KR20200015212A - 비전시스템 및 이를 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법. - Google Patents

비전시스템 및 이를 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 비전시스템 및 이를 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 카메라를 이용해 튜브의 너비 방향으로 중간점값을 튜브의 길이 방향으로 복수개 산출하고, 상기 중간점값을 서로 연결한 가상의 직선을 기준으로 진직도 측정이 이루어질 수 있도록 함으로써, 튜브의 진직도 측정이 정확하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 한 비전시스템 및 이를 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법에 관한 것이다.
이를 위해, 피복관 튜브 교정장치로부터 피복관 튜브가 배출되는 방향으로 설치된 본체;상기 본체에 설치되며, 피복관 튜브 교정장치로부터 피복관 튜브가 진입되는 방향으로 설치되어 피복관 튜브의 너비(직경)를 촬영할 수 있도록 설치된 복수의 카메라;상기 본체에 설치되며, 롤링을 통해 피복관 튜브에 이동 동력을 제공할 수 있도록 설치된 회전 배출부;상기 본체에 승강될 수 있도록 설치되되 본체의 일측 또는 타측을 향해 경사면을 형성하는 한 쌍으로 구성되며, 회전배출부를 통해 이동된 피복관 튜브를 본체의 일측 또는 타측으로 이송시키는 한 쌍의 분배부;상기 카메라로 촬영된 피복관 튜브의 진직도를 측정하는 영상처리부:를 포함하여 구성된 비전시스템을 제공한다.

Description

비전시스템 및 이를 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법.{A vision system and a fuel tube straightness measurement method using the same}
본 발명은 비전시스템 및 이를 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피복관 튜브 진직도 측정의 정확도 및 효율성을 높일 수 있도록 한 비전시스템 및 이를 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 경수로 원전에서는 우라늄-235의 비율을 2~5%로 높인 농축우라늄을 사용하며, 원자로에서 사용되는 핵연료로 가공하기 위하여 우라늄을 5g 정도 무게의 원통형 핵연료 소결체(pellet)로 만드는 성형가공을 한다.
이와 같이 성형 가공된 소결체는 건조로 내에서 건조를 거쳐서 내식성이 양호한 특수합금으로 제작된 튜브 형상의 피복관에 장입된 후에 봉인을 거쳐 핵연료봉으로 제작되며, 제작된 핵연료봉은 다발 형태로 핵연료 집합체로 구성되어 원자로의 노심에 장전된 후에 핵반응을 통해 연소가 이루어진다.
상기 핵연료봉을 구성하는 피복관 튜브는 중성자 흡수 특성이 낮은 지르코늄 합금을 포함하는 소재를 사용하게 되는데, 지르코늄 합금의 피복관 또는 인코넬 전열관과 같은 튜브형 제품은 일반적으로 성형 및 기계적 가공에 의해 잉곳으로부터 얻은 봉의 압출에 의해 제조된다.
이때, 피복관 튜브를 제작하기 위한 일련의 공정은 크게, 성형 - 가공 - 검사 단계를 포함한다.
상기 성형 단계에서는 필거링, 열처리, 산세 공정 등이 이루어지며, 가공 단계에서는 교정, 연마, 양단 가공 등이 이루어진다.
그리고, 검사 단계는 가공이 완료된 피복관 튜브에 대한 불량 여부 판단을 통해 최종 품질을 검사한다.
한편, 상기 가공 단계의 교정 공정은 별도의 교정 장치를 통해 이루어지며, 교정 장치를 통해 교정 공정이 이루어지고 배출된 피복관 튜브는 교정이 제대로 이루어졌는지 여부에 대한 최종 확인이 진행된다.
피복관 튜브에 대한 교정 여부 최종 확인은 피복관 튜브 진직도 측정을 통해 이루어진다.
이를 위해, 교정 장치를 통해 배출된 피복관 튜브 복수개를 묶어 진직도 측정을 위한 정반으로 운반한다.
이후, 정반 위에 피복관 튜브를 펼쳐 놓은 후, 피복관 튜브 한 개씩 굴려가며 작업자가 피복관 튜브의 진직도를 육안으로 확인한다.
상세하게는, 진직도 육안 측정시 불량으로 보이는 피복관 튜브에 대해 필러게이지를 찔러본 후 필레게이지 값보다 클 경우 최종 불량으로 판정하고 있다.
