KR20020012070A - 자동 페인팅 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 페인팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 물체의 입체표면의 원하는 영역을 원하는 색깔로 페인팅(Painting)하는 자동장치에 있어서, 임의의 대상물의 센서에 대한 위치자세를 제어하는 제 1수단; 상기 제어된 대상물의 입체형상을 센서신호를 이용하여 복원하는 제 2수단; 상기 복원된 입체형상 데이터 또는 임의의 다른 수단에 의해 생성된 입체형상 데이터와 물체표면의 페인팅 정보를 데이터베이스에 저장하는 제 3수단; 및 상기의 제 1, 2 수단을 이용하여 상기 저장 정보에 따라 페인팅 기구를 부착한 로봇으로 페인팅하는 제 4수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 자동 페인팅 장치 및 방법은 페인팅 작업의 자동화를 실현시킴은 물론, 대상물집합을 정하고 그것들의 대표대상물에 대해서만 페인팅 정보를 입력하고, 입력된 정보를 전체의 대상물집합에 대한 페인팅 정보로 사용할 수 있게 하며, 대상물에 대한 형상 및 작업위치의 사소한 변화에 대처할 수 있게 지원하는 등의 효율성을 가지고 있어서 광범위한 활용이 기대된다.

Description

자동 페인팅 장치 및 방법 { An auto painting equipment and method }
본 발명은 자동 페인팅 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 센서를 이용한 입체형상 복원 및 인식기술과 로봇 제어기술을 결합하여 물체의 입체표면의 원하는 영역을 원하는 색깔로 자동 페인팅하는 것에 관한 것이다.
일반적으로 지금까지 물체의 입체표면에 대한 페인팅 작업은 자동화의 어려움으로 말미암아 거의 인간의 손에 의한 수동작업에 의존함으로서, 생산성의 저하는 물론 생산품질의 저하의 원인이 되어왔다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
센서를 이용한 입체형상 복원 및 인식기술과 로봇 제어기술을 결합하여 물체의 입체표면의 원하는 영역을 원하는 색깔로 자동 페인팅하는 것에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 입체형상물의 표면에 대한 자동 페이팅 장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 입체형상물의 표면에 대한 자동 페인팅 장치의 구체적인 구성예,
도 3은 본 발명에 따른 장치 사용자에 의한 페인팅 정보 입력처리의 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 영역과 색깔의 지정 및 입력하는 실시예,
도 5는 본 발명에 따른 입력 정보를 데이터베이스에 저장하는 형식예,
도 6은 본 발명에 따른 자동 페인팅 작업의 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 카메라와 로봇간의 교정하는 실시예,
도 8은 본 발명에 따른 복원 및 페인팅하는 실시예,
도 9는 본 발명에 따른 입체형상 메칭을 수행하는 실시예,
도 10은 본 발명에 따른 영역과 색깔을 지정하는 실시예.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 페인팅 작업정보의 입력부 2 : 페인팅 모듈
11 : 입체형상 제공부 12 : 시스템 프로그램
13 : 데이터베이스 20 : 복원 입체형상
21 : 입체형상 메칭 22 : 페인팅 정보
23 : 페인팅 로봇 111 : 입체형상 생성부
112 : 입체형상 복원부 115 : 대상물 제어장치
