KR20230165415A - 용접 비드의 자동화 검사 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용접 비드의 자동화 검사 장치 및 방법에 관한 것으로, 용접 비드를 검사하기 위해 스캐닝하는 장치에서, 용접 비드를 따라 이동 가능하도록 설치된 동작부; 비드의 전체 경로를 촬영하여 경로 이미지를 획득하는 이미지 촬영부; 비드 검사를 위해 라인 레이저를 조사 및 수신하여 비드 검사를 위한 스캐닝 이미지를 획득하는 이미지 스캐닝부;와, 경로 이미지를 분석하여 비드 경로의 형상에 따라 스캐닝할 부위의 분할, 갯수, 위치, 스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 스캐닝 조건에 대한 경로 데이터를 생성하고, 스캐닝 이미지를 분석하여 재스캐닝할 부위의 분할, 갯수, 위치, 재스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 재스캐닝 조건에 대한 재경로 데이터를 생성하는 제어부;를 포함하여 이루어짐으로써, 종래의 수작업으로 수행되었던 스캐닝 작업이 동작부, 즉 로봇팔을 이용한 자동화 작업이 수행될 수 있도록 한 것이다.
Description
본 발명은 용접 비드 검사에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비드의 경로를 따라 이미지 스캐닝부가 이동하면서 비드의 이미지를 획득하기 위해 비드의 경로가 미리 수신되고, 이미지 스캐닝부가 장착된 이동부의 이동 경로, 이동 방향, 이동 횟수, 이동 위치 등의 데이터가 생성되며, 이 데이터에 의해 이동부가 이동하도록 된 용접 비드의 자동화 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 용접은 자동차, 선박, 기계 등의 산업 분야에서 금속재료를 접합하는 데에 사용되는 가장 대표적인 방법으로서, 같은 종류 또는 다른 종류의 금속재료에 열과 압력을 가하여 피용접물 사이에 직접 결합이 이루어지도록 하는 접합 방법일 수 있다.
가장 일반적인 용접법으로는 모재와 피복용접봉 사이에 전압을 걸어서 이때 발생하는 아크의 열로 용접을 하는 아크 용접법이 있으며, 이는 피복금속아크용접, 서브머지드아크용접, 비활성기체용접 등으로 세분될 수 있다.
또, 가스의 연소열로 용접부의 금속을 녹이는 용접법으로서 산소-아세틸렌 용접과 같은 가스 용접법, 접합부에 큰 전류를 단시간에 흘려보내어 접촉부의 저항발열에 의해 이 부분을 국부적으로 녹여서 용접하는 점용접, 프로젝션용접, 초음파용접, 마찰용접과 같은 가스 용접법, 그리고 최근에 용접기술이 급속도로 발전하면서 새롭게 등장한 용접법으로서 전자빔용접·레이저용접과 같은 고에너지 밀도 용접법인 특수 용접법 등이 있을 수 있다.
이러한 용접법의 적용시 피용접부의 용착 부분에는 띠모양으로 볼록하게 용접 비드(welding beads)가 형성되고, 이 비드는 용접봉의 운용 방법(운봉법)에 따라 C자형 또는 톱니형의 연속적으로 형성되며, 운봉의 폭에 따라 용접 비드의 폭도 결정이 될 수 있다.
이 용접 비드의 올바른 형성은 용접부의 용접 강도와 미관상 매우 중요한데, 용접 비드가 불균일하거나 잔류 용접 비드가 존재할 경우 용접부의 용접 강도에 악영향을 미칠 수 있다.
따라서, 용접 작업을 마친 후에는 용접한 부위의 품질을 검사하기 위해 비드가 형성된 용접부 검사가 수반될 수 있다. 용접부의 검사 방법 중 용접부의 비파괴시험에는 육안 검사(visual testing)이나 누설 검사(leak testing) 등이 있고, 이와 더불어 3D 카메라를 이용한 검사 방식이 있을 수 있다. 이 3D 카메라의 검사 방식으로는 스테레오 비전을 이용한 검사 방식과 레이저를 이용한 라인 스캔(line scan) 검사 방식이 있다.
