KR20060130292A - 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템 - Google Patents

접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템 Download PDF

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KR20060130292A
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 접촉식프로브와 비접촉식프로브를 통합유니트에 함께 장착하고, 이들 프로브들에서 검출된 데이터를 단일 통합 소프트웨어에서 처리하도록 함으로써, 별도의 데이터 조정작업을 거치지 않고, 접촉식프로브 3차원 측정시스템과 비접촉식프로브 3차원 측정시스템이 가지고 있는 장점들을 한꺼번에 활용할 수 있도록 하여 비교적 짧은 시간 내에 손쉽게 원하는 측정작업을 정확히 수행할 수 있도록 한다.

Description

접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템{3-DEMENSIONAL MEASUREING SYSTEM USING A CONTACT TYPE PROBE AND A NONCONTACT TYPE PROBE SIMULTANEOUSLY}
도 1은 종래 기술에 의한 비접촉식 3차원 측정시스템을 예시한 도면,
도 2은 종래 기술에 의한 접촉식 3차원 측정시스템의 일부를 예시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템을 도시한 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1; 베이스 3; 접촉식프로브
5; 비접촉식프로브 7; 통합유니트
9; 3차원이송장치 11; 수치제어장치
13; 통합유니트조절장치 15; 통합유니트컨트롤러
17; 연산장치 19; 참조구
본 발명은 임의의 대상물체의 외관 정보를 3차원으로 측정하는 3차원 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접촉식프로브와 비접촉식프로브를 겸하여 사용할 수 있도록 하는 3차원 측정시스템에 관한 기술이다.
도 1의 측정시스템은 비접촉식 3차원 측정시스템으로서, 측정 대상물체에 프로브가 접촉하지 않은 상태로 대상 물체의 외관에 대한 정보를 검출하도록 하는 바, 측정의 정밀도는 다소 떨어지는 단점이 있으나, 대상 물체의 전체적인 형상 및 경향을 손쉽게 데이터화할 수 있는 장점이 있다.
이에 비하여, 도 2의 접촉식 3차원 측정시스템은 도시된 바와 같이 측정 대상 물체에 프로브가 직접 접촉하여 대상 물체의 외관 정보를 수집하게 되므로 정밀한 측정 데이터를 구할 수 있으나, 3차원 자유곡면 등과 같이 복잡하게 변화하는 형상에 대한 데이터를 제공하는 것은 거의 불가능한 단점이 있다.
종래에는 3차원 측정시스템이 상기한 바와 같은 접촉식 이거나 비접촉식인 별도의 시스템만 존재하거나, 접촉식프로브와 비접촉식프로브를 교체할 수 있도록 되어 있지만, 각 프로브에 대한 별도의 소프트웨어로 인하여, 접촉식프로브를 사용하여 측정한 데이터와 비접촉식프로브를 사용하여 측정한 데이터를 별도의 조정작업을 통해 변환해야 할 필요가 있다.
본 발명은 접촉식프로브와 비접촉식프로브를 함께 장착하고, 이들 프로브들에서 검출된 데이터를 단일 통합 소프트웨어에서 처리하도록 함으로써, 별도의 데이터 조정작업을 거치지 않고, 접촉식프로브 3차원 측정시스템과 비접촉식프로브 3 차원 측정시스템이 가지고 있는 장점들을 한꺼번에 활용할 수 있도록 하여 비교적 짧은 시간 내에 손쉽게 원하는 측정작업을 수행할 수 있도록 한 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템은
베이스와;
접촉식프로브와 비접촉식프로브가 함께 장착된 통합유니트와;
상기 베이스에 대하여 상기 통합유니트를 3차원 직각좌표계 상에서 3방향으로 각각 이동시킬 수 있도록 설치된 3차원이송장치와;
상기 3차원이송장치를 제어하는 수치제어장치와;
상기 3차원이송장치에 대하여 상기 통합유니트를 회전 및 틸팅시키는 통합유니트조절장치와;
상기 통합유니트조절장치를 제어하는 통합유니트컨트롤러와;
상기 수치제어장치와 통합유니트컨트롤러로부터 얻어지는 데이터와, 상기 접촉식프로브와 비접촉식프로브로부터의 측정 데이터를 이용하여, 측정 대상 물체에 대한 측정데이터를 단일좌표계로 산출하는 연산장치;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음 과 같다.
도 3을 참조하면, 본 발명 실시예는 베이스(1)와; 접촉식프로브(3)와 비접촉식프로브(5)가 함께 장착된 통합유니트(7)와; 상기 베이스(1)에 대하여 상기 통합유니트(7)를 3차원 직각 좌표계 상에서 3방향으로 각각 이동시킬 수 있도록 설치된 3차원이송장치(9)와; 상기 3차원이송장치(9)를 제어하는 수치제어장치(11)와; 상기 3차원이송장치(9)에 대하여 상기 통합유니트(7)를 회전 및 틸팅시키는 통합유니트조절장치(13)와; 상기 통합유니트조절장치(13)를 제어하는 통합유니트컨트롤러(15)와; 상기 수치제어장치(11)와 통합유니트컨트롤러(15)로부터 얻어지는 데이터와, 상기 접촉식프로브(3)와 비접촉식프로브(5)로부터의 측정 데이터를 이용하여, 측정 대상 물체에 대한 측정데이터를 단일좌표계로 산출하는 연산장치(17)를 포함하여 구성된다.
상기 연산장치(17)는 다시 PC에 연결되어 사용자가 PC의 화면을 통해 측정된 데이터를 용이하게 관찰하고, 3차원이송장치(9) 및 통합유니트(7)를 용이하게 제어할 수 있도록 하였다.
상기 연산장치(17)는 단일의 통합 소프트웨어에 의해, 상기 수치제어장치(11)에서 얻어지는 상기 베이스(1)에 대한 통합유니트(7)의 3차원 위치와, 상기 통합유니트컨트롤러(15)에 의해 얻어지는 상기 3차원이송장치(9)에 대한 상기 통합유니트(7)의 회전 및 틸팅 각도를 조합하여, 상기 베이스(1)에 대한 상기 통합유니트(7)의 3차원상 위치 및 자세를 상기 통합유니트(7)와 3차원이송장 치(9)의 연결부위에 원점을 둔 제1좌표계상에서 연산하고;
상기 접촉식프로브(3)에서 측정된 참조구(19) 중심을 원점으로 하는 제2좌표계상에서 측정 대상 물체에 대한 위치 정보를 연산하고; 상기 비접촉식프로브(5)에서 측정된 참조구(19)의 중심을 원점으로 하는 제3좌표계상에서 측정 대상 물체에 대한 위치 정보를 연산하여; 상기 제1,2,3좌표계상에서 측정된 통합유니트(7)의 위치와 자세 데이터 및 측정 대상 물체에 대한 위치 데이터를 단일좌표계의 데이터로 산출하도록 되어 있다.
물론, 상기 좌표계들은 실제 측정작업 이전에 도 3에 도시된 바와 같이 참조구(19)를 상기 베이스(1) 위에 위치시킨 상태에서 원점을 잡는 작업에 의해 설정되며, 실제 측정시에는 상기 참조구(19)를 제거하고 측정 대상 물체를 상기 베이스(1)상에 위치시킨 후, 상기 3차원이송장치(9)와 통합유니트(7)를 이동시키면서 이루어지게 된다.
전술한 바와 같이 이때, 상기 3차원이송장치(9)는 상기 수치제어장치(11)에 의해 이송되고, 또 그 이송된 량이 측정되어 상기 베이스(1)에 대한 상기 통합유니트(7)의 3차원상의 위치 데이터를 얻을 수 있게 되며;
상기 통합유니트(7)의 회전 및 틸팅 상태는 상기 통합유니트컨트롤러(15)에 의해 변화되고, 또 그 변화된 량이 측정되어 상기 3차원이송장치(9)에 대한 통합유니트(7)의 회전 및 틸팅 각도에 대한 데이터를 얻을 수 있게 되는 바, 이 데이터는 우선 상기 제1좌표계의 값으로 산출된다.
이와 같이 통합유니트(7)가 베이스(1)에 대하여 이송되고 회전 및 틸팅된 상태에서, 상기 접촉식프로브(3)와 비접촉식프로브(5)에 의해 측정되는 대상물체의 데이터가 상기 제2,3좌표계의 값으로 각각 산출되어, 상기 연산장치(17)에 의해 단일좌표계로 통합되어, 궁극적으로 측정 대상 물체의 3차원상의 정보를 단일좌표계로 얻어낼 수 있게 된다.
물론, 상기한 바와 같은 측정작업은 상기 접촉식프로브(3)에 의한 측정작업과 비접촉식프로브(5)에 의한 측정작업이 동시에 수행되거나 각각 차례로 수행된 후 데이터의 결합이 가능하다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 접촉식프로브와 비접촉식프로브를 함께 장착하고, 이들 프로브들에서 검출된 데이터를 단일 통합 소프트웨어에서 처리하도록 함으로써, 별도의 데이터 조정작업을 거치지 않고, 비접촉식프로브 3차원 측정시스템과 비접촉식프로브 3차원 측정시스템이 가지고 있는 장점들을 한꺼번에 활용할 수 있도록 하여 비교적 짧은 시간 내에 손쉽게 원하는 측정작업을 정확히 수행할 수 있도록 한다.

