WO2024048806A1 - 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템 및 그 방법 - Google Patents

메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템 및 그 방법 Download PDF

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WO2024048806A1
WO2024048806A1 PCT/KR2022/012969 KR2022012969W WO2024048806A1 WO 2024048806 A1 WO2024048806 A1 WO 2024048806A1 KR 2022012969 W KR2022012969 W KR 2022012969W WO 2024048806 A1 WO2024048806 A1 WO 2024048806A1
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WO
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unit
main control
control valve
flow path
valve block
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/012969
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English (en)
French (fr)
Inventor
이승종
배철민
Original Assignee
볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
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Publication date
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01B11/22—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth
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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Definitions

  • This disclosure generally relates to hollow body inspection systems and methods, and in certain aspects, the present disclosure relates to inspection systems and methods of Main Control Valve blocks.
  • the present disclosure more specifically relates to an inspection system and method for inspecting the quality of a flow path formed in a main control valve block.
  • the most basic task performed at a construction site is excavation.
  • work is mainly performed by excavating the ground to a certain depth to install various structures or burying pipes, etc. in the ground.
  • excavators are most often used as work machines.
  • the excavator includes a lower traveling body, an upper rotating body rotatably installed on the lower traveling body, and work equipment operably installed on the upper rotating body in the vertical direction.
  • the work tool is formed of multiple joints and includes a boom whose rear end is rotatably supported on the upper swing body, an arm whose rear end is rotatably supported at the front end of the boom, and a bucket rotatably installed at the front end of the arm. do.
  • the excavator's upper swing body, boom, arm, and bucket are operated by the pressure of hydraulic oil generated from a hydraulic pump.
  • the hydraulic oil is controlled by the main control valve.
  • the main control valve includes the main control valve block, spool, etc.
  • the main control valve block has passages through which hydraulic oil is supplied.
  • a spool to control each work device is installed in the flow path of the main control valve block so that it can move. The spool is moved according to the excavator's joystick operation signal, and the flow direction and flow rate of the hydraulic oil are determined according to the direction in which the spool moves and the displacement of the spool.
  • the main control valve block is required to be manufactured with precise specifications and dimensions due to its nature, the inner diameter and depth of the passages of the finished product are inspected in the final inspection process during processing.
  • the present disclosure is intended to solve the problems of the prior art described above, and the purpose of the present disclosure is to provide an automated main control valve block inspection system and method.
  • a first aspect of the present disclosure is a guide rail for transporting an object on which a flow path and a groove are formed, an articulated robot disposed outside the guide rail and provided with a mount bracket at an end of an arm, mounted on the mount bracket, and the object.
  • a scanner unit that acquires scan data by scanning the outer surface of the mount bracket, a gauge unit that is mounted on the mount bracket and is inserted into the flow path to obtain data on the inner diameter of the flow path, and analyzes the scan data and inner diameter data to determine the depth of the groove and the inner diameter of the flow path. It provides an inspection system for a main control valve block, including a data analysis unit that calculates and a control unit that controls the operation of the guide rail, the articulated robot, the scanner unit, and the gauge unit.
  • it may further include a model identification unit that analyzes scan data and recognizes the model number imprinted on the object.
  • it may further include a database in which each model information of the main control valve block and the posture control information of the articulated robot for the model of the object are stored in advance.
  • the model identification unit determines the model of the object by comparing it with a model previously stored in the database, and the control unit determines the posture control information of the articulated robot with respect to the model of the object stored in the database. Based on this, the operation of the arm can be controlled.
  • the guide rail may further include a tilt device that rotates the object by 180 degrees so that the bottom of the object faces upward.
  • a clamp unit is disposed on the mount bracket, and the clamp unit can be mounted to release the gauge unit.
  • each gauge unit may be configured to measure different internal diameters.
  • the second aspect of the present disclosure is a transfer step of transporting the main control valve block with a flow path, which is an inspection object, to a location where an articulated robot is provided, and a scanner unit mounted on the arm of the articulated robot scans the object to create a model of the object.
  • a scanner unit mounted on the arm of the articulated robot scans the object to create a model of the object.
  • an identification step of identifying an object a depth measurement step in which the scanner unit scans the object to measure the depth of the groove, and a gauge unit capable of measuring the inner diameter of the flow path is mounted on the arm, and the gauge unit is inserted into the flow path to determine the depth of the groove.
  • an inspection method of the main control valve block including an inner diameter measurement step of measuring the inner diameter of the main control valve block.
  • the identification step includes positioning the scanner unit on one side of the object, scanning the object by the scanner unit, and a model identification unit analyzing the scanned image to determine the model number imprinted on the object.
  • Main control comprising the step of recognizing and determining a model of the object by comparing it with a pre-stored model, and the step of the model identification unit transmitting the posture control information of the articulated robot with respect to the model of the object to a control unit.
  • the depth measuring step includes controlling the operation of the arm to position the scanner unit on one side of the object, scanning the object by the scanner unit, and the data analysis unit detecting a flow path from the scanned image. It may further include calculating the depth and storing the value in a database.
  • the inner diameter measuring step includes mounting the gauge unit on a clamp unit of the articulated robot, controlling the operation of the arm, sequentially inserting the gauge unit into the corresponding flow path, and collecting inner diameter data. It may include obtaining, a data analysis unit digitizing the inner diameter data and storing the value in a database, and releasing the gauge unit from the clamp unit.
  • the inner diameter measuring step includes comparing model information previously stored in a database with measurement information stored in the database to determine whether an unmeasured flow path exists, and when determining that an unmeasured flow path exists, It may include the step of mounting another gauge unit corresponding to the unmeasured flow path to the clamp unit.
  • the step of determining whether to measure the bottom of the object may be further included.
  • a rotation step of rotating the object 180 degrees so that the bottom of the object faces upward using a tilt device and re-measuring the depth of the groove on the bottom and the inner diameter of the flow path are performed. Additional steps may be included.
  • the rotating step may include transporting the object to a location where the tilt device is provided.
  • the depth and inner diameter of the flow path is automated, so inspection time is shortened, inspection reliability is improved, and uniform quality control of the main control valve block is possible. I do it.
  • FIG. 1 schematically shows a main control valve block inspection system according to one aspect of the present disclosure.
  • Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of a control server according to one aspect of the present disclosure.
  • Figure 3 is a flowchart showing a method for inspecting a main control valve block according to one aspect of the present disclosure.
  • Figure 4 is a flowchart showing a method for identifying an object according to one aspect of the present disclosure.
  • Figure 5 is a flow chart showing a method of measuring the depth of a groove according to one aspect of the present disclosure.
  • Figure 6 schematically shows a main control valve block inspection system that identifies an object and measures the depth of the groove.
  • Figure 7 is a flowchart showing a method of measuring the inner diameter of a flow path according to one aspect of the present disclosure.
  • Figure 8 schematically shows a main control valve block inspection system for measuring the inner diameter of a flow path according to one aspect of the present disclosure.
  • Figure 9 schematically shows a main control valve block inspection system for rotating an object according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 10 schematically shows a main control valve block inspection system for measuring the depth of a groove on the bottom of an object according to one aspect of the present disclosure.
  • first, second, etc. may be used herein to describe various elements, it will be understood that such elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows a main control valve block inspection system according to one aspect of the present disclosure.
  • the main control valve block inspection system 1 basically includes an articulated robot 100, a scanner unit 200, a gauge unit 300, and a control server ( It is configured to include 400) and a user terminal 500.
