KR20070052886A - Control method of dimension change for plastic injection molding part of vehicle using 3dimensions scanner - Google Patents

Control method of dimension change for plastic injection molding part of vehicle using 3dimensions scanner Download PDF

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KR20070052886A
KR20070052886A KR1020050110663A KR20050110663A KR20070052886A KR 20070052886 A KR20070052886 A KR 20070052886A KR 1020050110663 A KR1020050110663 A KR 1020050110663A KR 20050110663 A KR20050110663 A KR 20050110663A KR 20070052886 A KR20070052886 A KR 20070052886A
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김병윤
노원종
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경험에 의존해 사출제품의 치수를 관리하는 기존의 접근 방법을 혁신적으로 개선하고, 열변형시험 전후 자동차용 사출품의 부피수축률 및 휨 현상 등 치수편차를 3D 스캐너를 활용하여 측정함으로써, 제품 전반 또는 국부적으로 일어나는 제품의 휨 현상 및 치수편차를 최소화 할 수 있도록 한 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the dimensional deviation of a plastic injection molded product for automobiles using a 3D scanner, and more particularly, to innovatively improve the existing approach to manage the dimensions of the injection molded products based on experience, Dimensional deviations such as volumetric shrinkage and warpage of the injection molded products are measured using 3D scanners to minimize the warpage and dimensional deviations of the overall or local products. It relates to a control method.

이를 위해, 본 발명은 레이저빔 센서로 사출품에 레이저빔을 조사하여 사출품의 위치를 측정하는 단계와; 카메라로 적외선센서를 이용하여 레이저빔 센서의 위치를 측정하는 단계와; 스캐너 본체에서 상기 레이저빔 센서 및 카메라에 신호를 입력받아 사출품의 위치 및 레이저빔 센서의 위치를 조합하여 정보처리하는 단계와; 상기 단계에서 측정한 데이터와 금형설계 데이터를 비교하여 상대적인 변형량을 측정하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법을 제공한다.To this end, the present invention comprises the steps of measuring the position of the injection molded product by irradiating a laser beam on the injection molded product with a laser beam sensor; Measuring the position of the laser beam sensor using an infrared sensor with a camera; Receiving a signal from the laser beam sensor and the camera at a scanner main body and combining the position of the ejected article and the position of the laser beam sensor to process information; Measuring the relative amount of deformation by comparing the data measured in the step with the mold design data; It provides a method for controlling the dimensional deviation of plastic injection molding for automobiles using a 3D scanner comprising a.

스캐너, 치수편차, 사출, 열변형시험, 레이저빔, 카메라, 광학렌즈 Scanner, dimensional deviation, injection, thermal deformation test, laser beam, camera, optical lens

Description

3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법{Control method of dimension change for plastic injection molding part of vehicle using 3Dimensions scanner}Control method of dimension change for plastic injection molding part of vehicle using 3Dimensions scanner}

도 1a는 본 발명에 따른 3D 스캔에 대한 전체 측정공정 및 데이터 처리 방법 그리고 치수관리를 위한 사출공정의 일실시예를 나타내는 흐름도.1A is a flow diagram illustrating one embodiment of a total measurement process and data processing method for a 3D scan and an injection process for dimension management in accordance with the present invention.

도 1b는 본 발명에 따른 3D 스캔에 대한 전체 측정공정 및 데이터 처리 방법 그리고 치수관리를 위한 사출공정의 다른 실시예를 나타내는 흐름도.FIG. 1B is a flow diagram illustrating another embodiment of an overall measurement process and data processing method for an 3D scan and an injection process for dimension management in accordance with the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 3D 스캐너를 활용하여 3차원 사출품을 측정하는 모습을 나타내는 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a state of measuring a three-dimensional injection molded product using a 3D scanner according to the present invention.

도 2a는 본 발명에 따른 카메라를 나타내는 사시도.2a is a perspective view of a camera according to the present invention;

도 2b는 본 발명에 따른 레이저빔 센서를 나타내는 사시도.Figure 2b is a perspective view showing a laser beam sensor according to the present invention.

도 2c는 본 발명에 따른 스캐너 본체를 나타내는 사시도.2C is a perspective view of a scanner body according to the present invention;

도 3은 금형표면온도가 낮은 사출조건에 대한 열변형 시험전 스캔결과를 나타내는 이미지.Figure 3 is an image showing the scan results before the heat deformation test for the injection conditions low mold surface temperature.

