젠트(arctangent) 계산을 통해 홀에 대한 기준선의 각도를 계산할 수 있고, 돌출부의 기준좌표에 대한 아크탄젠트 계산을 통해 돌출부에 대한 기준선의 각도를 계산할 수 있으며, 이렇게 계산된 홀에 대한 기준선의 각도 및 돌출부에 대한 기준선의 각도를 비교하여 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출할 수 있다.Next, the control unit 100 calculates position correction data based on the position of the hole identified in step S220 and the position of the protrusion identified in step S230 ( S250 ). For example, the controller 100 may calculate an angle to rotate the return spring as the position correction data based on the identified position of the hole and the position of the protrusion. That is, the control unit 100 can calculate the angle of the reference line with respect to the hole through arctangent calculation with respect to the reference coordinates of the hole, and the angle of the reference line with respect to the protrusion can be calculated through the arc tangent calculation for the reference coordinates of the protrusion. In addition, by comparing the calculated angle of the reference line with respect to the hole and the angle of the reference line with respect to the protrusion, it is possible to calculate the angle at which the return spring is rotated.

상기 단계(S250) 이후, 제어부(100)는 상기 단계(S250)에서 산출된 데이터에 따라 로봇(130)을 제어하여 브레이크 패드에 스프링을 조립한다(S260). 즉 제어부(100)는 로봇(130)을 제어하여 브레이크 패드의 홀에 리턴 스프링의 돌출부가 결합되도록 하는 방식으로 브레이크 패드에 리턴 스프링을 조립할 수 있다.After the step (S250), the controller 100 controls the robot 130 according to the data calculated in the step (S250) to assemble the spring on the brake pad (S260). That is, the controller 100 may control the robot 130 to assemble the return spring to the brake pad in such a way that the protrusion of the return spring is coupled to the hole of the brake pad.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스프링 자동 조립 장치 및 방법은 브레이크 패드와 리턴 스프링의 영상을 각각 촬영하고, 촬영된 영상에 근거해 브레이크 패드의 홀의 위치 및 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악하여 브레이크 패드에 리턴 스프링을 조립할 수 있도록 함으로써 리턴 스프링 조립 공정의 자동화를 가능하게 한다.As described above, the spring automatic assembly apparatus and method according to the embodiment of the present invention take images of the brake pad and the return spring, respectively, and determine the position of the hole of the brake pad and the position of the protrusion of the return spring based on the captured image to determine the position of the brake pad and the return spring. By allowing the assembly of the return spring to the pad, it enables automation of the return spring assembly process.

또한 본 발명의 실시예에 따른 리턴 스프링 자동 조립 장치 및 방법은 공정 자동화를 가능하게 함으로써 생산 원가를 절감할 수 있도록 하며, 품질의 향상이 가능하도록 한다.In addition, the return spring automatic assembly apparatus and method according to an embodiment of the present invention enable process automation to reduce production costs and improve quality.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely an example, and those skilled in the art to which various modifications and equivalent other embodiments are possible. will understand Therefore, the technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 제어부
110: 제1카메라
120: 제2카메라
130: 로봇100: control unit
110: first camera
120: second camera
130: robot

Claims (16)

브레이크 패드의 영상을 촬영하는 제1카메라;
리턴 스프링의 영상을 촬영하는 제2카메라;
리턴 스프링을 그립하기 위한 그리퍼를 포함하여 브레이크 패드에 상기 리턴 스프링을 조립하는 로봇; 및
상기 제1카메라를 통해 촬영된 브레이크 패드 영상에 근거하여 브레이크 패드의 홀(hole)의 위치를 파악하고, 상기 제2카메라를 통해 촬영된 리턴 스프링 영상에 근거하여 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악하며, 상기 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거하여 상기 로봇을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 브레이크 패드의 홀 및 상기 리턴 스프링의 돌출부는 각각 두 개씩 구비되어 있으며,
상기 로봇 제어 시, 상기 제어부는,
상기 파악된 홀의 위치에 따른 홀의 기준좌표 두 개를 이은 보조선 및 상기 파악된 돌출부의 위치에 따른 돌출부의 기준좌표 두 개를 이은 보조선에 근거하여 상기 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출하고, 상기 산출된 각도에 근거하여 상기 로봇을 제어하며,
상기 파악된 홀의 위치에 근거하여 상기 브레이크 패드의 홀 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리에 따라 상기 로봇을 제어하여 상기 리턴 스프링의 돌출부 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 장치.