  • the articulated robot 100 is configured outside the guide rail 10 through which the object P that has been manufactured on the processing line can be transferred.
  • a plurality of flow paths C are formed in the object P.
  • the object P has a roughly rectangular shape, and includes passages C1, C2, and C3 that extend from the top surface P2 to the bottom surface P4 of the object P and have an inner diameter d1, and the object ( Channels (C4, C5) that extend from the front (P1) to the back (P3) of the object (P) and have an inner diameter of d1, and channels that extend from the top (P2) to the bottom (P4) of the object (P) and have an inner diameter of d2. (C6, C7) and channels (C8, C9) extending from the front (P1) to the back (P3) of the object (P) and having an inner diameter of d2.
  • the euros can be applied in various sizes and numbers.
  • each flow path C may be sunken to a predetermined depth.
  • a groove (g) in which an O-ring is mounted may be formed around each flow path (C).
  • one groove (g) is formed at one end or the other end of each flow path (C), but the present invention is not limited thereto and a plurality of grooves may be formed.
  • a model number (not shown) that can identify the model of the object P may be engraved on one side of the object P.
  • the object P may be a main control valve block.
  • a plurality of passages (C) are formed that are connected to the upper swing body, boom, arm, and attachment, and through which hydraulic oil is supplied by a hydraulic pump.
  • the object P is not limited to the main control valve block, and of course, hollow bodies of various shapes can be applied.
  • the processed object P is transported along the guide rail 10 and can be lifted up and down on the guide rail 10 through the first lift device 20a.
  • the main control valve block inspection system 1 may further include a tilt device 30.
  • the tilt device 30 is provided on both sides of the object P, presses both sides of the object P by an operating cylinder and moves the object P around a rotation axis. ) can be rotated 180 degrees so that the bottom surface (P4) of the object (P4) faces upward.
  • the tilt device 30 may have various structures.
  • the articulated robot 100 is mounted on the outside of the guide rail 10 and has an arm 110 in which multi-joint operation is performed by robot teaching.
  • a mount bracket 120 is mounted on the end 111 of the arm 110 of the articulated robot 100, and a scanner unit 200 and a gauge unit 300 may be mounted on the mount bracket 120.
  • a clamp unit 130 configured to clamp/unclamp the gauge unit 300 may be mounted on the mount bracket 120.
  • the scanner unit 200 is a device that emits a laser beam to a measurement object and calculates the round trip time or phase difference of the returning beam.
  • the end 111 of the arm 110 of the articulated robot 100 is used by the mount bracket 120. ) is fixed.
  • the scanner unit 200 may be configured as a laser scanner or a ground Lidar.
  • the scanner unit 200 expresses the calculated round-trip time value or phase difference value as three-dimensional coordinate components (or points) of X, Y, and Z, but can be expressed in the form of point clouds in which a number of points are densely distributed. there is.
  • Scan data scanned by the scanner unit 200 is transmitted to the data analysis unit 440 through the communication unit 410.
  • the gauge unit 300 is a device that is inserted into the flow path of the object P to measure the inner diameter of the flow path, and may be coupled to the operating cylinder 131 of the clamp unit 130.
  • the gauge unit 300 may be a Bore Measuring Device (BMD) gauge 300.
  • the BMD gauge 300 is manufactured to have a head 310 corresponding to the inner diameter of the flow path to be measured, and a contact member (not shown) movable in the radial direction is provided on the head 310. Accordingly, when the BMD gauge 300 is inserted into the flow path, the contact member provided on the head 310 of the BMD gauge 300 is pressed radially inward, and the BMD gauge 300 measures the degree of movement of the contact member. It determines the inner diameter of the euro. The inner diameter data measured by the gauge unit 300 is transmitted to the data analysis unit 440 through the communication unit 410.
  • BMD Bore Measuring Device
  • the gauge unit 300 may be composed of a plurality of BMD gauges corresponding to the type of flow path.
  • Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of a control server according to one aspect of the present disclosure.
  • control server 400 is a component that controls the overall operation of the main control valve block inspection system 1, and includes a communication unit 410, a model identification unit 420, a database 430, and data. It includes an analysis unit 440, a control unit 450, and a determination unit 460.
  • the communication unit 410 may communicate with the articulated robot 100, the scanner unit 200, the gauge unit 300, and the user terminal 500.
  • the communication unit 410 uses serial wired communication protocols such as USB and RS-232C, short-range wireless communication protocols such as Bluetooth, infrared communication (IrDA), and ZigBee, and Internet communication protocols (TCP/IP, HTTP, FTP). etc.) can be supported.
  • serial wired communication protocols such as USB and RS-232C
  • short-range wireless communication protocols such as Bluetooth, infrared communication (IrDA), and ZigBee
  • Internet communication protocols TCP/IP, HTTP, FTP). etc.
  • the model identification unit 420 can recognize the model number imprinted on the main control valve block using image analysis technology such as pattern matching and OCR (Optical Character Recognition) using data scanned from the scanner unit 200.
  • the model identification unit 420 may search the database 430 for a model corresponding to the recognized model number and transmit posture control information of the articulated robot 100 corresponding to the searched model to the control unit 450. .
  • model information is information about the number, size, and location of passages for various models of the main control valve block.
  • the posture control information is provided by the arm 110 of the articulated robot 100 so that the clamp unit 130, scanner unit 200, and gauge unit 300 face the direction in which the gauge unit 300 or one side of the object (P) is located. ) This is information to control the operation of.
  • location information where the gauge unit 300 is provided is stored in advance.
  • the database 430 stores information measured by the scanner unit 200 and the gauge unit 300.
  • the data analysis unit 440 is configured to collect data measured by the scanner unit 200 and the gauge unit 300. In addition, the data analysis unit 440 can calculate and quantify the depth of the O-ring groove (g) by analyzing the data scanned by the scanner unit 200. In addition, the data analysis unit 440 can digitize the inner diameter data measured by the gauge unit 300.
  • the control unit 450 controls the operations of the guide rail 10, lift devices 20a, 20b, tilt device 30, articulated robot 100, scanner unit 200, gauge unit 300, and user terminal. It is configured to do so.
  • the control unit 450 operates the arm 110 of the articulated robot 100 so that the arm 110 moves along a determined movement path based on the posture control information provided from the model identification unit 420. takes control.
  • the determination unit 460 may determine whether an unmeasured flow path exists by comparing the model information of the main control valve block with the measurement information stored in the database.
  • the determination unit 460 compares the model information of the main control valve block with the measurement information stored in the database to determine whether the depth of the groove on the bottom P4 and the inner diameter of the flow path are measured.
  • the user terminal 500 includes an input unit (not shown) for inputting various operation commands to the control unit 450, an output unit (not shown) for outputting execution results according to the operation commands, and a communication unit 410. Data is transmitted and received through .
  • the input unit receives various operation commands to be transmitted to the control unit 450 using input means such as a keyboard, touch screen, mouse, and voice recognition.
  • the output unit may output the execution result according to the operation command through at least one of a monitor, printer, and speaker.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of inspecting a main control valve block according to an aspect of the present disclosure
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method of identifying an object according to an aspect of the present disclosure
  • FIG. 5 is a flowchart showing a method of inspecting a main control valve block according to an aspect of the present disclosure. It is a flowchart showing a method of measuring the depth of the groove according to one aspect of
  • FIG. 6 schematically shows a main control valve block inspection system for identifying an object and measuring the depth of the groove
  • FIG. 7 is an example of the present disclosure. It is a flowchart showing a method of measuring the inner diameter of a flow path according to a side surface
  • FIG. 8 schematically shows a main control valve block inspection system for measuring the inner diameter of a flow path according to one aspect of the present disclosure
  • FIG. 9 shows the main control valve block inspection system.