116 : 입체형상 복원장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동 페인팅 장치 및 방법은 물체의 입체표면의 원하는 영역을 원하는 색깔로 자동 페인팅(Painting)하는 장치에 있어서, 임의의 대상물의 센서에 대한 위치자세를 제어하는 제 1수단; 상기 제어된 대상물의 부분 입체형상을 센서신호를 이용하여 복원하는 제 2수단; 상기 복원된 입체형상 데이터 또는 임의의 다른 수단에 의해 생성된 입체형상 데이터와 물체표면의 페인팅 정보를 데이터베이스에 저장하는 제 3수단; 및 상기의 제 1, 2 수단을 이용하여 상기 저장 정보에 따라 페인팅 기구를 부착한 로봇으로 페인팅하는 제 4수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
물체의 입체표면의 원하는 영역을 원하는 색깔로 자동 페인팅하는 방법에 있어서, 임의의 대상물의 위치자세를 제어하는 단계; 상기 제어된 대상물의 입체형상을 복원하는 단계; 상기 복원된 입체형상 데이터 또는 임의의 다른 수단에 의한 입체형상 데이터와 물체표면의 페인팅 정보를 데이터베이스에 입력하여 저장하는 단계; 및 상기의 위치자세 제어 및 입체형상 복원 단계를 거쳐 저장 정보에 따라 페인팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 입력하여 저장하는 단계는, 대상물 위치자세 제어 수단에 의해 정해지는 위치의 대상물에 대한 입체형상 복원 수단을 이용해 얻은 복원 입체형상과, 이 복원 입체형상을 이용해서 사용자가 물체표면에 대한 각 페인팅 영역 및 해당 색깔 등을 지정해서 얻어진 페인팅 정보를 상기 페인팅 정보를, 그 대상물이 속한 물체 클라스(Class)와 형상 복원시의 대상물의 위치자세별로 분류하여, 데이터베이스에 입력하여 저장할 수 있는데, 상기 정보는, 시범적으로 페인팅이 완료된 대상물의 입력화상 데이터로부터 직접 얻을 수도 있다. 또한 상기 입력하여 저장하는 단계는, 캐드(CAD) 시스템으로 설계하여 생성된 입체형상과, 이 생성된 입체형상을이용하여 사용자가 물체표면에 대한 각 페인팅 영역 및 해당 색깔 등을 지정해서 얻어진 페인팅 정보를, 그 대상물이 속한 물체 클라스(Class)와 형상 복원시의 대상물의 위치자세별로 분류하여, 데이터베이스에 입력하여 저장할 수 있다.
상기의 페인팅하는 단계는, 작업 대상물이 속한 물체 클라스와 관계가 있는 데이터베이스의 내용 중에서, 저장된 위치자세 정보에 따라 대상물 제어장치를 통해 작업 대상물의 위치자세를 제어한 상태에서 얻어진 작업 대상물의 복원 입체영상을, 데이터베이스내의 해당 입체형상과의 입체형상 메칭(Matching)을 통해 얻어진 두 형상 표면상의 점간의 대응관계에 따라, 데이터베이스로부터의 해당 페인팅 정보를 작업 대상물의 표면에 대응시켜 페인팅 로봇에 보냄으로서 페인팅이 이루어지게 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 입체형상 물체표면에 대한 자동 페이팅 장치의 개략도를 도시한 것으로써, 크게 페인팅 작업정보의 입력부(1)와 입력된 데이터를 이용하여 작업 대상물에 대한 페인팅 작업을 수행하는 페인팅 모듈(2)로 구성된다. 본 장치의 페인팅 작업정보의 입력부(1)은, 장치의 내부나 외부에 존재하는 캐드(CAD) 시스템을 포함하는 입체형상 생성부(111) 또는 실물로부터 그 형상을 복원하는 입체형상 복원부(112)로 구성되는 입체형상 제공부(11)와 사용자 인터페이스 및 기타 장치 전체를 통괄하는 여러가지 프로그램 등으로 구성되는 시스템 프로그렘(12), 그리고 입력된 정보를 저장하는 데이터베이스(13)로 구성되어 있다. 상기 캐드 시스템을 포함하는 입체형상 생성부(111)는 입체형상 설계자가 모니터 화면을 통해 컴퓨터와 대화식으로 설계하여 생성하는 방식을 말한다. 페인팅 모듈(2)는 페인팅 작업정보 입력부(1)와 상당부분의 하드웨어를 공유하여 사용하는 컴퓨터 프로그램으로 되어 있다.