하지만, 상기한 종래의 피복관 튜브 교정 품질 검사를 위한 피복관 튜브 진직도 확인 방법은 다음과 같은 문제가 있었다.
첫째, 작업자의 육안 검사 및 필러게이지를 통해 피복관 튜브의 진직도 검사가 이루어짐으로써, 진직도 측정에 대한 정확도가 떨어지는 문제가 있었다.
즉, 작업자의 경험치 및 수작업만으로 튜브 진직도 측정이 이루어짐에 따라, 이는 진직도 측정의 신뢰도 및 정확성을 높이기 어려웠던 것이다.
둘째, 교정장치를 통해 배출된 피복관 튜브를 모았다가 별도의 정반으로 운반하여 진직도 검사가 이루어졌기 때문에, 진직도 측정 작업에 대한 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.
대한민국 등록번호 제10-1159009호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 피복관 튜브 진직도 측정에 대한 정확도 및 효율성을 높인 비전시스템을 제공하고자 한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 카메라가 설치된 비전시스템을 이용해 피복관 튜브 튜브의 진직도 측정이 정확하게 이루어질 수 있도록 한 피복관 튜브 진직도 측정방법을 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 피복관 튜브 교정장치로부터 피복관 튜브가 배출되는 방향으로 설치된 본체;상기 본체에 설치되며, 피복관 튜브 교정장치로부터 피복관 튜브가 진입되는 방향으로 설치되어 피복관 튜브의 너비(직경)를 촬영할 수 있도록 설치된 복수의 카메라;상기 본체에 설치되며, 롤링을 통해 피복관 튜브에 이동 동력을 제공할 수 있도록 설치된 회전 배출부;상기 본체에 승강될 수 있도록 설치되되 본체의 일측 또는 타측을 향해 경사면을 형성하는 한 쌍으로 구성되며, 회전배출부를 통해 이동된 피복관 튜브를 본체의 일측 또는 타측으로 이송시키는 한 쌍의 분배부;상기 카메라로 촬영된 피복관 튜브의 진직도를 측정하는 영상처리부:를 포함하여 구성된 비전시스템을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 다른 예로써, 비전시스템을 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법에 있어서, (a) 피복관 튜브의 길이 방향으로 설치된 복수의 카메라를 이용해 상기 카메라를 지나는 지점의 피복관 튜브 너비(직경)를 촬영하는 단계;(b) 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 너비 방향으로 양끝점과 중간점의 위치값을 산출하는 단계;(c) 피복관 튜브가 본체에 진입하는 방향 기준으로 맨 처음에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 너비 중간점과, 맨 마지막에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 너비 중간점을 가상의 직선(M)으로 연결하는 단계;(d) 복수의 카메라 중 중간에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 너비 중간점과, 상기 가상의 직선(M) 간 거리 측정을 통해 피복관 튜브의 중간부 진직도를 측정하는 단계:를 포함하여 구성된 피복관 튜브 진직도 측정방법을 제공한다.
본 발명에 따른 비전시스템 및 이를 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 복수의 카메라로 구성된 비전시스템을 이용해, 피복관 튜브의 직경을 피복관 튜브의 길이 방향으로 복수 구간 촬영하고, 카메라를 통해 각각 촬영된 피복관 튜브의 중간점을 가상의 직선으로 연결하여 그 가상의 직선을 기준으로 한 튜브 진직도 측정이 이루어짐으로써, 피복관 튜브 진직도 측정값의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
즉, 작업자의 육안이 아닌, 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 중간점 간 연결된 가상의 직선을 이용해 피복관 튜브의 진직도를 수치화하여 측정함으로써, 피복관 튜브 진직도 측정의 정확도를 높일 수 있었던 것이다.
