KR102676970B1 - 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법을 제공한다. 상기 방법은: 특정 위치에서 봉강재의 둘레를 3차원 스캐너로 스캔하고, 해당 위치의 2차원 단면도를 구성하는 것; 상기 단면도로부터 무게중심을 결정하는 것; 상기 2차원 단면도로부터, 상기 무게중심을 지나면서 상기 단면도의 외곽선에 이르는 임의의 직선을 구성하고, 상기 직선과 상기 외곽선과의 교차점을 이용하여 상기 봉강재의 직경을 계산하고, 상기 직선을 소정 각도 간격으로 회전시키면서 매 회전마다 각각의 직경을 계산하고, 계산된 직경들 중에서 최대값을 2점 최대값으로 설정하고 최소값을 2점 최소값으로 설정하는 것; 상기 2차원 단면도로부터, 상기 무게중심을 기준으로 120° 간격으로 3개의 방사선을 구성하고, 상기 방사선들과 상기 외곽선과의 교차점을 연결하여 정원을 구성하고, 상기 구성된 정원의 직경을 계산하고, 상기 3개의 방사선을 소정 각도 간격으로 회전시키면서 매 회전마다 구성된 각각의 정원으로부터 직경을 계산하고, 계산된 직경들 중, 최대값을 3점 최대값으로 설정하고, 최소값을 3점 최소값으로 설정하는 것; 계산된 상기 2점 최대값 및 2점 최소값, 상기 3점 최대값 및 3점 최소값을 이용하여, 상기 봉강재의 단면이 정원 형상인지 판단하는 것을 포함한다.

Description

3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법{METHOD FOR MEASURING DIAMETER OF ROUND STEEL BAR USING 3D SCANNER}

본 발명은 봉강재의 외형 형상 및 직경을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 3차원 스캐너를 활용하여 원형 봉강재의 외형을 측정함으로써 봉강재의 직경과 형상을 정밀하게 측정하는 방법에 관한 것이다.

원형 봉강재에 있어서, 외형 치수와 형상은 정밀 가공에 있어 중요한 품질 항목으로서, 특히, 단조 공정에서 동일한 길이의 피단조재의 중량 편차를 좌우하는 중요한 품질 항목이다. 따라서, 봉강재의 압연과 정정, 검사 공정에서는 치수 검사와 형상 검사를 필수적으로 실시하고 있으며, 일반적으로는 마이크로미터 등의 치공구와 손의 촉감을 이용한 측정을 하고 있다.

일반적으로 원형 봉강재의 생산 라인에서는, 치수 측정은 마이크로미터나 버니어캘리퍼스 등의 수작업용 치공구를 활용하여 작업자가 직접 측정하는 방법을 사용하여 왔다. 또한, 형상 측정 검사는 작업자가 손으로 직접 만져보면서 촉감으로 검사하는 방법으로 실행되었다. 따라서, 원형 봉강재의 치수를 측정하는 동안 생산 라인이 중단될 수 있기 때문에, 이러한 중단 시간을 최소화하여 생산성과 가동률을 향상시키기 위해, 보다 빠르고 정밀하게 치수 및 형상을 측정할 수 있는 방법이 요구되어 왔다.

원통형 구조물의 외경 또는 내경을 측정하기 위한 장치로서, 등록특허 제10-1961992호 (2019.03.19.) (명칭: 구조물 직경 측정 장치 및 그의 구조물 직경 측정 방법)(이하, '종래기술'이라 함)을 참고할 수 있다.

상기 종래기술에 따르면, 측정 하우징의 일면에서 중심을 기준으로 등간격 및 서로 정삼각형을 이루도록 배치되며, 각각이 상기 일면으로부터 돌출 형성되되 돌출 길이가 동일하고 선단부가 상기 구 형상의 구조물에 접촉되는 세 개의 고정 돌출부; 및 상기 세 개의 고정 돌출부의 중앙에서 상기 측정 하우징에 돌출되게 장착되되 전후로 이동 가능하게 장착되며, 선단부가 상기 구 형상의 구조물에 접촉되는 이동 돌출부를 포함하며, 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 위치를 이용하여 상기 구 형상의 구조물의 직경을 측정하는, 구조물 직경 측정 장치가 개시된다.

한편, 종래기술의 구조물 직경 측정 장치는, 일부분에서 3개의 지점의 변위(Δh)를 이용하여 구조물의 반경을 계산하는 것으로서, 실제 측정되는 반경과는 차이가 발생할 수 있다.