도 4는 금형표면온도가 낮은 사출조건에 대한 열변형 시험후 스캔결과를 나타내는 이미지.Figure 4 is an image showing the scan results after the heat deformation test for the injection conditions low mold surface temperature.

도 5는 금형표면온도가 높은 사출조건에 대한 열변형 시험전 스캔결과를 나타내는 이미지.Figure 5 is an image showing the scan results before the heat deformation test for the injection conditions high mold surface temperature.

도 6은 금형표면온도가 높은 사출조건에 대한 열변형 시험후 스캔결과를 나타내는 이미지.Figure 6 is an image showing the scan results after the heat deformation test for the injection conditions high mold surface temperature.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 카메라 11 : 사물위치감지부10: camera 11: object position detection unit

11a : 광학렌즈 12 : 지지대11a: optical lens 12: support

12a : 고정레버 13 : 삼발이12a: fixed lever 13: tricycle

14 : 레이저빔 센서 15 : 손잡이14 laser beam sensor 15 handle

15a : 버튼 16 : 하우징15a: Button 16: Housing

17 : 돌출부 18 : 개구부17: protrusion 18: opening

20 : 사출품 21 : 책상20: injection molded product 21: desk

22 : 스캔 대상물 지지부 23 : 스캔 컨트롤러22: scan object support 23: scan controller

24 : 스캔PC 25 : 카메라 컨트롤러24: Scan PC 25: Camera Controller

26 : 스캐너 본체 27 : 커넥터26: scanner body 27: connector

본 발명은 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방 법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사출제품은 공정조건, 작업단위 또는 사출 횟수마다 성형된 제품의 치수가 변하기 때문에 관리가 매우 어려운 것으로 알려진 바, 경험에 의존해 사출제품의 치수를 관리하는 기존의 접근 방법을 혁신적으로 개선하되, 열변형시험 전후 자동차용 사출품의 부피수축률 및 휨 현상 등 치수편차를 3D 스캐너를 활용하여 측정함으로써, 제품 전반 또는 국부적으로 일어나는 제품의 휨 현상 및 치수편차를 최소화 할 수 있도록 한 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the dimensional deviation of a plastic injection molding for automobiles using a 3D scanner, and more particularly, the injection product is very difficult to manage because the molded product is changed in dimensions according to process conditions, work units or injection times. It is known that, based on experience, we have innovatively improved the existing approach to managing the dimensions of injection products, but by measuring the dimensional deviations such as the volume shrinkage and warpage of automobile injection parts before and after the thermal deformation test using a 3D scanner, The present invention relates to a method for controlling the dimensional deviation of plastic injection moldings for automobiles using a 3D scanner to minimize the warpage phenomenon and the dimensional deviation of the overall or locally occurring products.

일반적으로, 사출제품의 수축은 수지의 밀도가 공정온도로부터 주위온도로 변할 때 발생하는 본질적인 현상이다. In general, shrinkage of an injection product is an essential phenomenon that occurs when the density of the resin changes from the process temperature to the ambient temperature.

사출성형공정으로 제작된 자동차용 부품은 사출성형공정의 특성상 제품의 수치 변화량이 매우 크다. 따라서, 이러한 사출품의 치수를 제어하기 위해서는 정확한 측정방법이 요구되고 있다. Automotive parts manufactured by the injection molding process have a very large numerical change in the product due to the nature of the injection molding process. Therefore, in order to control the dimensions of such an injection molded product, an accurate measuring method is required.

기존의 측정방법은 갭자를 활용하여 다른 부품류들과의 간섭을 확인하는 단차 측정방법을 주로 사용하고 있다. The existing measuring method mainly uses a step measuring method that checks interference with other components by using a gap ruler.

사출제품은 공정조건, 작업단위 또는 사출 횟수마다 성형된 제품의 치수가 변하기 때문에 관리가 매우 어렵고, 이러한 사출제품의 치수변화는 사출공정조건과 밀접한 관계를 보인다. The injection product is very difficult to manage because the molded product's dimensions change according to process conditions, work units or injection counts, and the change in the dimensions of the injection products is closely related to the injection process conditions.

따라서, 상기 사출공정조건을 개선하기 위해서는 사출제품 자체의 부피수축 또는 휨의 방향을 정확히 측정해야한다. Therefore, in order to improve the injection process conditions, it is necessary to accurately measure the direction of volume shrinkage or warpage of the injection product itself.