둘째, 교정 장치를 통해 배출되는 피복관 튜브를 비전시스템에 바로 진입시켜 피복관 튜브 진직도를 측정할 수 있도록 구성함으로써, 피복관 튜브 진직도 측정 작업에 대한 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전시스템을 나타낸 측면도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전시스템을 나타낸 평면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전시스템의 분배부 작용을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전시스템을 이용하여 피복관 튜브의 중간부 진직도를 측정하는 방법을 나타낸 순서도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전시스템의 영상처리부를 통해 처리된 내용이 디스플레이된 상태를 나타낸 화면
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피복관 튜브의 진직도 측정에 있어서, 피복관 튜브의 중간부 촬영 및 중간부 진직도 측정을 위한 가상의 직선을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전시스템을 이용하여 피복관 튜브의 선단부 진직도를 측정하는 방법을 나타낸 순서도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피복관 튜브의 진직도 측정에 있어서, 피복관 튜브의 선단부 촬영 및 선단부 진직도 측정을 위한 가상의 직선을 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전시스템을 이용하여 피복관 튜브의 후단부 진직도를 측정하는 방법을 나타낸 순서도
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피복관 튜브의 진직도 측정에 있어서, 피복관 튜브의 후단부 촬영 및 후단부 진직도 측정을 위한 가상의 직선을 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피복관 튜브의 진직도 측정을 위해 피복관 튜브의 선단부, 후단부, 중간부를 구분한 도면
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피복관 튜브의 진직도 측정을 위한 비전시스템의 영상처리부에 피복관 튜브의 선단부, 중간부, 후단부 진직도를 취합하여 피복관 튜브 전체의 진직도 결과가 디스플레이된 상태를 나타낸 화면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전시스템에 대하여 설명하도록 한다.
비전시스템은 피복관 튜브 교정장치(이하, '교정장치'라 함)의 일측에 설치되며, 피복관 튜브(이하, '튜브'라 함)의 진직도를 측정한다.
비전시스템은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(100)와, 카메라(200)와, 회전 배출부(300)와, 이젝터(400)와, 분배부(500)와, 영상처리부를 포함하여 구성된다.
본체(100)는 비전시스템의 외관을 구성하며, 비전시스템을 구성하는 각 구성요소들이 설치되는 구성이다.
상기 본체(100)는 교정장치(D)로부터 튜브(T)가 배출되는 방향으로 설치된다.
이에 따라, 튜브(T)에 대한 진직도 측정이 상기 교정장치(D)의 교정 작업과 연계될 수 있으므로, 작업의 효율성을 높일 수 있다.
한편, 상기 본체(100)에는 튜브(T) 이송 방향을 기준으로 복수의 가이드수단(110)이 설치된다.
상기 가이드수단(110)은 베어링을 포함하며, 튜브(T) 이송이 원활하게 이루어질 수 있도록 튜브(T)의 이송경로에 설치된다.
다음으로, 카메라(200)는 교정장치(D)로부터 배출되어 나오는 튜브(T)의 너비를 촬영하는 장치이다.
카메라(200)는 튜브(T)의 상방에서 촬영하도록 설치되므로, 카메라(200)를 통해 촬영된 이미지는 튜브(T)의 평면 이미지에 따른 너비이지만, 튜브(T)의 너비 이미지는 사실상 튜브(T)의 직경이라 할 수 있다.
상기 카메라(200)는 튜브(T)의 이송 방향으로 복수개 설치된다.
이때, 카메라(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 본체(100)에 3개로 설치됨이 바람직하며, 등간격으로 설치된다.
이때, 복수의 카메라(200)간 간격은 150mm임이 바람직하다.
설명의 편의상, 3개의 카메라 중, 튜브(T)가 본체(100)로 진입하는 방향 기준으로 튜브(T)의 진입 선단부를 제일 먼저 촬영하는 카메라를 제1카메라(210)라 하고, 그 이후 연이은 순서대로 제2카메라(220) 및 제3카메라(230)라 한다.
상기 카메라(200)는 초당 100Hz 즉, 100장을 촬영할 수 있도록 마련된다.
이에 따라, 교정장치(D)로부터 회전되면서 배출되는 튜브(T)의 둘레면을 정밀하게 촬영할 수 있으므로, 추후 진직도 측정의 정확도를 높일 수 있다.
한편, 상기 카메라(200)에 대응되는 본체(100)의 저면에는 조명장치(120)가 설치됨이 바람직하다.
다음으로, 회전 배출부(300)는 교정장치(D)로부터 본체(100)로 진입한 튜브(T)에 이송동력을 제공한다
상기 튜브(T)는 교정장치(D)로부터 배출되는 동력에 의해 본체(100) 상에서 이송되지만, 튜브(T)의 후단부가 교정장치(D)로부터 완전히 배출된 상태에서는 튜브(T)에 동력공급이 정지되는바, 이때, 회전 배출부(300)가 튜브(T)에 이송동력을 제공하게 된다.
회전 배출부(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 승강 구동부(310)와, 승강체(320)와, 롤링부(330)를 포함한다.