A first camera for taking an image of the brake pad;
a second camera for taking an image of the return spring;
a robot for assembling the return spring to a brake pad including a gripper for gripping the return spring; and
The position of the hole of the brake pad is determined based on the brake pad image captured by the first camera, and the position of the protrusion of the return spring is determined based on the return spring image photographed through the second camera, , a control unit for controlling the robot based on the identified position of the hole and the position of the protrusion,
Two holes of the brake pad and two protrusions of the return spring are provided, respectively,
When controlling the robot, the control unit,
Calculating an angle to rotate the return spring based on an auxiliary line connecting two reference coordinates of a hole according to the position of the identified hole and an auxiliary line connecting two reference coordinates of a projection according to the position of the identified protrusion; Controls the robot based on the calculated angle,
Automatic assembly of a return spring, characterized in that the distance between the holes of the brake pad is calculated based on the position of the identified hole, and the distance between the protrusions of the return spring is adjusted by controlling the robot according to the calculated distance Device.
 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 홀의 위치 파악 시, 이미지 프로세싱을 통해 상기 브레이크 패드 영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 브레이크 패드 영상의 윤곽선에 근거하여 상기 홀의 위치를 파악하며,
상기 돌출부의 위치 파악 시, 이미지 프로세싱을 통해 상기 리턴 스프링 영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 리턴 스프링 영상의 윤곽선에 근거하여 상기 돌출부의 위치를 파악하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 장치.
The method of claim 1,
The control unit is
When determining the position of the hole, the contour of the brake pad image is analyzed through image processing, and the position of the hole is determined based on the analyzed contour of the brake pad image,
When the position of the protrusion is determined, the contour of the return spring image is analyzed through image processing, and the position of the protrusion is determined based on the contour of the analyzed return spring image.
 제 2항에 있어서,
상기 제어부는,
명암(contrast)의 대비를 통해 밝은 영역과 어두운 영역을 구분하는 방식으로 상기 브레이크 패드 영상의 윤곽선 및 상기 리턴 스프링 영상의 윤곽선 각각을 분석하되,
상기 홀의 위치 파악 시 어두운 영역에 근거하여 상기 홀의 위치를 파악하고, 상기 돌출부의 위치 파악 시 밝은 영역에 근거하여 상기 돌출부의 위치를 파악하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit is
Analyze the contour of the brake pad image and the contour of the return spring image in a manner that distinguishes a bright region and a dark region through contrast of contrast,
A return spring automatic assembly device, characterized in that when determining the position of the hole, the position of the hole is determined based on the dark area, and when the position of the projection is determined, the position of the protrusion is determined based on the bright area.
 제 2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 홀의 위치 파악 시, 상기 브레이크 패드 영상에서 홀이 위치한 ROI(Region of Interest)를 선정하고, 상기 선정된 홀이 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석하며,
상기 돌출부의 위치 파악 시, 상기 리턴 스프링 영상에서 돌출부가 위치한 ROI를 선정하고, 상기 선정된 돌출부가 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit is
When determining the location of the hole, an ROI (Region of Interest) where the hole is located is selected from the brake pad image, and the outline is analyzed only in the ROI where the selected hole is located,
When determining the location of the protrusion, the return spring automatic assembly apparatus, characterized in that selecting an ROI in which the protrusion is located in the return spring image, and analyzing the outline only in the ROI in which the selected protrusion is located.