그러나, 기존의 단차측정방법은 사출품의 국부적인 수치변화량을 측정하기 위해서는 제품의 간격을 확인 할 수 있는 제한적인 상황에서만 적용할 수 있는 문제점이 있다.However, the existing step measurement method has a problem that can be applied only in a limited situation where the gap of the product can be checked in order to measure the local numerical change of the injection molded product.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 경험에 의존해 사출제품의 치수를 관리하는 기존의 접근 방법을 혁신적으로 개선하고, 열변형시험 전후 자동차용 사출품의 부피수축률 및 휨 현상 등 치수편차를 3D 스캐너를 활용하여 측정함으로써, 제품 전반 또는 국부적으로 일어나는 제품의 휨 현상 및 치수편차를 최소화 할 수 있도록 한 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and according to the experience, innovatively improved the existing approach to manage the dimensions of the injection products, dimensions such as volume shrinkage and warpage phenomenon of automobile injection molded products before and after thermal deformation test It is an object of the present invention to provide a method for controlling the dimensional deviation of plastic injection moldings for automobiles using a 3D scanner, which can minimize the warpage phenomenon and the dimensional deviation of a product occurring overall or locally by measuring the deviation using a 3D scanner.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 3차원 사출품 측정용 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법에 있어서,In the present invention for achieving the above object is a method for controlling the dimensional deviation of the plastic injection molding for automobiles using the three-dimensional injection molding scanner,

레이저빔 센서로 사출품에 레이저빔을 조사하여 사출품의 위치를 측정하는 단계와; 카메라로 적외선센서를 이용하여 레이저빔 센서의 위치를 측정하는 단계와; 스캐너 본체에서 상기 레이저빔 센서 및 카메라에 신호를 입력받아 사출품의 위치 및 레이저빔 센서의 위치를 조합하여 정보처리하는 단계와; 상기 단계에서 측정한 데이터와 금형설계 데이터를 비교하여 상대적인 변형량을 측정하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Irradiating a laser beam on the injection-molded product with a laser beam sensor to measure the position of the injection-molded product; Measuring the position of the laser beam sensor using an infrared sensor with a camera; Receiving a signal from the laser beam sensor and the camera at a scanner main body and combining the position of the ejected article and the position of the laser beam sensor to process information; Measuring the relative amount of deformation by comparing the data measured in the step with the mold design data; Characterized in that comprises a.

바람직한 구현예로서, 3차원 사출품 측정용 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법에 있어서,In a preferred embodiment, in the dimensional deviation control method of the plastic injection molding for automobiles using the three-dimensional injection molding scanner,

레이저빔 센서로 사출품에 레이저빔을 조사하여 사출품의 위치를 측정하는 단계와; 카메라로 적외선센서를 이용하여 레이저빔 센서의 위치를 측정하는 단계와; 스캐너 본체에서 상기 레이저빔 센서 및 카메라에 신호를 입력받아 사출품의 위치 및 레이저빔 센서의 위치를 조합하여 정보처리하는 단계와; 상기 단계에서 측정한 열변형 시험전 데이터와 열변형 시험후 데이터를 비교하여 상대적인 변형량을 측정하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Irradiating a laser beam on the injection-molded product with a laser beam sensor to measure the position of the injection-molded product; Measuring the position of the laser beam sensor using an infrared sensor with a camera; Receiving a signal from the laser beam sensor and the camera at a scanner main body and combining the position of the ejected article and the position of the laser beam sensor to process information; Measuring the relative amount of deformation by comparing the heat deformation test data and the heat deformation test data measured in the step; Characterized in that comprises a.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 사출품은 금형표면온도를 일정온도만큼 높인 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the injection molded product is characterized in that the mold surface temperature is increased by a predetermined temperature.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1a는 본 발명에 따른 3D 스캔에 대한 전체 측정공정 및 데이터 처리 방법 그리고 치수관리를 위한 사출공정의 일실시예를 나타내는 흐름도이고, 도 1b는 본 발명에 따른 3D 스캔에 대한 전체 측정공정 및 데이터 처리 방법 그리고 치수관리를 위한 사출공정의 다른 실시예를 나타내는 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 3D 스캐너를 활용하여 3차원 사출품을 측정하는 모습을 나타내는 사시도이고, 도 2a는 본 발명에 따른 카메라를 나타내는 사시도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 레이저빔 센서를 나타내는 사시도이며, 도 2c는 본 발명에 따른 스캐너 본체를 나타내는 사시도이다.FIG. 1A is a flowchart illustrating an embodiment of a total measurement process and a data processing method for a 3D scan and an injection process for dimension management according to the present invention, and FIG. 1B is a total measurement process for a 3D scan according to the present invention. And a flow chart illustrating another embodiment of a data processing method and an injection process for dimension management, FIG. 2 is a perspective view illustrating a three-dimensional injection molded product using a 3D scanner according to the present invention, and FIG. 2B is a perspective view showing a laser beam sensor according to the present invention, and FIG. 2C is a perspective view showing a scanner main body according to the present invention.