승강 구동부(310)는 승강동력을 발생하며, 상기 승강체(320)를 승강시킨다.
상기 승강 구동부(310)는 실린더임이 바람직하다.
승강체(320)는 승강 구동부(310)에 설치되며, 롤링부(330)가 설치되는 구성이다.
승강체(320)는 모터를 포함하며, 승강 구동부(310)에 의해 상승되어 있다가 교정장치(D)에 의한 튜브(T) 이송동력이 정지되면 상기 승강체(320)는 승강 구동부(310)를 통해 하강된다.
이때, 승강체(320)는 도 2에 도시된 바와 같이, 튜브(T)의 길이 방향에 대하여 경사진 각도로 설치된다.
롤링부(330)는 승강체(320)의 모터 동력에 의해 회전되며, 튜브(T)에 밀착되어 회전력을 이용해 튜브(T)를 이송시킨다.
롤링부(330)는 승강체(320)에 설치되므로, 상기 롤링부(330) 역시 튜브(T)의 길이 방향에 대하여 경사진 상태이다.
이와 같이 롤링부(330)가 경사진 상태로 설치됨으로써, 튜브(T)는 상기 롤링부(330)에 의해 직진 이동됨과 더불어 회전이 된다.
즉, 튜브(T)는 회전 배출부(300)에 의해 회전되면서 본체(100) 상에서 이송되는 것이다.
물론, 튜브(T)는 교정장치(D)로부터 배출되는 과정에서도 회전되면서 본체(100)에 진입이 되며, 이러한 튜브(T)의 회전 이송은 상기 회전 배출부(300)를 통해 계속될 수 있다.
한편, 승강체(320)의 경사진 각도는 조절될 수 있다.
승강체(320)의 설치각을 조절하기 위한 수단은 특정하게 한정되지는 않으며, 장홈 등 공지된 기술이 적용되어도 무방하다.
다음으로, 이젝터(400)는 본체(100) 상에서 진직도 측정이 완료된 튜브(T)에 이송 동력을 제공하여 후술하는 분배부(500)로 계속해서 튜브(T)를 이송시키는 역할을 한다.
즉, 이젝터(400)는 회전 배출부(300)를 모두 지나간 튜브(T)에게 재차 이송 동력을 제공하는 것이다.
이젝터(400)는 튜브(T)의 양측에 설치된 한 쌍의 롤러(410)와, 상기 롤러(410)에 회전 동력을 제공하는 모터(420)를 포함한다.
평상시에는 실린더(미도시)에 의해 튜브(T)로부터 양측으로 벌어져 있다가, 튜브(T)가 회전 배출부(300)를 벗어나면 실린더는 한 쌍의 롤러(410)를 튜브(T)에 밀착시키는 것이다.
다음으로, 분배부(500)는 진직도 측정이 완료된 튜브(T)를 본체(100)의 일측 또는 타측으로 이동시키는 역할을 한다.
진직도 측정 완료에 따른 튜브(T)는 양품과 불량품으로 구분될 수 있는데, 상기 분배부(500)는 양품 또는 불량품으로 구분된 튜브를 구분시켜주는 것이다.
분배부(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 본체(100)의 중간부를 기준으로 양측에 설치되며, 각각 독립적으로 구동될 수 있도록 설치된다.
분배부(500)는 구동부(510)와 경사부(520)로 구성됨이 바람직하다.
구동부(510)는 승강 동력을 제공하며, 본체(100)에 설치된다.
경사부(520)는 본체(100)의 일측 또는 타측을 향해 경사진 경사면을 형성하며, 구동부(510)에 설치된다.
상기 경사부(520)는 본체(100)의 중간을 기준으로 양측에 각각 설치된 한 쌍으로 마련되며, 각각의 구동부(510)에 설치된다.
이와 같은 구성에 의해, 상기 경사부(520)는 구동부(510)의 동력에 의해 승강되면서 회전 배출부(300)를 통해 이송되는 튜브(T)를 본체(100)의 일측 또는 타측으로 보내면서 양품 또는 불량품을 분배시킨다.
다음으로, 영상처리부는 카메라(200)를 통해 촬영된 튜브(T)의 진직도를 데이터화하여 산출함으로써, 튜브(T)의 진직도를 최종 판단하는 시스템이다.