좀 더 상세히 설명하자면, 입체형상 복원부(112)는 대상물 제어장치(115) 및 입체형상 복원장치(116)로 구성되어 있으며, 대상물 제어장치(115)는 대상물의 입체형상 복원장치(116)의 센서에 대한 위치자세 관계를 제어한다. 입체형상 복원장치(116)는 그것의 센서로부터의 대상물에 관한 신호를 이용하여 대상물의 입체형상을 복원하는 기능을 가지는데, 그 복원원리에 따라 서로 다른 위치에 있는 카메라와 같은 화상획득 장치로부터 얻은 두 장의 화상신호를 이용하는 스테레오비젼에 의한 방법이나, 특수광원과 화상획득 장치를 한 조로 해서 구성한 엑티브 센서에 의한 입체형상 복원방법 등이 있다. 시스템 프로그램(12)은 시스템 전체를 통괄하는 여러가지 프로그램 등으로 구성되어 있다. 구성 요소중에서 사용자 인터페이스는 시스템 사용자에 의한 페인팅 작업정보의 작성 및 데이터베이스(13)로의 입력 등을 지원한다. 페인팅 작업정보의 작성 및 입력에는 다음의 세 가지 방법이 있는데, 첫째 대상물 제어장치(115)에 의해 정해지는 특정 위치자세의 대상물에 대해서 입체형상 복원장치(116)를 통하여 얻어진 복원 입체형상을 이용해서, 시스템 사용자가 물체표면에 대한 각 페인팅 영역 및 해당색깔 등의 페인팅 정보를 지정하여 입력하는 방법이 있고, 둘째는 시스템의 내부나 외부에 설치되어 있는 캐드(CAD) 시스템을 포함하는 입체형상 생성부(111)를 이용하여 설계된 입체형상을 이용해서시스템 사용자가 물체표면에 대한 페인팅 정보를 입력하는 방법이 있으며, 셋째는 페인팅이 완료된 대상물에 대한 물체의 입체형상 복원장치(116)를 이용하여 얻어진 입체형상과 물체표면에 대한 각 페인팅 영역 및 해당색깔의 지정을 입럭화상으로부터 직접 취득가능하게 하는 방법 등이 있다.
상기의 각 입력방법으로부터 얻어진 정보를 대상물의 물체 클라스(Class) 그리고 그것에 대한 대상물 제어장치에 의해 정해지는 센서에 대한 위치 자세별로 아래와 같이 구분하여,
Ojk : 물체의 클라스(종류) j ( j = 1, 2, .... )
물체의 위치자세 k ( k=1,2, ...... )
대응하는 입체형상 데이터와 입력된 페인팅 영역 및 해당색깔 등의 페인팅 정보를 데이터베이스(13)에 저장한다. 페인팅 작업모듈(2)은, 이렇게 보관된 데이터베이스 (13)의 내용을 이용한 작업 대상물에 대한 페인팅 작업을 실시하는데 있어서, 대상물 제어장치(115)에 의해 정해지는 위치자세(k)를 가진 페인팅 작업대상물(j)에 대한 입체형상 복원장치(116)를 이용해 얻어진 복원 입체형상(20)을, 데이터베이스 (13)에 보관된 해당물체(j)의 해당 위치자세(k)에 대응하는 입체형상과의 입체형상 메칭(21)을 통하여 얻어진 두 형상표면상의 대응점을 따라서, 데이터베이스(13)에 저장된 페인팅정보를 작업 대상물 표면에 지정하여, 복원 입체형상(20)과 더불어 페인팅 로봇(23)에 보내어 페인팅 작업대상물에 대한 페인팅 작업이 이루어지게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 입체형상물의 표면에 대한 자동 페인팅 장치의 구체적인 구성에 대한 일례를 도시한 것이다. 본 장치는 크게 대상물 제어장치와 그 콘트롤러(70), 로봇에 설치된 카메라(35)와 카메라로부터 화상데이터를 컴퓨터로 전송하는 화상데이터 글레이버(65)로 구성되는 입체형상 복원장치, 로봇(45)과 로봇의 끝에 부착된 칼라페인팅 기구(40)와 그 콘트롤러(55), 그리고 로봇 콘트롤러(50)로 구성되는 페인팅 로봇, 및 각 콘트롤러를 통하여 해당장치를 제어하고 시스템의 작동을 통괄하는 컴퓨터(60) 및 기타 컴퓨터와 연결되는 외부 시스템(75)으로 구성되어 있다. 