KR20020045936A

KR20020045936A - 자동 도포장치 및 방법

Info

Publication number: KR20020045936A
Application number: KR1020000075375A
Authority: KR
Inventors: 정재문
Original assignee: 정재문
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-06-20

Abstract

본 발명은 자동 도포(塗布) 장치 및 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 입체형상의 도포작업대상물 표면의 원하는 영역을 페인트, 풀 그리고 그 외 다른 여러 가지 원하는 물질로 원하는 도포조건에 따라 정밀하게 도포 하는 자동장치 및 방법에 있어서, 도포작업대상물의 입체형상을 센서신호를 이용하여 복원하는 제 1수단; 상기 제 1수단에 의해 복원되거나 다른 수단에 의해 생성되는 입체형상데이터와 더불어, 이러한 입체형상데이터를 이용하여 그래픽인터페이스를 통한 대화적 방법에 의해 장치사용자로부터 입력되는 대상물표면에 대한 도포정보를 데이터베이스에 저장하는 제 2수단; 및 상기의 제 1수단을 이용하여 복원된 작업대상물의 입체형상과 데이터베이스에 저장된 해당하는 입체형상간의 메칭을 통해 지정되어 얻어지는 데이터베이스로 부터의 도포정보에 따라, 도포기구를 부착한 로봇에 의한 작업대상물에 대한 도포작업이 이루어지게 하는 제 3수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기의 자동도포장치 및 방법은 정밀한 도포작업의 자동화를 실현시키는데 있어서, 장치사용자가 유사한 작업대상물종류의 집합을 정의하고 그 집합중의 대표대상물에 대해서만 도포정보를 입력하고, 이것을 해당하는 대상물집합전체에 대한 도포정보로 사용하게 함으로써 작업티칭을 간편하게 하며, 작업대상물의 사소한 변형 및 작업을 위한 세팅위치자세의 변화에 관계없이 안정되고 정확한 도포작업이 이루어지게 할뿐만 아니라, 생산품질의 균일성유지, 도료절감 및 그에 따른 환경보전에도 기여할 것으로 기대된다.

Description

자동 도포장치 및 방법 {Auto application equipment and method}

본 발명은 자동도포장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 센서를 이용한 입체형상 복원 및 인식기술, 로봇제어기술과 그래픽인터페이스기술을 결합하여 도포작업대상물표면의 원하는 영역을 원하는 도포물질로 원하는 도포조건에 맞추어 자동으로 도포하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 지금까지 입체대상물의 표면에 대한 정밀도포작업은 거의 인간의 손에 의한 수동작업에 의존하였는데, 그것으로 말미암아 생산성의 저하는 물론 생산품질의 불 균일성에 대한 주요한 원인이 되어 왔다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 센서를 이용한 입체형상 복원 및 인식기술, 로봇제어기술과 그래픽 인터페이스기술을결합하여, 대상물의 입체표면의 원하는 영역을 원하는 도포물질 및 도포조건으로 효율적으로 자동 도포하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동도포장치의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 자동 도포장치의 구체적인 구성예,

도 3은 본 발명에 따른 장치사용자에 의한 도포정보 입력처리의 흐름도,

도 4는 본 발명에 따른 대화식 그래픽인터페이스를 통한 도포정보입력 실시예,

도 5는 본 발명에 따른 도포작업정보 저장용 데이터베이스의 구성,

도 6은 본 발명에 따른 자동 도포작업실행의 흐름도,

도 7은 본 발명에 따른 본 장치에 대한 교정(Calibration)의 실시예,

도 8은 본 발명에 따른 형상복원과 도포작업수행간의 관계를 예시,

도 9는 본 발명에 따른 도포정보지정을 위한 입체형상메칭(3-D Matching) 설명도,

도 10은 본 발명에 따른 입체형상메칭과 보간에 의한 도포영역과 도포물질 및 도포조건등의 지정방법 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 도포정보의 입력부 2 : 도포작업 수행 모듈