  • a main control valve block inspection system for rotating an object according to one aspect of the present disclosure is schematically shown
  • FIG. 10 shows a main control valve block inspection system for measuring the depth of a groove on the bottom of an object according to an aspect of the present disclosure. It is shown schematically.
  • control unit 450 may control the operation of the guide rail 10 so that the object P is transported to the point where the articulated robot 100 is located (S100).
  • control unit 450 may control the first lift device 20a to lift the object P upward.
  • the scanner unit 200 is controlled to scan the object P according to the operation of the arm 110 and identify the object P (S200).
  • control unit 450 controls the operation of the arm 110 so that the scanner unit 200 moves to a preset scanning point (S210), and the scanner unit ( 200) may acquire a scanned image by scanning one side of the object P on which the model number is engraved, for example, the upper surface P2 (S220).
  • the scanner unit 200 may transmit scan data to the model identification unit 420 through the communication unit 410.
  • the model identification unit 420 identifies the model number of the object (P) using image analysis technology such as pattern matching and OCR using the data scanned by the scanner unit 200 (S230) and stores the data previously stored in the database 430. By comparing the model information, the model of the object P can be determined (S240). In addition, the model identification unit 420 may transmit posture control information of the articulated robot 100 of the determined model to the control unit 450 (S250).
  • the scanner unit 200 is controlled to measure the depth of the groove by scanning the object P according to the operation of the arm 110 (S300).
  • control unit 450 controls the operation of the arm 110 so that the scanner unit 200 moves to a predetermined point based on the provided posture control information (S310).
  • the scanner unit 200 may acquire a scanned image by scanning one side of the object P (S320).
  • the scanner unit 200 transmits the scan data to the data analysis unit 440 through the communication unit 410, and the data analysis unit 440 calculates and quantifies the depth of the groove based on the scan data, and calculates and quantifies the depth of the groove based on the scan data.
  • 430 can be saved (S330).
  • the control unit 450 may output numerical values through the monitor of the user terminal 500.
  • control unit 450 controls the operation of the arm 110 so that the scanner unit 200 reaches the front of the object P, and operates the scanner unit 200 in front of the object P to reach the object P.
  • the first scan data for the front side (P1) of (P) can be obtained.
  • the data analysis unit 440 may acquire the depths of grooves g4a, g5a, g8a, and g9a by analyzing the first scan data.
  • control unit 450 controls the operation of the arm 110 so that the scanner unit 200 reaches above the object P, and operates the scanner unit 200 above the object P to reach the object P.
  • the data analysis unit 440 may acquire the depths of grooves g1a, g2a, g3a, g6a, and g7a by analyzing the second scan data.
  • control unit 450 controls the operation of the arm 110 so that the scanner unit 200 reaches the rear of the object P, and operates the scanner unit 200 above the object P to ) can obtain third scan data for the rear side (P3).
  • the data analysis unit 440 may acquire the depths of grooves g4b, g5b, g8b, and g9b by analyzing the third scan data.
  • the depth for each groove can be obtained.
  • the gauge unit 300 is inserted into the flow path according to the operation of the arm 110 and is controlled to measure the inner diameter of the flow path (S400).
  • the control unit 450 may control the operation of the arm 110 so that the clamp unit 130 reaches a predetermined position (S410).
  • the clamp unit 130 is controlled to mount the gauge unit 300 provided at a predetermined position (S420).
  • the control unit 450 controls the operation of the arm 110 so that the gauge unit 300 moves along a predetermined trajectory and is inserted into the flow path based on the provided posture control information, and the gauge unit 300 has an inner diameter for the flow path.
  • Data can be acquired (S430).
  • the gauge unit 300 transmits the inner diameter data to the data analysis unit 440 through the communication unit 410, and the data analysis unit 440 can quantify the inner diameter of the flow path based on the inner diameter data and store it in the database 430. There is (S440).
  • the control unit 450 may output numerical values through the monitor of the user terminal 500.
  • the articulated robot 100 is controlled to release the gauge unit 300 from its original position (S450).
  • the determination unit 460 compares the information on the object (P) model previously stored in the database 430 with the information quantified by the data analysis unit 440 to determine whether the measurement of the inner diameter of all flow paths has been completed. (S460). If the determination unit 460 determines that an unmeasured flow path exists, the control unit 450 resets the position where the clamp unit 130 will reach to the position of the gauge unit corresponding to the unmeasured flow path (S470), and clamps The operation of the arm 110 can be controlled so that the unit 130 reaches the corresponding position (S410).
  • control unit 450 may control the clamp unit 130 to clamp the first gauge unit 300.
  • control unit 450 may control the operation of the arm 110 to obtain inner diameter data by sequentially inserting the first gauge unit 300 into the first flow paths C1 to C5 having a diameter d1.
  • the clamp unit 130 is controlled to release the first gauge unit 300 from its original position when all internal diameters of the first flow paths C1 to C5 are measured.
  • the determination unit 460 may determine that the inner diameter of the second flow path (C6 to C9) has not been measured.
  • control unit 450 may control the clamp unit 130 to clamp a second gauge unit (not shown) provided at another location.
  • control unit 450 may control the operation of the arm 110 to sequentially insert the second gauge unit into the second flow passages C6 to C9 with a diameter d2.
  • the clamp unit 130 is controlled to release the second gauge unit from its original position when the entire inner diameter of the second flow path (C6 to C9) is measured.
  • control unit 450 may determine whether to measure the depth of the groove and the inner diameter of the flow path on the bottom P4 of the object P through the determination unit 460 (S500).
  • control unit 450 controls the tilt device 30 so that the bottom surface (P4) of the object (P) faces upward.
  • the object (P) is rotated 180 degrees (S600).
  • the object P is transferred to another measurement area along the guide rail 10 and then raised by the second lift device 20b and tilt device provided in the measurement area. It can be rotated by (30).
  • control unit 450 operates the scanner unit 200 to measure the depth of the groove g formed on the bottom P4 of the object P (S300).
  • control unit 450 controls the operation of the arm 110 so that the scanner unit 200 reaches above the object P, and operates the scanner unit 200 above the object P to reach the object P.
  • Scan data for the bottom surface (P4) of (P) can be obtained.
  • the data analysis unit 440 may acquire the depths of grooves g1b, g2b, g3b, g6b, and g7b by analyzing scan data.
  • the gauge unit 300 is inserted into the flow path according to the operation of the arm 110 and is controlled to measure the inner diameter of the flow path of the bottom surface (P4) of the object (P) (S400).
  • the inspection method of the main control valve block according to the aspect of the present disclosure, the measurement of the depth of the groove and the inner diameter of the flow path is automated, so the inspection time is shortened and inspection reliability is improved, so that the main control valve block Uniform quality control becomes possible.

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Abstract

본 개시 내용의 일 측면은 유로 및 그루브가 형성된 대상체를 이송하는 가이드 레일, 상기 가이드 레일 외측에 배치되고, 아암 끝단부에 마운트 브라켓이 구비되는 다관절 로봇, 상기 마운트 브라켓에 장착되며, 상기 대상체의 외면을 스캔하여 스캔 데이터를 획득하는 스캐너 유닛, 상기 마운트 브라켓에 장착되며, 유로에 삽입되어 유로의 내경 데이터를 획득하는 게이지 유닛, 스캔 데이터 및 내경 데이터를 분석하여 그루브의 깊이 및 유로의 내경을 계산하는 데이터 분석부 및 상기 가이드 레일, 상기 다관절 로봇, 상기 스캐너 유닛 및 상기 게이지 유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템을 제공한다.