본 장치에서는 효율적인 구성을 위하여, 페인팅 로봇에 카메라를 부착하여 로봇을 페인팅 작업뿐만이 아니라 입체형상 복원장치에도 이용할 수 있다. 대상물 제어장치는 기계적으로 복수의 직선 및 회전운동의 관절을 가진 기계시스템으로 구성되어 있어서 그 위에 놓여진 대상물의 입체형상 복원장치의 카메라에 대한 위치 및 자세를 제어한다. 대상물 제어장치의 각 관절에 대하여는 대상물을 장착시킬 때의 전체적인 자세와 관계가 있는, 초기값이 정의되어 있고 이때의 관절위치의 벡터값을 θ0로 한다. 본 장치에서는 동일 클라스의 대상물에 대해서 일정하게 원하는 만큼 카메라에 대한 대상물의 위치자세를 유지하도록 제어할 필요가 있다. 그러므로 대상물 제어장치의 초기상태(θ0)에서 대상물을 장착시킬때, 같은 클라스의 대상물에 대해서는 가능하면 대상물 제어장치에 대해서 일정한 위치자세 ψ를 유지시킬 것이 요구되지만, 엄밀하게 정확한 장착이 요구되지는 않는다. 입체형상 복원장치의 센서로 사용된 카메라(35)는, 대상물에 대한 2매의 화상을 이용한 형상복원을 하는데 있어서, 한 대의 카메라를 로봇에 설치하여 카메라로부터의 대상물에 대한 두 화상이 카메라 화면의 수평 또는 수직 방향으로만 이동되게 얻어지도록 로봇을 동작시킨다. 적절한 조명의 사용하에서 이렇게 얻어진 2매의 화상은, 이것을 이용한 입체형상 복원을 위한 두 화상간의 스테레오메칭을 용이하게 한다. 이렇게 대상물에 대한 2매의 화상 획득시, 대상물 제어장치는 위치자세를 일정하게 유지시킨다. 페인팅 로봇은 대상물에 대한 입체복원 형상정보와 페인팅 영역 및 색깔 등의 페인팅 정보를 기초로 컴퓨터의 페인팅 모듈에서 생성되어 로봇 콘트롤러(50) 및 페인팅 콘트롤러(55)를 통하여 전송되는 신호에 의해 제어되어, 대상물 제어장치위의 작업 대상물에 대한 페인팅 작업을 수행한다. 컴퓨터(60)는 이상에서 설명한 콘트롤러를 통한 각종 장치의 제어와 화상 데이터 글레이버(65)를 통한 카메라(35)로부터의 화상 데이터의 처리, 사용자 인터페이스 그리고 기타 필요한 외부 시스템(75)과의 통신 등을 처리하고 전체시스템을 통괄하는 시스템 프로그램을 내장한다.
도 3은 본 발명에 따른 장치 사용자에 의한 페인팅 정보 입력처리의 흐름도이다. 먼저, 대상물 제어장치의 관절위치를 초기벡터값 θ0로 제어하고, 페인팅 정보입력에 사용되는 어느 물체 클라스(Class)의 대표 대상물을 선정해서 이것을 대상물 제어장치에 일정한 위치자세 ψ로 장착시킨다(150). 그런다음, 카메라로부터의 화상을 보아가며 대상물 제어장치 관절위치를 벡터값 θ를 조정하여 대상물의 미입력부분 중에서 원하는 물체부분을 선정하고(151), θ를 고정(예를들어 θa, θb 등)한 채 선정된 부분에 대한 입체형상을 복원하며(152), 사용자 인터페이스를 통해 복원 입체형상위에서 페인팅 영역과 해당색깔을 지정한 후(153), 이 내용을데이터베이스에 입력하여 저장한다(154). 상기의 과정을 대표대상물의 원하는 전체부분에 대해 θ를 조정해 가며 실시한다. 이상의 입체형상 복원을 통해 페인팅 정보를 입력하는 방법이외에 도 1의 시스템 내부나 외부의 캐드 시스템을 이용하여 설계하여 생성된 입체형상을 이용해서 입체형상 복원 과정(152)을 거치지 않고 시스템 사용자가 물체표면에 대한 페인팅 작업정보를 입력하는 방법이 있고, 또는 페인팅 영역과 해당색깔의 지정(153)없이 작업샘플의 형태로 페인팅이 완료된 대상물에 대한 대상물의 물체표면에 대한 페인팅 영역 및 해당색깔에 대한 정보를 입력화상으로부터 직접 취득하는 방법 등이 있다. 그런데 캐드 시스템을 이용한 입력 방법의 경우에는 대상물 제어장치의 구조와 관련하여 각 대표대상물에 대한 대상물 제어장치의 θ0를 고려한 해당 ψ 및 각 θ 값의 생성이 필요하다.
