KR20210102566A - Machine vision apparatus for installation of automobile door parts with precision compensation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a machine vision device for precision calibration mounting of automobile door parts.
일반적으로 양산차를 생산하는 자동차 회사에서는 일련의 자동차 생산공정을 통해서 제조 효율화를 도모하면서 더욱 정밀하고도 생산력 있는 기술을 개발하고 있다.In general, automobile companies that produce mass-produced vehicles are developing more precise and productive technologies while promoting manufacturing efficiency through a series of automobile production processes.
자동차 생산공정에는 승용차를 기준으로 크게 철판 절단 및 압축성형을 포함한 크게 프레스 공정과, 프레스철판의 용접, 조립을 통한 차체 제작 공정과, 차체의 방음, 방진, 방청 처리 및 색도장을 수행하는 도장 공정과, 차체의 내·외장 및 샤시를 조립하는 의장 공정과, 차량 조립 공정 및 테스트 공정이 포함될 수 있다.The automobile production process includes a pressing process including cutting and compression molding of steel plates based on passenger cars, a car body manufacturing process through welding and assembling of pressed steel plates, and a painting process that performs soundproofing, dustproofing, antirust treatment and color painting of the car body And, a design process for assembling the interior/exterior of the vehicle body and the chassis, and a vehicle assembly process and test process may be included.
차량 조립 공정에서는 도장된 차체에 수천 여종에 이르는 내장, 계기판, 시트, 창유리, 전장품 등 실내외 의장 및 전장 부품과, 엔진, 트랜스미션, 차축 등의 유닛을 조립 및 장착하면서 배선 및 배관작업이 이루어진다.In the vehicle assembly process, wiring and piping work is performed while assembling and installing thousands of interior and exterior decorations and electronic components such as interior, instrument panel, seat, window glass, and electrical components on the painted body, and units such as engines, transmissions, and axles.
더욱 상세하게 차체 부품 조립 공정에서는 트렁크(trunk), 리어 도어(rear door), 후드(hood), 루프(roof), 프론트 도어(front door), 펜더(fender) 및 마감재 등의 부품을 차체에 조립하며, 이때, 부품과 부품 사이 혹은 부품과 차체 사이의 갭(gap)과 단차(flush)를 고려한 고도의 품질 관리가 요구되고 있다.In more detail, in the body part assembly process, parts such as a trunk, a rear door, a hood, a roof, a front door, a fender, and a finishing material are assembled to the body. In this case, a high level of quality control is required in consideration of gaps and flushes between parts and between parts or between parts and a vehicle body.
특히, 자동차의 도어를 차체에 조립시, 조립 결과물의 품질은 작업자 숙련도에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 다품종 생산라인에서는 도어 부품의 하중에 따른 처짐량이 상이할 수 있고, 리어 도어, 프론트 도어 및 펜더 순으로 부품 조립이 이루어질 때, 부품 간의 누적 값이 발생하여 완전 자동화를 진행하기 매우 어렵다.In particular, when assembling a door of a vehicle to a vehicle body, the quality of the assembly result may vary depending on the skill level of the operator. For example, in a multi-product production line, the amount of deflection according to the load of the door parts may be different, and when parts are assembled in the order of the rear door, the front door, and the fender, it is very difficult to proceed with full automation because accumulated values between parts occur.
또한, 조립시 사용하는 측정용 센서도 외국산이 대부분이거나, 기존의 부품조립용 로봇 또는 장비에 다수로 장착하기 어려울 정도로 무겁거나 상대적으로 큰 사이즈 규격을 가지고 있는 단점이 있다.In addition, most of the sensors for measurement used during assembly are made in foreign countries, or they have a disadvantage in that they are heavy enough to be difficult to mount in a large number of robots or equipment for assembling existing parts or have a relatively large size standard.
특히, 기존의 부품 조립용 로봇은 미리 정해진 통신 프로토콜 또는 알고리즘에 따라 작동하도록 구성되어 있으므로, 정밀 보정 장착을 위한 개발 기술의 적용은 매우 제한적일 수 있다.In particular, since the existing robot for assembling parts is configured to operate according to a predetermined communication protocol or algorithm, the application of the developed technology for precision calibration may be very limited.
예컨대, 종래 기술의 외국산 머신 비전 장비의 경우, 측정 및 검사 결과 값은 시스템을 통해 공유하지만 차체 조립 업체의 다관절 로봇, 통신 모듈, 차체 이송 제어 모듈 간의 프로그램 대응하기 매우 어렵고, 차종 혼용 양산 라인에는 더더욱 적용하기 어려울 수 있다.For example, in the case of foreign machine vision equipment of the prior art, the measurement and inspection result values are shared through the system, but it is very difficult to program the body assembly company's articulated robot, communication module, and vehicle body transport control module. It can be even more difficult to apply.
따라서, 종래 기술의 머신 비전 장비는 다품종 생산 대응을 위해서 검사 모듈의 크기 및 무게에 제한이 있고, 부품 조립용 로봇에 설치되는 머신 비전 장비의 측정 센서 또는 모듈의 수량 증가 문제를 해결하기 매우 어려운 상황이다.Therefore, the machine vision equipment of the prior art has limitations in the size and weight of the inspection module to cope with multi-product production, and it is very difficult to solve the problem of increasing the number of measurement sensors or modules of the machine vision equipment installed in the robot for assembling parts. am.
그리고, 자동차 도어의 부품은 테두리 부분 또는 이러한 자동차 도어 등의부품이 결합되는 차체의 장착 부위의 테두리 부분에는 헤밍(hemming)이 형성된 부위 또는 에지(edge)가 존재할 수 있다.In addition, a part or an edge in which a hemming is formed may be present in the rim part of the automobile door part or the rim part of the mounting part of the vehicle body to which the parts such as the automobile door are coupled.
이러한 헤밍을 갖는 끝단에 대한 측정 이미지 획득은 매우 어렵거나 정밀한 값을 구하기 어렵고, 자동차 제조 환경에 의한 오차가 발생하거나, 공장 내부의 조명 밝기에 의한 오차값이 발생할 수 있다.It is very difficult to obtain a measurement image for the tip having such a hemming, or it is difficult to obtain a precise value, and an error may occur due to an automobile manufacturing environment, or an error value may occur due to the brightness of lighting inside a factory.
