KR20100078732A - 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 개 이상의 스틸 부재가 접합되어 구성되는 접합 구조물 부품의 영상을 수집 분석하여 용접, 볼트 및 너트 결합의 누락이나 과 작업을 검사하는 접합 구조물 검사장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 서로 마주 보도록 설치되어 안착되는 부품을 고정하는 제1,2클램핑 장치, 상기 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품의 영상을 수집 분석하여 용접, 볼트 및 너트의 작업 상태를 판정하여 그 결과를 표시하는 검사장치를 포함한다.
접합 구조물, 클램핑 장치, 영상분석, 검사장치
Description
본 발명은 두 개 이상의 스틸(Steel) 부재가 결합되어 하나의 부품으로 구성되는 접합 구조물의 영상을 분석하여 용접이나 볼트 및 너트 결합의 누락이나 과 작업을 검사하는 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치 및 그 방법에 관한 것이다.
통상적으로 차량의 제작에 사용되는 다양한 부품들은 적어도 두 개 이상의 스틸 소재가 용접, 볼트 및 너트의 결합에 의해 하나의 완성된 부품으로 구성된다.
예를 들어, 차량에 제작에 사용되는 사이드 멤버(Side Member)나 펜더(Fender), 언더 바디(Under Body) 등의 부품은 프레스 성형에 의해 적어도 두 개 이상의 인너 부재와 아웃터 부재로 형성되고, 이들 두 개 이상의 부재는 용접을 통한 접합이나 볼트 및 너트의 결합에 의해 하나의 부품으로 완성된다.
상기에서 용접은 소재의 특성에 따라 용접 조건이 자동으로 결정되어 작업자의 숙련이나 기능에 의존할 필요가 없으며, 접합 강도상의 효율이 높은 스폿 용접이 통상적으로 사용된다.
상기와 같이 적어도 두 개 이상의 부재가 접합되어 완성되는 부품은 용접, 볼트 및 너트의 결합에 따라 강성과 부품의 형상이 결정되고, 차체와의 결합을 위한 중요한 포인트 및 결합 부재로 생성된다.
따라서, 완성된 부품에서 볼트 및 너트의 결합 개수, 결합 위치와 용접 포인트 개수는 부품의 특성을 결정하는 아주 중요한 역할이 제공되므로, 완성된 부품에 대하여 작업자는 육안을 통해 진단하여 제품의 작업을 상태를 판정하고 있다.
그러나, 완성된 제품이 작은 경우에는 작업자의 육안에 의한 진단이 가능하나 제품의 크기가 커지는 경우에는 작업자가 육안을 통해 볼트 및 너트의 결합 개수, 결합 위치와 용접 포인트 개수를 확인하는데 많은 어려움이 발생하는 단점이 있다.
또한, 작업자의 육안에 의해 진단이 이루어지므로, 작업 공정에 많은 손실이 발생되고, 정확한 양불의 판단이 제공되지 못하여 불량 제품이 완성된 제품으로 출고되어져 차량에 결합되어져 리콜이 발생되는 문제점이 발생되며, 숙련된 작업자에 의해서만 이루어지는 단점이 발생한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 적어도 두 개 이상의 부재가 결합되어 완성된 부품의 영상을 수집 분석하여 부품 결합을 위한 용접 개수 혹은 볼트 및 너트 결합의 누락이나 과 작업의 발생을 판정하고, 작업 이상이 발생된 해당 위치를 자동으로 판정한 다음 설정된 소정의 방법으로 작업자에게 제공하여 신속한 수리 복구 작업이 이루어지도록 하는 것이다.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치는, 서로 마주 보도록 설치되어 안착되는 검사 부품을 고정시키는 제1,2클램핑 장치; 상기 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품의 영상을 수집 분석하여 용접이나 볼트 및 너트의 작업 상태를 판정하고 그 결과를 표시하는 검사장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치는, 검사 부품을 안착 고정하는 제1,2클램핑 장치; 상기 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품의 안착 상태를 검출하여 제어부에 제공하는 센서; 상기 안착된 검사 부품의 상부측에 설치되어 검사 부품의 영상을 수집하여 제어부에 제공하는 카메라; 검사 부품의 종류와 검사 조건을 제어부에 제공하는 키입력부; 부품들이 갖는 용접점의 위치 및 개수, 볼트 및 너트의 결합점에 대한 위치 및 개수의 정보가 기준 데이터로 저장되는 데이터 베이스; 설정된 검사 조건에 따라 카메라를 통해 검사 부품의 영상을 수집하고, 수집된 영상을 설정된 영역별로 분할하여 용접점, 볼트 및 너트의 결합점과 위치를 추출한 후 데이터 베이스에 설정된 기준 데이터와 비교하여 용접이나 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 상태를 판정하는 제어부; 제어부의 제어에 따라 검사 실행 결과를 설정된 소정의 방법으로 표시하는 표시부를 포함한다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 영상을 이용한 접합 구조물 검사방법은, (a) 제1,2클램핑 장치에 검사 부품의 안착 고정이 이루어지면 센서를 통해 안착 위치를 판정하는 과정; (b) 검사 부품의 비정상적인 안착이면 에러 메시지를 출력하여 안 착 위치의 보정을 요구하는 과정; (c) 검사 부품의 정상 안착이면 카메라를 통해 영상을 수집하고, 수집된 영상을 영역별로 분할 분석하여 용접점과 볼트 및 너트의 결합점의 위치, 개수를 추출하고 기준 데이터와 비교하여 작업 상태를 판정하는 과정; (d) 검사된 작업 상태의 판정된 결과를 설정된 방식으로 표시하는 과정을 포함한다.