11 : 입체형상 제공부 12 : 장치의 시스템프로그램

13 : 데이터베이스 20 : 복원 입체형상

21 : 입체형상 메칭 22 : 도포정보

23 : 도포용 로봇 111 : 입체형상 생성부

112 : 입체형상 복원장치 60 : 컴퓨터

35 : 형상복원용 센서 40 : 도포기구

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동도포장치 및 방법은 대상물의 입체표면의 원하는 영역을 원하는 도포물질 및 도포조건으로 구성되는 도포정보에 따라 자동으로 도포(塗布)하는 장치에 있어서,

도포작업대상물의 입체형상을 센서신호를 이용하여 복원하는 제 1수단; 상기 제 1수단에 의해 복원되거나 다른 수단에 의해 생성되는 입체형상데이터와 더불어, 이러한 입체형상데이터를 이용하여 그래픽인터페이스를 통한 대화적 방법에 의해 장치사용자로부터 입력되는 대상물표면에 대한 도포정보를 데이터베이스에 저장하는 제 2수단; 및 상기의 제 1수단을 이용하여 복원된 작업대상물의 입체형상과 데이터베이스에 저장된 해당하는 입체형상간의 메칭을 통해 지정되는 데이터베이스로부터의 도포정보에 따라, 도포기구를 부착한 로봇에 의한 작업대상물에 대한 도포작업이 이루어지게 하는 제 3수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도포작업대상물의 입체표면을 원하는 도포정보에 따라 자동으로 도포하는 방법에 있어서, 작업대상물의 입체형상을 센서신호를 이용하여 복원하는 단계; 상기의 입체형상복원단계를 통하거나 캐드(CAD) 장치 등의 다른 수단에 의해 생성되어지는 입체형상데이터와 더불어, 이러한 입체형상데이터를 이용하여 대화식 인터페이스를 통해 장치사용자가 대상물표면에 대한 도포정보를 데이터베이스에 입력하여 저장하는 단계; 및 상기의 입체형상복원 단계를 거쳐 얻어진 작업대상물의 복원입체형상과 데이터베이스에 저장된 해당입체형상간의 메칭을 통한 도포정보의 로봇에로의 전송을 통하여 로봇으로 하여금 작업대상물에 대한 도포작업을 수행하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 도포정보를 입력하여 저장하는 단계는, 대상물의 입체형상과 더불어 이 입체형상을 이용해서 사용자가 대상물표면에 대한 각 도포영역, 해당도포물질 및 도포조건 등으로 구성되는 도포정보를 그 대상물이 속한 대상물클래스(Class)별로 분류하여 데이터베이스에 입력하여 저장하는데, 상기 도포정보는 도포가 완료된 대상물의 입력화상 데이터로 부터 직접 읽어들여 얻을 수도 있다.

상기의 로봇에 의해 도포작업을 수행하는 단계는, 도포작업 대상물이 속한 대상물클래스와 관계가 있는 데이터베이스내의 저장중인 해당 입체형상과, 작업대상물에 대한 복원 입체영상 간의 입체형상메칭(3-D Matching)을 통해 얻어진 두 형상 표면상의 점간의 대응관계에 따라, 데이터베이스로부터의 해당도포정보를 작업 대상물의 표면에 대응시켜 로봇에 보냄으로서 로봇에 의한 도포작업이 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 입체형상의 대상물표면에 대한 자동 도포장치 및 방법의 개략도를 도시한 것으로, 크게 도포정보입력부(1)와 입력된 정보를 이용하여 작업대상물에 대한 도포작업을 수행하는 컴퓨터프로그램인 도포작업수행모듈(2)로 구성된다. 본 장치의 도포정보입력부(1)는, 캐드(CAD: Computer Aided Design) 장치 등으로 구성되는 입체형상생성부(111) 또는 실물로부터 그 형상을 복원하는 입체형상복원장치(112)로 구성되는 입체형상제공부(11)와, 사용자인터페이스 및 기타 장치를 제어하는 여러 가지 프로그램 등으로 구성되는 시스템프로그램(12), 그리고 입력된 정보를 저장하는 데이터베이스(13)로 구성되어 있다. 입체형상복원장치 (112)는 그것의 센서로부터의 대상물에 관한 신호를 이용하여 대상물의 입체형상을 복원하는 기능을 가지는데, 그 복원원리에 따라 서로 다른 위치에 있는 카메라와 같은 화상획득장치로부터 얻은 두 장의 화상신호를 이용하는 스테레오비전 방법이나, 특수광원과 화상획득 장치를 한 조로 구성하는 엑티브센싱 방법 및 이상의 두 가지방법 병용에 의한 방법 등을 포함한 기타 여러 가지 방법이 이용될 수 있다.