종래 기술에 따른 3차원 머신 비전 장치는 다채널 DLP(Digital Light Projector)를 포함한 구조를 가지며 이러한 구조는 동일한 조건에서는 정밀할 수 있지만, 자동차 생산 환경에서의 조명과 재질에 의한 안정성이 떨어지거나 고비용성의 한계를 가지고 있다.The 3D machine vision device according to the prior art has a structure including a multi-channel DLP (Digital Light Projector), and this structure can be precise under the same conditions, but has poor stability due to lighting and materials in an automobile production environment, or has high cost. It has limitations.
또한, 다채널 DLP를 갖는 3차원 머신 비전 장치는 조립되는 차체 부품들 간의 간섭으로 인하여, 원거리 측정의 경우 조명의 밝기가 불균일하여 정밀도가 떨어지고 조명의 불균일한 문제를 해결하고자 조명의 크기를 크게 해야 하고, 이 경우 머신 비전 장치의 크기가 커지는 문제점이 발생된다.In addition, in a 3D machine vision device with multi-channel DLP, due to interference between assembled body parts, in case of long-distance measurement, the brightness of the lighting is non-uniform, resulting in poor precision, and in order to solve the problem of uneven lighting, the size of the lighting must be increased. In this case, there is a problem in that the size of the machine vision device increases.
이렇게 DLP 방식 등을 적용한 해외 머신 비전 장치는 자동차 차체 조립 공정에서 조립 전 부품의 형상 측정과 수동 조립된 조립품의 품질 검사로만 사용되고 있고, 자동차 도어 부품을 정밀하게 보정 장착하는데 사용되지 못할 수 있다.Overseas machine vision devices to which the DLP method is applied are used only for shape measurement of parts before assembly and quality inspection of manually assembled assemblies in the automobile body assembly process, and may not be used to precisely calibrate and install automobile door parts.
따라서, 정밀하게 보정을 수행하면서 자동차 도어 부품을 조립할 수 있는 장치 및 기술적 알고리즘의 개발이 시급히 이루어질 필요가 있는 상황이다.Therefore, there is an urgent need to develop a device and a technical algorithm capable of assembling automobile door parts while performing precise calibration.
본 발명은 자동차 도어, 펜더, 후드, 루프, 트렁크를 포함한 자동차 부품 조립 공정의 자동차 부품 조립용 다관절 로봇 행어(robot hanger)에 설치될 수 있으며, 검사 항목인 부품간의 갭(gap)과 단차(flush)를 실시간 측정하고, 그 결과 값을 로봇 컨트롤러 제어부에 실시간 피드백하여 차체 조립 위치를 정밀하게 보정할 수 있는 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치를 제공함을 목적을 한다. The present invention can be installed in a multi-joint robot hanger for auto parts assembly in an auto parts assembly process including car doors, fenders, hoods, roofs, and trunks. flush) in real time, and the result value is fed back to the robot controller control unit in real time to provide a machine vision device for precise correction of automobile door parts that can precisely correct the body assembly position.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치는, 자동차 도어 부품 또는 자동차의 차체에 대하여 갭(gap)을 유지하는 패널 형식의 부품을 차체에 정밀하게 장착할 수 있도록, 상기 부품과 다른 부품간 갭 부위 또는 상기 부품과 차체간 갭 부위를 향하여 배치되고, 슬릿 레이저 광축과 카메라 광축 사이의 배치각을 이용하여 상기 갭 부위의 헤밍 에지(hemming edge)별 간격 및 단차를 부품 간격 측정 알고리즘으로 검출하여 측정 데이터 값을 생성하는 비전 센서; 상기 측정 데이터 값을 상기 갭 부위별로 생성하도록 상기 비전 센서를 직선 왕복 이동 또는 회전 이동시키는 이송 유닛; 상기 부품을 상기 차체의 장착 위치에 결합시키는 장착 로봇; 및 상기 갭 부위 중에서 선택된 기준 위치의 갭 부위를 기반으로 검출한 기준 값과 상기 측정 데이터 값의 차이를 도어 장착 보정 알고리즘으로 분석하고 편차 값에 대응하게 상기 부품을 이동시킬 수 있는 수치를 상기 장착 로봇에 전송하는 제어 유닛;을 포함하는 점에 특징이 있다.According to the present invention for achieving the above object, a machine vision device for precision correction and mounting of automobile door parts is precisely mounted on a car body with a panel-type part that maintains a gap with respect to the car door part or the car body. In order to do this, it is disposed toward the gap between the part and other parts or the gap between the part and the vehicle body, and the spacing between the hemming edges of the gap part using the angle between the slit laser optical axis and the camera optical axis is used. and a vision sensor for generating a measurement data value by detecting the step with a part spacing measurement algorithm. a transfer unit that linearly reciprocates or rotates the vision sensor to generate the measured data value for each gap portion; a mounting robot for coupling the part to a mounting position of the vehicle body; and analyzing the difference between the reference value detected based on the gap portion of the reference position selected from among the gap portions and the measured data value with a door mounting correction algorithm, and calculating a numerical value capable of moving the part in response to the deviation value. It is characterized in that it includes; a control unit to transmit to.
본 발명에 따른 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치는 자동차 부품 조립을 자동화시킬 수 있으며, 장착 로봇에 탑재되거나 복수개로 장착 및 사용할 수 있도록 소형화 및 경량화된 제품을 제공할 수 있는 장점이 있다.The machine vision device for precision correction and mounting of automobile door parts according to the present invention can automate the assembly of automobile parts, and has the advantage of providing a compact and lightweight product that can be mounted on a mounting robot or mounted and used in plurality. .
또한, 본 발명에 따른 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치는 소비자들의 제품에 대해 요구하는 품질을 만족시킬 수 있을 정도로 자동차의 외형 인자에 대한 심미성을 높일 수 있을 정도, 예컨대 정밀도 100um 이하 정밀 보정 장착이 가능한 기술을 완성차 업체에게 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, the machine vision device for mounting precision correction of automobile door parts according to the present invention can increase the aesthetics of the external factors of the car to the extent that it can satisfy the quality required for the products of consumers, for example, precision of less than 100um. It has the advantage of being able to provide technology that can be fitted with corrections to automakers.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치용 비전 센서의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 비전 센서의 정면도이다.
도 4 내지 도 7은 도 3에 도시된 비전 센서에 의한 도어 부품(Hemming Panel)의 에지를 검출하는 원리를 설명하기 위한 정면도들이다.