Description

메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템 및 그 방법
본 개시 내용은 일반적으로 중공체 검사 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특정 측면에서 본 개시 내용은 메인컨트롤밸브(Main Control Valve) 블록의 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 개시 내용은 더욱 상세하게는 메인컨트롤밸브 블록에 형성된 유로의 품질을 검사하는 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.
건설 현장에서 가장 기본적으로 수행되는 작업은 굴삭이다. 산업 공사 시에는 지면을 일정 깊이로 굴착하여 각종 구조물을 설치하거나, 또는 지면에 파이프 등을 매설하는 작업이 주로 수행되는데, 이때 작업기계로 굴삭기가 가장 많이 활용된다.
상세하게는, 굴삭기는 하부주행체와, 하부주행체 상에 선회 가능하게 설치되는 상부선회체와, 상부선회체 상에 상하 방향으로 작동 가능하게 설치되는 작업장치를 구비한다. 작업장치는, 다관절로 형성되어, 후단부가 상부선회체에 회전 가능하게 지지된 붐과, 붐의 선단에 후단부가 회전 가능하게 지지된 암과, 암의 선단측에 회전 가능하게 설치된 버킷을 구비한다.
굴삭기의 상부선회체, 붐, 암 및 버킷은 유압 펌프에서 발생된 작동유의 압력에 의해 작동된다. 작동유는 메인컨트롤밸브에 의해서 제어된다.
메인컨트롤밸브는 메인컨트롤밸브 블록, 스풀 등을 포함한다. 메인컨트롤밸브 블록은 작동유가 공급되는 유로들을 갖는다. 메인컨트롤밸브 블록의 유로에는 각 작업장치를 제어하기 위한 스풀이 이동 가능하도록 설치된다. 굴삭기의 조이스틱 조작신호에 따라 스풀을 이동시키며, 스풀이 이동되는 방향과 이동변위에 따라 작동유의 흐름 방향과 작동유 유량을 결정하게 된다.
한편, 메인컨트롤밸브 블록은 그 성격상 규격 및 치수 등이 정밀하게 제조될 것이 요구되기 때문에, 가공시 마지막 검사 공정에서는 가공물의 완성품에 대한 유로들의 내경 및 깊이 등을 검사하게 된다.
다만, 종래에는 유로들의 내경 및 깊이를 작업자가 게이지를 통해 수작업 측정했기 때문에 시간이 오래 소요되며, 정확하게 검사할 수 없어 검사 신뢰성이 저하되며, 메인컨트롤밸브 블록에 대한 일률적인 품질관리가 어려운 단점이 있었다.
본 개시 내용은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 개시 내용의 목적은 자동화된 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 개시 내용의 제 1 측면은 유로 및 그루브가 형성된 대상체를 이송하는 가이드 레일, 상기 가이드 레일 외측에 배치되고, 아암 끝단부에 마운트 브라켓이 구비되는 다관절 로봇, 상기 마운트 브라켓에 장착되며, 상기 대상체의 외면을 스캔하여 스캔 데이터를 획득하는 스캐너 유닛, 상기 마운트 브라켓에 장착되며, 유로에 삽입되어 유로의 내경 데이터를 획득하는 게이지 유닛, 스캔 데이터 및 내경 데이터를 분석하여 그루브의 깊이 및 유로의 내경을 계산하는 데이터 분석부 및 상기 가이드 레일, 상기 다관절 로봇, 상기 스캐너 유닛 및 상기 게이지 유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템을 제공한다.
일 예에 있어서, 스캔 데이터를 분석하여 상기 대상체에 각인된 모델번호를 인식하는 모델 식별부를 더 포함할 수 있다.
일 예에 있어서, 메인컨트롤밸브 블록의 각 모델정보 및 상기 대상체의 모델에 대한 상기 다관절 로봇의 자세 제어 정보가 미리 저장되는 데이터베이스를 더 포함할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 모델 식별부는 상기 데이터베이스에 미리 저장되어 있는 모델과 비교하여 상기 대상체의 모델을 결정하고, 상기 제어부는 상기 데이터베이스에 저장된 상기 대상체의 모델에 대한 상기 다관절 로봇의 자세 제어 정보에 기초하여 상기 아암의 동작을 제어할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 가이드 레일 외측에 구비되며 상기 대상체의 저면이 상측을 향하도록 대상체를 180도 회전시키는 틸트 장치를 더 포함할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 마운트 브라켓에는 클램프 유닛이 배치되고, 상기 클램프 유닛은 상기 게이지 유닛을 해제가능하도록 장착할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 게이지 유닛은 복수개 구비되고, 각각의 게이지 유닛은 서로 다른 내경을 측정하도록 형성될 수 있다.
본 개시 내용의 제 2 측면은 검사 대상체인 유로가 형성된 메인컨트롤밸브 블록을 다관절 로봇이 마련된 위치로 이송하는 이송단계, 상기 다관절 로봇의 아암에 장착된 스캐너 유닛이 대상체를 스캔하여 대상체의 모델을 식별하는 식별단계, 상기 스캐너 유닛이 대상체를 스캔하여 그루브의 깊이를 측정하는 깊이측정단계 및 유로의 내경을 측정할 수 있는 게이지 유닛을 상기 아암에 장착하고, 상기 게이지 유닛을 유로에 삽입하여 유로의 내경을 측정하는 내경측정단계를 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법을 제공한다.
일 예에 있어서, 상기 식별단계는, 상기 스캐너 유닛을 상기 대상체 일측에 위치시키는 단계, 상기 스캐너 유닛이 상기 대상체를 스캔하는 단계, 모델 식별부가 스캔된 이미지를 분석하여 상기 대상체에 각인된 모델번호를 인식하고, 미리 저장되어 있는 모델과 비교하여 상기 대상체의 모델을 결정하는 단계 및 상기 모델 식별부가 상기 대상체의 모델에 대한 상기 다관절 로봇의 자세 제어 정보를 제어부에 전달하는 단계를 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법을 제공한다.
일 예에 있어서, 상기 깊이측정단계는, 상기 아암의 동작을 제어하여 상기 스캐너 유닛을 상기 대상체 일측에 위치시키는 단계, 상기 스캐너 유닛이 상기 대상체를 스캔하는 단계 및 상기 데이터 분석부가 스캔된 이미지로부터 유로의 깊이를 계산하고 값을 데이터베이스에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 내경측정단계는, 상기 다관절 로봇의 클램프 유닛에 상기 게이지 유닛을 장착하는 단계, 상기 아암의 동작을 제어하여 상기 게이지 유닛을 그에 대응되는 유로에 순서대로 삽입하여 내경 데이터를 획득하는 단계, 데이터 분석부가 내경 데이터를 수치화하고 값을 데이터베이스에 저장하는 단계 및 상기 클램프 유닛에서 상기 게이지 유닛을 해제하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 내경측정단계는, 데이터베이스에 미리 저장된 모델정보와 상기 데이터베이스에 저장된 측정 정보를 비교하여, 미측정 유로의 존재 여부를 판단하는 단계 및 미측정 유로가 존재한다고 판단하는 경우에 상기 클램프 유닛에 미측정 유로에 대응되는 다른 게이지 유닛을 장착하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예에 있어서, 대상체 저면의 측정 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예에 있어서, 대상체의 저면이 미측정된 것으로 판단되면 틸트 장치를 통해 상기 대상체의 저면이 상측을 향하도록 대상체를 180도 회전시키는 회전단계 및 저면의 그루브의 깊이 및 유로의 내경을 다시 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 회전단계는, 상기 대상체를 상기 틸트 장치가 마련된 위치로 이송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 측면, 청구된 청구범위, 및/또는 본 명세서의 상기 및 이후에 개시되는 예는 당업자에게 명백한 바와 같이 서로 적절하게 조합될 수 있다.