도 4는 본 발명에 따른 영역과 색깔의 지정 및 입력하는 실시예를 도시한 것이다. 사용자 인터페이스의 디스플레이에 표시되어 복원되거나 캐드 시스템에 의하여 설계하여 생성된 입방체(대상물 제어장치의 관절벡터 θa)에 대한 부분입체상을 처리가 용이하도록 하기 위해 회전시켜가며(160), 표면에 영역을 선택하고(161), 색깔을 지정하여(162) 데이터베이스에 저장한다. 이러한 방법으로 입력된 페인팅 정보는 도 5와 같은 형식으로 데이터베이스에 저장되는데, 여기서는 Abc123을 대표 대상물의 코드로 하는 6개의 대상물 집합, 예를들면 코드 Abc120, Abc121, Abc122, Abc123, Abc124, Abc125의 대상물에 대해 저장된 내용을 나타낸다. 동일 물체 클라스의 대상물집합과 그것들의 대표대상물 그리고 각 코드명은 시스템 사용자에 의해정해지는데, 동일 클라스의 대상물집합에 대해서는 그 크기나 국부적인 형상에서의 변화를 가지나 전체적으로 형상이 비슷하며 표면상의 영역 및 해당색깔이 동일한 것으로 한다. 이상과 같이 대상물집합을 정하고 그 물체 클라스의 대표대상물에 대해서만의 페인팅 정보를 입력하고, 이 입력된 내용을 전체의 대상물집합에 대한 페인팅 정보로 사용할 수 있게 지원한다.
도 5는 본 발명에 따른 입력 정보를 데이터베이스에 저장하는 형식예를 나타낸 것이다. 초기 정착정보 ψ는 대상물 제어장치의 관절의 초기상태 θ0에서 대상물 제어장치에 물체를 장착할 때의 대상물 제어장치에 대한 물체의 상대위치나 자세 등을 기술한다. 대상물 제어장치의 θ는 해당 대상물을 장착한 상태에서의 대상물 제어장치의 각축의 위치값의 벡터치로 여기서는 θa, θb 등으로 되어있다. Xa, Xb는 대상물 제어장치의 각각 θa, θb의 상태에서 얻은 Abc123 코드의 대표 대상물에 대한 2매의 화상 데이터로부터 복원되거나, 캐드 시스템에 의해서 설계하여 생성된 부분 입체형상의 표면상의 점들의 집합을 나타내며, 영역과 색깔항목은 그 부분표면상의 점들 중에서 각각 도 4의 161과 162 에서와 같은 영역 1, 2 등에 속하는 점들의 집합 X1, X2와 각 해당색깔의 코드를 나타낸다.
이하 도 6, 7, 8 혹은 9를 이용해서 자동 페인팅 작업의 실행을 상세히 설명하고자 한다. 도 6은 본 발명에 따른 자동 페인팅 작업의 흐름도를 나타낸 것으로서, 도 1의 페인팅 모듈(2)의 실행 과정을 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명에 따른카메라와 로봇간의 교정하는 실시예를 나타낸 것이다. 도 8은 본 발명에 따른 입체형상 복원 및 페인팅의 실시예를 나타낸 것이고, 도 9는 본 발명에 따른 두 입체표면상의 유사특징점을 이용한 입체형상 메칭의 실시 예를 나타낸 것이다.
설명을 위하여 코드 Abc120의 물체를 페인팅 작업 대상물의 예로 들면, 그것이 도 5의 데이터베이스에서 Abc123의 대표 대상물의 물체집합에 속하므로 이 데이터베이스의 페인팅 정보를 이용한다. 우선 대상물 제어장치의 초기상태(θ0)에서 작업 대상물(코드 Abc120)을 대상물 제어장치에 대해 ψ(Abc123)의 위치자세로 장착 한 후(170), 대상물 제어장치를 각 축의 위치벡터값 θa로 제어한다(171). 이 상태에서 서로 다른 카메라 위치로부터의 2매의 화상으로부터 대상물의 해당부분에 대한 입체형상을 복원한다(172).