시스템프로그램(12)은 장치 전체를 통괄하는 여러 가지 프로그램으로 구성되는데, 그 구성 요소중에서 사용자인터페이스는 장치사용자에 의한 도포정보의 작성 및 데이터베이스(13)로의 입력 등을 지원한다. 도포정보의 작성에는 다음의 세 가지 방법이 있는데, 첫째 입체형상복원장치(112)를 통하여 얻어진 복원입체형상을 이용해서 장치사용자가 그래픽인터페이스를 통하여 대상물표면에 대한 각 도포영역 및 해당도포물질 및 도포조건 등의 도포정보를 지정하여 입력하는 방법, 둘째는 캐드(CAD)장치와 같은 입체형상 생성장치(111)로부터 생성된 입체형상을 이용해서 위에서와 같이 장치사용자가 대상물표면에 대한 도포정보를 입력하는 방법, 셋째는 도포작업이 완료된 대상물의 입체형상복원장치(112)를 이용하여 얻어진 입체형상과 그 화상데이터로부터 대상물표면에 대한 도포정보를 직접 읽어들여 입력하는 방법 등이 있다.

상기의 각 입력방법으로부터 얻어진 도포정보를 대상물의 클래스(Class) 별로 아래와 같이 구분하여,

Oj : 대상물의 클래스(종류) j ( j = 1, 2, .... ) 그것의 입체형상데이터와 함께 데이터베이스(13)에 저장한다.

도포작업수행모듈(2)은 도포정보 입력부(1)와 일부 세부기능을 공유하여 구성되는데, 상기 방법으로 도포정보입력부(1)를 통하여 입력, 보관된 데이터베이스(13)의 내용을 이용하여 작업 대상물에 대한 도포작업을 실시하는데 있어서, 도포작업대상물의 입체형상복원장치(112)를 이용해 얻어진 복원입체형상(20)을, 데이터베이스 (13)에 보관된 해당대상물이 속한 대상물클래스(j)의 대표대상물의 입체형상과의 입체형상메칭(21)을 통하여 얻어지는 두 형상표면의 대응관계에 따라서, 데이터베이스(13)에 저장된 해당하는 도포정보를 작업대상물 표면에 지정하여, 복원입체형상(20) 정보와 더불어 도포작업용 로봇(23)에 보내져 작업대상물에 대한 도포 작업이 이루어지게 한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동도포장치의 구체적인 구성의 일례를 도시한 것이다. 본 장치는 크게 로봇에 설치된 입체형상복원용 센서(35)와 센서인터페이스(65) 및 센서신호를 처리하는 컴퓨터프로그램으로 구성되는 입체형상복원장치, 로봇(45)과 로봇의 끝에 부착된 도포기구(40)와 콘트롤러(55), 그리고 로봇콘트롤러(50)와 연결된 도포작업용 로봇, 및 각 콘트롤러를 통하여 해당장치를 제어하고 장치의 작동을 통괄하는 컴퓨터(60)와 해당프로그램 그리고 컴퓨터와 연결되는 외부장치(75)등으로 구성되어 진다. 도 2에서 예시된 로봇은 사용 가능한 많은 형태의 로봇 중 하나로 실제로는 적용작업의 요구에 맞추어 다양한 형태의 로봇의 사용이 가능하다. 본 장치에서는 효율적인 구성을 위하여 도포작업용 로봇에 센서를 부착하여 움직임을 제어함으로써, 로봇을 도포작업의 수행에 뿐만 아니라 입체형상복원장치의 역할도 일부 담당해서, 대상물에 대한 형상복원부분의 선택 및 필요에 따라서는 대상물에 대한 스켄동작 등에도 사용되게 하였다. 그리고 이렇게 센서의 동작을 제어함으로서, 예를 들어, 센서(35)로 카메라를 사용한 스테레오비전을 적용 할 경우 대상물에 대한 2매의 화상을 이용한 형상복원을 하는데 있어서, 한 대의 카메라를 로봇에 설치하여 카메라로부터의 대상물에 대한 2매의 스테레오화상이 카메라 화면의 수평 또는 수직 방향으로만 이동되게 얻어지도록 로봇을 제어할 수 있다. 이렇게 얻어진 2매의 화상은, 입체형상복원을 위한 두 화상간의 스테레오메칭을 용이하게 한다.