추가의 특징 및 이점은 하기 설명, 청구범위 및 도면에 개시되어 있고, 부분적으로 그로부터 당업자에게 용이하게 명백하거나 본 명세서에 기재된 바와 같은 개시 내용을 실시함으로써 인식될 것이다.
본 개시 내용의 측면에 따른 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법에 의하면, 유로의 깊이 및 내경 측정이 자동화되므로, 검사 시간이 단축되며, 검사 신뢰성이 향상되어 메인컨트롤밸브 블록에 대한 일률적인 품질관리가 가능하게 된다.
본 개시 내용의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 개시 내용의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 개시 내용의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면을 참조하여, 아래에서 예로서 인용된 본 개시 내용의 양태에 대한 보다 상세한 설명을 따른다.
도 1은 본 개시 내용의 일 측면에 의한 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 제어 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3 은 본 개시 내용의 일 측면에 의한 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 대상체를 식별하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 그루브의 깊이를 측정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6 는 대상체를 식별하고 그루브의 깊이를 측정하는 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 7 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 유로의 내경을 측정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 유로의 내경을 측정하는 측정하는 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 9 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 대상체를 회전시키는 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 10 은 본 개시 내용의 일 측면에 의한 대상체 저면의 그루브의 깊이를 측정하는 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시 내용을 설명하기로 한다. 그러나 본 개시 내용은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 측면으로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 개시 내용을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 양태를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시 내용을 한정하려는 의도가 아니다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "및/또는" 이라는 용어는 관련된 나열된 항목 중 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함한다", "포함하는" 이라는 용어는 언급된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 지정하지만, 하나 이상의 다른 기능, 정수, 단계, 작업, 요소, 구성 요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 요소를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 이러한 요소는 이러한 용어에 의해 제한되어서는 안된다는 것이 이해될 것이다. 이러한 용어는 한 요소를 다른 요소와 구별하는 데만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"아래" 또는 "위" 또는 "위쪽" 또는 "아래쪽" 또는 "수평" 또는 "수직"과 같은 상대적인 용어는 도면에 예시된 바와 같이 한 요소와 다른 요소의 관계를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 이들 용어 및 위에서 논의된 용어는 도면에 도시된 방향에 더하여 장치의 상이한 방향을 포함하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 구성요소가 다른 구성요소에 "연결된" 또는 "결합된" 것으로 언급될 때, 그것은 다른 구성요소에 직접 연결되거나 결합될 수 있거나, 개재하는 구성요소가 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 이와 대조적으로, 어떤 요소가 다른 요소에 "직접 연결된" 또는 "직접 결합된" 것으로 언급되는 경우에는 중간 요소가 존재하지 않는다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 여기에 사용된 용어는 본 명세서 및 관련 기술의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의되지 않는 한 이상화되거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것임을 추가로 이해해야 한다.
본 개시 내용은 위에서 설명되고 도면에 예시된 양태로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 통상의 지식을 가진 자는 본 개시 내용 및 첨부된 청구범위의 범위 내에서 많은 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 도면 및 명세서에서, 제한의 목적이 아닌 단지 예시의 목적으로 양태가 개시되었으며, 본 발명의 개념의 범위는 하기 청구범위에 기재되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 개시 내용의 일 측면을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시 내용의 일 측면에 의한 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 1 에 참조된 바와 같이, 본 개시 내용의 측면에 따른 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템(1)은 기본적으로, 다관절 로봇(100), 스캐너 유닛(200), 게이지 유닛(300), 제어 서버(400) 및 사용자 단말(500)을 포함하도록 구성된다.
다관절 로봇(100)은 가공 라인에서 제작이 완료된 대상체(P)가 이송될 수 있는 가이드 레일(10)의 외측에 구성된다. 대상체(P)에는 다수의 유로(C)가 형성된다.
예를 들면, 대상체(P)는 대략 직육면체의 형상을 갖으며, 대상체(P)의 상면(P2)에서 저면(P4)으로 연장되며 내경이 d1 인 유로들(C1, C2, C3), 대상체(P)의 전면(P1)에서 후면(P3)으로 연장되며 내경이 d1 인 유로들(C4, C5), 대상체(P)의 상면(P2)에서 저면(P4)으로 연장되며 내경이 d2 인 유로들(C6, C7) 및 대상체(P)의 전면(P1)에서 후면(P3)으로 연장되며 내경이 d2 인 유로들(C8, C9)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 유로는 다양한 크기 및 개수로 적용될 수 있음은 물론이다.
본 명세서에서는 모든 유로들(C)이 대상체(P) 반대편으로 관통되는 것을 전제로 서술하나, 이에 한정되는 것은 아니고 각각의 유로들(C)은 소정의 깊이로 함몰될 수도 있다.
각각의 유로(C) 둘레에는 오링이 장착되는 그루브(g)가 형성될 수 있다. 본 명세서에서는 각 유로(C)의 일단 또는 타단에 하나의 그루브(g)가 형성되는 것을 전제로 서술하나, 이에 한정되는 것은 아니며 복수의 그루브가 형성될 수도 있다.
바람직하게는, 대상체(P) 일측에 대상체(P)의 모델을 식별할 수 있는 모델번호(미도시)가 각인될 수 있다.
바람직하게는, 대상체(P)는 메인컨트롤밸브 블록이 될 수 있다. 메인컨트롤밸브 블록 내에는 상부 선회체, 붐, 암 및 어태치먼트로 연결되며 유압 펌프에 의해 작동유가 공급되는 복수개의 유로들(C)이 형성된다. 다만, 대상체(P)는 메인컨트롤밸브 블록에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상의 중공체가 적용될 수 있음은 물론이다.
가공이 완료된 대상체(P)는 가이드 레일(10)을 따라 이송되며, 가이드 레일(10)에서 제 1 리프트 장치(20a)를 통해 상하 방향으로 승강될 수 있다.
바람직하게는, 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템(1)은 틸트 장치(30)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 후술할 도 9 에 참조된 바와 같이, 틸트 장치(30)는 대상체(P)의 양측에 구비되어, 작동실린더에 의해 대상체(P)의 양측면을 가압하고 회전축을 중심으로 대상체(P)의 저면(P4)이 상방을 향하도록 대상체(P)를 180도 회전시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 틸트 장치(30)는 다양한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 다관절 로봇(100)은 가이드 레일(10)의 외측에서 장착되며, 로봇 티칭에 의해 다관절 작동이 이루어지는 아암(110)을 구비하고 있다.
다관절 로봇(100)의 아암(110)의 단부(111)에는 마운트 브라켓(120)이 장착되며, 마운트 브라켓(120)에는 스캐너 유닛(200)과 게이지 유닛(300)이 장착될 수 있다. 바람직하게는, 마운트 브라켓(120)에는 게이지 유닛(300)을 클램핑/언클램핑가능하도록 형성된 클램프 유닛(130)이 장착될 수 있다.