Claims (2)

  1. 베이스와;
    접촉식프로브와 비접촉식프로브가 함께 장착된 통합유니트와;
    상기 베이스에 대하여 상기 통합유니트를 3차원 직각좌표계 상에서 3방향으로 각각 이동시킬 수 있도록 설치된 3차원이송장치와;
    상기 3차원이송장치를 제어하는 수치제어장치와;
    상기 3차원이송장치에 대하여 상기 통합유니트를 회전 및 틸팅시키는 통합유니트조절장치와;
    상기 통합유니트조절장치를 제어하는 통합유니트컨트롤러와;
    상기 수치제어장치와 통합유니트컨트롤러로부터 얻어지는 데이터와, 상기 접촉식프로브와 비접촉식프로브로부터의 측정 데이터를 이용하여, 측정 대상 물체에 대한 측정데이터를 단일좌표계로 산출하는 연산장치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연산장치는
    상기 수치제어장치에서 얻어지는 상기 베이스에 대한 통합유니트의 3차원 위치와, 상기 통합유니트컨트롤러에 의해 얻어지는 상기 3차원이송장치에 대한 상 기 통합유니트의 회전 및 틸팅 각도를 조합하여, 상기 베이스에 대한 상기 통합유니트의 3차원상 위치 및 자세를 상기 통합유닛트와 3차원이송장치의 연결부위에 원점을 둔 제1좌표계상에서 연산하고;
    상기 접촉식프로브에서 측정된 참조구의 중심을 원점으로 하는 제2좌표계상에서 측정 대상 물체에 대한 위치 정보를 연산하고;
    상기 비접촉식프로브에서 측정된 참조구의 중심을 원점으로 하는 제3좌표계상에서 측정 대상 물체에 대한 위치 정보를 연산하여;
    상기 제1,2,3좌표계상에서 측정된 통합유니트의 위치와 자세 데이터 및 측정 대상 물체에 대한 위치 데이터를 단일좌표계의 데이터로 산출하는 것
    을 특징으로 하는 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템.
KR1020050050680A 2005-06-14 2005-06-14 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템 KR20060130292A (ko)

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