여기서, 레이저를 이용한 라인 스캔 검사 방식은 비드의 경로를 따라 이동할 수 있도록 설치된 로봇팔, 이 로봇팔에 장착되어 비드에 레이저를 조사하여 스캐닝하도록 설치된 스캐닝 모듈을 포함하는 스캔 검사 장치에 의해 수행될 수 있다.
따라서, 스캐닝 모듈이 비드 경로를 따라 이동하면서 비드를 스캐닝하여 이미지를 획득할 수 있다.
그러나 현재 레이저를 이용하여 비드를 스캔하는 작업이 전적으로 수작업으로 이루어지고 있기 때문에 비드를 스캔하기 위한 사전 작업 즉, 스캔할 비드의 위치, 방향, 순서, 횟수 등을 분석 및 판단하기 위한 작업이 요구되고, 이로 인해 작업 시간이 길어지면서 초보자보다는 숙련공이 요구되며, 균일한 비드의 이미지를 얻기 어렵다 문제점이 있다.
상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 용접 비드의 전체 경로를 파악하기 위해 촬영하거나 비드를 스캐닝하여 이미지들을 획득하고, 각 이미지를 분석하여 비드의 스캔 경로 분할, 분할된 경로에 대한 스캔 순서, 스캔 방향 및 횟수 등의 데이터가 생성되며, 이 데이터에 의해 동작부와 함께 이미지 스캐닝부가 이동하면서 비드를 스캐닝하도록 된 용접 비드의 자동화 검사 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 용접 비드의 자동화 검사 장치는 용접 비드를 검사하기 위해 스캐닝하는 장치에서, 용접 비드를 따라 이동 가능하도록 설치된 동작부; 비드의 전체 경로를 촬영하여 경로 이미지를 획득하는 이미지 촬영부; 비드 검사를 위해 라인 레이저를 조사 및 수신하여 비드 검사를 위한 스캐닝 이미지를 획득하는 이미지 스캐닝부;와, 경로 이미지를 분석하여 비드 경로의 형상에 따라 스캐닝할 부위의 분할, 갯수, 위치, 스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 스캐닝 조건에 대한 경로 데이터를 생성하고, 스캐닝 이미지를 분석하여 재스캐닝할 부위의 분할, 갯수, 위치, 재스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 재스캐닝 조건에 대한 재경로 데이터를 생성하는 제어부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 제어부는 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 근거로 발생한 제어부의 제어신호에 의해 동작부의 이동과, 이미지 촬영부 또는 이미지 스캐닝부의 분할 촬영 및 스캐닝 작동을 제어할 수 있다.
한편, 동작부는 로봇팔일 수 있다.
또한, 동작부에는 용접장치, 이미지 촬영부와, 이미지 스캐닝부 중 적어도 하나가 장착될 수 있다.
그리고 경로 이미지 또는 스캐닝 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부; 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 제어부에 입력하는 외부 입력부;와, 경로 이미지, 스캐닝 이미지, 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 저장하는 저장부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 용접 비드의 자동화 검사 방법은 용접 비드를 검사하기 위해 스캐닝하는 방법에서, 비드의 전체 경로를 촬영하여 경로 이미지를 획득하는 제10단계(S10); 경로 이미지를 분석하여 비드 경로의 형상에 따라 스캐닝할 부위의 분할 여부, 갯수, 위치, 스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 스캐닝 조건에 대한 경로 데이터를 생성하는 제20단계(S20); 경로 데이터를 근거로 비드를 스캐닝하여 스캐닝 이미지를 획득하는 제30단계(S30); 스캐닝 이미지를 분석하여 보완할 부위를 판단하고, 보완할 부위가 없으면 종료하는 제40단계(S40); 스캐닝 이미지를 분석하여 보완할 부위가 있으면 재스캐닝할 부위의 분할, 갯수, 위치, 재스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 재스캐닝 조건에 대한 재경로 데이터를 생성하는 제40단계(S50); 재경로 데이터를 근거로 비드를 재스캐닝하여 후속 스캐닝 이미지를 획득하고, 제30단계(S30)의 이전 스캐닝 이미지와 후속 스캐닝 이미지를 중첩 및 보정하여 보정 스캐닝 이미지를 획득하는 제50단계(S50);와, 보정 스캐닝 이미지를 분석하기 위해 제40단계(S40)로 회귀하는 제60단계(S60);를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 제60단계(S60) 이후 제40단계(S40)에서 보완할 부위가 없으면 종료하고, 보완할 부위가 있으면 제40단계(S50) 내지 제60단계(S60)가 반복될 수 있다.