스캐너 유닛(200)은 측정대상에 대해 레이저 빔을 방출하여 되돌아오는 빔의 왕복시간 또는 위상차를 계산하는 장치로서, 마운트 브라켓(120)에 의해 다관절 로봇(100) 아암(110)의 단부(111)에 고정된다. 예를 들면, 스캐너 유닛(200)은 레이저 스캐너 또는 지상 라이더(Lidar)로 구성될 수 있다. 스캐너 유닛(200)은 계산된 왕복시간 값 또는 위상차 값을 X, Y, Z의 3차원 좌표성분(또는 포인트)으로 표현하되 다수의 포인트들이 밀집되어 분포하는 포인트 클라우드(Point Clouds) 형태로 표현할 수 있다. 스캐너 유닛(200)에 의해 스캔된 스캔 데이터는 통신부(410)를 통해 데이터 분석부(440)로 전송된다.
게이지 유닛(300)은 대상체(P)의 유로에 삽입되어 유로의 내경을 측정하는 장치로서, 클램프 유닛(130)의 작동실린더(131)에 결합될 수 있다.
바람직하게는, 게이지 유닛(300)은 BMD(Bore Measuring Device) 게이지(300)가 될 수 있다. BMD 게이지(300)는 측정하고자 하는 유로의 내경에 대응되는 헤드(310)를 갖도록 제조되며, 헤드(310)에는 반경방향으로 이동가능한 접촉부재(미도시)가 마련된다. 이에, BMD 게이지(300)를 유로 내부에 삽입하면 BMD 게이지(300)의 헤드(310)에 마련된 접촉부재가 반경방향 내측으로 눌려지고, BMD 게이지(300)는 접촉부재의 이동의 정도를 측정하여 유로의 내경을 결정하게 된다. 게이지 유닛(300)에 의해 측정된 내경 데이터는 통신부(410)를 통해 데이터 분석부(440)로 전송된다.
바람직하게는, 게이지 유닛(300)은 유로의 종류에 대응하여 복수개의 BMD 게이지로 구성될 수 있다.
도 2 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 제어 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2 에 참조된 바와 같이, 제어 서버(400)는 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템(1)의 전반적인 동작을 제어하는 구성으로서, 통신부(410), 모델 식별부(420), 데이터베이스(430), 데이터 분석부(440), 제어부(450) 및 판단부(460)를 포함한다.
통신부(410)는 다관절 로봇(100), 스캐너 유닛(200), 게이지 유닛(300), 사용자 단말(500)과 통신할 수 있다.
통신부(410)는 USB, RS-232C 등의 직렬유선 통신규약, 블루투스(Bluetooth), 적외선통신(IrDA), 지그비(ZigBee) 등의 근거리 무선통신규약 및 인터넷통신규약(TCP/IP, HTTP, FTP 등) 중 적어도 하나를 지원할 수 있다. 일례로, 통신부(410)가 인터넷통신규약으로 스캐너 유닛(200)과 통신할 경우, 대용량 스캔 데이터의 원활한 송수신을 위해 기가비트 이상의 속도를 지원하는 이더넷 규약을 만족하는 것이 바람직하다.
모델 식별부(420)는 스캐너 유닛(200)에서 스캔된 데이터를 Pattern Matching, OCR(Optical Character Recognition) 등과 같은 이미지 분석 기술에 의해 메인컨트롤밸브 블록에 각인된 모델번호를 인식할 수 있다. 아울러, 모델 식별부(420)는 인식된 모델번호에 대응되는 모델을 데이터베이스(430)에서 검색하고, 검색된 모델에 상응하는 다관절 로봇(100)의 자세 제어 정보를 제어부(450)에 전달할 수 있다.
데이터베이스(430)에는 메인컨트롤밸브 블록의 각 모델에 대한 정보 및 다 관절 로봇(100)의 기구학적 정보에 따라 구동 가능한 자세 제어 정보 및 이를 위한 프로그램이 사전에 저장된다. 예를 들면, 모델정보는 메인컨트롤밸브 블록의 다양한 모델에 대한 유로의 개수, 크기, 위치 등에 대한 정보이다. 자세 제어 정보는 클램프 유닛(130), 스캐너 유닛(200) 및 게이지 유닛(300)이 게이지 유닛(300) 또는 대상체(P)의 일면이 위치한 방향에 대향하도록 다관절 로봇(100)의 아암(110)의 동작을 제어하기 위한 정보이다.
데이터베이스(430)에는 게이지 유닛(300)이 마련된 위치정보가 사전에 저장된다.
데이터베이스(430)에는 스캐너 유닛(200) 및 게이지 유닛(300)에서 측정된 정보들이 저장된다.
데이터 분석부(440)는 스캐너 유닛(200) 및 게이지 유닛(300)에서 측정된 데이터를 수집하도록 구성된다. 아울러, 데이터 분석부(440)는 스캐너 유닛(200)에서 스캔된 데이터를 분석하여 오링 그루브(g)의 깊이를 계산하여 수치화할 수 있다. 아울러, 데이터 분석부(440)는 게이지 유닛(300)에서 측정된 내경 데이터를 수치화할 수 있다.
제어부(450)는 가이드 레일(10), 리프트 장치(20a, 20b), 틸트 장치(30), 다관절 로봇(100), 스캐너 유닛(200), 게이지 유닛(300) 및 사용자 단말의 동작을 제어하도록 구성된다. 예를 들면, 제어부(450)는 모델 식별부(420)로부터 제공받은 자세 제어 정보에 기초하여 다관절 로봇(100)의 아암(110)이 정해진 이동 경로를 따라 이동하도록 아암(110)의 동작을 제어하게 된다.
판단부(460)는 메인컨트롤밸브 블록의 모델정보와 데이터베이스에 저장된 측정 정보를 비교하여, 측정되지 않은 유로의 존재 여부를 판단할 수 있다.
아울러, 판단부(460)는 메인컨트롤밸브 블록의 모델정보와 데이터베이스에 저장된 측정 정보를 비교하여, 저면(P4)의 그루브의 깊이 및 유로의 내경 측정 여부를 판단할 수 있다.
사용자 단말(500)은 제어부(450)에 각종 동작 명령을 입력하기 위한 입력부(미도시)와, 상기 동작 명령에 따른 실행 결과를 출력하기 위한 출력부(미도시)를 포함하며, 통신부(410)를 통해 데이터를 송수신하게 된다. 입력부는 키보드, 터치스크린, 마우스, 음성 인식 등의 입력 수단을 이용하여 제어부(450)에 송신할 각종 동작 명령을 입력받는다. 출력부는 상기 동작 명령에 따른 실행 결과를 모니터, 프린터, 스피커 중 적어도 하나를 통해 출력할 수 있다.
도 3 은 본 개시 내용의 일 측면에 의한 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 4 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 대상체를 식별하는 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 그루브의 깊이를 측정하는 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6 는 대상체를 식별하고 그루브의 깊이를 측정하는 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시하고, 도 7 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 유로의 내경을 측정하는 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 8 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 유로의 내경을 측정하는 측정하는 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시하고, 도 9 는 본 개시 내용의 일 측면에 의한 대상체를 회전시키는 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시하고, 도 10 은 본 개시 내용의 일 측면에 의한 대상체 저면의 그루브의 깊이를 측정하는 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템을 개략적으로 도시한다.
이하에서는, 도 3 내지 도 10을 참조하여, 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템(1)을 활용한 메인컨트롤밸브 블록 검사 방법을 상세히 서술한다.