영상처리부는 카메라(200)를 통해 촬영된 튜브(T) 너비의 양끝점 및 중간점을 데이터화하기 위해 각 카메라(200) 촬영 범위에 대응되는 부위를 픽셀화한다.
영상처리부는 제1카메라(210) 내지 제3카메라(230) 중 2개의 카메라를 통해 촬영된 튜브(T)의 너비 중간점을 연결한 가상의 직선을 마련하고, 그 가상의 직선과 나머지 1개의 카메라를 통해 촬영된 튜브(T)의 너비 중간점 간 거리 측정을 통해 튜브(T)의 진직도를 측정하는 것이다.
이때, 영상처리부를 통해, 진직도 측정 대상 튜브(T)의 길이 및 직경을 입력할 수 있으며, 튜브(T) 직경 입력에 의해 픽셀의 데이터값은 가변될 수 있다.
이와 같이 튜브(T)의 직경에 따라 픽셀값이 가변하면서 카메라(200)를 통해 촬영된 튜브(T) 너비의 중간점 및 양끝점의 데이터값을 재정의 할 수 있으므로, 튜브(T) 직경에 관계없이 진직도 측정의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 상기한 영상처리부의 티칭 작업은, 카메라(200)를 통해 입수되는 영상의 크기와 위치를 실제 크기와 위치에 맞도록 보정해줄 수 있으므로, 정확하고 일관된 데이터를 얻을 수 있다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 비전시스템을 이용한 피복관 튜브의 진직도 측정방법에 대하여 도 4 내지 도 12를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
먼저 티칭 작업을 수행한다.(S100)
티칭 작업은 진직도 측정 대상 튜브(T)의 정보를 영상처리부에 입력하여, 영상처리부를 통한 진직도 측정 환경을 마련해주기 위한 작업이다.
사용자는 단말기를 통해 도 5에 도시된 바와 같이, 튜브(T)의 직경 및 전체 길이를 입력하고, 티칭을 실행하면 영상처리부는 픽셀값을 포함한 진직도 측정 환경을 재정의 한다.
이후, 교정장치(D)를 통해 배출되는 튜브(T)를 본체(100)로 진입시킨다.(S200)
이때, 튜브(T)는 교정장치(D)의 배출동력에 의해 회전을 하면서 본체(100)에 진입이 이루어지며, 가이드수단(110)을 통해 가이드 된다.
이와 같이 튜브(T)가 회전되면서 카메라(200)에 촬영되므로, 튜브(T) 둘레면 전체 영상 획득을 통해 진직도 측정값의 정확도를 높일 수 있다.
튜브(T)는 본체(100)로의 진입과 동시에, 튜브(T) 상방의 제1카메라(210) 내지 제3카메라(230)를 통해 촬영된다.(S300)
이때, 튜브는 카메라를 통해 너비(직경)가 촬영되며, 촬영된 이미지는 도 5에 도시된 바와 같이 영상처리부에 제1카메라(210) 내지 제3카메라(230)를 통해 촬영된 3개 화면이 디스플레이 된다.
상기 3개 화면을 통해 디스플레이된 이미지는 제1카메라(210) 내지 제3카메라(230) 사이의 구간에 대응되는 이미지이므로, 각 카메라(200) 간 간격이 150mm임을 감안할 때, 상기 3개의 이미지는 튜브(T)의 길이 방향으로 300mm에 대응이 된다.
이때, 영상처리부는 상기 튜브(T)의 너비 방향을 기준으로 중간점 및 양끝점의 데이터 값을 산출한다.(S400)
다음으로, 영상처리부는 제1카메라(210) 내지 제3카메라(230)를 통해 촬영된 3개의 이미지를 통해 산출된 튜브의 각 중간점 중, 도 6에 도시된 바와 같이 제1카메라(210) 및 제3카메라(230)를 통해 촬영된 이미지의 중간점을 서로 직선으로 연결한 가상의 직선(M)을 마련한다.(S500)
이후, 영상처리부는 상기 가상의 직선(M)과, 제2카메라(220)가 촬영한 지점의 중간점 사이의 거리값을 산출한다.(S600)
이때, 영상처리부는 상기 산출된 거리값이 진직도 기준값의 범위에 속하는지 여부를 판단한다.(S700)
이때, 진직도 기준값은 0.25mm임이 바람직하다.