그리고 제20단계(S20)와 제40단계(S40)에서 경로 이미지 또는 스캐닝 이미지 또는 후속 스캐닝 이미지 또는 보정 스캐닝 이미지를 제어부가 분석하여 경로 데이터 또는 재경로 데이터가 생성되거나, 디스플레이된 이미지를 보고 작업자가 보고 작업자가 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 제어부에 입력할 수 있다.
전술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 비드 검사를 위한 스캐닝 이전에 스캐닝을 위한 경로 데이터를 미리 생성하고, 이 경로 데이터를 근거로 스캐닝이 이루어짐으로써, 종래의 수작업으로 수행되었던 스캐닝 작업이 동작부, 즉 로봇팔을 이용한 자동화 작업이 수행될 수 있는 효과가 있다.
그리고 스캐닝 이후 비드 검사를 위해 획득한 이미지를 분석하여 필요시 재스캐닝을 위한 재경로 데이터를 생성함으로써, 비드 검사를 위한 완벽한 이미지 획득이 가능할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용접 비드의 자동화 검사 장치가 개략적으로 도시된 구성도이다.
도 2 내지 도 5는 다양한 용접 비드의 경로가 도시된 예시도이다.
도 6은 도 1의 검사 장치를 이용하한 용접 비드의 자동화 검사 방법이 도시된 공정도이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용접 비드의 자동화 검사 장치가 개략적으로 도시된 구성도이다.
도 2 내지 도 5는 다양한 용접 비드의 경로가 도시된 예시도이다.
도 6은 도 1의 검사 장치를 이용하한 용접 비드의 자동화 검사 방법이 도시된 공정도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 또한, 다양한 실시 예에서 언급된 구성들 중 각 실시 예에서 상호 유사한 구성 및 관련 구성은 대체 또는 교체되거나 추가될 수 있다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
<구성>
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용접 비드의 자동화 검사 장치는 동작부(100), 이미지 촬영부(200), 이미지 스캐닝부(300), 제어부(400), 디스플레이부(500), 외부 입력부(600)와 저장부(700)를 포함할 수 있다.
먼저, 동작부(100)는 용접 경로를 따라 이동하도록 설치될 수 있다. 이를 위해 동작부(100)는 제어부(400)의 제어신호에 따라 이동하고, 용접을 하거나 용접 후의 비드(B)를 스캔하도록 이동할 수 있고, 일례로 로봇팔일 수 있다. 이때, 동작부(100)에는 용접을 위한 용접 장치가 설치고, 비드(B)를 촬영 및 스캔하기 위한 이미지 촬영부(200)와 이미지 스캐닝부(300)가 설치될 수도 있다. 이외에 동작부(100)에는 이미지 촬영부(200)와 이미지 스캐닝부(300)만 설치되고, 용접 장치는 별도의 장치에 설치될 수 있다. 또, 동작부(100)에는 이미지 스캐닝부(300)만 설치되고, 이미지 촬영부(200)는 별도의 장치에 설치되거나 작업자가 파지할 수도 있다. 그리고 동작부(100)는 제어부(400)에서 생성된 경로 데이터 또는 재경로 데이터 또는 외부 입력부(600)에서 입력된 경로 데이터에 의한 제어신호를 따라 이동될 수 있고, 이에 대한 설명은 후술한다.