도포작업용 로봇은 도포작업수행모듈(2)로 부터 전송되는 작업대상물에 대한 복원입체형상정보와 도포정보를 이용하여 로봇 콘트롤러(50) 및 도포기구 콘트롤러(55)를 통하여 컴퓨터에 의해 제어되어, 작업대상물에 대한 도포작업을 수행한다. 컴퓨터(60)는 각종 콘트롤러를 통해 위와 같이 각종 장치를 제어하며, 센서인터페이스(65)를 통한 센서(35)로부터의 신호의 처리, 사용자 인터페이스 그리고 기타 필요한 외부 장치(75)와의 접속을 포함한 시스템 전체를 통괄하는 시스템프로그램을 내장한다.

도 3은 본 발명에 따른 장치사용자에 의한 도포정보입력의 흐름도 이다. 먼저, 장치사용자는 도포정보입력에 사용 할 어느 대상물클래스(Class)의 대표대상물을 선정해서 이것을 로봇에 부착된 센서앞의 적당한 곳에 위치시킨다(150). 그런 다음, 자동이나 수동으로 센서로 부터의 신호를 참고로 로봇을 동작시켜가면서 대상물의 미처리 부분 중 정보입력을 원하는 부분을 선정하고(151), 선정된 부분에 대한 입체형상을 복원해서 이전까지의 복원결과에 연결하고 복원된 형상표면에 대한 색상과 텍스처정보를 보관하는 이상의 과정(152)을 대상물의 원하는 전체부분에 대하여 실시한다. 그 다음, 대화식 그래픽 사용자인터페이스를 통해 복원된 전체입체형상 표면에 대한 도포영역과 해당도포물질 및 도포조건등의 도포정보를 지정(153)한다. 그리고, 이 도포정보를 복원입체형상데이터 및 색상과 텍스처정보와 함께 데이터베이스에 입력, 저장한다(154).

입체형상복원장치(112)를 통한 전술의 도포정보입력 이외에, 도 1에 나타난 바와 같이 캐드(CAD)장치와 같은 입체형상생성장치(111)를 통해 생성된 입체형상을 이용하여 그래픽 인터페이스를 통해 장치사용자가 도포정보를 입력하는 방법, 그리고 이상의 입체형상에 대한 수동 도포정보 지정(153)작업이 없이 작업샘플의 형태로 도포가 완료된 대상물의 센서신호로부터 도포정보를 직접 취득하는 방법 등이 이용 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 사용자 그래픽인터페이스의 디스플레이 상에 표시된입체형상에 대한 도포정보 지정의 실시 예를 어느 입방체를 예로 들어 도시한 것이다. 장치사용자는 표시된 입체형상을 회전 또는 이동시켜가면서 그 표면에 대한 도포정보의 지정이 용이하게 표시를 조정(160)한 후, 도포영역을 선택하고(161), 선택된 영역에 대한 도포물질 및 도포조건등을 지정(162)해서, 도 5와 같은 형식으로 데이터베이스에 저장한다. 여기서는 Abc123의 코드를 가진 대상물을 대표대상물로 하는 6개의 대상물집합, 예를 들면 코드 Abc120, Abc121, Abc122, Abc123, Abc124, Abc125의 대상물에 대해 입력, 저장된 내용을 나타낸다. 각 대상물클래스의 대상물집합과 그것들의 대표대상물 그리고 코드명 등은 장치사용자에 의해 정해진다. 일반적으로 동일클래스의 대상물집합에 대해서는 크기나 조금의 형상변화를 가지나 전체적으로 형상이 비슷하며 도포영역 및 각 영역에 대한 도포물질 및 도포조건등이 동일한 것으로 하며, 이것과 관련된 판단은 수행도포작업과 관련해 장치사용자에 의해 이루어진다. 이상과 같이 대상물집합을 정하고 그 대상물클래스의 대표대상물을 선정해서 그것에 대해서 도포정보를 입력한 후, 이를 전체의 대상물집합에 대한 도포정보로 사용하게 함으로써 작업입력의 효율을 높인다.