즉, 가상의 직선(M)과, 제2카메라(220)가 촬영한 지점의 중간점 사이의 거리값이 0.25mm이하일 때, 촬영된 튜브 구간(300mm)은 진직성이 있는 것으로 판단하고, 0.25mm초과일 때 촬영된 튜브 구간(300mm)은 진직성이 없는 것으로 판단하는 것이다.
한편, 상기한 바와 같이, 튜브의 진직도 측정이 이루어지기 위해서는 제1카메라(210) 내지 제3카메라(230)의 범위(300mm 구간)에 튜브(T)가 진입해야 한다.
이는, 튜브(T)의 선단부 기준으로 150mm 지점 및 튜브(T)의 후단부 기준으로 150mm 지점에 대한 진직도는 측정이 이루어지지 않음을 의미한다.
튜브(T)의 선단부가 본체(100)에 진입하는 과정에서 제3카메라(230)에 촬영되기 전까지 지점 150mm와, 튜브(T)의 후단부가 제1카메라를 빠져나오면서 제2카메라(220) 및 제3카메라(230)에서만 촬영된 구간 150mm의 진직도는 상기한 과정으로는 측정이 어려운 것이다.
즉, 제1카메라(210) 내지 제3카메라(230) 3개의 카메라를 통해 촬영이 되어야 비로소 진직도 측정이 이루어질 수 있는바, 튜브(T)의 선단부가 카메라에 최초 진입하는 과정 및 튜브(T)의 후단부가 마지막으로 빠져나가는 과정에서 각 선단부 150mm 지점 및 후단부 150mm 지점의 진직도 측정은 이루어지지 않는 것이다.
이에 따라, 튜브(T) 양 단부 150mm 구간의 진직도 측정은 별도로 이루어진다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 튜브의 선단부 150mm 지점의 진직도 측정에 대하여 먼저 설명하도록 한다.
튜브(T)가 본체 진입을 시작하고, 영상처리부는 제1카메라(210)에 의해 촬영된 튜브(T)의 선단부 너비 중간점값과 제2카메라(220)에 의해 촬영된 튜브의 선단부 너비 중간점값을 산출한다.(S410)
다음으로, 영상처리부는 제1카메라(210) 및 제2카메라(210) 촬영을 통해 산출된 튜브(T) 중간점을 도 8에 도시된 바와 같이 가상의 직선(F)으로 연결한다.(S420)
이 구간의 길이는 제1카메라(210) 및 제2카메라(220)에 대응되는 150mm이다.
다음으로, 튜브(T)가 이동하여 튜브(T)의 선단부가 제3카메라(230)에 촬영이 되면, 영상처리부는 제3카메라(230)에 촬영된 튜브(T)의 중간점값을 산출한다.(S430)
다음으로, 영상처리부는 상기 가상의 직선(F)과 제3카메라(230)에 의해 촬영된 튜브의 중간점 간 거리를 산출한다.(S440)
이때, 영상처리부는 산출된 거리값이 0.25mm이하이면 진직성이 있는 것으로 판단하고, 0.25mm초과이면 진직성이 없는 것으로 판단한다.(S450)
이에 따라, 튜브의 선단부 150mm 구간에 대한 진직도 측정이 완료된다.
이후, 튜브 선단부 150mm구간의 진직도 측정이 완료되면, 튜브의 중간부를 300mm구간별로 진직도 측정을 실시한다.
이는 도 6을 참조하여 전술한 바와 같이 제1카메라(210)가 촬영한 지점의 중간점과 제3카메라(230)가 촬영한 지점의 중간점을 가상의 직선(M)으로 연결하고, 그 가상의 직선(M)과 제2카메라(220)가 촬영한 지점의 중간점 간 거리 산출을 통해 진직도 측정이 이루어진다.
이후, 튜브(T)는 회전 배출부(300)에 의해 계속해서 본체(100) 위를 이송하면서 300mm씩 진직도 측정이 이루어지고, 튜브(T)의 후단부가 제1카메라(210)를 지나면서부터는 300mm구간 촬영을 통한 진직도 측정은 불가능해진다.
이에 따라, 튜브의 후단부 150mm지점은 진직도 측정이 별도로 이루어지며, 이를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.