본 발명은 3D 스캐너를 활용하여 사출품의 열변형시험 전후의 치수변화량을 측정하는 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the dimensional deviation of a plastic injection molded product for automobiles using a 3D scanner to measure the amount of dimensional change before and after the thermal deformation test of the molded product.

본 발명은 열변형시험 전후 자동차용 사출품의 부피수축률 및 휨 현상 등 치수편차를 3D 스캐너를 활용하여 측정함으로써, 제품 전반 또는 국부적으로 일어나는 제품의 휨 현상 및 치수편차를 최소화 할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention is to measure the dimensional deviation, such as the volume shrinkage and warpage of the injection molded car before and after the thermal deformation test using a 3D scanner, to minimize the warpage phenomenon and dimensional deviation of the product occurring overall or locally There is a point.

현재까지 3D 스캐너는 주로 역설계 기법을 활용하여 경쟁사 제품에 대한 3차원 CAD 모델을 구축한 후, 설계 기술에 대한 노하우를 역추적하는 것으로 활용하고 있다. Until now, 3D scanners have mainly used reverse engineering techniques to build 3D CAD models for competitors' products, and then use them to trace back the know-how of design technology.

본 발명에서는 이와 같은 3D 스캐너를 활용하여 열변형시험 전후의 사출품에 대한 치수편차를 제어하는 방법을 제안한다. The present invention proposes a method of controlling the dimensional deviation of the injection molded products before and after the thermal deformation test using the 3D scanner.

본 발명에 활용한 3D 스캐너는 광학렌즈(11a)가 부착된 카메라(10)와, 사출품(20)에 레이저빔을 조사하는 레이저빔 센서(14), 상기 카메라(10)와 레이저빔 센서(14)에서 감지한 사출품(20)의 위치를 조합하여 데이터를 저장하는 스캐너 본체(26)로 구성되어 있다. The 3D scanner utilized in the present invention includes a camera 10 to which an optical lens 11a is attached, a laser beam sensor 14 for irradiating a laser beam to the injection molded product 20, the camera 10 and a laser beam sensor ( It is composed of a scanner body 26 for storing data by combining the positions of the injection molded product 20 detected in 14).

상기 카메라(10)는 3개의 광학렌즈(11a)를 통해 사물의 위치를 감지하는 사물위치감지부(11)와, 이 사물위치감지부(11)를 지지해 주는 지지대(12)와, 이 지지대(12)의 하부에 설치된 삼발이(13)로 구성되어 있다.The camera 10 includes an object position detecting unit 11 for detecting a position of an object through three optical lenses 11a, a support 12 for supporting the object position detecting unit 11, and the support stand. It consists of the trivet 13 provided in the lower part of (12).

상기 사물위치감지부(11)는 근사 긴 원통형으로 지지대(12)의 상단에 수평하게 설치되어 있고, 사물위치감지부(11)의 전면에 길이방향으로 3개의 광학렌즈(11a)가 장착되게 되고, 이 광학렌즈(11a)를 통해 레이저빔 센서(14)의 위치를 감지한다.The object position detecting unit 11 is an approximately long cylindrical shape installed horizontally on the upper end of the support 12, the three optical lenses (11a) are mounted in the longitudinal direction on the front surface of the object position detecting unit (11). The position of the laser beam sensor 14 is detected through the optical lens 11a.