도 8는 도 1에 도시된 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치의 부품 간격 측정 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치의 도어 장착 보정 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a machine vision device for precision correction and mounting of automobile door parts according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a vision sensor for a machine vision device for precision calibration mounting of a door part of an automobile shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a front view of the vision sensor shown in FIG. 2 .
4 to 7 are front views for explaining the principle of detecting the edge of the door part (Hemming Panel) by the vision sensor shown in FIG. 3 .
FIG. 8 is a view for explaining an algorithm for measuring a part spacing of a machine vision device for precision correction and mounting of automobile door parts shown in FIG. 1 .
FIG. 9 is a view for explaining a door mounting correction algorithm of the machine vision device for precision correction and mounting of automobile door parts shown in FIG. 1 .
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치에 대하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings, a machine vision device for precision correction and mounting of automobile door parts according to the present invention will be described in more detail.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is defined by the description of the claims.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 후술되는 내용에서 부품은 자동차 분야에서 정밀 보정 장착하려는 장착 대상을 지칭함으로써, 도어 부품 또는 힌지형 부품뿐만 아니라 갭 또는 단차를 유지할 필요가 있는 자동차 탑재용 파츠, 유닛 혹은 모듈을 의미할 수 있다.On the other hand, the terms used herein are for the purpose of describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. In the following description, parts refer to a mounting target to be precisely calibrated and mounted in the automotive field, and thus may refer to parts, units, or modules for vehicle mounting that need to maintain gaps or steps as well as door parts or hinge-type parts.
명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements in a referenced element, step, operation and/or element. or addition is not excluded. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a machine vision device for precision correction and mounting of automobile door parts according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치는 자동차(10)의 도어 부품(11)과 차체(12) 사이의 갭 부위(13)에 대하여 자동차 도어 간격 측정 및 보정을 수행할 수 있는 장치 또는 방법을 개시하고 있을 수 있다.Referring to FIG. 1 , a machine vision device for precision correction and mounting of a vehicle door component according to an embodiment of the present invention provides a
본 실시예의 머신 비전 장치는 적어도 1개 이상의 비전 센서(100), 이송 유닛(200), 장착 로봇(300), 제어 유닛(400)을 포함할 수 있다.The machine vision apparatus of this embodiment may include at least one
비전 센서(100)는 자동차 도어 간격, 단차를 전용으로 측정하는 이송 유닛(200)에 장착될 수 있다.The
또한, 비전 센서(100)는 기존 제품에 비해 소형 및 경량화된 규격을 가지고 있을 수 있다. 이 경우, 비전 센서(100)는 후술되는 장착 로봇(300)의 가반하중 허용 범위 내에서 단수개 또는 복수개로 장착 로봇(300)에 장착 되어 사용될 수 있다.In addition, the
비전 센서(100)는 자동차(10)의 도어 부품(11) 또는 차체(12)에 대하여 갭(gap)을 유지하는 패널 형식의 부품을 차체에 정밀하게 장착할 수 있도록, 부품과 다른 부품간 갭 부위(미 도시)(예: 프론트 도어와 리어 도어 사이의 갭 부위) 또는 도어 부품(11)과 차체(12)간 갭 부위(13)를 향하여 배치되어 사용될 수 있다.The
여기서, 갭 부위(13)는 다수의 개소를 의미할 수 있고, 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착을 위해서 선택 또는 특정된 곳이 될 수 있다.Here, the
이송 유닛(200)은 비전 센서(100)를 통해 획득한 측정 데이터 값을 갭 부위(13)별로 생성하도록, 비전 센서(100)를 직선 왕복 이동 또는 회전 이동시키는 역할을 담당할 수 있다.The
이송 유닛(200)은 공장 자동화 기술에서 제공하는 모터 드라이버, 제어기, 로봇 통신 인프라, 피드백 센서, 좌표 변환, 로봇 협업 기술을 지원할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.The
이송 유닛(200)은 후술 되는 장착 로봇(300)에 협업되거나 링크될 수 있도록, 물리적 및 전자 제어적으로 장착 로봇(300) 및 제어 유닛(400)에 접속되어 있을 수 있다.The
장착 로봇(300)은 도어 부품(11)을 차체(12)의 장착 위치에 결합시키는 역할을 수행할 수 있다. 예컨대, 장착 로봇(300)은 자동차 부품 조립용 다관절 로봇 행어(robot hanger)일 수 있다.The