전술한 구성에 의하여 본 발명은 두개의 부재가 결합되어 완성된 부품의 영상 분석으로 용접, 볼트 및 너트의 결합 상태를 편리하게 진단할 수 있어 검사에 안정성 및 신뢰성이 제공되는 효과가 기대된다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 제1클램핑 장치(100)와 제2클램핑 장치(200) 및 검사장치(300)로 구성된다.
제1클램핑 장치(100)와 제2클램핑 장치(200)는 서로 마주 보도록 설치되어, 프레스 성형된 적어도 2개 이상의 부재가 용접이나 볼트 및 너트의 결합으로 완성된 검사 부품의 양측면을 안착시켜 고정한다.
상기 제1,2클램핑 장치(100)(200)는 지그 베이스(112)(212)의 일측에 상향하여 장착되며, 클램핑부(122)(222)가 안착되는 로딩부(130)(230)가 상부 일측단에 형성되는 로케이터(104)(204)가 장착된다.
상기 로케이터(104)(204)의 측방 일측에는 공압 혹은 유압에 의해 작동되는 실린더(106)(206)가 상향하여 장착되며, 상기 실린더(106)(206)의 작동에 따라 왕복 운동하는 피스톤 로드(108)(208)의 선단에는 클램퍼(110)(210)의 후단이 힌지 체결된다.
또한, 상기 클램퍼(110)(210)의 다른 일측은 상기 로케이터(104)(204)의 일측에 힌지 고정되어 상기 피스톤 로드(108)(208)의 왕복 운동에 따라 상기 로케이터(104)(204)와의 힌지점을 기준으로 회전 운동하여 안치된 검사 부품(400)을 클램핑 또는 언클램핑 한다.
즉, 실린더(106)(206)로 에어 또는 오일이 공급되면 피스톤 로드(108)(208)가 상승하면서 클램퍼(110)(210)가 힌지 작동에 의해 선단이 하강하고, 클램퍼(110)(210)의 클램핑부(122)(222)는 로케이터(104)(204)의 로딩부(123)(223)에 안착된 완성된 스틸 부품(400)을 클램핑하여 고정시킨다.
상기 로딩부(123)(223)의 중앙부에는 검사 부품의 안착 여부를 감지하는 근접센서(124)(224)가 배치되어 감지되는 정보를 전기적으로 접속되는 검사장치(300) 에 제공한다.
검사장치(300)는 상기 로딩부(123)(223)에 검사를 위한 부품이 안착되어 클램핑이 완료되고, 근접 센서인 제1,2센서(123)(223)로부터 정상적인 안착으로 판정되면 상기 검사 부품(400)의 상부측에 설치된 카메라(310)에서 수집되는 영상을 분석하여 검사 부품에서 용접이나 볼트 및 너트의 결합을 추출하고, 해당 부품에 대하여 설정된 기준 데이터와 비교하여 진단된 결과를 설정된 소정의 방법으로 출력한다.
상기 카메라(310)는 아날로그 카메라 혹은 디지털 카메라로 적용되며, 적어도 하나 이상 복수개로 설치될 수 있으며 검사의 신뢰성을 위해 복수개로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 검사장치(300)에는 검사 부품별 용접 개수 및 위치에 대한 기준 데이터가 저장된다.
상기 검사장치(300)는 수집되는 영상을 설정된 영역별로 분리한 다음 분리된 영역별로 용접이나 볼트 및 너트의 결합 영상을 추출하여 그 위치를 인식하고, 용접점 및 볼트 및 너트의 결합점을 카운터하여 기준값과의 비교를 통해 정상의 작업 여부를 판정하고, 작업 누락 혹은 과작업 등의 비정상적인 작업이 판정되면 해당 위치를 추출하여 그에 대한 정보를 표시부를 통해 지시한다.
