KR102659416B1 - 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법 - Google Patents

카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법 Download PDF

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Abstract

카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기존과 달리 용접부를 절단하지 않고 카울크로스 부품에 대한 용접 품질을 검사할 수 있어서 검사의 신뢰도를 높일 수 있음은 물론 필요에 따라 전수검사가 가능하며, 또한 검사를 위해 소요되는 인력 및 시간을 종래보다 현저하게 감소시킬 수 있는, 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법에 관한 것이다.

Description

카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법{Manufacturing method for inspecting welding parts of a cowl cross}
본 발명은, 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기존과 달리 용접부를 절단하지 않고 카울크로스 부품에 대한 용접 품질을 검사할 수 있어서 검사의 신뢰도를 높일 수 있음은 물론 필요에 따라 전수검사가 가능하며, 또한 검사를 위해 소요되는 인력 및 시간을 종래보다 현저하게 감소시킬 수 있는, 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법에 관한 것이다.
카울크로스(Cowl Cross, 혹은 카울크로스 부품)는 소정의 스틸 파이프(steel pipe)에 프레스(press) 공정으로 제작된 여러 부품(브래킷, 볼트 등)이 용접(weld)으로 조립 및 제작되어 한 몸체를 이룬 장치를 일컫는다.
이때의 용접은 CO2, CMT 등의 아크 용접(용융 용접)이 주류를 이루며, 작은 부품이 20에서 30개가량 위치별로 조립되는 것으로 알려져 있다.
한편, 용융 용접의 품질은 외관상 보이는 비드 형상뿐만 아니라, 용접 절단 단면의 형상을 확인하여 품질의 정도를 판단한다.
이때, 기존의 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법은 카울크로스 부품에서 일부 샘플을 채취하고 절단하여 용접의 품질을 확인하되 확인되지 않은 부품은 샘플 검사결과로 품질을 가늠했기 때문에 결과의 신뢰도가 떨어질뿐더러 전수검사가 불가능하며, 검사를 위한 인력 및 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2015-0181567호
본 발명의 목적은, 기존과 달리 용접부를 절단하지 않고 카울크로스 부품에 대한 용접 품질을 검사할 수 있어서 검사의 신뢰도를 높일 수 있음은 물론 필요에 따라 전수검사가 가능하며, 또한 검사를 위해 소요되는 인력 및 시간을 종래보다 현저하게 감소시킬 수 있는, 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 카울크로스(Cowl Cross) 부품을 용접하는 카울크로스 부품 용접단계; 및 용접이 완료된 조립 완료제품인 카울크로스 완성부품의 용접 품질을 전수 검사하는 카울크로스 완성부품 용접 품질 전수 검사단계를 포함하며, 상기 카울크로스 부품 용접단계는, 위치 고정되게 마련되는 고정식 로딩 장치(loading device)에 상기 카울크로스 부품을 안착해서 로딩하는 카울크로스 부품 로딩단계; 센서 로봇에 탑재되는 용접용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)를 이용해서 상기 고정식 로딩 장치 상에 로딩된 카울크로스 부품을 스캔하는 용접용 레이저 비전 센서를 이용한 카울크로스 부품 스캔단계; 스캔정보를 기초로 상기 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인하는 용접선 확인단계; 확인된 용접선 정보에 기초하여 상기 용접용 레이저 비전 센서와 이웃하게 배치되는 로봇 용접기의 용접조건을 변경하는 용접조건 변경단계; 및 용접조건이 변경된 이후에 상기 로봇 용접기를 이용해서 상기 카울크로스 부품에 대한 보상용접을 진행하는 카울크로스 부품의 보상용접 진행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법에 의해 달성된다.
상기 카울크로스 완성부품 용접 품질 전수 검사단계는, 상기 카울크로스 완성부품을 소정의 최종 검사 지그장치에 안착시키는 조립 제품 안착단계; 검사용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)를 이용해서 상기 카울크로스 완성부품의 용접부에 대한 용접비드를 검출하는 용접비드 검출단계; 검출된 용접부의 용접비드에 대한 프로파일을 추출하는 용접비드 프로파일 추출단계; 추출된 용접비드의 프로파일을 기초로 데이터베이스에 저장된 데이터를 분류하고 전처리하는 데이터 분류 및 전처리단계; 및 인공신경망을 활용해서 해당 용접부에 대한 인장강도를 예측하는 인장강도 예측단계를 포함할 수 있다.