튜브의 맨 후단 끝점이 제1카메라(210)에 촬영되고, 영상처리부는 제1카메라(210)를 통해 촬영된 튜브의 맨 후단 끝점 너비의 중간점값을 산출한다.(S411)
이후, 튜브(T)는 회전 배출부(300)에 의해 계속해서 이송되며, 튜브의 후단부 150mm구간은 제2카메라(220) 및 제3카메라(230)를 통과하면서 각각 촬영된다.
이때, 영상처리부는 제2카메라(220) 및 제3카메라(230)를 통해 촬영된 튜브의 후단부 150mm구간의 너비 중간점값을 산출한다.(S421)
다음으로, 영상처리부는 도 10에 도시된 바와 같이 제2카메라(220) 및 제3카메라(230)를 통해 각각 촬영된 지점의 튜브(T) 각 중간점값을 가상의 직선(E)으로 서로 연결한다.(S431)
다음으로, 영상처리부는 가상의 직선(E)과 제1카메라(210)를 통해 촬영된 튜브 맨 후단 끝점의 중간점 간 거리를 산출한다.(S441)
이때, 영상처리부는 산출된 거리값이 0.25mm이하이면 진직성이 있는 것으로 판단하고, 0.25mm초과이면 진직성이 없는 것으로 판단한다.(S451)
이에 따라, 튜브의 맨 후단부 150mm 구간에 대한 진직도 측정이 완료된다.
이후, 영상처리부는 도 11에 도시된 바와 같이 튜브의 각 구간별 즉, 선단부, 중간부, 후단부 진직도 측정에 대한 데이터를 취합하여, 도 12에 도시된 바와 같이 튜브 각 지점 별로 진직도 값을 디스플레이한다.
즉, 영상처리부는 튜브의 진직도 측정에 따른 각 구간별 진직도를 디스플레이하여, 튜브 불량 여부를 최종적으로 사용자에게 알려준다.
튜브(T)는 제1카메라(210) 내지 제3카메라(230)를 지나는 동안 진직도 측정이 완료되며, 이후 튜브(T)는 회전 배출부(300)를 통해 계속해서 이송된다.
이후, 튜브(T)의 후단부가 회전 배출부(300)를 벗어나면, 이젝터(400)의 롤러(410)는 튜브(T)의 양측에서 이동하여 상기 튜브(T)에 밀착된다.
이후, 이젝터(400)의 롤러(410) 회전에 의해 튜브(T)는 이송되며, 한 쌍의 분배부(500) 중 어느 하나의 분배부(500)의 경사부는 구동부(510)를 통해 상승되어 상기 튜브(T)를 본체(100)의 일측 또는 타측으로 분배시킨다.
즉, 튜브(T)는 분배부(500)를 통해 진직도에 따라 본체(100)의 일측 또는 타측으로 낙하되면서 분배되는 것이다.
이로써, 비전시스템을 이용한 피복관 튜브의 진직도 측정이 완료된다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비전시스템 및 이를 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법은 복수의 카메라를 지나는 튜브를 촬영하여, 튜브의 너비 중간점을 산출하고 카메라를 통해 촬영된 튜브의 중간점 간에 가상의 직선을 연결하여, 그 가상의 직선을 기준으로 튜브의 진직도를 측정하였다.
이에 따라, 튜브 진직도 측정값의 정확도를 높일 수 있으며, 튜브 진직도 측정과정에 대한 효율성을 높일 수 있었다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 본체 110 : 가이드 수단
120 : 조명장치 200 : 카메라
210 : 제1카메라 220 : 제2카메라
230 : 제3카메라 300 : 회전 배출부
310 : 승강구동부 320 : 승강체
330 : 롤링부 400 : 이젝터
410 : 롤러 500 : 분배부
510 : 구동부 520 : 경사부
600 : 영상처리부 D : 교정장치
T : 튜브

Claims (7)

  1. 피복관 튜브 교정장치로부터 피복관 튜브가 배출되는 방향으로 설치된 본체;
    상기 본체에 설치되며, 피복관 튜브 교정장치로부터 피복관 튜브가 진입되는 방향으로 설치되어 피복관 튜브의 너비(직경)를 촬영할 수 있도록 설치된 복수의 카메라;
    상기 본체에 설치되며, 롤링을 통해 피복관 튜브에 이동 동력을 제공할 수 있도록 설치된 회전 배출부;
    상기 본체에 승강될 수 있도록 설치되되 본체의 일측 또는 타측을 향해 경사면을 형성하는 한 쌍으로 구성되며, 회전배출부를 통해 이동된 피복관 튜브를 본체의 일측 또는 타측으로 이송시키는 한 쌍의 분배부;
    상기 카메라로 촬영된 피복관 튜브의 진직도를 측정하는 영상처리부:를 포함하여 구성된 비전시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전 배출부는,
    승강동력을 발생하는 승강구동부;
    상기 승강 구동부의 승강동력에 의해 피복관 튜브를 향해 승강되는 승강체;
    상기 승강체에 설치되며 피복관 튜브에 밀착되어 상기 피복관 튜브에 이동 동력을 제공하는 롤링부:를 포함하되,
    상기 승강체는 본체에 배치된 피복관 튜브의 길이 방향에 대하여 경사지게 설치되어,