상기에서는 별도의 공정을 통해 완성된 부품을 제1,2클램핑 장치(100)(200)에 안착시켜 용접, 볼트 및 너트의 결합 상태를 검사하는 것으로 설명하였으나, 제1,2클램핑 장치(100(200)를 이용하여 두 개 이상의 부재를 결합 고정시킨 다음 용 접이나 볼트 및 너트를 결합하여 임의의 접합 구조물 부품의 완성한 다음에 영상의 수집 분석을 통해 작업 상태를 판정하는 기술도 본 발며의 범위에 포함된다.
도 1에서 완성 부품(400)에 표시된 도면부호(410A - 410F)는 볼트 및 너트의 결합을 지시한다.
도 2는 도 1에서 검사장치의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 검사장치(300)는 카메라(310)와 키 입력부(320), 제1,2센서(124)(224), 제어부(330), 데이터 베이스(340) 및 표시부(350)를 포함한다.
카메라(310)는 검사를 위한 부품이 안착되는 제1,2클램핑 장치(100)(200)의 상부측에 적어도 하나 이상 복수개의 아날로그 혹은 디지털 카메라로 설치되며, 안착된 부품의 영상을 수집하여 그에 대한 정보를 제어부(330)에 제공한다.
키 입력부(320)는 작업자가 선택하는 검사를 위한 완성된 부품의 종류, 검사조건, 검사 진행 등의 신호를 제어부(330)에 제공한다.
제어부(330)는 선택되는 검사 부품의 종류와 검사 조건에 따라 카메라(310)를 통해 검사 부품의 영상을 수집하고, 수집되는 영상을 설정된 영역별로 분할하여 용접점, 볼트 및 너트의 결합점과 위치를 추출한 후 데이터 베이스(340)에 설정된 기준 데이터와 비교하여 용접이나 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 불량 여부를 판단한다.
데이터 베이스(340)는 각각의 부품들이 갖는 용접점의 위치 및 개수, 볼트 및 너트의 결합점에 대한 위치 및 개수의 정보가 기준 데이터로 저장된다.
표시부(350)는 제어부(350)의 제어에 따라 검사 실행에 따른 제반적인 동작 을 표시한다.
예를 들어, 검사가 진행되는 부품 종류, 수집 분석되는 영상, 검사 결과가 설정된 소정의 방식으로 표시된다.
제1,2센서(124)(224)는 근접센서로 검사를 위해 제1,2클램핑 장치(100)(200)에 안착되는 검사 부품이 정상적으로 위치되었는지를 판단하여 그에 대한 정보를 제어부(330)에 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 영상을 이용한 접합 구조물의 검사 절차를 도시한 흐름도이다.
먼저, 제1클램핑 장치(100)(200)에 의한 두개 이상 부재의 고정을 통해 특정 부품이 완성되었거나 작업 상태 검사를 위한 특정 부품(400)이 제1,2클램핑 장치(100)(200)에 안착되어 클램핑이 완료되면(S101) 로딩부(123)(223)에 근접센서로 설치되는 제1,2센서(124)(224)는 제품의 안착 상태를 검출하여 그에 대한 정보를 검사장치(300)의 제어부(330)에 제공한다.
이때, 제어부(330)는 제1,2센서(124)(224)의 정보로부터 검사를 위한 특정 부품(400)이 정상적으로 안착 고정되었는지를 판단하며(S102), 정상적으로 안착 고정되지 않은 상태이면 영상의 수집 분석에서 에러를 발생시키는 조건이므로, 검사 부품(400)의 안착을 다시 실행할 수 있도록 하는 소정의 메시지를 출력한다(S103).
그러나, 검사 부품(400)의 안착 고정이 정상적으로 이루어진 것으로 판정되면 키 입력부(320)를 통해 설정되는 검사 부품(400에 대한 정보를 인식한 다음 검사 부품(400)의 상부측에 적어도 하나 이상으로 설치된 카메라(310)를 통해 검사 부품(400)의 영상을 수집한다(S104).
이후, 수집된 영상을 설정된 영역별로 분할 한 다음 영상을 분석하여 용접점의 위치 및 개수, 볼트 및 너트 결합의 위치 및 개수의 정보를 추출하고(S105) 추출된 정보와 데이터 베이스(340)에 저장된 해당 부품(400)에 대한 기준 데이터를 비교한다(S106).
상기 S106의 비교에 따라 해당 검사 부품(400)의 작업이 정상적으로 이루어졌는지를 판단하며(S107), 작업이 정상적으로 이루어진 것으로 판정되면 정상 정보를 표시부(350)를 통해 출력하여 검사 작업자에게 지시한다(S108).
그러나, 해당 검사 부품(400)의 작업이 정상적으로 이루어지지 않은 상태이면 불량이 발생된 위치 및 개수를 판정하고(S109), 작업 불량에 대한 정보를 표시부(350)에 검사 부품의 영상에 오버레이를 통해 표시시켜 신속한 수리 작업이 이루어질 수 있도록 한다(S110).