상기 카울크로스 부품 용접 품질 전수 검사단계의 진행 시 상기 카울크로스 완성부품을 절단하지 않고 그대로 진행할 수 있다.
상기 목적은, 카울크로스(Cowl Cross) 부품을 용접하는 카울크로스 부품 용접부; 및 용접이 완료된 조립 완료제품인 카울크로스 완성부품의 용접 품질을 전수 검사하는 용접 품질 전수 검사부를 포함하며, 상기 카울크로스 부품 용접부는, 상기 카울크로스 부품이 안착되어 위치 고정되게 로딩되는 고정식 로딩 장치(loading device); 상기 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인할 수 있도록 상기 카울크로스 부품을 스캔하는 용접용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)가 탑재되되 상기 고정식 로딩 장치의 주변에 배치되는 센서 로봇; 및 상기 카울크로스 부품을 기준으로 상기 센서 로봇과 함께 같은 쪽에 배치되며, 상기 카울크로스 부품에 대하여 보상용접을 진행하는 로봇 용접기를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템에 의해서도 달성된다.
상기 용접 품질 전수 검사부는, 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트 상에 위치별로 마련되되 용접이 완료된 제품인 카울크로스 완성부품에 대한 검사를 위해 상기 카울크로스 완성부품을 고정하는 복수 개의 홀딩 유닛을 구비하되 조립 제품이 안착되는 최종 검사 지그장치; 상기 카울크로스 완성부품의 용접부에 대한 용접비드를 검출하는 검사용 레이저 비전 센서(laser vision sensor); 및 상기 검사용 레이저 비전 센서의 센싱값을 기초로 상기 카울크로스 완성부품의 용접 품질을 검사하게 컨트롤하는 시스템 컨트롤러를 포함하며, 상기 시스템 컨트롤러는, 상기 검사용 레이저 비전 센서에 의해 검출된 카울크로스 완성부품의 용접부의 용접비드에 대한 프로파일을 추출한 후, 추출된 용접비드의 프로파일을 기초로 데이터베이스에 저장된 데이터를 분류하고 전처리한 다음, 인공신경망을 활용해서 해당 용접부에 대한 인장강도를 예측하게 컨트롤할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존과 달리 용접부를 절단하지 않고 카울크로스 부품에 대한 용접 품질을 검사할 수 있어서 검사의 신뢰도를 높일 수 있음은 물론 필요에 따라 전수검사가 가능하며, 또한 검사를 위해 소요되는 인력 및 시간을 종래보다 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2의 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템에서 고정식 로딩 장치 영역의 구조도이다.
도 4는 카울크로스 부품이 고정식 로딩 장치에 로딩된 상태의 사시도이다.
도 5는 도 2의 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템에서 최종 검사 지그장치 영역의 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템의 제어블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문어구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또한 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법의 순서도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템의 구성도, 도 3은 도 2의 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템에서 고정식 로딩 장치 영역의 구조도, 도 4는 카울크로스 부품이 고정식 로딩 장치에 로딩된 상태의 사시도, 도 5는 도 2의 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템에서 최종 검사 지그장치 영역의 구조도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템의 제어블록도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명은 기존과 달리 용접부를 절단하지 않고 카울크로스(10) 부품에 대한 용접 품질을 검사할 수 있어서 검사의 신뢰도를 높일 수 있음은 물론 필요에 따라 전수검사가 가능하며, 또한 검사를 위해 소요되는 인력 및 시간을 종래보다 현저하게 감소시킬 수 있도록 한다.
이러한 효과를 제공할 수 있는 본 발명은 도 1과 같은 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법, 그리고, 도 2 내지 도 6과 같은 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템에 그 권리범위가 적용될 수 있다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법은 카울크로스(10, Cowl Cross) 부품을 용접하는 카울크로스 부품 용접단계(S110)와, 용접이 완료된 조립 완료제품인 카울크로스 완성부품(10a)의 용접 품질을 전수 검사하는 카울크로스 완성부품 용접 품질 전수 검사단계(S120)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법은 크게, 카울크로스 부품 용접단계(S110)와 카울크로스 완성부품 용접 품질 전수 검사단계(S120)를 포함할 수 있다.