다음으로, 이미지 촬영부(200)는 비드(B) 검사를 위한 이미지 스캐닝부(300)의 경로를 미리 설정하기 위해 비드(B)의 전체 경로를 촬영하여 경로 이미지를 획득할 수 있다. 이 이미지 촬영부(200)는 동작부(100)에 장착되어 이동하고, 용접 비드(B)의 성형 범위가 좁으면 1장의 이미지로 획득하거나, 넓으면 부위별로 분할하여 다수의 이미지를 획득할 수 있다. 이렇게 획득한 경로 이미지는 조합 및 분석하여 경로 데이터가 생성되도록 제어부(400)로 송신될 수 있다. 또, 이미지 촬영부(200)는 용접 후의 비드(B)를 촬영하기 위해 영상 장비인 CCD 카메라를 구비하고, 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. 그리고 이미지 촬영부(200)는 경로 이미지의 판독에 문제가 없도록 640×480 이상의 해상도를 가지고, 다양한 방향 및 위치의 비드(B)를 촬영하기 위해 360°회전 및 90° 틸팅이 가능하도록 동작부(100)에 설치될 수 있다. 이외에 경로 이미지는 작업자가 CCD 카메라를 직접 들고 비드(B)의 전체 경로를 촬영하여 획득할 수도 있다.
다음으로, 이미지 스캐닝부(300)는 비드(B) 검사를 위한 스캐닝 이미지를 획득하기 위해 라인 레이저를 조사 및 수신하도록 구성될 수 있다. 이 이미지 스캐닝부(300)는 동작부(100)에 장착되고, 동작부(100)의 이동과 함께 반응하여 비드(B)를 스캐닝할 수 있다. 즉, 이미지 스캐닝부(300)는 제어부(400)에서 생성된 경로 데이터에 의해 동작부(100)와 함께 이동하면서 비드(B)의 스캐닝 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 이미지 스캐닝부(300)는 제어부(400)에서 생성된 재경로 데이터에 의해 동작부(100)와 함께 재이동하면서 비드(B)의 보정 스캐닝 이미지를 추가 획득할 수 있으며 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
다음으로, 제어부(400)는 이미지 촬영부(200)의 경로 이미지를 수신하고, 이를 바탕으로 검색할 비드(B)의 경로를 분석하고, 이미지 스캐닝부(300)로 비드(B)를 스캐닝하기 위한 최적의 경로 데이터를 생성할 수 있다.
여기서, 경로 분석 및 경로 데이터 생성은 일례로, 도 2와 도 3에서처럼 모재와 피부착물이 맞대어진 후 용접되어 비드(B)의 성형 부위가 단절없는 일직선인 경로 이미지를 분석하고, 동작부(100)가 일직선으로 일방향, 1회로 이동되도록 하는 경로 데이터가 생성될 수 있다. 이 경로 데이터를 근거로 하는 제어신호에 의해 동작부(100)가 이동하고, 이미지 스캐닝부(300)도 연속으로 라인 레이저가 방출 및 수신하여 스캐닝 이미지를 획득할 수 있다.
다른 예로 도 4에서처럼 비드(B)의 성형 부위가 연속되면서 평면상 좌우로 직선 또는 곡선으로 굴절된 경로 이미지를 분석하고, 동작부(100)가 일방향으로 이동한 후 굴절되어 다시 이동하거나, 일방향이면서 곡선으로 이동되도록 하는 경로 데이터를 생성할 수 있다. 이 경로 데이터를 근거로 하는 제어신호에 의해 동작부(100)가 이동하고, 이미지 스캐닝부(300)도 연속으로 라인 레이저가 방출 및 수신하여 스캐닝 이미지를 획득할 수 있다.