아울러, 장착 로봇(300)은 트렁크(trunk), 리어 도어(rear door), 후드(hood), 루프(roof), 프론트 도어(front door), 펜더(fender) 및 마감재 등의 부품을 차체(12)에 조립하는 공장 자동화 설비 또는 로봇 장치를 의미할 수 있으므로, 특정 장치로 한정되지 않을 수 있다.In addition, the
제어 유닛(400)은 부품 간격 측정 알고리즘에 의해서 갭 부위(13) 중에서 선택된 기준 위치의 갭 부위를 기반으로 기준 값과 측정 데이터 값을 검출하고, 그 기준 값과 측정 데이터 값의 차이(예: 편차 값)를 후술되는 도어 장착 보정 알고리즘으로 분석한 후 편차 값에 대응하게 상기 부품을 이동시킬 수 있는 수치를 장착 로봇(300)에 전송하여 정밀 보정 장착을 수행 또는 제어하는 수단을 의미할 수 있다.The
제어 유닛(400)은 도어 정렬 위치 보정을 위한 다관절 로봇 피드백 통신 모듈(미 도시)을 포함하고 있을 수 있다.The
제어 유닛(400)은 전산 해석 수행 과정 또는 결과, 혹은 비전 센서(100), 이송 유닛(200) 및 장착 로봇(300)별 작동 상태를 표시하거나, 정보를 디스플레이 하는 디스플레이 장치(500)에 연결되어 있을 수 있다. 도 1에서 디스플레이 장치(500)는 예시적으로 비전 센서(100)에 의해 촬영한 촬영 부위 또는 관심 영역(ROI, Region of Interest)를 보여 주고 있다.The
제어 유닛(400)은 앞서 언급한 부품 간격 측정 알고리즘 및 도어 장착 보정 알고리즘을 기록 저장하고 있을 수 있고, 알고리즘에 대응하게 비전 센서(100), 이송 유닛(200) 및 장착 로봇(300)을 실행시키는 수단일 수 있다.The
제어 유닛(400)은 비전 측정 시스템의 설계 구조에 따른 유한요소모델을 생성하고, 비전 측정 시스템의 유한 요소 모델에 대한 전산 구조 해석을 통한 시스템 안전성 평가를 수행하면서, 비전 측정 시스템 안전성 평가 기반의 구조 설계를 지원할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.The
제어 유닛(400)은 하중에 따른 도어 구조 유한 요소 모델을 생성하고, 전산 구조 해석을 통해서 도어 하중에 따른 도어 처짐량을 분석하고, 변형량 해석 결과 기반으로 도어 조립 위치 데이터를 획득 또는 확보할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.The
제어 유닛(400)은 TCP(Transmission Control Protocol), UDP(User Datagram Protocol), 하드와이어(hard wired)를 지원할 수 있고, 비전 센서(100), 이송 유닛(200) 및 장착 로봇(300)에 대한 정밀 보정 작업을 신속하고 신뢰성 있게 실현할 수도 있다.The
제어 유닛(400)은 비전 센서(100), 이송 유닛(200) 및 장착 로봇(300)에 대하여 호환 가능하여서 다양한 자동차 조립 라인 환경을 고려하여 자체 개발되어 있으므로, 차종 혼용 양산 라인에 대응할 수 있다. 이에 따라서, 비교예로서 외국한 머신 비전 장비에서 측정 및 검사 결과 값이 단순히 공유 및 이용된 것에 비해서, 본 발명의 비전 센서(100)는 이송 유닛(200) 및 장착 로봇(300) 등과 같은 다관절 로봇을 비롯하여 제반 통신 모듈 및 차체 이송 제어 모듈에 용이하게 이식되어서 차종별로 대응할 수 있는 장점이 있다.The
제어 유닛(400)은 화상 전처리 알고리즘과 차체 부품 형상 표현 알고리즘을 더 제공할 수 있다.The
화상 전처리 알고리즘은 자동차 차체 부품 간격을 측정하기 위해서는 촬영된 이미지 노이즈를 줄이고 디테일을 줄이기 위해 그래픽 소프트웨어인 가우시안 블러(Gaussian Blur)로 화상 처리의 한 방법으로 전처리를 진행할 수 있다.The image pre-processing algorithm can be pre-processed as a method of image processing with Gaussian Blur, a graphic software, in order to reduce noise and detail in the photographed image in order to measure the distance between car body parts.
차체 부품 형상 표현 알고리즘은 자동차 차체 부품 간격을 측정하기 위하여 차체 부품의 외곽 선을 추출하기 위한 방법으로 랜덤 샘플 컨센서스(RANSAC)를 가지고 있을 수 있다. 여기서, 랜덤 샘플 컨센서스 알고리즘은 관측 된 데이터의 무작위 샘플링으로 모델의 매개 변수를 추정하는 알고리즘일 수 있다.The body part shape expression algorithm may have a random sample consensus (RANSAC) as a method for extracting the outline of a body part in order to measure the distance between the car body parts. Here, the random sample consensus algorithm may be an algorithm for estimating parameters of the model by random sampling of observed data.
또한, 랜덤 샘플 컨센서스는 데이터 요소에 특이 치와 특이 치가 모두 포함된 데이터 세트를 고려할 때 투표 구성표를 사용하여서, 정밀도 100um 이하 정밀도의 최적 피팅 결과를 찾을 수 있다.In addition, the random sample consensus can find the best fitting result with a precision of less than 100 μm by using a voting scheme when considering a data set in which data elements contain both outliers and outliers.
이렇게 최적 피팅 결과를 찾는 것은 도 1의 갭 부위(13)의 헤밍 에지(hemming edge)를 특정하는데 매우 효과적으로 이용될 수 있다.Finding the optimal fitting result in this way can be very effectively used to specify a hemming edge of the
도 2는 도 1에 도시된 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치용 비전 센서의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 비전 센서의 정면도이다.FIG. 2 is a perspective view of a vision sensor for a machine vision device for precision correction and mounting of a vehicle door component shown in FIG. 1 , and FIG. 3 is a front view of the vision sensor shown in FIG. 2 .
도 2 및 도 3을 참조하면, 비전 센서(100)는 슬릿 레이저 광축(20)과 카메라 광축(30) 사이의 배치각(S3)을 이용하여 도 1의 갭 부위(13)의 헤밍 에지(hemming edge)별 간격 및 단차를 부품 간격 측정 알고리즘으로 검출하여 측정 데이터 값을 생성하고, 측정 데이터 값을 실시간으로 앞서 언급한 제어 유닛(400)에 전송할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.2 and 3 , the
예컨대, 비전 센서(100)는 라인 레이저(110), 패턴 LED 조사기(120), 컬러 CCD 카메라(130), 제 1 케이싱(140), 제 2 케이싱(150), 케이싱 홀더(160)를 포함할 수 있다.For example, the