우선, 카울크로스 부품 용접단계(S110)는 카울크로스 부품 로딩단계(S111), 용접용 레이저 비전 센서를 이용한 카울크로스 부품 스캔단계(S112), 용접선 확인단계(S113), 용접조건 변경단계(S114) 및 카울크로스 부품의 보상용접 진행단계(S115)를 포함할 수 있다.
카울크로스 부품 로딩단계(S111)는 도 3 및 도 4처럼 위치 고정되게 마련되는 고정식 로딩 장치(110, loading device)에 카울크로스(10) 부품을 안착해서 로딩하는 공정이다.
용접용 레이저 비전 센서를 이용한 카울크로스 부품 스캔단계(S112)는 센서 로봇(120)에 탑재되는 용접용 레이저 비전 센서(123, laser vision sensor)를 이용해서 고정식 로딩 장치(110) 상에 로딩된 카울크로스(10) 부품을 스캔하는 공정이다. 모든 용접부에 대한 갭을 측정할 수 있다.
용접선 확인단계(S113)는 스캔정보를 기초로 카울크로스(10) 부품 상의 용접선을 확인하는 공정이다.
용접조건 변경단계(S114)는 확인된 용접선 정보에 기초하여 용접용 레이저 비전 센서(123)와 이웃하게 배치되는 로봇 용접기(130)의 용접조건을 변경하는 공정이다.
카울크로스 부품의 보상용접 진행단계(S115)는 용접조건이 변경된 이후에 로봇 용접기(130)를 이용해서 카울크로스(10) 부품에 대한 보상용접을 진행하는 공정이다. 보상용접은 로봇 용접기(130)를 이용한 자동 용접공정이다.
이러한 카울크로스 부품의 보상용접 진행단계(S150) 시 용접 토치 각도, 용접 속도, 용접 전류, 용접 전압을 포함하는 복수 개의 용접 데이터(data)를 토대로 작성된 최적화된 용접 보정 조건 데이터가 사용될 수 있다.
다음으로, 카울크로스 완성부품 용접 품질 전수 검사단계(S120)는 조립 제품 안착단계(S121), 용접비드 검출단계(S122), 용접비드 프로파일 추출단계(S123), 데이터 분류 및 전처리단계(S124) 및 인장강도 예측단계(S125)를 포함할 수 있다.
조립 제품 안착단계(S121)는 도 5처럼 카울크로스 완성부품(10a)을 소정의 최종 검사 지그장치(140)에 안착시키는 공정이다.
용접비드 검출단계(S122)는 검사용 레이저 비전 센서(150, laser vision sensor)를 이용해서 카울크로스 완성부품(10a)의 용접부에 대한 용접비드를 검출하는 공정이다.
용접비드 프로파일 추출단계(S123)는 검출된 용접부의 용접비드에 대한 프로파일을 추출하는 공정이다.
데이터 분류 및 전처리단계(S124)는 추출된 용접비드의 프로파일을 기초로 데이터베이스에 저장된 데이터를 분류하고 전처리하는 공정이다.
인장강도 예측단계(S125)는 인공신경망을 활용해서 해당 용접부에 대한 인장강도를 예측하는 공정이다.
이러한 조립 제품 안착단계(S121), 용접비드 검출단계(S122), 용접비드 프로파일 추출단계(S123), 데이터 분류 및 전처리단계(S124) 및 인장강도 예측단계(S125)를 포함하는 카울크로스 완성부품 용접 품질 전수 검사단계(S120)는 본 실시예에서 종래와 달리 카울크로스 완성부품(10a)을 절단하지 않고 그대로 진행한다. 따라서, 필요에 따라 전수검사가 가능하며, 또한 검사를 위해 소요되는 인력 및 시간을 종래보다 현저하게 감소시킬 수 있다.
이러한 공정을 단계적으로 진행하기 위한 본 실시예에 따른 카울크로스 부품 용접 품질 검사 시스템은 크게, 카울크로스(10) 부품을 용접하는 카울크로스 부품 용접부(100a)와, 용접이 완료된 조립 완료제품인 카울크로스 완성부품(10a)의 용접 품질을 전수 검사하는 용접 품질 전수 검사부(100b)를 포함할 수 있다.