따라서, 실측값 또는 실측값과 거의 동일한 직경을 구할 수 있는 장치 또는 방법이 요구된다.

본 발명은, 수작업 치공구(마이크로미터, 버니어캘리퍼스 등)를 사용하는 작업자에 의해 발생되는 측정오차(편차)를 방지하고, 치공구에 의해 측정할 수 없는 봉강 표면의 미세한 굴곡과 요철의 형상과 치수를 측정하고, 보다 많은 측정 포인트를 빠르게 측정하고자 한다. 또한, 형상 측정 결과물을 이미지 데이터로서 출력할 수 있도록 하여 기존의 작업자의 수작업에 의해서 이루어지며 작업자만 형상을 알 수 있었던 문제점을 해결하고자 한다.

이로써, 강재 생산 공정에 있어서, 잘못 측정된 치수와 형상에 의한 품질 불량 발생을 방지할 수 있게 되고, 빠른 생산성과 가동률을 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명은, 빠르고, 정밀하며, 재현성과 반복성이 높은 치수 측정 방법을 제공하기 위하여, 고속 정밀 3차원 스캐너를 활용하여 원형 봉강재의 원주면 외형의 치수와 형상을 측정하고, 측정된 데이터를 출력하는 방법을 개발하고자 한다.

원형 봉강재에서의 치수 검사라 함은, 원주면에서 최소 외경, 최대 외경, 편경차(편경차=최대외경-최소외경)를 측정/계산하는 것을 포함한다.

또한, 형상 검사는 봉강재의 길이 방향의 3차원 형상뿐만 아니라, 직경 방향의 2차원 단면도 형상을 검사하는 것을 포함하고, 측정된 길이 방향 및 직경 방향의 형상을 이미지 데이터 파일로 구성하여 유지하는 것을 포함한다.

본 발명은, 치공구(마이크로미터, 버니어캘리퍼스 등)를 수작업으로 사용함에 따라 발생할 수 있는 측정 오차와 작업자의 손에 의한 촉감으로 표면 형상을 검사하는 방법에 비하여, 더 정밀하고 빠르게 치수와 형상을 측정할 수 있는 장치를 제공한다.

본 발명은, 3차원 스캐너로 환봉 봉강재의 원주면을 측정하여 얻어진 3차원 스캐닝 데이터에 기초하여, 원하는 부위의 단면도를 획득하고, 단면도에서 얻어진 스캐닝 포인트들을 연결하여 원(Circle) 형상의 2차원 단면도 데이터를 구성하고, 얻어진 원 형상의 2차원 단면도에서 여러 각도에 걸쳐 외경 치수를 측정하고, 측정된 외경 치수들로부터 최소, 최대 외경 치수를 산출하고, 산출된 최소, 최대 외경 치수로부터 편경차를 계산하는 것을 포함한다.

또한, 본 발명은, 3차원 스캐닝 데이터와 원 형상의 2차원 단면도는 이미지 데이터로 출력하는 것을 포함한다. 출력된 데이터들은, 추후, 봉강재 제조 공정시, 치수 최대, 최소 지점을 알 수 있게 하며, 편경차의 크고 작음의 원인을 확인하는 데에 활용된다.

특히, 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 특정 위치에서 봉강재의 둘레를 3차원 스캐너로 스캔하고, 해당 위치의 2차원 단면도를 구성하는 것; 상기 단면도로부터 무게중심을 결정하는 것; 상기 2차원 단면도로부터, 상기 무게중심을 지나면서 상기 단면도의 외곽선에 이르는 임의의 직선을 구성하고, 상기 직선과 상기 외곽선과의 교차점을 이용하여 상기 봉강재의 직경을 계산하고, 상기 직선을 소정 각도 간격으로 회전시키면서 매 회전마다 각각의 직경을 계산하고, 계산된 직경들 중에서 최대값을 2점 최대값으로 설정하고 최소값을 2점 최소값으로 설정하는 것; 상기 2차원 단면도로부터, 상기 무게중심을 기준으로 120° 간격으로 3개의 방사선을 구성하고, 상기 방사선들과 상기 외곽선과의 교차점을 연결하여 정원을 구성하고, 상기 구성된 정원의 직경을 계산하고, 상기 3개의 방사선을 소정 각도 간격으로 회전시키면서 매 회전마다 구성된 각각의 정원으로부터 직경을 계산하고, 계산된 직경들 중, 최대값을 3점 최대값으로 설정하고, 최소값을 3점 최소값으로 설정하는 것; 계산된 상기 2점 최대값 및 2점 최소값, 상기 3점 최대값 및 3점 최소값을 이용하여, 상기 봉강재의 단면이 정원 형상인지 판단하는 것;을 포함하는, 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법을 제공한다.