상기 지지대(12)는 실린더 내부에 피스톤이 수직방향으로 슬라이딩 가능한 구조이고, 일측에 고정레버(12a)가 설치되어 있어 지지대(12)의 길이를 조절할 수 있으며, 지지대(12)의 하부에는 삼발이(13)가 설치되어 있다.The support 12 has a structure in which the piston is slidable in the vertical direction in the cylinder, and a fixed lever 12a is installed at one side thereof to adjust the length of the support 12, and a trivet is formed at the bottom of the support 12. 13) is installed.

상기 삼발이(13)는 카메라(10)를 세울수 있도록 세개의 다리를 120°각도로 비스듬히 세울 수 있도록 이루어지고, 상단부는 지지대(12)와 힌지결합되어 접었다 폈다 할 수 있다.The trivet 13 is made so that the three legs can be angled at an angle of 120 ° to stand the camera 10, the upper end can be folded and folded hinged to the support 12.

상기 레이저빔 센서(14)는 직사각체 형상의 하우징(16)과, 하우징(16)의 일면에 레이저빔이 조사될 수 있도록 형성된 개구부(18)와, 하우징(16)의 하단에 부착된 손잡이부(15)와, 카메라(10)의 광학렌즈(11a)를 통해 감지되도록 하우징(16)의 가장자리에 내설된 다수개의 적외선센서로 구성되어 있다.The laser beam sensor 14 has a rectangular-shaped housing 16, an opening 18 formed to irradiate a laser beam to one surface of the housing 16, and a handle attached to a lower end of the housing 16. 15 and a plurality of infrared sensors built into the edge of the housing 16 to be sensed through the optical lens 11a of the camera 10.

상기 하우징(16)의 상면, 후면 및 측면에는 봉형태의 돌출부(17)가 형성되고, 이 돌출부(17)에도 복수개의 적외선센서가 내설되어 있고, 이 돌출부(17)는 사출품(20)이 카메라(10)와 레이저빔 센서(14) 사이에 위치하거나 사출품(20)의 형상에 의해 카메라(10)의 광학렌즈(11a)에서 나오는 빛이 이 사출품(20)에 간섭될 경우를 대비하여 하우징(16)의 각면에 수직하게 돌출형성된다.Rod-shaped protrusions 17 are formed on the upper, rear, and side surfaces of the housing 16, and a plurality of infrared sensors are also embedded in the protrusions 17, and the protrusions 17 have an injection-molded product 20. In case the light emitted from the optical lens 11a of the camera 10 interferes with the injection molded product 20 between the camera 10 and the laser beam sensor 14 or by the shape of the injection molded product 20. To protrude perpendicularly to each side of the housing 16.

상기 손잡이부(15)는 레이저빔 센서(14)를 여러각도로 이동하여 사출품(20)을 스캔할 수 있도록 하우징(16)의 하단에 설치되고, 손잡이부(15)의 상단에는 버튼(15a)이 설치되어 버튼(15a)을 누르면 레이저빔이 사출품(20)에 조사된다. 이때, 상기 사출품(20)은 책상(22) 위에 올려진 스캔대상물 지지부(21)에 놓고 스캔하게 된다.The handle part 15 is installed at the lower end of the housing 16 so that the laser beam sensor 14 can be moved at various angles to scan the injection molded product 20, and the button 15a is provided at the upper end of the handle part 15. ) Is installed and the button 15a is pressed to irradiate the injection beam 20 with the laser beam. At this time, the injection molded product 20 is placed on the scan object support 21 placed on the desk 22 and scanned.

상기 스캐너 본체(26)는 레이저빔 센서(14)의 신호를 받는 스캔 컨트롤러(23)와, 카메라(10)의 신호를 받아들이는 카메라 컨트롤러(25)와, 스캔 컨트롤러 및 카메라 컨트롤러에서 받아들인 정보를 처리하는 스캔PC(24)로 구성되어 있다. 이때, 상기 스캔 컨트롤러(23), 카메라 컨트롤러(25) 및 스캔PC(24)에는 전원을 연결하기 위한 커넥터(27)가 장착되어 있다.The scanner main body 26 includes a scan controller 23 receiving a signal from the laser beam sensor 14, a camera controller 25 receiving a signal from the camera 10, and information received from the scan controller and the camera controller. It consists of the scanning PC 24 to process. In this case, the scan controller 23, the camera controller 25, and the scan PC 24 are equipped with a connector 27 for connecting a power source.

미설명 부호 19는 케이블이다.Reference numeral 19 is a cable.