우선, 카울크로스 부품 용접부(100a)는 카울크로스(10) 부품이 안착되어 위치 고정되게 로딩되는 고정식 로딩 장치(110, loading device)와, 카울크로스(10) 부품 상의 용접선을 확인할 수 있도록 카울크로스(10) 부품을 스캔하는 용접용 레이저 비전 센서(123, laser vision sensor)가 탑재되되 고정식 로딩 장치(110)의 주변에 배치되는 센서 로봇(120)과, 카울크로스(10) 부품을 기준으로 센서 로봇(120)과 함께 같은 쪽에 배치되며, 카울크로스(10) 부품에 대하여 보상용접을 진행하는 로봇 용접기(130)를 포함할 수 있다.
고정식 로딩 장치(110)는 도 3 및 도 4처럼 카울크로스(10) 부품이 안착되어 로딩되는 장소를 이룬다. 특히, 본 실시예의 경우, 카울크로스(10) 부품은 고정식 로딩 장치(110) 상에 위치 고정되게 로딩된다.
카울크로스(10)는 앞서 기술한 것처럼 스틸(steel)로 구성되고 수십 개의 부품이 용접(welding)으로 조립된 어셈블리 유닛이다. 즉 카울크로스(10)는 복수 개의 제1 및 제2 파이프(pipe, 11,12)에 프레스(press) 공정으로 제작된 복수의 부품이 용접(weld)으로 조립되는 복합 제품이다.
이러한 카울크로스(10)의 제조를 위해 고정식 로딩 장치(110), 즉 카울크로스(10)를 이루는 부품들이 로딩되어 용접으로 조립되는 장소를 이루는 고정식 로딩 장치(110)가 마련된다.
고정식 로딩 장치(110)는 높낮이가 서로 다른 상태로 연결되는 제1 및 제2 파이프(11,12)를 포함하는 카울크로스(10)를 이루는 부품들을 용접(weld)하기 위해 카울크로스(10) 부품이 로딩되는 장소를 이룬다.
고정식 로딩 장치(110)에 최초로 로딩되는 제1 및 제2 파이프(11,12)는 흔들리지 않게 견고하게 위치 고정되어야 하며, 그래야만 제1 및 제2 파이프(11,12)에 수많은 부품이 위치별로 정확하게 용접될 수 있다.
이를 위해, 고정식 로딩 장치(110)는 로딩 베이스(111)와, 로딩 베이스(111) 상에 위치별로 마련되는 복수 개의 클램핑 유닛(113)을 포함할 수 있다.
로딩 베이스(111)는 복수 개의 클램핑 유닛(113)을 포함해서 카울크로스(10) 부품을 지지한다.
그리고, 클램핑 유닛(113)들은 해당 위치에서 카울크로스(10)를 이루는 제1 및 제2 파이프(11,12) 혹은 이에 용접되는 부품들을 클램핑한다. 따라서, 클램핑 유닛(113)들은 여러 개로 마련되고, 크기와 방향이 다르게 로딩 베이스(111) 상에 탑재된다.
센서 로봇(120)은 고정식 로딩 장치(110)의 주변에 배치되는 로봇으로서, 카울크로스(10) 부품 상의 용접선을 확인할 수 있도록 카울크로스(10) 부품을 스캔하는 용접용 레이저 비전 센서(123, laser vision sensor)가 탑재된다.
용접용 레이저 비전 센서(123)는 부재(部材)나 구조물 상의 용접선을 레이저로 탐색하는 한편 움직임을 자동으로 추적해 로봇 용접기(130)의 위치를 실시간으로 정확하게 잡아주기 위한 비접촉식 센서로서, 다른 센서보다 센싱값이 정확하다.
로봇 용접기(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 카울크로스(10) 부품을 기준으로 센서 로봇(120)과 함께 같은 쪽에 배치되며, 카울크로스(10) 부품에 대하여 보상용접을 진행하는 장치다. 여기서, 보상용접이란 원래 결정된 목표위치를 용접하는 것을 포함해서, 용접용 레이저 비전 센서(123)를 통해 다시 추적되어 보정된 새로운 용접위치를 용접하는 것을 포함한다.