도 3 에 참조된 바와 같이, 제어부(450)는 대상체(P)가 다관절 로봇(100)이 위치된 지점으로 이송되도록 가이드 레일(10)의 동작을 제어할 수 있다(S100). 바람직하게는, 제어부(450)는 대상체(P)가 상방으로 상승되도록 제 1 리프트 장치(20a)를 제어할 수 있다.
스캐너 유닛(200)은 아암(110)의 동작에 따라 대상체(P)를 스캔하여 대상체(P)를 식별하도록 제어된다(S200)
상세하게는, 도 4 및 도 6 에 참조된 바와 같이, 제어부(450)는, 스캐너 유닛(200)이 미리 설정된 스캐닝 지점으로 이동하도록 아암(110)의 동작을 제어하고(S210), 스캐너 유닛(200)은 대상체(P)의 모델번호가 각인된 일측면, 예를 들면 상면(P2)을 스캐닝하여 스캔 이미지를 획득할 수 있다(S220). 아울러 스캐너 유닛(200)은 통신부(410)를 통해, 스캔 데이터를 모델 식별부(420)에 전달할 수 있다.
그리고 모델 식별부(420)는 스캐너 유닛(200)에서 스캔된 데이터를 Pattern Matching, OCR 등과 같은 이미지 분석 기술에 의해 대상체(P)의 모델번호를 식별하고(S230), 데이터베이스(430)에 기 저장된 모델정보와 비교하여, 대상체(P)의 모델을 결정할 수 있다(S240). 아울러, 모델 식별부(420)는 결정된 모델의 다관절 로봇(100)의 자세 제어 정보를 제어부(450)에 전달할 수 있다(S250).
도 5 및 도 6 에 참조된 바와 같이, 스캐너 유닛(200)은 아암(110)의 동작에 따라 대상체(P)를 스캔하여 그루브의 깊이를 측정하도록 제어된다(S300).
상세하게는, 제어부(450)는 제공받은 자세 제어 정보에 기초하여 스캐너 유닛(200)이 미리 정해진 지점의 위치로 이동하도록 아암(110)의 동작을 제어하게 된다(S310). 스캐너 유닛(200)은 대상체(P)의 일측면을 스캐닝하여 스캔 이미지를 획득할 수 있다(S320). 아울러 스캐너 유닛(200)은 통신부(410)를 통해, 스캔 데이터를 데이터 분석부(440)에 전달하고, 데이터 분석부(440)는 스캔 데이터에 기초하여 그루브의 깊이를 계산하여 수치화하고, 데이터베이스(430)에 저장할 수 있다(S330). 제어부(450)는 수치를 사용자 단말(500)의 모니터를 통해 출력할 수 있다.
예를 들면, 제어부(450)는 스캐너 유닛(200)이 대상체(P)의 전방에 도달하도록 아암(110)의 동작을 제어하고, 대상체(P)의 전방에서 스캐너 유닛(200)을 동작시켜 대상체(P)의 전면(P1)에 대한 제 1 스캔 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 분석부(440)는 제 1 스캔 데이터를 분석하여 그루브 g4a, g5a, g8a, g9a 의 깊이를 획득할 수 있다.
이어서, 제어부(450)는 스캐너 유닛(200)이 대상체(P)의 상방에 도달하도록 아암(110)의 동작을 제어하고, 대상체(P)의 상방에서 스캐너 유닛(200)을 동작시켜 대상체(P)의 상면(P2)에 대한 제 2 스캔 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 분석부(440)는 제 2 스캔 데이터를 분석하여 그루브 g1a, g2a, g3a, g6a, g7a 의 깊이를 획득할 수 있다.
이어서, 제어부(450)는 스캐너 유닛(200)이 대상체(P)의 후방에 도달하도록 아암(110)의 동작을 제어하고, 대상체(P)의 상방에서 스캐너 유닛(200)을 동작시켜 대상체(P)의 후면(P3)에 대한 제 3 스캔 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 분석부(440)는 제 3 스캔 데이터를 분석하여 그루브 g4b, g5b, g8b, g9b 의 깊이를 획득할 수 있다.
한편, 각 유로에 복수의 그루브가 형성되는 경우, 각각의 그루브에 대한 깊이를 획득할 수 있다.
한편, 도7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 게이지 유닛(300)은 아암(110)의 동작에 따라 유로에 삽입되어 유로의 내경을 측정하도록 제어된다(S400).
제어부(450)는 클램프 유닛(130)이 미리 정해진 위치에 도달하도록 아암(110)의 동작을 제어할 수 있다(S410). 클램프 유닛(130)은 미리 정해진 위치에 마련된 게이지 유닛(300)을 장착하도록 제어된다(S420). 제어부(450)는 제공받은 자세 제어 정보에 기초하여 게이지 유닛(300)이 미리 정해진 궤적을 따라 이동하며 유로에 삽입되도록 아암(110)의 동작을 제어하고, 게이지 유닛(300)은 유로에 대한 내경 데이터를 획득할 수 있다(S430). 게이지 유닛(300)은 내경 데이터를 통신부(410)를 통해 데이터 분석부(440)에 전달하고, 데이터 분석부(440)는 내경 데이터에 기초하여 유로의 내경을 수치화하고 데이터베이스(430)에 저장할 수 있다(S440). 제어부(450)는 수치를 사용자 단말(500)의 모니터를 통해 출력할 수 있다. 내경이 측정되면 다관절 로봇(100)은 게이지 유닛(300)을 원위치에서 해제하도록 제어된다(S450). 판단부(460)는 데이터베이스(430)에 기 저장된 대상체(P) 모델의 정보와, 데이터 분석부(440)에서 수치화된 정보를 비교하여, 모든 유로에 대해 내경의 측정이 완료되었는지 판단할 수 있다(S460). 판단부(460)가 미측정된 유로가 존재한다고 판단하면, 제어부(450)는 클램프 유닛(130)이 도달할 위치를 미측정된 유로에 대응되는 게이지 유닛의 위치로 재설정하고(S470), 클램프 유닛(130)이 해당 위치에 도달하도록 아암(110)의 동작을 제어할 수 있다(S410).
예를 들면, 제어부(450)는 클램프 유닛(130)이 제 1 게이지 유닛(300)을 클램핑하도록 제어할 수 있다. 아울러, 제어부(450)는 제 1 게이지 유닛(300)을 직경이 d1인 제 1 유로들(C1~C5)에 순서대로 삽입하여 내경 데이터를 획득하도록 아암(110)의 동작을 제어할 수 있다. 클램프 유닛(130)은 제 1 유로들(C1~C5)의 내경이 모두 측정되면 제 1 게이지 유닛(300)을 원위치에서 해제하도록 제어된다. 판단부(460)는 제 2 유로(C6~C9)의 내경이 측정되지 않았다고 판단할 수 있다.
이어서, 제어부(450)는 클램프 유닛(130)이 다른 위치에 마련된 제 2 게이지 유닛(미도시)을 클램핑하도록 제어할 수 있다. 아울러, 제어부(450)는 제 2 게이지 유닛을 직경이 d2인 제 2 유로(C6~C9)에 순서대로 삽입하도록 아암(110)의 동작을 제어할 수 있다. 클램프 유닛(130)은 제 2 유로(C6~C9)의 내경이 모두 측정되면 제 2 게이지 유닛을 원위치에서 해제하도록 제어된다.
한편, 제어부(450)는 판단부(460)를 통해 대상체(P)의 저면(P4)의 그루브의 깊이 및 유로의 내경 측정 여부를 판단할 수 있다(S500).