    상기 롤링부의 회전동력에 의한 피복관 튜브 이동시, 상기 피복관 튜브는 회전되면서 이동될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 비전시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2의 비전시스템을 이용한 피복관 튜브 진직도 측정방법에 있어서,
    (a) 피복관 튜브의 길이 방향으로 설치된 복수의 카메라를 이용해 상기 카메라를 지나는 지점의 피복관 튜브 너비(직경)를 촬영하는 단계;
    (b) 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 너비 방향으로 양끝점과 중간점의 위치값을 산출하는 단계;
    (c) 피복관 튜브가 본체에 진입하는 방향 기준으로 맨 처음에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 너비 중간점과, 맨 마지막에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 너비 중간점을 가상의 직선(M)으로 연결하는 단계;
    (d) 복수의 카메라 중 중간에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 너비 중간점과, 상기 가상의 직선(M) 간 거리 측정을 통해 피복관 튜브의 중간부 진직도를 측정하는 단계:를 포함하여 구성된 피복관 튜브 진직도 측정방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    (e) 피복관 튜브가 본체에 진입하는 방향 기준으로 맨 처음에 설치된 카메라와, 맨 마지막 카메라 직전에 설치된 카메라 구간에 대응되는 피복관 튜브의 선단부 진직도를 측정하는 단계를 포함하며, 상기 (e) 단계는,
    (e-1) 피복관 튜브가 본체에 진입하는 방향 기준으로 맨 처음에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 선단부 너비 중간점과, 맨 마지막 카메라 직전에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브 너비의 중간점을 가상의 직선(F)으로 연결하는 단계;
    (e-2) 피복관 튜브가 본체에 진입하는 방향 기준으로 맨 마지막에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브 선단부의 너비 중간점을 산출하는 단계;
    (e-3) 상기 (e-1) 단계의 가상의 직선(F)과, 상기 (e-2) 단계의 중간점 간 거리 측정을 통해 피복관의 튜브의 선단부 진직도를 측정하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복관 튜브 진직도 측정방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    (f) 피복관 튜브가 본체에 진입하는 방향 기준으로 맨 마지막에 설치된 카메라와, 맨 마지막 카메라 직전에 설치된 카메라 구간에 대응되는 피복관 튜브의 후단부 진직도를 측정하는 단계를 포함하여, 상기 (f) 단계는,
    (f-1) 피복관 튜브가 본체에 진입하는 방향 기준으로 맨 처음에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 후단부 너비 중간점을 산출하는 단계;
    (f-2) 피복관 튜브가 본체에 진입하는 방향 기준으로 맨 마지막에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 너비 중간점과, 맨 마지막 카메라 직전에 설치된 카메라를 통해 촬영된 피복관 튜브의 후단부 너비 중간점을 가상의 직선(E)으로 연결하는 단계;
    (f-3) 상기 (f-2)단계의 가상의 직선(E)과 상기 (f-1)단계의 중간점 간 거리 측정을 통해 피복관 튜브의 후단부 진직도를 측정하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복관 튜브 진직도 측정방법.
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    각 카메라 촬영범위를 픽셀(pixel)로 설정하고, 상기 위치값은 촬영된 튜브 이미지의 픽셀 위치에 따른 데이터로 산출하는 것을 특징으로 하는 피복관 튜브 진직도 측정방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 비전시스템은 카메라 촬영을 통한 진직도 측정 제어를 하는 영상처리부를 포함하고,
    진직도 측정 대상물인 피복관 튜브의 너비(직경)를 영상처리부에 입력함으로써, 픽셀 데이터값이 재정의 되도록 한 것을 특징으로 하는 피복관 튜브 진직도 측정방법.
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