여기서, 상기 방법은, 상기 2점 최대값과 상기 2점 최소값의 차를 2점 편경차로 정의하고, 상기 3점 최대값과 상기 3점 최소값의 차를 3점 편경차로 정의하고, 상기 2점 편경차와 상기 3점 편경차를 이용하여 상기 봉강재의 단면이 정원 형상인지 판단하는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 직선 또는 상기 방사선을 회전시키는 것은, 상기 봉강재의 둘레를 따라 상기 3차원 스캐너가 스캔을 수행한 측정 포인트에 맞추어 회전시키거나, 또는, 1° 내지 5° 사이의 임의의 각도만큼씩 회전시키는 것일 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 3차원 스캐너를 활용하여 봉강재의 외경 치수를 측정함으로써, 작업자가 직접 수작업으로 치공구(마이크로미터, 버니어캘리퍼스)를 사용하여 측정하는 것보다, 일정한 정확도로 수 배 이상의 빠른 속도로 수 배 이상의 많은 측정 포인트에서 외경 치수를 측정할 수 있게 된다.

또한, 3차원 및 2차원 형상 데이터를 이미지로 출력하고, 출력된 이미지를 분석함으로써, 형상을 손으로 직접 접촉함으로써 이루어지는 촉감 검사보다, 일정한 정확도로 객관적이고 세밀한 검사가 가능하게 된다. 이미지 분석 결과는, 치수의 측정 결과와 연계됨으로써, 치수 편경차 등을 검출하는 품질 진단이 가능해지며 개선 필요 부위를 명확히 확인할 수 있게 한다.

예를 들면, 작업자가 봉강재 1개 당 치공구를 사용하여, 특히, 디지털마이크로미터를 사용하여 원주면에서 8개 각도(0도, 22.5도, 45도, 67.5도, 90도, 112.5도, 135도, 157.5도)에서 2점 외경 치수 측정을 수행하거나 V-앤빌 마이크로미터를 사용하여 원주면에서 4개 각도(0도, 30도, 60도, 90도)의 3점 외경 치수 측정을 수행하는 경우, 시간이 최소 3분 이상씩 소요되었다. 하지만, 3차원 스캐너를 활용하여 36개 각도(0도, 5도, 10도 ... 175도)에서의 2점 외경 치수 측정을 수행하는 시간과 24개 각도(0도, 5도, 10도 ... 115도)의 3점 외경 치수 측정을 수행하는 시간은 약 1분 내지 최대 1분30초가 소요되었다.

또한, 치수 재현성 및 반복성의 경우에도, 3차원 스캐너를 활용할 때, 게이지 R&R의 경우, 5가 초과되는 공정 관리에 사용하기에 적합한 결과가 산출되었다.

이와 같이, 3차원 스캐너를 활용하는 것이, 작업자가 치공구를 수작업으로 사용하여 봉강재을 측정하는 것보다, 빠르고 정밀하고 또한 재현성과 반복성이 매우 우수함을 확인할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 원통형 구조물의 외경 또는 내경을 측정하기 위한 장치 및 측정 방법을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른, 봉강재의 직경 측정 방법을 설명하는 또 다른 도면이다.
도 4는 봉강재의 특정 위치에서 측정된 2차원 및 3차원 형상을 도식화한 것을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 각 구성 요소를 지칭하는 용어들은 그 기능을 고려하여 예시적으로 명명된 것이므로, 용어 자체에 의하여 본 발명의 기술 내용을 예측하고 한정하여 이해해서는 안될 것이다.

더욱, 이하에서 설명되어질 본 발명의 다양한 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여주기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형을 설계할 수 있을 것이므로, 본 발명의 권리범위는 본 발명과 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상을 포괄하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법의 흐름도이다. 본 발명에서 제시하는 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법은, 봉강재의 외부 형상을 3차원 스캐닝하는 단계(S1 내지 S3)와, 측정된 형상으로부터 단면도를 구성하고 구성된 단면도에서 직경을 측정하여 2점 측정을 수행하는 단계(S11 내지 S13)와, 구성된 단면도에서 3개의 등각도(즉, 120도) 방사선으로 원을 구성하고 구성된 원의 직경을 측정하는 3점 측정을 수행하는 단계(S21 내지 S24)와, 2점 측정의 결과와 3점 측정의 결과를 이용하여 해당 부위의 2차원 형상과 3차원 형상을 확인함으로써, 해당 부위의 진원도를 확인하는 단계(S31)를 포함한다. 해당 부위의 2차원 및 3차원 형상, 그리고 진원도는 봉강재의 제조 및 가공의 각 단계에서 활용될 수 있다.