대상체(P)의 저면(P4)의 그루브의 깊이 및 유로의 내경 측정이 이루어지지 않은 경우, 제어부(450)는 틸트 장치(30)를 제어하여 대상체(P)의 저면(P4)이 상방을 향하도록 대상체(P)를 180도 회전시키게 된다(S600).
바람직하게는, 도 9 에 참조된 바와 같이, 대상체(P)는 가이드 레일(10)을 따라 다른 측정구역으로 이송된 후, 제 2 리프트 장치(20b)에 의해 상승되고 상기 측정구역에 마련된 틸트 장치(30)에 의해 회전될 수 있다.
도 10 에 참조된 바와 같이, 제어부(450)는 스캐너 유닛(200)을 동작시켜 대상체(P)의 저면(P4)에 형성된 그루브(g)의 깊이를 측정하게 된다 (S300).
예를 들면, 제어부(450)는 스캐너 유닛(200)이 대상체(P)의 상방에 도달하도록 아암(110)의 동작을 제어하고, 대상체(P)의 상방에서 스캐너 유닛(200)을 동작시켜 대상체(P)의 저면(P4)에 대한 스캔 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 분석부(440)는 스캔 데이터를 분석하여 그루브 g1b, g2b, g3b, g6b, g7b 의 깊이를 획득할 수 있다.
아울러, 게이지 유닛(300)은 아암(110)의 동작에 따라 유로에 삽입되어 대상체(P)의 저면(P4)의 유로의 내경을 측정하도록 제어된다(S400).
다만, 본 개시 내용에서는 전술한 바와 같이 각 유로가 반대편으로 관통되는 것을 전제로 하였으며, 유로에 대한 내경 측정은 이전 단계에서 수행된 바, 이 경우 저면(P4)에 대한 유로 내경의 측정은 생략될 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 개시 내용의 측면에 따른 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법에 의하면, 그루브의 깊이 및 유로의 내경 측정이 자동화되므로, 검사 시간이 단축되며, 검사 신뢰성이 향상되어 메인컨트롤밸브 블록에 대한 일률적인 품질관리가 가능하게 된다.
전술한 본 개시 내용의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시 내용이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시 내용의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 측면들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 개시 내용의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시 내용의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
1 메인컨트롤밸브 블록 검사 시스템
100 다관절 로봇
200 스캐너 유닛
300 게이지 유닛
400 제어 서버
500 사용자 단말

Claims (15)

  1. 유로 및 그루브가 형성된 대상체를 이송하는 가이드 레일;
    상기 가이드 레일 외측에 배치되고, 아암 끝단부에 마운트 브라켓이 구비되는 다관절 로봇;
    상기 마운트 브라켓에 장착되며, 상기 대상체의 외면을 스캔하여 스캔 데이터를 획득하는 스캐너 유닛;
    상기 마운트 브라켓에 장착되며, 유로에 삽입되어 유로의 내경 데이터를 획득하는 게이지 유닛;
    스캔 데이터 및 내경 데이터를 분석하여 그루브의 깊이 및 유로의 내경을 계산하는 데이터 분석부; 및
    상기 가이드 레일, 상기 다관절 로봇, 상기 스캐너 유닛 및 상기 게이지 유닛의 작동을 제어하는 제어부; 를 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    스캔 데이터를 분석하여 상기 대상체에 각인된 모델번호를 인식하는 모델 식별부를 더 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    메인컨트롤밸브 블록의 각 모델정보 및 상기 대상체의 모델에 대한 상기 다관절 로봇의 자세 제어 정보가 미리 저장되는 데이터베이스를 더 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 모델 식별부는 상기 데이터베이스에 미리 저장되어 있는 모델과 비교하여 상기 대상체의 모델을 결정하고,
    상기 제어부는 상기 데이터베이스에 저장된 상기 대상체의 모델에 대한 상기 다관절 로봇의 자세 제어 정보에 기초하여 상기 아암의 동작을 제어하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 레일 외측에 구비되며 상기 대상체의 저면이 상측을 향하도록 대상체를 180도 회전시키는 틸트 장치를 더 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 마운트 브라켓에는 클램프 유닛이 배치되고,
    상기 클램프 유닛은 상기 게이지 유닛을 해제가능하도록 장착하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이지 유닛은 복수개 구비되고, 각각의 게이지 유닛은 서로 다른 내경을 측정하도록 형성되는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 시스템.
  8. 검사 대상체인 유로가 형성된 메인컨트롤밸브 블록을 다관절 로봇이 마련된 위치로 이송하는 이송단계;
    상기 다관절 로봇의 아암에 장착된 스캐너 유닛이 대상체를 스캔하여 대상체의 모델을 식별하는 식별단계;
    상기 스캐너 유닛이 대상체를 스캔하여 그루브의 깊이를 측정하는 깊이측정단계; 및
    유로의 내경을 측정할 수 있는 게이지 유닛을 상기 아암에 장착하고, 상기 게이지 유닛을 유로에 삽입하여 유로의 내경을 측정하는 내경측정단계; 를 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 식별단계는,
    상기 스캐너 유닛을 상기 대상체 일측에 위치시키는 단계;
    상기 스캐너 유닛이 상기 대상체를 스캔하는 단계;
    모델 식별부가 스캔된 이미지를 분석하여 상기 대상체에 각인된 모델번호를 인식하고, 미리 저장되어 있는 모델과 비교하여 상기 대상체의 모델을 결정하는 단계; 및
    상기 모델 식별부가 상기 대상체의 모델에 대한 상기 다관절 로봇의 자세 제어 정보를 제어부에 전달하는 단계; 를 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 깊이측정단계는,
    상기 아암의 동작을 제어하여 상기 스캐너 유닛을 상기 대상체 일측에 위치시키는 단계;
    상기 스캐너 유닛이 상기 대상체를 스캔하는 단계; 및
    상기 데이터 분석부가 스캔된 이미지로부터 유로의 깊이를 계산하고 값을 데이터베이스에 저장하는 단계; 를 더 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 내경측정단계는,
    상기 다관절 로봇의 클램프 유닛에 상기 게이지 유닛을 장착하는 단계;
    상기 아암의 동작을 제어하여 상기 게이지 유닛을 그에 대응되는 유로에 순서대로 삽입하여 내경 데이터를 획득하는 단계;
    데이터 분석부가 내경 데이터를 수치화하고 값을 데이터베이스에 저장하는 단계; 및
    상기 클램프 유닛에서 상기 게이지 유닛을 해제하는 단계; 를 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 내경측정단계는,
    데이터베이스에 미리 저장된 모델정보와 상기 데이터베이스에 저장된 측정 정보를 비교하여, 미측정 유로의 존재 여부를 판단하는 단계; 및
    미측정 유로가 존재한다고 판단하는 경우에 상기 클램프 유닛에 미측정 유로에 대응되는 다른 게이지 유닛을 장착하는 단계; 를 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    대상체 저면의 측정 여부를 판단하는 단계; 를 더 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    대상체의 저면이 미측정된 것으로 판단되면 틸트 장치를 통해 상기 대상체의 저면이 상측을 향하도록 대상체를 180도 회전시키는 회전단계; 및
    저면의 그루브의 깊이 및 유로의 내경을 다시 측정하는 단계; 를 더 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 회전단계는,
    상기 대상체를 상기 틸트 장치가 마련된 위치로 이송하는 단계를 포함하는, 메인컨트롤밸브 블록의 검사 방법.
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