다른 예로, 도 5에서처럼 비드(B)의 성형부위가 중간의 볼록한 부위로 인해 단절된 경로 이미지를 분석하고, 동작부(100)가 일방향으로 이동되도록 하는 경로 데이터를 생성할 수 있다, 이 경로 데이터를 근거로 하는 제어신호에 의해 동작부(100)기 이동하고, 비드(B)가 성형된 부위에서만 이미지 스캐닝부(300)가 작동되도록 하며, 비드(B)가 성형되지 않은 부위를 지날 때 이미지 스캐닝부(300)의 작동이 중지되도록 하여 비드(B)의 스캐닝 이미지만 획득할 수 있다.
또 다른 예로, 모재와 피부착물이 용접된 형태가 'T'자 형상이고, 피부착물에 의해 단절되어 좌측 부위의 '┓', 우측 부위의 '┏' 으로 나뉘어 비드(B)가 성형된 경로 이미지를 분석할 수 있다. 이 경우, 동작부(100)의 이동을 좌측 부위와 우측 부위로 분할하고, 봐측 부위를 먼저 스캐닝한 후 우측 부위를 스캐닝하도록 경로 데이터를 생성할 수 있다. 또, 좌측 부위의 스캐닝 방향은 좌에서 우방향 이후 상에서 하방향으로, 우측 부위의 스캐닝 방향은 우에서 좌 방향 이후 상에서 하방향으로 이동하도록 경로 데이터를 생성할 수 있다. 또, 좌측 부위의 스캐닝이 완료된 후 우측 부위의 스캐닝이 시작되기 전까지 이미지 스캐닝부(300)의 작동이 중지되도록 제어되어 비드(B)의 스캐닝 이미지만 획득할 수 있다.
이외에도, 'T'자 형상의 비드(B) 부위를 상부와 하부로 분할하고, 좌에서 우방향으로 스캐닝한 후, 상에서 하방향으로 스캐닝하도록 경로 데이터를 설정할 수 있다. 물론, 좌우 방향의 비드(B)가 단절된 부위의 스캐닝을 중지하고, 좌우 스캐닝 후 상하 스캐닝 전까지 스캐닝을 중지하도록 제어할 수 있다. 이러한 상기된 좌우 분할 또는 상하 분할은 최단의 스캐닝 길이 및 시간 등을 고려하여 선택될 수 있다.
이처럼, 이미지 분석 및 경로 데이터 생성은 비드(B)가 형성된 전체 부위가 포함된 경로 이미지를 분석함으로써, 몇 개로 분할하고, 어느 방향으로 스캐닝을 하며, 몇 번 스캐닝을 할 것인지에 대한 경로 데이터를 생성할 수 있다.
한편, 제어부(400)는 스캐닝된 비드(B)의 스캐닝 이미지를 분석하고, 보완할 부위 또는 불량 부위 등을 포함하여 다시 스캐닝할 보정부위를 선정하고, 스캐닝 방향 및 횟수 등을 포함한 재경로 데이터를 생성하며, 동작부(100)와 이미지 스캐닝부(300)를 작동시켜 후속 스캐닝 이미지를 획득하도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 경로 데이터에 의해 획득한 이전 스캐닝 이미지에서 보정할 부위에 재경로 데이터에 의해 획득한 후속 스캐닝 이미지를 중첩시켜 보정함으로써, 보정 스캐닝 이미지를 생성할 수 있다.
요약하면, 제어부(400)는 경로 이미지를 분석하여 경로 데이터를 생성한 후 동작부(100)와 이미지 스캐닝부(300)의 작동을 제어하여 스캐닝 이미지를 획득할 수 있다. 추가로 이미지 스캐닝부(300)에서 수신한 스캐닝 이미지를 분석하고, 보완하거나 불량한 일부위에 대해 재경로 데이터를 생성한 후, 동작부(100)와 이미지 스캐닝부(300)의 재작동을 제어하여 후속 스캐닝 이미지를 획득할 수 있다. 이후, 이전 스캐닝이미지에 후속 스캐닝 이미지를 보정하여 보정 스캐닝 이미지를 생성할 수 있다.