라인 레이저(110)는 앞서 언급한 갭 부위(13)를 향하여 라인형태의 슬릿 레이저 광원을 조사하는 역할을 담당할 수 있다.The
이런 라인 레이저(110)는 부품의 측정 공간에서의 조명 간섭을 고려하도록 레드(R: red), 그린(G: green), 블루(B: blue) 파형의 레이저 소자의 광결합을 통하여, 상기 라인형태의 슬릿 레이저 광원이 RGB 영역에서 상대적으로 파장 영역이 높은 640nm의 레드색상을 가지고 있고, 상기 슬릿 레이저 광원의 끝단에서 광펼침각 20°로 넓어지는 라인 형상을 갖도록 제작되어 있을 수 있다.This
패턴 LED 조사기(120)는 라인 레이저(110)에 평행하게 배치되고 슬릿 레이저 광원에 대하여 대비되는 색상의 패턴 광원을 갭 부위(13)를 향하여 조사하는 역할을 담당할 수 있다.The
도 3에 보이듯이, 패턴 LED 조사기(120)는 460㎚ 블루 파장의 LED 광출력 본체(121)와, 그 LED 광출력 본체(121)를 제 1 케이싱(140)의 내부에 결합시키기 위한 어댑터(122)를 포함할 수 있다. 또한, 패턴 LED 조사기(120)는 LED 광출력 본체(121)로부터 발생된 광을 이용하여 모아레 패턴을 생성시키도록 LED 광출력 본체(121)에 결합된 패턴 글라스(123)를 포함할 수 있다. 예컨대, 패턴 LED 조사기(120)는 영사식 모아레 방식을 지원하거나, 모아레 측정 데이터의 3D 형상 구현을 위한 알고리즘 분석에 적합한 하드웨어 또는 후처리 이미지 프로세싱(예: Unwrapping, N-bucket algorithm)에 적합하도록 제작되어 있을 수 있고, 이를 통해서 모아레 측정을 위한 기초 조건 분석(예: 간섭 무늬, 광원 파장 및 세기 등)을 가능케 할 수 있는 장점을 가질 수 있다.As shown in FIG. 3 , the
또한, 패턴 글라스(123)는 라인형태의 슬릿 레이저 광원 기준 위 아래에서 모아레 패턴 사이 간격 7mm, 모아레 패턴 폭 4mm의 복수개로 형성시킬 수 있는 35mm 렌즈일 수 있다.In addition, the patterned
컬러 CCD 카메라(130)는 라인 레이저(110) 또는 패턴 LED 조사기(120)에 대하여 배치각(S3)을 유지하고, 전산 해석 및 화상 전처리를 위한 화상 정보를 촬영하여 제어 유닛(400)에 입력시킬 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.The
컬러 CCD 카메라(130)에는 렌즈부(135)가 더 결합되어 있을 수 있다. 렌즈부(135)는 측정 결과를 쉽게 확인할 수 있는 렌즈 규격을 만족하거나, 더욱 상세하게는 렌즈 규격 16mm 또는 30mm를 가지고 있어서, 촬영 결과값의 오차가 0.2mm 정도로 해당도를 높여 촬상 오차율을 작게 할 수 있는 장점이 있을 수 있다.A
비전 센서(100)용 제 1 케이싱(140), 제 2 케이싱(150), 케이싱 홀더(160)의 재질은 경량화 및 소형화 기술에 적합한 알루미늄 합금 등으로 제작되어 있을 수 있다.The material of the
제 1 케이싱(140), 제 2 케이싱(150), 케이싱 홀더(160)는 알루미늄 합금 프로파일 부재로 만들어질 수 있고, 분해 조립 가능하게 볼트 또는 너트로 조립되어 있을 수 있다.The
제 1 케이싱(140), 제 2 케이싱(150), 케이싱 홀더(160)이 서로 결합되었을 때, 가로(S1) 및 세로(S2) 규격이 250*250 mm일 수 있고, 그 중량도 5kg 이하일 수 있다. 즉, 비교예로서 자동차 부품 검사용 외국산 비전 센서가 460*380 mm, 중량 8kg에 비해서 상대적으로 소형 및 경량화되어 있음을 알 수 있다.When the
그 결과 비전 센서(100)는 앞서 언급한 바와 같이 이송 유닛(200), 장착 로봇(300)에 단수개 또는 복수개로 장착 및 사용이 가능한 장점을 갖는다.As a result, as mentioned above, the
또한, 제 1 케이싱(140)은 라인 레이저(110)와 패턴 LED 조사기(120)에 대한 설치 공간과 지지부를 제공하는 역할을 담당할 수 있다. 여기서, 제 1 케이싱(140)에는 슬릿 레이저 광원의 방출과 패턴 광원의 방출을 각각 수행할 수 있도록 개별적이고 서로 다른 직경을 갖는 개구부(141, 142)가 형성되어 있을 수 있다.In addition, the
또한, 제 2 케이싱(150)은 컬러 CCD 카메라(130)에 대한 설치 공간과 각도조절부(155)를 제공할 수 있다.In addition, the
케이싱 홀더(160)는 제 1 케이싱(140)의 외측면으로부터 수직하게 돌출되고, 앞서 언급한 배치각(S3)에 대응하게 꺾여서 제 2 케이싱(150)의 외측면을 향하여 연장되어서, 제 1 케이싱(140)과 제 2 케이싱(150)의 사이를 서로 연결하는 중곡 박스형 연결 구조물일 수 있다.The
특히, 제 2 케이싱(150)에는 각도조절부(155)를 위하여, 그리고 컬러 CCD 카메라(130)의 회전 중심이 될 수 있도록, 컬러 CCD 카메라(130)에 인접하는 제 2 케이싱(150)의 측판에 형성된 힌지공(156)이 포함될 수 있다.In particular, the
또한, 제 2 케이싱(150)에는 힌지공(156)으로부터 이격 배치되도록, 제 2 케이싱(150)의 측판에 각각 형성된 호형의 각도조절공(157)과, 컬러 CCD 카메라(130)의 설치 각도 변위를 조절하기 위해서 각도조절공(157)을 따라 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되어 컬러 CCD 카메라(130)에 나사 결합되는 고정볼트(158)를 포함할 수 있다. 이를 통해서, 컬러 CCD 카메라(130)는 제 2 케이싱(150)의 내부에 탑재시, 정밀한 탑재 각도를 가질 수 있거나, 필요에 따라 선택적으로 탑재 각도를 가변시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the
이처럼, 비전 센서(100)는 레이저 슬릿 광원인 라인 레이저(110)와, LED 패턴 광원인 패턴 LED 조사기(120), 그리고 이들과 함께 배치된 컬러 CCD 카메라(130)를 포함한 일종의 간격 및 단차 측정 장치일 수 있다.As such, the
비전 센서(100) 및 이에 접속된 제어 유닛(400)은 영상을 취득하여 도어 부품의 높이를 측정 한 후 차체 간격 관리 위치와 비교하여 간격을 산출할 수 있다. 만일, 산출 값이 맞지 않는다면 도어 부품에 대한 회전 값을 유추할 수 있으며, 도어 힌지를 기준으로 회전 시키는 내용은 후술되는 부품 간격 측정 알고리즘 및 도어 장착 보정 알고리즘을 통해 이해될 수 있다. 이들 알고리즘을 적용하여 얻어낸 결과 값은 도어 부품간의 최적의 위치에서의 조립을 위해서 부품 조립용 다관절 로봇 행어에게 전달되고, 조립 각도, 편차 값에 대응한 보정 수치(compensation)를 변경하여 최적의 위치에서 조립이 이루어지는데 사용될 수 있다.The
이를 위해서는 도어 부품(Hemming Panel)의 에지가 정밀하게 검출될 필요가 있다.For this, the edge of the door part (Hemming Panel) needs to be precisely detected.
도 4 내지 도 7은 도 3에 도시된 비전 센서에 의한 도어 부품(Hemming Panel)의 에지를 검출하는 원리를 설명하기 위한 정면도들이다.4 to 7 are front views for explaining the principle of detecting the edge of the door part (Hemming Panel) by the vision sensor shown in FIG. 3 .