이와 같은 구성으로 이루어진 3D 스캐너의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the 3D scanner composed of such a configuration as follows.

상기 카메라(10)는 3개의 광학렌즈(11a)를 통해 레이저빔 센서(14)의 하우징(16)에 내설된 적외선센서의 정확한 위치를 측정하게 된다. 3차원 사출품(20)에 대한 스캔은 적외선 센서를 이용하여 측정하게 된다. The camera 10 measures the exact position of the infrared sensor embedded in the housing 16 of the laser beam sensor 14 through the three optical lenses 11a. The scan for the three-dimensional injection molded product 20 is measured using an infrared sensor.

상기 레이저빔 센서(14)의 개구부(18)를 통해 레이저빔이 사출품(20)에 조사되도록 손잡이부(15)를 잡고 사출품(20)에 레이저빔 센서(14)를 갖다 댄 후, 손잡이부(15)에 설치된 버튼(15a)을 눌러 레이저빔을 사출품(20)에 조사한다. After holding the handle 15 so that the laser beam is irradiated to the injection molded product 20 through the opening 18 of the laser beam sensor 14, the laser beam sensor 14 is placed on the injection molded product 20, and then the handle The laser beam is irradiated to the injection molded product 20 by pressing the button 15a provided in the unit 15.

상기 사출품(20)의 위치는 카메라(10)가 인식한 레이저빔 센서(14)의 위치와 레이저빔으로 측정한 대상물의 위치의 조합으로 결정되고, 상기 사출품(20)의 위치를 결정하는 과정은 스캐너 본체(26)에서 이루어진다.The position of the injection molded product 20 is determined by the combination of the position of the laser beam sensor 14 recognized by the camera 10 and the position of the object measured by the laser beam, and determines the position of the injection molded product 20. The process takes place at the scanner body 26.

본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이 스캐너를 활용하여 사출품(20)(T/Gate Garnish)을 스캔하였고, 스캔한 측정치는 점군 데이터의 형태로 저장한다. In the present invention, as shown in FIG. 2, the injection molded product 20 (T / Gate Garnish) was scanned using a scanner, and the scanned measurement values are stored in the form of point group data.

3D 스캔을 통해 얻은 데이터는 점군 데이터이기 때문에 지오매직 퀄리파이(Geomagic Qualify) 프로그램으로 점군 데이터로부터 표면데이터를 추출하고, 추출된 표면데이터와 CAD기반 설계 CAD데이터와 비교함으로써 상대적인 변형량을 측정할 수 있게 된다. Since the data obtained through the 3D scan is point cloud data, the Geomagic Qualify program extracts surface data from the point cloud data, and compares the extracted surface data with CAD-based design CAD data to measure the relative amount of deformation. do.

사출공정은 금형온도, 사출속도, 보압 등 다양한 공정변수가 있으며 공정변수에 따른 사출품의 치수를 측정함으로써 최적의 사출조건을 찾을 수 있다. The injection process has various process variables such as mold temperature, injection speed, and packing pressure, and the optimum injection conditions can be found by measuring the dimensions of the injection products according to the process variables.

본 발명에서는 치수편차 제어를 위한 3D 스캐너의 도입이 주목적이므로, 금형표면온도라는 하나의 사출 공정변수를 선택하였다. In the present invention, since the introduction of a 3D scanner for dimensional deviation control is the main purpose, one injection process variable called mold surface temperature is selected.

즉, 금형표면온도가 낮은 기존의 사출조건(조건1) 과 금형표면온도를 높인 개선된 사출조건 (조건2)에 대해 사출을 시행하였고, 제조된 사출품에 대해서 3D 스캔을 실시하였다. In other words, injection was performed for the existing injection conditions (condition 1) with low mold surface temperature and improved injection conditions (condition 2) with increased mold surface temperature, and 3D scan was performed on the manufactured injection products.

또한, 열변형에 대한 영향을 알아보기 위해 90℃에서 4시간동안 열변형 시험을 실시한 후, 다시 3D 스캔을 실시함으로써 열변형 전후 치수변화량을 측정하였다. In addition, the thermal deformation test was performed for 4 hours at 90 ° C. in order to determine the effect on the thermal deformation, and then the dimensional change before and after thermal deformation was measured by performing 3D scanning again.