다음으로, 용접 품질 전수 검사부(100b)는 조립 제품이 안착되는 최종 검사 지그장치(140)와, 카울크로스 완성부품(10a)의 용접부에 대한 용접비드를 검출하는 검사용 레이저 비전 센서(150, laser vision sensor)와, 검사용 레이저 비전 센서(150)의 센싱값을 기초로 카울크로스 완성부품(10a)의 용접 품질을 검사하게 컨트롤하는 시스템 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다.
최종 검사 지그장치(140)는 도 5에 도시된 것처럼 고정식 로딩 장치(110)와는 다른 장치로서, 용접이 완료되어 형성된 카울크로스 완성부품(10a)이 안착되는 장소를 이룬다.
최종 검사 지그장치(140)는 베이스 플레이트(141)와, 베이스 플레이트(141) 상에 위치별로 마련되는 복수 개의 홀딩 유닛(143)을 포함할 수 있다. 복수 개의 홀딩 유닛(143)을 통해 보상용접이 완료된 카울크로스 완성부품(10a)이 베이스 플레이트(141) 상에 안착될 수 있다. 이때, 홀딩 유닛(143)들은 해당 위치에서 카울크로스 완성부품(10a)을 파지한다. 따라서, 홀딩 유닛(143)들은 여러 개로 마련되고, 크기와 방향이 다르게 베이스 플레이트(141) 상에 탑재된다.
검사용 레이저 비전 센서(150)는 최종 검사 지그장치(140)에 안착된 카울크로스 완성부품(10a)을 레이저로 3차원 스캔하는 역할을 한다. 이러한 검사용 레이저 비전 센서(150)는 스캐너 지지대(151)와, 스캐너 지지대(151)의 단부에 마련되되 실질적으로 스캔 작업을 진행하는 스캐닝 모듈(152)을 포함할 수 있다.
카울크로스 완성부품(10a)의 길이가 길다는 점을 고려해볼 때, 최종 검사 지그장치(140)에 안착된 길이가 긴 카울크로스 완성부품(10a)에 대하여 스캔 작업을 진행해야 한다는 점에서 본 실시예에서 검사용 레이저 비전 센서(150)는 위치 고정식이 아닌 이동식, 다시 말해 전동식으로 구현된다. 이를 위해, 아래의 구성들이 추가된다.
검사용 레이저 비전 센서(150)에는 검사용 레이저 비전 센서(150)를 이동(moving) 가능하게 지지하는 제2 무빙 모듈(155, moving module)이 연결된다.
제2 무빙 모듈(155)은 도 4의 좌표인 X축 및 Y축을 따라 이동 가능하다. 이를 위해, 제2 X축 갠트리(156)와 제2 Y축 갠트리(157)가 마련된다.
제2 X축 갠트리(156)는 제2 무빙 모듈(155)이 연결되며, 제2 무빙 모듈(155)을 소정의 X축으로 이동시키는 역할을 하고, 제2 Y축 갠트리(157)는 제2 X축 갠트리(156)와 연결되며, 제2 X축 갠트리(156)를 X축에 교차하는 Y축을 따라 이동시키는 역할을 한다.
그리고 제2 무빙 모듈(155)과 비전 장치(150) 사이에는 제2 업/다운 구동부(158)가 연결된다. 실린더 등으로 적용될 수 있는 제2 업/다운 구동부(158)는 비전 장치(150)를 상하 방향인 Z축으로 업/다운(up/down) 구동시키는 역할을 한다.
이러한 제2 업/다운 구동부(158)를 비롯해서 제2 X축 갠트리(156)와 제2 Y축 갠트리(157)가 적용되고 이에 제2 무빙 모듈(155)이 동작함에 따라 검사용 레이저 비전 센서(150)의 스캐닝 모듈(152)이 카울크로스 완성부품(10a)으로 접근해서 레이저로 3차원 스캔할 수 있다.
시스템 컨트롤러(170)는 검사용 레이저 비전 센서(150)의 센싱값을 기초로 카울크로스 완성부품(10a)의 용접 품질을 검사하게 컨트롤한다. 다시 말해, 시스템 컨트롤러(170)는 검사용 레이저 비전 센서(150)에 의해 검출된 카울크로스 완성부품(10a)의 용접부의 용접비드에 대한 프로파일을 추출한 후, 추출된 용접비드의 프로파일을 기초로 데이터베이스에 저장된 데이터를 분류하고 전처리한 다음, 인공신경망을 활용해서 해당 용접부에 대한 인장강도를 예측하게 컨트롤한다.