도 4 내지 도 7을 참조하면, 도어 부품의 에지는 자동차의 차체와 도어 부품 사이의 간격 및 단차, 또는 도어들 간의 간격 및 단차의 측정을 위해서 다양한 방법으로 선택될 필요가 있다.4 to 7 , the edge of the door part needs to be selected in various ways in order to measure the gap and the step between the vehicle body and the door part, or the gap and the step between the doors.
예컨대, 도어 부품의 에지를 검출하기 위한 방법으로 라인 레이저(110)와 컬러 CCD 카메라(130)간 각도(α, β)의 차이를 이용하여서, 도 4 내지 도 7 및 하기의 [수학식 1]의 식 (1) 내지 (4)와 같은 공식으로 산출될 수 있다.For example, as a method for detecting the edge of a door part, using the difference between the angles (α, β) between the
여기서, ΔZ는 세로(높이) 해상도(mm/pixel)를 의미하고, ΔX는 가로(폭) 해상도(mm/pixel)를 의미하고, α는 수직축(VL)과 컬러 CCD 카메라(130)와의 각도, β는 수직축(VL)과 라인 레이저(110)와의 각도를 의미할 수 있다.Here, ΔZ means vertical (height) resolution (mm/pixel), ΔX means horizontal (width) resolution (mm/pixel), and α is the angle between the vertical axis (VL) and the
즉, 실제 높이값은 결과 픽셀값에 ΔZ값을 곱하면 알 수 있게 된다.That is, the actual height value can be known by multiplying the resulting pixel value by the ΔZ value.
따라서, 앞서 언급한 제어 유닛(400)은 도 4 내지 도 7별 식 (1) 내지 (4)을 순차적으로 계산하여 얻은 값 중에서 정밀도가 높은 결과값을 선택적으로 사용함으로써, 도어 부품의 에지를 더욱 정밀하게 검출할 수 있는 장점을 갖는다.Accordingly, the
도 8는 도 1에 도시된 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치의 부품 간격 측정 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a view for explaining an algorithm for measuring a part spacing of a machine vision device for precision correction and mounting of automobile door parts shown in FIG. 1 .
도 8을 참조하면, 디스플레이 장치에서 보여지는 화상의 기준은 실제 측정을 기준으로 카메라 측정 위치와 동기화가 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 8 , the reference of the image shown on the display device may be synchronized with the camera measurement position based on the actual measurement.
제어 유닛은 컬러 CCD 카메라로 촬영한 화상 정보로부터 도 8의 좌측 포인트들에 관련된 직선 추출을 시작하고 마지막 포인트를 지정할 수 있다. 같은 방식으로, 우측 포인트들에 관련된 직선 추출을 시작하고 역시 마지막 포인트가 지정될 수 있다. 그 결과 좌측 포인트 집합으로 추출된 직선과 우측 포인트 집합으로 추출된 직선이 정의될 수 있다.The control unit may start extracting straight lines related to the left points in Fig. 8 from the image information captured by the color CCD camera and designate the last point. In the same way, the straight line extraction related to the right points can be started and also the last point can be designated. As a result, the straight line extracted as the left point set and the straight line extracted as the right point set can be defined.
또한, 제어 유닛은 화상 정보로부터 기준선과 직교를 이루는 가상의 직선을 정의하고, 그 결과 좌측 갭 측정 기준 포인트가 정해질 수 있고, 그 결과 좌측 갭 측정 기준 포인트(예: 녹색 점) 및 각종 교점(예: 주황색 점, 파랑색 점)을 인식할 수 있다.In addition, the control unit defines an imaginary straight line orthogonal to the reference line from the image information, and as a result, a left gap measurement reference point can be determined, and as a result, a left gap measurement reference point (eg, a green point) and various intersection points ( Example: orange dots, blue dots) can be recognized.
이런 경우 갭 부위에서, 간격(G)은 녹색 점과 주황색 점 사이의 픽셀에 ΔX를 곱한 값으로 산출될 수 있고, 단차(F)는 파랑색 점과 주황색 점 사이의 픽셀에 ΔZ를 곱한 값으로 산출될 수 있다.In this case, in the gap region, the gap (G) can be calculated by multiplying the pixel between the green point and the orange point by ΔX, and the step (F) is the pixel between the blue point and the orange dot multiplied by ΔZ. can be calculated.
도 9는 도 1에 도시된 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치의 도어 장착 보정 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a view for explaining a door mounting correction algorithm of the machine vision device for precision correction and mounting of a door part of an automobile shown in FIG. 1 .
도 9를 참조하면, 차체와 도어 부품 조립 프로세스에 따르면, 먼저 차체 바디(미 도시)는 피딩 컨베이어 장치로 투입되어 지정된 위치에 정지하고, 안착 작업이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 9 , according to the process of assembling a vehicle body and a door component, first, a vehicle body body (not shown) may be put into a feeding conveyor device, stopped at a designated position, and a seating operation may be performed.
도어 부품(11)의 정밀 보정 장착을 위해 다관절 로봇 행어는 도어 파렛트에서 도어 부품(11)을 흡착(예: 고정)한 후 차체 바디쪽으로 이동시키고, 지정된 기본 위치에 올 때 간격 또는 단차의 측정이 비전 센서(100)를 통해 이루어질 수 있다. 측정 결과를 기본 값과 비교한 후, 양품이면 도어 힌지(14, 15) 부품을 볼팅하게 되고 불량이면 3축 방향(X, Y, Z)과 높이 및 회전 방향(T, RL, H) 보정을 한 후 재촬영을 4회 반복 진행을 하게 되며, 그 후에도 불량일 경우 불량 메시지가 생성될 수 있다.For precise calibration of the
촬영된 이미지의 측정 값을 다관절 로봇과 데이터를 통신을 통하여 전달하며, 가중치를 완성차 데이터베이스로 전달하는 과정이 진행될 수 있다.The process of transmitting the measured value of the photographed image with the articulated robot through communication and transferring the weight to the finished vehicle database may be performed.