그러나, 이렇게 대상물 제어장치에 장착된 대상물에 대한 복원 입체형상을 이용한 페인팅 로봇에 의해 페인팅 작업이 이루어지기 위해서는, 도 7에서 나타낸 것처럼 현재의 카메라 직교 좌표계 Xv 상에서 표현된 복원 입체형상 표면상의 점집합의 좌표치 (X)v가, 로봇 직교 좌표계 Xr상에서의 좌표치 (X)r 로 좌표변환되어야 한다(172). 이 좌표변환을 위해서는 카메라 좌표계와 로봇 좌표계간의 교정이 필요하다. 이러한 교정의 방법은 일반적으로 잘 알려져 있는 것으로 간단히 설명하면, 정확히 알고 있는 형상과 크기를 가진 교정블록을 로봇 좌표계 Xr의 알려진 위치에 놓고 이것을 카메라로 찍어 그것의 모서리 등의 특징점집합을 입체적으로 복원하여 그 특징점들에 대한 카메라 좌표계상의 좌표치 (X)v를 구한다. 다음에 로봇을 수동으로 움직여 페인팅 기구의 끝이 교정블록의 같은 특징점집합의 하나하나에 접촉되도록 유도하여 얻어지는 로봇 좌표계의 좌표치를 (X)r로 한다. 두 좌표치 (X)v와 (X)r은 실제로 같은 점의 집합에 대한 것이므로 이하의 관계가 성립한다.
(X)r = Ω*(X)v
알고 있는 (X)r과 (X)v로부터 얻어지는 Ω가 교정의 결과로, 교정에 필요한 최소한의 특징점의 수는 로봇의 구조에 의해서 결정된다. 물론, 여기서 로봇 좌표계 Xr 와 그것의 로봇 관절 좌표계간의 역키네메틱스는 알려져 있는 것으로 한다. 도 6의 페인팅 작업 흐름도의 설명을 계속하자면, 도 8과 같은 상태 (θa)에서 복원된 형상 데이터 (X)v는 위의 식을 이용해 로봇 좌표계의 좌표값 (X)r로 변환된다. 이 변환된 좌표값 (X)r을 이용해서 대상물 제어장치상의 대상물 표면에 대한 로봇의 페인팅 기구의 끝점의 정확한 접근이 가능하게 된다. 로봇의 페인팅 작업을 위한 페인팅 정보의 전송을 위해, 먼저 도 5의 데이터베이스의 θa에 대응하는 입체형상 데이터 Xa와 복원 입체형상 (X)r 사이의 입체 형상메칭을 수행한다(173). 그리고, 복원입체 형상표면에 대한 영역과 색깔을 지정하여(174), 복원입체 형상표면의 지정된 영역과 색깔의 페인팅 정보를 로봇에 전송하고, 로봇에 의한 작업 대상물의 페인팅을 수행하게 된다(175).
도 10은 본 발명에 따른 대상물에 대한 페이팅 영역과 색깔을 지정하는 개념을 나타낸 것이다. 즉 입체형상 메칭 후에 점간 보간에 의한 페인팅 영역 및 색깔의 지정을 위한 실시예이다. 예를들어, 도 9의 복원형상과 보관형상 위의 두 직선 A와 B위의 점 b1 과 a1, 그리고 b4와 a4 간의 대응관계는 형상메칭으로부터 얻어지고, 점 b2와 a2, 그리고 b3와 a3 간의 대응관계는 영역지정과 관계있는 것으로 점 사이의 거리 비율관계를 고려한 점간보간에 의해 정해진다. 지정된 영역에 대한 색깔의 지정은 B 위의 b1과 b2 간의 색깔코드가 A 위의 a1과 a2 사이의 색깔로, 같은 요령으로 b2와 b3 간의 색깔코드가 a2와 a3 사이의 색깔로, 그리고 b3과 b4 간의 색깔코드가 a3와 a4 사이의 색깔로서 지정된다.
상기의 방법으로 복원형상 데이터 (X)r 와 그 위에서 지정된 페인팅 영역 및 해당색깔 등의 페인팅 정보가 페인팅 로봇에 보내져 관절 위치벡터 θa의 대상물 제어장치위의 대상물 Abc120에 대한 페인팅 작업이 도 8 에서와 같이 이루어진다. 복원형상 데이터는 로봇 콘트롤러로 하여금 로봇을 움직여서 페인팅 기구의 끝이 작업대상물 표면의 원하는 위치에 적절히 접근하도록 이용되며, 동시에 해당 색깔정보는 페인팅 콘트롤러로 하여금 지정된 색깔을 선택할 수 있도록 한다. 이상의 과정이 데이터베이스의 다음의 대상물 제어장치의 관절위치벡터 θb를 비롯한 원하는 전체 θ값에 대해 반복 수행되어, 이 대상물의 전체 표면에 대한 페인팅 작업이 완료된다.