도 3은 금형표면온도가 낮은 사출조건에 대한 열변형 시험전 스캔결과를 나타내는 이미지이고, 도 4는 금형표면온도가 낮은 사출조건에 대한 열변형 시험후 스캔결과를 나타내는 이미지이다.3 is an image showing a scan result before the heat deformation test for the injection conditions having a low mold surface temperature, Figure 4 is an image showing a scan result after a heat deformation test for injection conditions having a low mold surface temperature.

도 3에 나타낸 바와 같이, 낮은 금형표면온도의 사출조건에 의해 제조된 열변형시험전 사출품(20)의 경우에 왼쪽부분은 들뜨고(노랑색 부위), 오른쪽 부분은 가라앉는(파랑색) 경향을 보이고 있어, 사출품(20)이 비대칭적인 치수변화를 갖는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 3, in the case of the injection-molded product 20 manufactured under the injection conditions of a low mold surface temperature, the left part is lifted up (yellow area) and the right part is sinking (blue). It can be seen that the injection molded product 20 has an asymmetric dimensional change.

도 4에 나타낸 바와 같이, 낮은 금형표면온도의 사출조건에 의해 제조된 열변형 시험후 사출품(20)의 스캔 결과의 경우는 열변형 시험전(도 3)의 경우보다 비대칭정도가 더욱 증가함을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, the scan result of the injection molded product 20 after the heat deformation test manufactured by the injection condition of the low mold surface temperature is more asymmetric than the case before the heat deformation test (FIG. 3). It can be seen.

도 5는 금형표면온도가 높은 사출조건에 대한 열변형 시험전 스캔결과를 나타내는 이미지이고, 도 6은 금형표면온도가 높은 사출조건에 대한 열변형 시험후 스캔결과를 나타내는 이미지이다. 5 is an image showing a scan result before the heat deformation test for the injection conditions with a high mold surface temperature, Figure 6 is an image showing a scan result after the heat deformation test for injection conditions with a high mold surface temperature.

도 5에 나타낸 바와 같이, 높은 금형표면온도의 사출조건에 의해 제조된 열변형 시험전 사출품(20)의 스캔 결과, 사출품(20)의 좌우 모두 약간씩 들뜨지만 좌우 대칭 경향을 보이고 있다(주황색). As shown in Fig. 5, the scan result of the injection-molded product 20 before the thermal deformation test manufactured under the injection condition of the high mold surface temperature shows that the left and right sides of the injection-molded product 20 are slightly lifted but show a symmetrical tendency ( Orange).

도 6에 나타낸 바와 같이, 높은 금형표면온도의 사출조건에 의해 제조된 열변형 시험후 사출품(20)의 스캔 결과, 열변형 시험전(도 5)의 경우보다 변형정도가 더욱 감소하였고, 대칭성은 그대로 유지함을 확인하였다(노랑색). As shown in FIG. 6, after the heat deformation test manufactured by the injection condition of the high mold surface temperature, the scan result of the injection molded product 20 decreased the degree of deformation even more than before the heat deformation test (FIG. 5). Was maintained as it is (yellow).

도 3 내지 도 6의 치수관리지점 (A001, A002, A010, A011)에 대한 치수변화량을 표 1에 나타내었다. Table 1 shows the dimension change amounts for the dimension control points A001, A002, A010, and A011 of FIGS. 3 to 6.

Figure 112005066430435-PAT00001
Figure 112005066430435-PAT00001

표 1에 나타낸 바와 같이, 낮은 금형표면온도를 사용한 기존 조건의 경우 열변형 시험 전후의 변화량이 매우 비대칭적인 경향을 보이고 있으나, 높은 금형표면온도를 사용하여 개선된 조건을 도입하면 사출품(20)이 좌우 대칭적인 변형량을 보이고 있음을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, in the case of the existing conditions using a low mold surface temperature, the amount of change before and after the heat deformation test tended to be very asymmetric, but when the improved conditions were introduced using the high mold surface temperature, the injection molded product 20 It can be seen that the symmetrical deformation amount is shown.

금형표면온도를 올리게 되면 치수변화의 문제가 상당부분 해결됨을 3D 스캐너를 통해 확인하였다. Increasing the mold surface temperature solved the problem of dimensional change by 3D scanner.