도어 부품(11)의 조립 품질을 확인하고 그 간격을 보정하되, 도어 장착 보정 알고리즘에 의해서, 차체와 도어 부품(11) 간격에 따른 높이(H), 회전(T) 각도 편차 값의 보정을 하기 위하여 비전 센서에 의한 측정 결과 값을 기준 값과의 차이를 분석하고, 편차 값에 대응하여 도어 부품(11)을 이동시킬 수 있는 수치는 표시될 수 있다.Check the assembly quality of the
더욱 상세하게, 차체 도어 부품 보정 방법은 첫 번째로 도어 부품(11)의 높이를 도 9와 같이 측정 위치의 간격과 측정 위치의 간격을 산출하기 위해 의 간격을 측정하여 측정값과 기준 값의 차이를 산출하며 , 위치의 간격 산출은 [수학식 2]의 식(6), (7)과 같을 수 있다.In more detail, the method for correcting the vehicle body door component first determines the height of the
여기서,?曄兀? 측정 위치의 차체 원점의 높이와 도어 부품(11)의 법선(측정방향)간의 각도, α는 측정 위치의 차체 원점의 높이와 도어 부품(11)의 법선(측정 방향)간의 각도이다.Here, ?曄兀? The angle between the height of the origin of the vehicle body at the measurement position and the normal (measurement direction) of the
그리고, 도어 부품(11)의 높이 값을 산출한 다음 부품의 회전 각도 값을 보정하기 위하여 측정 위치에서의 기준 값과 산출 값의 차이를 계산하고 도어 부품(11)의 회전 시 X, Y 변화량 값(K)으로 나눠준다. 여기서 변화량 값(K)는 [수학식 3]과 같을 수 있다.Then, in order to calculate the height value of the
또한, 높이(H)와 회전 각도(T)의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.In addition, it can be expressed as [Equation 4] of the height (H) and the rotation angle (T).
상부 도어 힌지(14) 이동 후 변화량을 구하는 [수학식 5]와 같을 수 있고, 회전에 의한 변화량은 미미하여 제외될 수 있다.It may be the same as [Equation 5] to obtain the amount of change after moving the
하부 도어 힌지(15) 이동 후 변화량을 구하는 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다.It can be expressed as [Equation 6] to obtain the amount of change after the
이렇게, 자동차 차체 부품 간의 위치 보정을 위해서는 다관절 로봇과 측정 장치간의 데이터 통신이 필요하며 4 포인트의 위치에 따라 X, Y, Z, 각도를 추측하여 최적의 위치로 이동하는 데이터 값을 전송하게 된다.In this way, data communication between the articulated robot and the measuring device is required to correct the position between the car body parts, and the X, Y, Z, and angle are estimated according to the position of the four points and the data value that moves to the optimal position is transmitted. .
위치 보정은 1차로 자동차 차체의 기준 포인트를 측정한 후 도어 부품(1)을 측정하고 기준 위치 포인트를 설정하고 도어 부품과 차체, 그리고 일측 도어 부품과 타측 도어 부품과의 간격을 측정한 후, 도어 장착 보정 알고리즘을 적용하여 최적의 위치가 될 수 있도록 데이터 값을 전송하게 된다.Position compensation is performed by first measuring the reference point of the vehicle body, then measuring the door part (1), setting the reference position point, measuring the distance between the door part and the body, and one door part and the other door part, and then The data value is transmitted so that the optimal position can be obtained by applying the mounting correction algorithm.
즉, 도어 부품(11)의 심미성 높은 위치는 비전 센서로 획득한 간격 측정 데이터 값을 이용하여 도어 위치 보정 시뮬레이션 프로그램을 통해 산출될 수 있다. 보정 결과 값은 도어 및 차제 상태 등을 실제 현장상황과 유사하게 안착시킨 후 이를 측정한 데이터 값을 활용하여 시뮬레이션 후 검증될 수 있다.That is, the high esthetic position of the
예컨대, 보정량 산출은 H 방향 보정, 회전 보정, T 방향 보정 순서로 산출된다. [표 1]은 H 방향에 대한 우선 보정을 실시한 결과로서, 가 0.4145로 기준 값인 0.1mm(100um)를 초과하므로 회전보정을 수행한다.For example, the correction amount is calculated in the order of H-direction correction, rotational correction, and T-direction correction. [Table 1] shows the results of preferential correction in the H direction, is 0.4145, which exceeds the reference value of 0.1mm (100um), so rotation compensation is performed.
이후 T 방향 보정을 수행하며 가 양수일 경우 -T 방향으로, 음수일 경우 +T 방향으로 이동한다. 그 결과 최종적으로 차체 바디와 도어 부품(11) 사이의 간격의 보정값은 [표 2]와 같이 구해질 수 있다.After that, T-direction correction is performed. If is positive, it moves in the -T direction, and if it is negative, it moves in the +T direction. As a result, the correction value of the distance between the vehicle body body and the
아울러 위에 상세히 설명한 본 발명에 따른 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치는 외국기업 중심의 업계 구성으로 인한 글로벌 대기업과의 경쟁 한계를 극복하면서, 자동차 부품 조립 로봇 수요와 공급의 연계를 가능케 하면서, 기존 국내 로봇에 탑재 및 연동될 수 있는 장치로서, 글로벌 경쟁력 확보, 원가절감 및 신뢰성 제고, 국내 센서 기술 인프라를 통한 기술 발전 및 생태계 조성에 크게 기여할 수 있는 장점이 있다.In addition, the machine vision device for precision correction and mounting of automobile door parts according to the present invention described in detail above overcomes the competition limit with global large companies due to the industry configuration centered on foreign companies, while enabling the linkage between supply and demand for automobile parts assembly robots. , as a device that can be mounted and interlocked with existing domestic robots, it has the advantages of securing global competitiveness, reducing costs and enhancing reliability, and greatly contributing to technological development and ecosystem creation through domestic sensor technology infrastructure.