 제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 브레이크 패드 영상 및 상기 리턴 스프링 영상 중 적어도 하나 이상을 리사이즈(resize)하여 양 영상의 스케일(scale)을 일치시키는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 장치.
The method of claim 1,
The control unit, the return spring automatic assembly apparatus, characterized in that by resizing at least one of the brake pad image and the return spring image to match the scales of both images.
 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 브레이크 패드 영상 및 상기 리턴 스프링 영상에 근거하여 상기 브레이크 패드 또는 상기 리턴 스프링의 불량을 검출하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 장치.
The method of claim 1,
wherein the control unit detects a defect in the brake pad or the return spring based on the brake pad image and the return spring image.
 제어부가 브레이크 패드의 영상을 획득하는 단계;
상기 제어부가 리턴 스프링의 영상을 획득하는 단계;
상기 제어부가 상기 획득된 브레이크 패드의 영상에 근거하여 브레이크 패드의 홀(hole)의 위치를 파악하는 단계;
상기 제어부가 상기 획득된 리턴 스프링의 영상에 근거하여 리턴 스프링의 돌출부의 위치를 파악하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 파악된 홀의 위치 및 돌출부의 위치에 근거해 로봇을 제어하여 상기 브레이크 패드에 상기 리턴 스프링을 조립하는 단계를 포함하고,
상기 브레이크 패드의 홀 및 상기 리턴 스프링의 돌출부는 각각 두 개씩 구비되어 있으며,
상기 로봇을 제어하는 단계는,
상기 제어부가 상기 파악된 홀의 위치에 근거하여 상기 브레이크 패드의 홀 사이의 거리를 계산하는 단계;
상기 제어부가 상기 계산된 거리에 따라 상기 로봇을 제어하여 상기 리턴 스프링의 돌출부 사이의 간격을 조절하는 단계;
상기 제어부가 상기 파악된 홀의 위치에 따른 홀의 기준좌표 두 개를 이은 보조선 및 상기 파악된 돌출부의 위치에 따른 돌출부의 기준좌표 두 개를 이은 보조선에 근거하여 상기 리턴 스프링을 회전시킬 각도를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 산출된 각도에 근거하여 상기 로봇을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 방법.
acquiring, by the controller, an image of the brake pad;
obtaining, by the control unit, an image of the return spring;
determining, by the controller, a position of a hole in the brake pad based on the acquired image of the brake pad;
determining, by the control unit, a position of a protrusion of a return spring based on the acquired image of the return spring; and
and assembling the return spring to the brake pad by controlling the robot based on the identified position of the hole and the position of the protrusion,
Two holes of the brake pad and two protrusions of the return spring are provided, respectively,
The step of controlling the robot,
calculating, by the controller, a distance between the holes of the brake pad based on the identified positions of the holes;
controlling, by the controller, the robot according to the calculated distance to adjust the distance between the protrusions of the return spring;
The control unit calculates an angle to rotate the return spring based on an auxiliary line connecting two reference coordinates of a hole according to the identified position of the hole and an auxiliary line connecting two reference coordinates of a protrusion according to the identified position of the protrusion to do; and
and the control unit controlling the robot based on the calculated angle.
 제 9항에 있어서,
상기 홀의 위치를 파악하는 단계는,
상기 제어부가 이미지 프로세싱을 통해 상기 브레이크 패드의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 분석된 브레이크 패드의 영상의 윤곽선에 근거하여 상기 홀의 위치를 파악하는 단계를 포함하고,
상기 돌출부의 위치를 파악하는 단계는,
상기 제어부가 이미지 프로세싱을 통해 상기 리턴 스프링의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 분석된 리턴 스프링의 영상의 윤곽선에 근거하여 상기 돌출부의 위치를 파악하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 방법.