다음으로, 디스플레이부(500)는 이미지 촬영부(200)에서 획득한 경로 이미지, 이미지 스캐닝부(300)에서 획득한 스캐닝 이미지 또는, 이전 스캐닝이미지, 후속 스캐닝 이미지 및 보정 스캐닝 이미지 등을 포함한 모든 이미지를 화상 처리할 수 있다. 물론, 제어부(400)의 제어에 의해 작동될 수 있다.
다음으로, 외부 입력부(600)는 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 작업자가 직접 입력하도록 구성될 수 있다. 일례로, 디스플레이부(500)에 화상 처리된 스캐닝 이미지 또는 이전 스캐닝이미지 또는 후속 스캐닝 이미지를 작업자가 확인하고, 보완할 부위에 대해 최적의 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 제어부(400)에 입력할 수 있다.
끝으로, 저장부(700)는 이미지 촬영부(200)에서 획득한 경로 이미지, 이 경로 이미지를 분석하여 획득한 경로 데이터, 이미지 스캐닝부(300)에서 획득한 스캐닝 이미지 또는 이전 스캐닝이미지, 이 스캐닝 이미지를 분석하여 획득한 재경로 데이터와, 이미지 스캐닝부(300)에서 재획득한 후속 스캐닝 이미지, 이전 스캐닝 이미지와 후속 스캐닝 이미지가 보정되어 생성된 보정 스캐닝 이미지와, 최종적으로 선정된 최종 스캐닝 이미지를 저장할 수 있다.
<방법>
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용접 비드(B)의 자동화 검사 방법은 먼저, 용접 비드(B)의 저네 경로를 촬영하여 경로 이미지를 획득한다(S10). 용접으로 성형된 비드(B)에 대한 검사를 진행하기 위해 먼저 비드(B)가 생성된 전체 부위를 이미지 촬영부(200)에서 촬영할 수 있다. 비드(B)의 생성 부위가 좁은 경우 1장의 이미지로 획득할 수 있고, 넓은 경우 여러 장의 이미지로 획득한 후 상호 병합할 수도 있다. 이 경로 이미지는 작업자가 확인할 수 있도록 디스플레이되고, 저장될 수 있다.
다음으로, 경로 이미지를 분석하여 경로 데이터를 생성한다(S20). 획득한 경로 이미지를 분석하고, 스캐닝할 부위의 분할 여부, 스캐닝할 위치, 방향과, 스캐닝할 부위의 분할에 따른 횟수 등을 포함한 스캐닝 조건에 대한 경로 데이터를 생성할 수 있다. 이러한 경로 데이터는 제어부(400)에서 생성되거나 작업자가 디스플레이된 경로 이미지를 보고 설정한 후 외부 입력부(600)를 통해 경로 데이터를 제어부(400)에 입력할 수 있다.
일례로, 도 5에서처럼 수평부위, 수직 부위, 단절 부위 등의 위치, 분할 개수, 스캐닝 위치 및 횟수, 스캐닝 방향 등에 대한 세부 사항에 대한 데이터를 생성할 수 있다. 도 2 내지 도 5에 도시된 경로 이미지에 대한 분석 및 경로 데이터 생성은 상술되어 있으므로 갈음한다.
다음으로, 비드(B)를 스캐닝하여 스캐닝 이미지를 획득한다(S30). 생성된 경로 데이터를 근거로 제어부(400)에서 발생한 제어신호에 의해 동작부(100)가 이동하게 되고, 이 동작부(100)와 더불어 이미지 스캐닝부(300)에서 비드(B)를 스캐닝할 수 있다. 이미지 스캐닝부(300)에서는 라인 레이저를 조사 및 수신하여 스캐닝 이미지를 획득하고, 이 스캐닝 이미지는 제어부(400)를 거쳐 디스플레이 되거나 저장될 수 있다.