100: 비전 센서 110: 라인 레이저
120: 패턴 LED 조사기 130: 컬러 CCD 카메라
140: 제 1 케이싱 150: 제 2 케이싱
160: 케이싱 홀더 200: 이송 유닛
300: 장착 로봇 400: 제어 유닛100: vision sensor 110: line laser
120: pattern LED irradiator 130: color CCD camera
140: first casing 150: second casing
160: casing holder 200: transfer unit
300: mounting robot 400: control unit
Claims (6)
상기 측정 데이터 값을 상기 갭 부위별로 생성하도록 상기 비전 센서를 직선 왕복 이동 또는 회전 이동시키는 이송 유닛;
상기 부품을 상기 차체의 장착 위치에 결합시키는 장착 로봇; 및
상기 갭 부위 중에서 선택된 기준 위치의 갭 부위를 기반으로 검출한 기준 값과 상기 측정 데이터 값의 차이를 도어 장착 보정 알고리즘으로 분석하고 편차 값에 대응하게 상기 부품을 이동시킬 수 있는 수치를 상기 장착 로봇에 전송하는 제어 유닛;을 포함하는 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치.It is disposed toward the gap between the part and the other parts or the gap between the part and the body so that a panel-type part that maintains a gap with respect to the car door part or the car body can be precisely mounted on the car body. , a vision sensor for generating a measurement data value by detecting a gap and a step for each hemming edge of the gap portion using an arrangement angle between the slit laser optical axis and the camera optical axis using a part spacing measurement algorithm;
a transfer unit for linearly reciprocating or rotationally moving the vision sensor to generate the measured data value for each gap portion;
a mounting robot for coupling the part to a mounting position of the vehicle body; and
The difference between the reference value detected based on the gap portion of the selected reference position among the gap portions and the measured data value is analyzed by a door mounting correction algorithm, and a numerical value capable of moving the part corresponding to the deviation value is provided to the installation robot. A control unit for transmitting; a machine vision device for precision calibration of automotive door parts comprising a.
상기 비전 센서는 상기 갭 부위를 향하여 라인형태의 슬릿 레이저 광원을 조사하는 라인 레이저;
상기 라인 레이저에 평행하게 배치되고 상기 슬릿 레이저 광원에 대하여 대비되는 색상의 패턴 광원을 상기 갭 부위를 향하여 조사하는 패턴 LED 조사기;
상기 라인 레이저 또는 상기 패턴 LED 조사기에 대하여 상기 배치각을 유지하는 컬러 CCD 카메라;
상기 라인 레이저와 상기 패턴 LED 조사기에 대한 설치 공간과 지지부를 제공하는 제 1 케이싱;
상기 컬러 CCD 카메라에 대한 설치 공간과 각도조절부를 제공하는 제 2 케이싱; 및
상기 제 1 케이싱의 외측면으로부터 수직하게 돌출되고, 상기 배치각에 대응하게 꺾여서 상기 제 2 케이싱의 외측면을 향하여 연장되어서, 상기 제 1 케이싱과 상기 제 2 케이싱의 사이를 서로 연결하는 중곡 박스형 케이싱 홀더;를 포함하는 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치.The method of claim 1,
The vision sensor may include: a line laser irradiating a line-shaped slit laser light source toward the gap portion;
a pattern LED irradiator disposed parallel to the line laser and irradiating a pattern light source of a color contrasting with the slit laser light source toward the gap portion;
a color CCD camera for maintaining the placement angle with respect to the line laser or the patterned LED irradiator;
a first casing providing an installation space and a support for the line laser and the pattern LED irradiator;
a second casing providing an installation space and an angle adjustment unit for the color CCD camera; and
A box-shaped casing that vertically protrudes from the outer surface of the first casing and extends toward the outer surface of the second casing by being bent to correspond to the arrangement angle, thereby connecting the first casing and the second casing to each other. A machine vision device for precision calibration mounting of automotive door parts, including a holder.
상기 라인 레이저는
상기 부품의 측정 공간에서의 조명 간섭을 고려하도록 레드(R: red), 그린(G: green), 블루(B: blue) 파형의 레이저 소자의 광결합을 통하여, 상기 라인형태의 슬릿 레이저 광원이 RGB 영역에서 상대적으로 파장 영역이 높은 640nm의 레드색상을 가지고 있고, 상기 슬릿 레이저 광원의 끝단에서 광펼침각 20°로 넓어지는 라인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치.3. The method of claim 2,
The line laser
Through optical coupling of laser elements of red (R: red), green (G: green), and blue (B: blue) waveforms to consider the illumination interference in the measurement space of the part, the line-type slit laser light source is Machine vision for precision correction mounting of automobile door parts, characterized in that it has a red color of 640 nm, which has a relatively high wavelength in the RGB region, and has a line shape that is widened by a light spread angle of 20° at the end of the slit laser light source Device.
상기 패턴 LED 조사기는 460㎚ 블루 파장의 LED 광출력 본체;
상기 LED 광출력 본체를 상기 제 1 케이싱의 내부에 결합시키기 위한 어댑터; 및
상기 LED 광출력 본체로부터 발생된 광을 이용하여 모아레 패턴을 생성시키도록 상기 LED 광출력 본체에 결합된 패턴 글라스;를 포함하는 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치.3. The method of claim 2,
The pattern LED irradiator is a 460nm blue wavelength LED light output body;
an adapter for coupling the LED light output body to the inside of the first casing; and
and a pattern glass coupled to the LED light output body to generate a moiré pattern using the light generated from the LED light output body.
상기 패턴 글라스는 상기 라인형태의 슬릿 레이저 광원 기준 위 아래에서 모아레 패턴 사이 간격 7mm, 모아레 패턴 폭 4mm의 복수개로 형성시킬 수 있는 35mm 렌즈인 것을 특징으로 하는 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치.5. The method of claim 4,
The patterned glass is a 35mm lens capable of forming a plurality of moiré patterns with an interval of 7mm and a moiré pattern width of 4mm above and below the line-shaped slit laser light source. .
상기 제 2 케이싱은,
상기 컬러 CCD 카메라의 회전 중심이 될 수 있도록, 상기 컬러 CCD 카메라에 인접하는 상기 제 2 케이싱의 측판에 형성된 힌지공;
상기 힌지공으로부터 이격 배치되도록 상기 측판에 각각 형성된 호형의 각도조절공; 및
상기 컬러 CCD 카메라의 설치 각도 변위를 조절하기 위해서 상기 각도조절공을 따라 슬라이딩 가능하게 삽입되어 상기 컬러 CCD 카메라에 나사 결합되는 고정볼트;를 포함하는 자동차 도어 부품의 정밀 보정 장착용 머신 비전 장치.3. The method of claim 2,
The second casing,
a hinge hole formed in a side plate of the second casing adjacent to the color CCD camera so as to be a rotation center of the color CCD camera;
an arc-shaped angle adjusting hole formed on the side plate to be spaced apart from the hinge hole; and
and a fixing bolt that is slidably inserted along the angle adjustment hole to adjust the installation angle displacement of the color CCD camera and is screw-coupled to the color CCD camera.
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CN115265414A (en) * | 2022-07-15 | 2022-11-01 | 广西公路检测有限公司 | Device and method for detecting straightness of longitudinal and transverse seams of cement concrete pavement |
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