10. The method of claim 9,
The step of determining the location of the hole,
analyzing, by the controller, an outline of the image of the brake pad through image processing; and
Comprising the step of the control unit identifying the position of the hole based on the contour of the analyzed image of the brake pad,
The step of determining the position of the protrusion is,
analyzing, by the controller, an outline of the image of the return spring through image processing; and
The method of automatically assembling a return spring, comprising the step of, by the control unit, determining the position of the protrusion based on the analyzed contour of the image of the return spring.
 제 10항에 있어서,
상기 브레이크 패드의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계 또는 상기 리턴 스프링의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계에서, 상기 제어부는, 명암(contrast)의 대비를 통해 밝은 영역과 어두운 영역을 구분하는 방식으로 상기 브레이크 패드의 영상의 윤곽선 또는 상기 리턴 스프링의 영상의 윤곽선을 분석하되,
상기 홀의 위치를 파악하는 단계에서, 상기 제어부는 어두운 영역에 근거하여 상기 홀의 위치를 파악하고,
상기 돌출부의 위치를 파악하는 단계에서, 상기 제어부는 밝은 영역에 근거하여 상기 돌출부의 위치를 파악하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 방법.
11. The method of claim 10,
In the step of analyzing the outline of the image of the brake pad or the step of analyzing the outline of the image of the return spring, the control unit distinguishes a bright area from a dark area through contrast of the brake pad. Analyze the contour of the image of the or the contour of the image of the return spring,
In the step of determining the location of the hole, the control unit determines the location of the hole based on the dark area,
In the step of determining the position of the protrusion, the control unit automatically assembling the return spring, characterized in that the position of the protrusion is determined based on the bright area.
 제 10항에 있어서,
상기 홀의 위치를 파악하는 단계는,
상기 제어부가 상기 브레이크 패드의 영상에서 홀이 위치한 ROI(Region of Interest)를 선정하는 단계를 더 포함하되,
상기 브레이크 패드의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 선정된 홀이 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석하고,
상기 돌출부의 위치를 파악하는 단계는,
상기 제어부가 상기 리턴 스프링의 영상에서 돌출부가 위치한 ROI를 선정하는 단계를 더 포함하되,
상기 리턴 스프링의 영상의 윤곽선을 분석하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 선정된 돌출부가 위치한 ROI에서만 윤곽선을 분석하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 방법.
11. The method of claim 10,
The step of determining the location of the hole,
The method further comprising the step of the controller selecting an ROI (Region of Interest) in which the hole is located from the image of the brake pad,
In the step of analyzing the contour of the image of the brake pad, the control unit analyzes the contour only in the ROI where the selected hole is located,
The step of determining the position of the protrusion is,
Further comprising the step of the control unit selecting an ROI in which the protrusion is located in the image of the return spring,
In the step of analyzing the contour of the image of the return spring, the control unit automatically assembles the return spring, characterized in that it analyzes the contour only in the ROI where the selected protrusion is located.
 제 9항에 있어서,
상기 로봇을 제어하는 단계 전에,
상기 제어부가 파악된 홀의 위치에 대한 좌표 및 파악된 돌출부의 위치에 대한 좌표 중 적어도 하나 이상의 스케일(scale)을 변환하여 양 좌표계를 매칭시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 방법.
10. The method of claim 9,
Before the step of controlling the robot,
Return spring automatic assembly method, characterized in that the control unit further comprises the step of matching both coordinate systems by converting at least one of the coordinates for the position of the identified hole and the coordinates for the position of the identified protrusion by converting at least one scale.
 삭제delete 삭제delete 제 9항에 있어서,
상기 제어부가 상기 브레이크 패드의 영상 및 상기 리턴 스프링의 영상에 근거하여 상기 브레이크 패드 또는 상기 리턴 스프링의 불량을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 자동 조립 방법.10. The method of claim 9,
and detecting, by the controller, a defect of the brake pad or the return spring based on the image of the brake pad and the image of the return spring.
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