다음으로, 스캐닝 이미지를 분석하여 보완할 부위를 판단하고, 보완할 부위가 없으면 종료한다(S40). 획득한 스캔닝 이미지를 분석하고, 해상도가 낮거나 흐리거나 누락되는 등의 불량한 부위 또는 보완할 부위가 있는지를 보고, 없으면 최종 스캐닝 이미지로 확정하여 저장부(700)에 저장할 수 있다. 이때, 제어부(400)에서 스캐닝 이미지를 분석하거나, 작업자가 디스플레이부(500)에 화상 처리된 스캐닝 이미지를 분석할 수 있다.
다음으로, 보완할 부위가 있으면 재경로 데이터를 생성한다(S60). 스캐닝 이미지를 분석하여 불량한 부위 또는 보완할 부위가 있으면 재스캐닝할 부위의 개수 및 위치, 스캐닝할 방향 등을 포함한 재스캐닝 조건에 대한 재경로 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 제어부(400)에서 재경로 데이터를 생성하거나, 작업자가 디스플레이부(500)에서 화상 처리된 스캐닝 이미지를 보고 보완할 부위를 판단 및 선정한 후 외부 입력부(600)를 통해 재경로 데이터를 제어부(400)에 입력할 수 있다.
다음으로, 비드(B)를 재스캐닝하여 후속 스캐닝 이미지를 획득하고, 단계(S30)에서 획득한 이전 스캐닝 이미지와 후속 스캐닝 이미지를 중첩 및 보정한다(S50). 재경로 데이터를 근거로 제어부(400)에서 발생한 제어신호에 의해 동작부(100)가 이동하게 되고, 이 동작부(100)와 더불어 이미지 스캐닝부(300)에서 비드(B)를 스캐닝하여 후속 스캐닝 이미지를 획득할 수 있다. 이후, 단계(S20)에서 획득한 이전 스캐닝 이미지와 현 단계에서 획득한 후속 스캐닝 이미지를 중첩시켜 보정하여 보정 스캐닝 이미지를 획득할 수 있다.
끝으로, 보정 스캐닝 이미지를 분석하기 위해 단계(S40)으로 회귀한다. (S60). 획득한 보정 스캐닝 이미지를 분석하고, 해상도가 낮거나 보정 부위가 흐리거나 누락되는 등의 불량한 부위 또는 보완할 부위가 있는지를 보고, 없으면 최종 스캐닝 이미지로 확정하여 저장부()에 저장할 수 있다. 또, 있으면 단계(S50)와 단계(S60)의 공정이 수행될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100:동작부
200:이미지 촬영부
300:이미지 스캐닝부
400:제어부
500:디스플레이부
600:외부 입력부
700:저장부
B:비드.
200:이미지 촬영부
300:이미지 스캐닝부
400:제어부
500:디스플레이부
600:외부 입력부
700:저장부
B:비드.
Claims (5)
- 용접 비드(B)를 검사하기 위해 스캐닝하는 장치에서,
용접 비드(B)를 따라 이동 가능하도록 설치된 동작부(100);
상기 비드(B)의 전체 경로를 촬영하여 경로 이미지를 획득하는 이미지 촬영부(200);
상기 비드(B) 검사를 위해 라인 레이저를 조사 및 수신하여 비드(B) 검사를 위한 스캐닝 이미지를 획득하는 이미지 스캐닝부(300);와
상기 경로 이미지를 분석하여 비드(B) 경로의 형상에 따라 스캐닝할 부위의 분할, 갯수, 위치, 스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 스캐닝 조건에 대한 경로 데이터를 생성하고, 상기 스캐닝 이미지를 분석하여 재스캐닝할 부위의 분할, 갯수, 위치, 재스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 재스캐닝 조건에 대한 재경로 데이터를 생성하는 제어부(400);를 포함하고,
상기 제어부(400)는 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 근거로 발생한 제어부(400)의 제어신호에 의해 동작부(100)의 이동과, 이미지 촬영부(200) 또는 이미지 스캐닝부(300)의 분할 촬영 및 스캐닝 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 용접 비드(B)의 자동화 검사 장치.