여기서, 2점 측정의 단계와 3점 측정의 단계는, 임의의 순서로 진행될 수 있으며, 처리 장치의 구현에 따라서 동시에 수행될 수도 있다.

먼저, 피측정물인 봉강재를 준비하고, 측정 장치인 3차원 스캐너를 준비한다.

본 발명의 예시에서, 피측정물은, 다음과 같은 사양일 수 있다.

피측정물	외경	길이
원형 철강 봉 (Round steel bar)	15 ~ 100mm	max 500mm

그리고 본 발명을 통해 측정될 수 있는 항목들은 다음과 같다.

측정항목	측정방식	측정부위	측정 간격
최대값, 최소값, 편경차	2점, 3점	봉재 단면 기준	원주면 360도 중 5도 간격

일반적으로, 봉강재의 치수를 측정하는 데에 요구되는 사양은 다음과 같다.

	분해능	측정허용오차
기준값	>0.01mm	±0.03mm 이내

한편, 본 발명에서 봉강재의 치수 측정에 활용할 3차원 스캐너의 장비 사양은 아래와 같다.

	장비 사양
Accuracy	0.03mm 이하
Volumetric Accuracy	0.020mm + 0.015mm/m 이하
Measurement Resolution	0.03mm 이하
Mesh Resolution	0.100mm 이하
Certification	ISO 17025 accredited

이러한 봉강재 및 3차원 스캐너가 준비되면, 봉강재의 외부 표면의 형상을 3차원 스캐닝하고, 스캐닝된 데이터를 컴퓨터와 같은 분석 장치에 제공하여 3차원 이미지를 구성한다(S1).

이어서, 3차원 이미지의 특정 위치에서 봉강재의 직경 방향을 따른 2차원 단면도를 구성한다(S2). 여기서, 구성된 단면도에서의 봉강재의 외곽선은, 3차원 스캐너가 형상을 실제로 측정한 포인트(또는, 측정 포인트)들의 배열(점선 형태) 또는 측정 포인트들을 연결한 다각형 형태 또는 측정 포인트들을 곡선으로 연결한 매끄러운 형태로 구성될 수 있다.

이어서, 구성된 단면도로부터 무게중심을 결정한다(S3). 물론, 무게중심이 아니라, 다른 기하중심을 결정하거나 또는 또 다른 임의의 방식으로 중심을 결정할 수도 있다.

무게중심이 결정되면, 2점 측정 단계를 수행한다. 무게중심으로부터 임의의 측정 포인트를 연결하는 직선(또는, 반지름 선)을 구성하고, 해당 반지름 선을 연장하여 외곽선의 직경에 해당하는 직선(또는, 직경선)을 구성하고, 직경선의 양단의 거리를 계산하여 해당 방향의 봉강재의 직경(또는, 2점 직경)을 계산한다(S11).

이어서, 인접한 측정 포인트로부터 무게중심을 지나는 또 하나의 직경선을 구성하고, 구성된 직경선으로부터 또 하나의 2점 직경을 계산한다. 이렇게 인접한 측정 포인트로부터 2점 직경을 계산하는 동작을 반복하여, 봉강재의 둘레 방향을 따라 모든 측정 포인트에 대하여 2점 직경을 계산한다(S12).

여기서, 단계(S12)는, 무게중심을 지나는 하나의 직선을 구성하여 외곽선과 만나는 양 점 사이의 거리를 계산하여 2점 직경을 계산하고, 앞선 직경선을 임의의 각도만큼 회전시키고, 회전한 직선과 외곽선이 만나는 양 점 사이의 거리를 계산하여 직경을 계산하는 방식으로 구현될 수도 있다.

예를 들면, 3차원 스캐너는 봉강재의 둘레 방향을 따라 봉강재에 임의로 설정된 중심으로부터 5도씩 회전하면서 3차원 스캔을 수행할 수 있다. 그렇다면, 위 단계들에서, 단면도의 외곽선은 72개가 구성될 수 있으며, 2점 직경은 36개가 얻어질 수 있다. 상기 각도는 1 내지 5도 사이의 임의의 각도로 설정될 수 있다. 물론, 상기 각도는 5도 이상의 임의의 각도일 수도 있다.