도 5는 본 발명에 따른 컴퓨터 입력정보를 데이터베이스에 저장하는 형식 예를 나타낸 것이다. 이 예는 상술의 Abc123 코드의 대표대상물로 대표되는 대상물집합에 대한 것으로, 형상데이터가 그 표면상의 점의 집합X와 각 점에 해당 텍스처 및 색상정보가,X상의 각 도포영역별로 사용되는 도포물질 및 도포조건과 함께 저장된다. 각 도포영역은 입체형상표면상의 점집합X위의 해당영역1,2, 3 ...상의 점의 집합X1,X2,X3 ...등으로 표시된다. 각 영역에 대한 도포조건은 지정된 도포물질을 원하는 대로 적절히 도포하기 위한 도포기구의 제어와 관계가 있는 것으로, 도포물질항목과 함께 장치사용자에 의해 사전에 정의, 입력되어 저장되어 여기서 불러 사용할 수 있도록 되어 있어야 한다. 특히, 도포조건항목은 도포기구의 선정, 도포지점에 대한 도포기구의 거리 및 자세 그리고 도포기구의 작동과 관련된 내용 등을 포함하여야 한다.

이하 도 6, 7, 8, 9 및 10 을 이용해서 로봇에 의한 자동 도포작업의 실행 및 실행을 위한 필요사항에 대해 상세히 기술한다. 도 6은 본 발명에 따른 자동도포작업의 흐름도를 나타낸 것으로서, 도 1의 도포작업 수행모듈(2)의 구체적인 실행과정을, 도 7은 센서와 로봇좌표계간의 교정의 실시 예를 나타낸다. 도 8은 본 발명에 따른 입체형상복원 및 도포작업의 실시 예를, 도 9, 10은 본 발명에 따른 데이터베이스와 입체형상복원장치로부터의 두 입체형상간의 메칭의 방법을 나타낸다.

설명을 위하여 상기의 코드 Abc120 의 대상물에 대한 도포작업의 예로 들어 도 6을 설명한다. 먼저 그 작업대상물을 도포작업용 로봇 앞의 작업위치에 위치시키고(170), 그것이 도 5의 데이터베이스에서 코드 Abc123 의 대표대상물의 집합에 속하므로 데이터베이스의 Abc123 관련의 도포정보를 이용하기로 한다. 그런 다음, 작업대상물의 미 작업부분 중 한 부분에 대한 입체형상복원을 위한 센서신호의 입력이 가능하게 로봇을 움직여 형상복원을 위한 센서의 위치를 정하고 (171) 그 위치에서 입체형상을 복원(172) 한다. 그런데, 이렇게 복원된 입체형상은 센서좌표계에서 표시된 것으로 이것이 로봇에 의해 도포작업이 이루어지기 위해서는 로봇에 부착된 도포기구의 포인터가 작업대상물 표면의 도포지점에 적절히 접근할 수 있는 형태로 표현되기 위한 좌표변환(172)이 이루어져야 한다.

도 7은 이러한 좌표변환(172)을 위한 일반적으로 잘 알려져 있는 많은 방법 중 하나를 간략히 설명하기 위한 것으로, 여기서 세 가지 좌표계 센서좌표계Xs, 도포기구좌표계Xt, 그리고 월드좌표계Xw를 설정한다. 월드좌표계Xw를 기준좌표계로 삼고 형상과 크기가 정확히 알려져 있는 교정블록을Xw의 알려진 위치에 놓고, 교정블록의 입체형상을 센서신호로 부터 복원하여, 교정블록의Xw상의 특징점집합의 좌표치 (X)w 와 그것의 복원상의 대응하는 점집합의Xs상의 좌표치 (X)s 간의 대응관계:

(X)s

의 기지의 (X)w 와 (X)s 값으로 부터 교정과정의 결과인Ωw-s 의 값이 구해진다. 그리고, 로봇에 부착되어 교정시와 비교해서Φ만큼 이동 및 회전한 센서좌표계X's상에서 복원된 입체형상데이터 (X')s 의 월드좌표계Xw에서의 좌표치는

[Ωw-s (X')s]

로 부터 얻어진다. 그리고, 월드좌표계Xw상에서의 도포기구 좌표계Xt는 로봇의 키네메틱스로 부터 계산 할 수 있다.

수학식 (1)은 센서교정용으로 수학식 (2)에 의해 이용된다. 수학식 (2)는 형상복원시 이용되는데, 특히 부분적으로 복원된 형상의 연결시 각 복원상에 대해서 교정시와 비교한 센서의 위치자세Φ를 고려할 필요가 있다.

도 6의 도포작업흐름도의 설명을 계속하면, 도 8에서와 같이 센서좌표계X's상에서 복원된 형상데이터 (X')s는 수학식 (2)를 이용해 월드좌표계Xw상에서의 좌표값 (X)w로 변환되어, 로봇의 키네메틱스에 의해 역시Xw상에서의 좌표값 (X)w 의 값으로 변환된 로봇의 끝에 부착된 도포기구의 포인트에 의해 정확하게 접근이 가능하게 된다. 그런데 이때 로봇에 의한 도포작업이 원하는 대로 수행되기 위해서는 도포정보의 전송이 이루어져야 한다. 도 9는 도포정보의 전송을 위해 필요한 복원형상데이터와 도 5의 데이터베이스의 해당하는 입체형상데이터 사이의 입체형상메칭(173) 을 보여주는데, 이는 주로 두 형상간의 표면상의 점들 간의 대응관계를 전체적으로 고려하여 메치시킴으로서 이루어진다. 도 10은 위에서 설명한 복원입체형상과 데이터베이스내의 해당하는 입체형상데이터간의 입체형상메칭결과를 이용한, 본 발명에 따른 도포작업대상물에 대한 도포영역과 도포물질 및 도포조건과 같은 도포조건을 지정(174)하는 방법을 나타낸 것이다. 예를 들어, 도 9의 복원형상과 데이터베이스 보관형상 위의 두 직선 A 와 B 위의 점 b1 과 a1, 그리고 b4 와 a4 간의 대응관계는 형상메칭으로부터 얻어지고, 점 b2 와 a2, 그리고 b3 와 a3 간의 대응관계는 영역지정과 관계 있는 것으로 점 사이의 거리 비율관계를 고려한 점간 보간에 의해 정해진다. 지정된 영역에 대한 도포물질 및 도포조건의 지정은 B 위의 b1, b2 간의 도포물질 및 조건에 대한 정보가 A 위의 a1, a2 사이의 도포물질 및 조건으로, 같은 요령으로 b2, b3 간의 도포물질 및 조건에 대한 정보가 a2, a3 사이의 도포물질 및 조건으로, 그리고 b3, b4 간의 도포물질 및 조건에 대한 정보가 a3, a4 사이의 도포물질 및 조건으로서 지정된다.

상기의 방법으로 복원형상데이터 (X')w 와 그 위에서 지정된 도포정보가 도포작업용 로봇에 전송되어 코드 Abc120 의 작업대상물에 대한 도포작업이 이루어진다(175). 이상의 과정이, 적절한 센서신호 취득을 위한 로봇의 적절한 작동과 더불어 코드 Abc120 대상물의 원하는 전체부분에 대한 도포작업이 완료될 때까지 반복 수행된다.

이상 설명한 바와 같이 상기의 자동도포장치 및 방법은, 입체형상의 작업대상물의 표면에 대한 페인팅, 풀칠을 비롯한 여러 가지 정밀한 도포작업의 자동화를 효율적으로 가능하게 함으로써, 생산성향상은 물론 도료절감과 이에 따르는 환경보전과 아울러 무엇보다 중요한 것으로 생산품질의 균일성을 제공시켜 줄 것으로기대된다.