- 청구항 1에서,
상기 동작부(100)는 로봇팔이거나,
상기 동작부(100)에는 용접장치, 이미지 촬영부(200)와, 이미지 스캐닝부(300) 중 적어도 하나가 장착된 것을 특징으로 하는 용접 비드의 자동화 검사 장치.
- 청구항 1에서,
상기 경로 이미지 또는 스캐닝 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부(500);
상기 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 제어부(400)에 입력하는 외부 입력부(600);와,
상기 경로 이미지, 스캐닝 이미지, 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 저장하는 저장부(700);를 더 포함하는 용접 비드의 자동화 검사 장치.
- 용접 비드(B)를 검사하기 위해 스캐닝하는 방법에서,
상기 비드(B)의 전체 경로를 촬영하여 경로 이미지를 획득하는 제10단계(S10);
상기 경로 이미지를 분석하여 비드(B) 경로의 형상에 따라 스캐닝할 부위의 분할 여부, 갯수, 위치, 스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 스캐닝 조건에 대한 경로 데이터를 생성하는 제20단계(S20);
상기 경로 데이터를 근거로 비드(B)를 스캐닝하여 스캐닝 이미지를 획득하는 제30단계(S30);
상기 스캐닝 이미지를 분석하여 보완할 부위를 판단하고, 보완할 부위가 없으면 종료하는 제40단계(S40);
상기 스캐닝 이미지를 분석하여 보완할 부위가 있으면 재스캐닝할 부위의 분할, 갯수, 위치, 재스캐닝할 부위에 따라 스캐닝할 방향 및 횟수 등을 포함한 재스캐닝 조건에 대한 재경로 데이터를 생성하는 제40단계(S50);
상기 재경로 데이터를 근거로 비드(B)를 재스캐닝하여 후속 스캐닝 이미지를 획득하고, 제30단계(S30)의 이전 스캐닝 이미지와 후속 스캐닝 이미지를 중첩 및 보정하여 보정 스캐닝 이미지를 획득하는 제50단계(S50);와
상기 보정 스캐닝 이미지를 분석하기 위해 제40단계(S40)로 회귀하는 제60단계(S60);를 포함하고,
상기 제60단계(S60) 이후 제40단계(S40)에서 보완할 부위가 없으면 종료하고, 보완할 부위가 있으면 제50단계(S50)와 제60단계(S60)가 재수행되는 것을 특징으로 하는 용접 비드의 자동화 검사 방법.
- 청구항 4에서,
상기 제20단계(S20)와 제40단계(S40)에서 경로 이미지 또는 스캐닝 이미지 또는 후속 스캐닝 이미지 또는 보정 스캐닝 이미지를 제어부(400)가 분석하여 경로 데이터 또는 재경로 데이터가 생성되거나, 디스플레이된 이미지를 보고 작업자가 보고 작업자가 경로 데이터 또는 재경로 데이터를 제어부(400)에 입력하는 것을 특징으로 하는 용접 비드의 자동화 검사 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220065079A KR20230165415A (ko) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 용접 비드의 자동화 검사 장치 및 방법 |
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|---|---|
| KR20230165415A true KR20230165415A (ko) | 2023-12-05 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101098894B1 (ko) | 2009-09-24 | 2011-12-26 | 대우조선해양 주식회사 | 용접 부위 형상 인식 방법, 이를 적용한 위빙 용접 경로 생성 방법 및 이를 적용한 자동 용접 로봇 |
| KR102056076B1 (ko) | 2018-04-26 | 2019-12-16 | 오토아이티(주) | 용접비드 비전 검사 장치 및 용접 불량 검사방법 |
-
2022
- 2022-05-27 KR KR1020220065079A patent/KR20230165415A/ko unknown
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