따라서, 본 발명에 따른 3D 스캐너를 활용하여 공정조건에 따른 치수안정 측면에서 사출품(20)의 개선 정도를 정량적으로 얻어낼 수 있으며, 최적화된 공정조건을 제안할 수 있다.Therefore, the degree of improvement of the injection molded product 20 can be obtained quantitatively in terms of dimensional stability according to the process conditions by using the 3D scanner according to the present invention, and an optimized process condition can be proposed.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법에 의하면, 3D 스캐너를 통해서 기존 방법으로 측 정하기 어려운 복잡한 구조의 사출품에 대해서 국부적인 치수변화량을 측정할 수 있고, 열변형시험을 전후한 제품의 치수변화량 및 휨방향에 대한 치수변화량을 측정할 수 있으며, 서로 다른 사출조건으로 얻어진 사출품에 대한 치수변화량을 측정하여 비교함으로써, 개선된 사출조건을 제안할 수 있다.As described above, according to the method for controlling the dimensional deviation of the plastic injection molding for automobiles using the 3D scanner according to the present invention, it is possible to measure the local dimensional change amount for the injection molded product having a complicated structure that is difficult to measure using the 3D scanner. It is possible to measure the dimensional change of the product before and after the heat deformation test and the dimensional change in the bending direction, and to measure and compare the dimensional change for the injection products obtained under different injection conditions, suggesting improved injection conditions. can do.

Claims (3)

3차원 사출품 측정용 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법에 있어서,In the method of controlling the dimensional deviation of the plastic injection molding for automobiles using the three-dimensional injection molding scanner, 레이저빔 센서로 사출품에 레이저빔을 조사하여 사출품의 위치를 측정하는 단계와;Irradiating a laser beam on the injection-molded product with a laser beam sensor to measure the position of the injection-molded product; 카메라로 적외선센서를 이용하여 레이저빔 센서의 위치를 측정하는 단계와;Measuring the position of the laser beam sensor using an infrared sensor with a camera; 스캐너 본체에서 상기 레이저빔 센서 및 카메라에 신호를 입력받아 사출품의 위치 및 레이저빔 센서의 위치를 조합하여 정보처리하는 단계와;Receiving a signal from the laser beam sensor and the camera at a scanner main body and combining the position of the ejected article and the position of the laser beam sensor to process information; 상기 단계에서 측정한 데이터와 금형설계 데이터를 비교하여 상대적인 변형량을 측정하는 단계;Measuring the relative amount of deformation by comparing the data measured in the step with the mold design data; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법.Dimensional deviation control method of the plastic injection for the vehicle using a 3D scanner comprising a. 3차원 사출품 측정용 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법에 있어서,In the method of controlling the dimensional deviation of the plastic injection molding for automobiles using the three-dimensional injection molding scanner, 레이저빔 센서로 사출품에 레이저빔을 조사하여 사출품의 위치를 측정하는 단계와;Irradiating a laser beam on the injection-molded product with a laser beam sensor to measure the position of the injection-molded product; 카메라로 적외선센서를 이용하여 레이저빔 센서의 위치를 측정하는 단계와;Measuring the position of the laser beam sensor using an infrared sensor with a camera; 스캐너 본체에서 상기 레이저빔 센서 및 카메라에 신호를 입력받아 사출품의 위치 및 레이저빔 센서의 위치를 조합하여 정보처리하는 단계와;Receiving a signal from the laser beam sensor and the camera at a scanner main body and combining the position of the ejected article and the position of the laser beam sensor to process information; 상기 단계에서 측정한 열변형 시험전 데이터와 열변형 시험후 데이터를 비교하여 상대적인 변형량을 측정하는 단계;Measuring the relative amount of deformation by comparing the heat deformation test data and the heat deformation test data measured in the step; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법.Dimensional deviation control method of the plastic injection for the vehicle using a 3D scanner comprising a. 청구항 2에 있어서, 상기 사출품은 금형표면온도를 일정온도만큼 높인 것을 특징으로 하는 3D 스캐너를 이용한 자동차용 플라스틱 사출물의 치수편차 제어방법.The method of claim 2, wherein the injection molded product has a mold surface temperature increased by a predetermined temperature.
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CN108731594A (en) * 2018-08-29 2018-11-02 福建上检机动车检测技术服务有限公司 A kind of measurement and positioning device of vehicle external profile size
KR20190124551A (en) * 2018-04-26 2019-11-05 공주대학교 산학협력단 Method for forming pattern on high strength metal surface

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