다음, 계산되어 얻어진 2점 직경들 중에서 최대값을 2점 최대값으로 설정하고, 얻어진 2점 직경들 중에서 최소값을 2첨 최소값으로 설정한다. 또한, 2점 최대값과 2점 최소값의 차를 2점 편경차로 설정한다(S13).

이번에는, 3점 측정 단계를 수행한다. 먼저, 무게중심을 지나면서 상기 단면도의 외곽선에 이르는 임의의 직선을 구성하여, 예를 들면, 무게중심과 임의의 측정 포인트를 연결하여 하나의 반지름 선을 구성한다. 그리고 무게중심을 기준점으로 하여 120도 간격으로 추가 반지름 선을 구성함으로써, 3개의 등각도 방사선을 구성한다(S21).

3개의 방사선과 교차하는 외곽선의 3개의 교차점(각 측정 포인트에 해당함)을 포함하는 정원을 구성한다. 구성된 정원으로부터 직경(또는, 3점 직경)을 계산한다(S22).

이어서, 인접한 측정 포인트와 무게중심을 연결한 또 하나의 반지름 선을 구성하고, 구성된 반지름 선으로부터 등각도 방사선을 구성하고, 해당하는 정원을 구성하여 또 하나의 3점 직경을 계산한다. 이렇게 인접한 측정 포인트로부터 3점 직경을 계산하는 동작을 반복하여, 봉강재의 둘레 방향을 따라 모든 측정 포인트에 대하여 3점 직경을 계산한다(S23).

여기서, 단계(S23)는, 무게중심을 지나는 하나의 반지름 선을 구성한 후 여기서 120도 간격의 등각도 방사선을 구성하고, 구성된 3개의 방사선을 임의의 각도로 회전시켜서 3개의 교차점을 결정하는 방식으로도 구현될 수 있다.

한편, 예를 들면, 3차원 스캐너는 봉강재의 둘레 방향을 따라 봉강재에 임의로 설정된 중심으로부터 5도씩 회전하면서 3차원 스캔을 수행할 수 있다. 그렇다면, 위 단계들에서, 단면도의 외곽선은 72개의 포인트들을 가질 수 있으며, 3개의 방사선에 의해 구성되는 정원은 24개가 만들어질 수 있다. 따라서, 24개의 3점 직경을 얻을 수 있다.

다음, 계산되어 얻어진 3점 직경들 중에서 최대값을 3점 최대값으로 설정하고, 얻어진 3점 직경들 중에서 최소값을 3첨 최소값으로 설정한다. 또한, 3점 최대값과 3점 최소값의 차를 3점 편경차로 설정한다(S24).

스캐닝을 통해 얻어진 3차원 형상과 치수 측정 부위의 2차원 형상과 치수는, 3차원 형상 및 2차원 형상으로 도식화될 수 있으며, 도식화된 형상도는 이미지 파일로써 출력될 수 있다(S31). 즉, 구해진 2점 최대값 및 2점 최소값, 3점 최대값 및 3점 최소값, 2점 편경차 및 3점 편경차, 그리고 2차원 및 3차원 형상을 이용하여, 측정 대상 봉강재의 특정 부위에서의 진원도를 판단할 수 있으며, 상기 봉강재의 형상이 품질 기준에 부합하는지 확인하고, 품질 기준에 부합하지 않거나 형상이 고르지 못한 것으로 판단되는 경우에는 봉강재 제조 공정의 파라미터를 조정할 수 있게 한다(S41). 추가로, 측정된 각 정보 및 형상도 등은 데이터베이스에 저장되어 활용될 수 있다.

한편, 상기한 단계들을 수행하는 도중에 얻어지는, 3차원 스캔에 의한 측정값들, 봉강재의 3차원 형상 이미지, 2차원 단면도, 계산된 2점 최대값 및 2점 최소값, 3점 최대값 및 3점 최소값, 그리고, 2점 편경차 및 3점 편경차 등은, 소정의 데이터베이스에 기록될 수 있으며, 추후에 봉강재를 제조하는 공정의 파라미터를 조정하거나, 제조 공정을 재설계하는 등에 활용될 수 있다. 예를 들면, 압연기 롤의 교체 또는 롤 갭 조정, 가이드 롤러의 롤 갭 조정, 가열 온도 조정 등에 활용될 수 있다. 또한, 제조된 봉강재의 후처리 공정 및 고객사로부터 확인된 치수, 형상 품질 문제를 분석하거나, 생산 실적 데이터를 관리하는 데에 활용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른, 봉강재의 직경 측정 방법을 설명하는 또 다른 도면이다. 좌측부터, 미리 준비된 피측정물인 봉강재의 둘레를 3차원 스캐닝하고, 스캐닝에 의해 봉강재의 외형을 3차원 형상화한다.