따라서, 작업자는 검사 부품에 대한 용접, 볼트 및 너트의 결합에 대한 검사를 결과를 편리하게 인식할 수 있어 검사 작업에 안정성과 효율성 및 신뢰성이 제공된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서 검사장치의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 영상을 이용한 접합 구조물의 검사 절차를 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제1클램핑 장치 200 : 제2클램핑 장치
300 : 검사장치 400 : 검사부품
Claims (7)
- 서로 마주 보도록 설치되어 안착되는 검사 부품의 양측면을 고정하는 제1,2클램핑 장치;상기 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품의 영상을 수집 분석하여 용접이나 볼트 및 너트의 작업 상태를 판정하여 그 결과를 표시하는 검사장치;를 포함하는 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1,2클램핑 장치는지그 베이스의 일측에 상향하여 장착되며, 클램핑부가 안착되는 로딩부가 상부 일측단에 형성되는 로케이터;상기 로케이터의 측방 일측에 상향하여 장착되는 상기 실린더;상기 로케이터의 일측에 힌지 고정되어 피스톤 로드의 왕복 운동에 따라 힌지점을 기준으로 회전 운동하여 안치되는 검사 부품을 고정시키는 클램퍼;를 포함하며,상기 로딩부에 검사 부품의 안착 고정 상태를 검출하여 그에 대한 정보를 검사장치에 제공하는 센서;을 포함하는 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치.
- 제1항에 있어서,상기 검사장치는 수집된 영상을 설정된 영역별로 분리하여 용접점과 개수, 볼트 및 너트의 결합점과 개수를 추출하고, 기준값 데이터와 비교하여 작업 상태를 판정한 다음 그에 대한 정보를 표시하는 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치.
- 제1항에 있어서,상기 검사장치는 검사 부품의 안착 상태를 검출하여 제어부에 제공하는 센서;검사 부품의 상부측에 설치되어 검사 부품의 영상을 수집하여 제어부에 제공하는 카메라;검사 부품의 종류와 검사 조건을 제어부에 제공하는 키입력부;부품들이 갖는 용접점의 위치 및 개수, 볼트 및 너트의 결합점에 대한 위치 및 개수의 정보가 기준 데이터로 저장되는 데이터 베이스:설정된 검사 조건에 따라 카메라를 통해 검사 부품의 영상을 수집하고, 수집된 영상을 설정된 영역별로 분할하여 용접점, 볼트 및 너트의 결합점과 위치를 추출한 후 데이터 베이스에 설정된 기준 데이터와 비교하여 용접이나 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 상태를 판정하는 제어부;제어부의 제어에 따라 검사 실행 결과를 설정된 소정의 방법으로 표시하는 표시부;를 포함하는 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치.
- 검사 부품을 안착 고정하는 제1,2클램핑 장치;상기 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품의 안착 상태를 검출하여 제어부에 제공하는 센서;상기 검사 부품의 상부측에 설치되어 검사 부품의 영상을 수집하여 제어부에 제공하는 카메라;검사 부품의 종류와 검사 조건을 제어부에 제공하는 키입력부;부품들이 갖는 용접점의 위치 및 개수, 볼트 및 너트의 결합점에 대한 위치 및 개수의 정보가 기준 데이터로 저장되는 데이터 베이스:설정된 검사 조건에 따라 카메라를 통해 검사 부품의 영상을 수집하고, 수집된 영상을 설정된 영역별로 분할하여 용접점, 볼트 및 너트의 결합점과 위치를 추출한 후 데이터 베이스에 설정된 기준 데이터와 비교하여 용접이나 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 상태를 판정하는 제어부;제어부의 제어에 따라 검사 실행 결과를 설정된 소정의 방법으로 표시하는 표시부;를 포함하는 영상을 이용한 접합 구조물 검사장치.
- (a) 제1,2클램핑 장치에 검사 부품의 안착 고정이 이루어지면 센서를 통해 안착 위치를 판정하는 과정;(b) 검사 부품의 비정상적인 안착이면 에러 메시지를 출력하여 안착 위치의 보정을 요구하는 과정;(c) 검사 부품의 정상 안착이면 카메라를 통해 영상을 수집하고, 수집된 영상을 영역별로 분할 분석하여 용접점과 볼트 및 너트의 결합점의 위치, 개수를 추출하고 기준 데이터와 비교하여 작업 상태를 판정하는 과정;(d) 검사된 작업 상태의 판정된 결과를 설정된 방식으로 표시하는 과정;을 포함하는 영상을 이용한 접합 구조물 검사방법.
- 제6항에 있어서,상기 (d) 과정에서 작업 불량이 판정되면 불량 작업이 발생된 위치와 개수의 정보를 검사 부품의 영상에 오버레이시켜 출력하는 영상을 이용한 접합 구조물 검사방법.
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