Claims

도포작업대상물의 표면에 대한 원하는 도포영역, 물질 및 조건 등의 도포정보에 따라 도포하는 자동장치에 있어서,

대상물의 입체형상을 센서신호를 이용하여 복원하는 제 1수단;

상기 제 1수단에 의해 복원되거나 다른 수단에 의해 생성되는 입체형상데이터와 더불어, 이러한 입체형상데이터를 이용하여 그래픽인터페이스를 통한 대화적 방법에 의해 장치사용자로부터 입력되는 대상물표면에 대한 도포정보를 데이터베이스에 저장하는 제 2수단; 및

상기의 제 1수단을 이용하여 복원된 작업대상물의 입체형상과 데이터베이스에 저장된 해당하는 입체형상간의 입체형상메칭(3-D Matching)과 점간 보간을 통해 지정되는 데이터베이스로 부터의 도포정보에 따라, 도포기구를 부착한 로봇에 의한 작업대상물에 대한 도포작업이 이루어지게 하는 제 3수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동도포장치.
도포작업대상물 표면의 원하는 영역을 원하는 물질로 원하는 조건에 따라 도포하는 방법에 있어서,

대상물의 입체형상을 센서신호를 이용하여 복원하는 단계;

상기 복원되거나 다른 수단에 의해 생성되는 입체형상데이터와 도포정보를 데이터베이스에 입력, 저장하는 단계; 및

작업대상물에 대해 복원된 형상과 데이터베이스에 저장된 해당하는 형상간의 입체형상메칭을 통해 지정되는 데이터베이스로부터의 도포정보에 따라, 도포기구를 부착한 로봇에 의한 작업대상물에 대한 도포작업이 이루어지게 하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동도포방법.
제 2항에 있어서, 상기 도포정보를 데이터베이스에 입력, 저장하는 단계는,

대상물에 대한 입체형상복원단계를 통해 얻어진 복원입체형상을 이용하여 장치사용자가 그래픽인터페이스를 통해 대화적 방법으로 대상물표면에 대한 도포영역 및 각 도포영역에 대한 해당 도포물질 및 도포조건등을 지정해서 얻어진 도포정보를, 입체형상복원단계에서 함께 얻어지는 대상물표면에 대한 색상 및 텍스처정보와 함께 그 대상물이 속한 대상물클래스(Class) 별로 분류하여 데이터베이스에 입력하여 저장하는 것을 특징으로 하는 자동도포방법.
제 2항에 있어서, 상기 도포정보를 데이터베이스 입력하여 저장하는 단계는,

캐드(CAD) 장치 등을 이용한 입체형상생성단계를 통해 얻어진 복원입체형상을 이용하여 장치사용자가 그래픽인터페이스를 통해 대화적 방법으로 대상물표면에대한 도포영역 및 각 도포영역에 대한 해당 도포물질 및 도포조건등의 지정을 통해 얻어진 도포정보를 그 대상물이 속한 대상물클래스(Class) 별로 분류하여 데이터베이스에 입력하여 저장하는 것을 특징으로 하는 자동도포방법.
제 3항에서, 상기 도포정보를 지정해서 데이터베이스에 입력하는데 있어서, 시범적으로 도포작업이 완료된 대상물에 대한 화상 입력데이터로부터 직접 도포정보를 읽어들여 데이터베이스에 보관하는 것을 특징으로 하는 자동도포방법.
제 1, 2항에 있어서, 상기의 작업대상물에 대한 도포정보지정을 위한 작업대상물에 대한 복원입체영상과 데이터베이스내의 해당입체형상과의 입체형상메칭(3-D Matching)을 수행하는데 있어서, 두 입체형상과 관련한 형상표면상의 점들의 데이터는 물론 필요하다면 색상 및 텍스처정보도 이용하며, 얻어진 두 형상표면상의 점간의 대응관계와 보간계산에 기초해서 데이터베이스로부터의 해당하는 도포정보를 작업대상물의 표면에 대응시켜 도포작업용 로봇에 보냄으로서 도포작업이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 자동 도포작업 방법.