이상 설명한 바와 같이 상기의 자동 페인팅 장치 및 방법은 페인팅 작업의 자동화를 실현시킴은 물론, 대상물집합을 정하고 그것들의 대표대상물에 대해서만 페인팅정보를 입력하고, 입력된 정보를 전체의 대상물집합에 대한 페인팅 정보로 사용할 수 있게 하며, 대상물에 대한 형상 및 작업위치의 사소한 변화에 대처할 수 있게 지원하는 등의 효율성을 가지고 있어서 광범위한 활용이 기대된다.

Claims (6)

  1. 물체의 입체표면의 원하는 영역을 원하는 색깔로 자동 페인팅(Painting)하는 장치에 있어서,
    임의의 대상물의 센서에 대한 위치자세를 제어하는 제 1수단;
    상기 제어된 대상물의 부분 입체형상을 센서 신호를 이용하여 복원하는 제 2수단;
    상기 복원된 입체형상 데이터 또는 임의의 다른 수단에 의해 생성된 입체형상 데이터와 물체표면의 페인팅 정보를 데이터베이스에 저장하는 제 3수단; 및
    상기 제 1, 2 수단을 이용하여 상기 저장 정보에 따라 페인팅 기구를 부착한 로봇으로 대상물을 페인팅하는 제 4수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 페인팅 장치.
  2. 물체의 입체표면의 원하는 영역을 원하는 색깔로 자동 페인팅(Painting)하는 방법에 있어서,
    임의의 대상물의 센서에 대한 위치자세를 제어하는 단계;
    상기 제어된 대상물의 부분 입체형상을 센서 신호를 이용하여 복원하는 단계;
    상기 복원된 입체형상 데이터 또는 임의의 다른 수단에 의한 얻어진 입체형상 데이터와 물체표면에 대한 페인팅 정보를 데이터베이스에 입력하여 저장하는 단계; 및
    상기의, 대상물에 대한 위치자세 제어 및 입체형상 복원 단계를 거쳐 해당하는 저장 정보에 따라 대상물을 페인팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 페인팅 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 입력하여 저장하는 단계는,
    위치자세 제어 수단에 의해 정해지는 위치자세의 대상물에 대한 입체형상 복원 수단을 이용해 얻은 복원 입체형상과, 이 복원된 입체형상을 이용하여 사용자가 물체표면에 대한 각 페인팅 영역 및 해당 색깔 등을 지정해서 얻어진 페인팅 정보를, 그 대상물이 속한 물체 클라스(Class)와 형상 복원시의 대상물의 위치자세별로 분류하여, 데이터베이스에 입력하여 저장하는 것을 특징으로 하는 자동 페인팅 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기의 물체표면에 대한 각 페인팅 영역 및 해당 색깔 등의 페인팅 정보를,
    시범적으로 페인팅이 완료된 대상물의 입력화상 데이터로 부터 직접 얻는 것을 특징으로 하는 자동 페인팅 방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 입력하여 저장하는 단계는,
    캐드(CAD) 시스템으로 설계하여 생성된 입체형상과, 이 생성된 입체형상을 이용하여 사용자가 물체표면에 대한 각 페인팅 영역 및 해당 색깔 등을 지정해서 얻어진 페인팅 정보를, 그 대상물이 속한 물체 클라스(Class)와 형상 복원시의 대상물의 위치자세별로 분류하여, 데이터베이스에 입력하여 저장하는 것을 특징으로 하는 자동 페인팅 방법.
  6. 제 2항에 있어서, 상기의 대상물을 페인팅하는 단계는,
    작업 대상물이 속한 물체 클라스와 관계가 있는 데이터베이스의 내용 중에서, 저장된 위치자세 정보에 따라 대상물 제어장치를 통해 작업 대상물의 위치자세를 제어한 상태에서 얻어진 작업 대상물의 복원 입체영상을, 데이터베이스내의 해당 입체형상과의 입체형상 메칭(Matching)을 통해 얻어진 두 형상 표면상의 점간의 대응관계에 따라, 데이터베이스로부터의 해당 페인팅 정보를 작업 대상물의 표면에대응시켜 페인팅 로봇에 보냄으로서 페인팅이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 자동 페인팅 방법.
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