3차원 형상으로부터 특정 위치의 단면도를 구성하고, 구성된 단면에서 무게중심을 결정한다. 결정된 무게중심은 고정되어 이후에 2점 측정 및 3점 측정 시 중심점으로서 사용된다.

중심점을 기준으로, 외형의 표면에 대해 외곽선을 따라 동일한 각도 간격으로 좌표점이 설정될 수 있다. 또는, 이 좌표점은 3차원 스캐닝의 측정 포인트일 수 있다.

이어서, 설정된 좌표점을 이용하여 2점 직경과 3점 직경이 계산될 수 있으며, 모든 좌표점에 대하여 2점 직경과 3점 직경을 계산한 후, 최대값과 최소값, 그리고 편경차를 계산한다.

도 4는 봉강재의 특정 위치에서 측정된 2차원 및 3차원 형상을 도식화한 것을 보여주는 도면이다. 도 4(a)에서는, 봉강재의 특정 위치에서 둘레 방향으로 3차원 스캐닝을 수행하고, 해당 위치에서 둘레 방향으로 측정된 측정 포인트들을 결합하여 도시한 것을 보여준다. 도 4(b)에서는, 상기 위치에서 측정된 측정 포인트들을 결합한 2차원 단면도의 형태를 도시하고 있다. 3차원 스캐너가 봉강재의 둘레를 따라 스캔을 수행한 각각의 측정 포인트마다 소정의 기준원에 비하여 돌출되었거나 오목한 정도가 증폭되어 표시되었다. 이러한 형태를 통해서, 봉강재의 단면 형상을 검토하고, 제조 공정의 파라미터를 조정한다.

Claims (3)

1. 특정 위치에서 봉강재의 둘레를 3차원 스캐너로 스캔하고, 해당 위치의 2차원 단면도를 구성하는 것;
   상기 2차원 단면도로부터 무게중심을 결정하는 것;
   상기 2차원 단면도로부터, 상기 무게중심을 지나면서 상기 2차원 단면도의 외곽선에 이르는 임의의 직선을 구성하고, 상기 직선과 상기 외곽선과의 2개의 교차점을 이용하여 상기 봉강재의 직경을 계산하고, 상기 직선을 상기 무게중심을 중심으로 하여 소정 각도 간격으로 회전시키면서 매 회전마다 얻어지는 2개의 교차점을 이용하여 각각의 직경을 계산하고, 계산된 직경들 중에서 최대값을 2점 최대값으로 설정하고 최소값을 2점 최소값으로 설정하는 것;
   상기 2차원 단면도로부터, 상기 무게중심을 기준으로 120° 간격으로 3개의 방사선을 구성하고, 상기 3개의 방사선들과 상기 외곽선과의 3개의 교차점을 연결하여 정원을 구성하고, 상기 구성된 정원의 직경을 계산하고, 상기 3개의 방사선을 상기 무게중심을 중심으로 하여 소정 각도 간격으로 회전시키면서 매 회전마다 얻어지는 3개의 교차점을 연결하여 구성된 각각의 정원으로부터 직경을 계산하고, 계산된 직경들 중, 최대값을 3점 최대값으로 설정하고, 최소값을 3점 최소값으로 설정하는 것; 및
   계산된 상기 2점 최대값 및 2점 최소값, 상기 3점 최대값 및 3점 최소값을 이용하여, 상기 봉강재의 단면이 정원 형상인지 판단하는 것; 을 포함하는, 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 2점 최대값과 상기 2점 최소값의 차를 2점 편경차로 정의하고,
   상기 3점 최대값과 상기 3점 최소값의 차를 3점 편경차로 정의하고,
   상기 2점 편경차와 상기 3점 편경차를 이용하여, 상기 봉강재의 단면이 정원 형상인지 판단하는 것을 더 포함하는, 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 직선 또는 상기 방사선을 회전시키는 것은,
   상기 봉강재의 둘레를 따라 상기 3차원 스캐너가 스캔을 수행한 측정 포인트에 맞추어 회전시키거나, 또는, 1° 내지 5° 사이의 임의의 각도만큼씩 회전시키는 것을 특징으로 하는, 3차원 스캐너를 이용한 봉강재의 직경 측정 방법.

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