이러한 역할을 수행하는 시스템 컨트롤러(170)는 중앙처리장치(171, CPU), 메모리(172, MEMORY), 그리고 서포트 회로(173, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(171)는 본 실시예에서 검사용 레이저 비전 센서(150)의 센싱값을 기초로 카울크로스 완성부품(10a)의 용접 품질을 검사하게 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(172, MEMORY)는 중앙처리장치(171)와 연결된다. 메모리(172)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(173, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(171)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(173)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 시스템 컨트롤러(170)는 검사용 레이저 비전 센서(150)에 의해 검출된 카울크로스 완성부품(10a)의 용접부의 용접비드에 대한 프로파일을 추출한 후, 추출된 용접비드의 프로파일을 기초로 데이터베이스에 저장된 데이터를 분류하고 전처리한 다음, 인공신경망을 활용해서 해당 용접부에 대한 인장강도를 예측하게 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(172)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(172)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 기존과 달리 용접부를 절단하지 않고 카울크로스(10) 부품에 대한 용접 품질을 검사할 수 있어서 검사의 신뢰도를 높일 수 있음은 물론 필요에 따라 전수검사가 가능하며, 또한 검사를 위해 소요되는 인력 및 시간을 종래보다 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.
이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.
10 : 카울크로스 100a : 카울크로스 부품 용접부
100b : 용접 품질 전수 검사부 110 : 고정식 로딩 장치
111 : 로딩 베이스 113 : 클램핑 유닛
120 : 센서 로봇 123 : 용접용 레이저 비전 센서
130 : 로봇 용접기 140 : 최종 검사 지그장치
150 : 검사용 레이저 비전 센서 170 : 시스템 컨트롤러

Claims (5)

  1. 카울크로스(Cowl Cross) 부품을 용접하는 카울크로스 부품 용접단계; 및
    용접이 완료된 조립 완료제품인 카울크로스 완성부품의 용접 품질을 전수 검사하는 카울크로스 완성부품 용접 품질 전수 검사단계를 포함하며,
    상기 카울크로스 부품 용접단계는,
    위치 고정되게 마련되는 고정식 로딩 장치(loading device)에 상기 카울크로스 부품을 안착해서 로딩하는 카울크로스 부품 로딩단계;
    센서 로봇에 탑재되는 용접용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)를 이용해서 상기 고정식 로딩 장치 상에 로딩된 카울크로스 부품을 스캔하는 용접용 레이저 비전 센서를 이용한 카울크로스 부품 스캔단계;
    스캔정보를 기초로 상기 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인하는 용접선 확인단계;
    확인된 용접선 정보에 기초하여 상기 용접용 레이저 비전 센서와 이웃하게 배치되는 로봇 용접기의 용접조건을 변경하는 용접조건 변경단계; 및
    용접조건이 변경된 이후에 상기 로봇 용접기를 이용해서 상기 카울크로스 부품에 대한 보상용접을 진행하는 카울크로스 부품의 보상용접 진행단계를 포함하며,
    상기 카울크로스 완성부품 용접 품질 전수 검사단계는,
    상기 카울크로스 완성부품을 소정의 최종 검사 지그장치에 안착시키는 조립 제품 안착단계;
    검사용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)를 이용해서 상기 카울크로스 완성부품의 용접부에 대한 용접비드를 검출하는 용접비드 검출단계;
    검출된 용접부의 용접비드에 대한 프로파일을 추출하는 용접비드 프로파일 추출단계;
    추출된 용접비드의 프로파일을 기초로 데이터베이스에 저장된 데이터를 분류하고 전처리하는 데이터 분류 및 전처리단계; 및
    인공신경망을 활용해서 해당 용접부에 대한 인장강도를 예측하는 인장강도 예측단계를 포함하며,
    상기 카울크로스 부품 용접 품질 전수 검사단계의 진행 시 상기 카울크로스 완성부품을 절단하지 않고 그대로 진행하는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 용접 품질 검사 방법.
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