KR101247760B1 - 부재위치 계측장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

부재위치 계측장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면 부재위치 계측장치가 부재의 위치를 계측하는 방법에 있어서, a) 계측조건을 입력받고 부재의 설계 데이터 및 계측 조건에 기초하여 계측경로를 생성하는 단계; b) 계측경로를 따라 이동하면서 부재의 각 모서리 부분과 X축 방향의 각 지점에 대한 위치 데이터를 계측하는 단계; c) 부재의 설계 데이터와 계측된 모서리 부분 및 X축 방향의 위치 데이터를 정합하는 단계; 및 d) 설계 데이터와 위치 데이터의 차이인 오차가 기준 허용 오차 범위 이내에 포함되도록 이동 정합하는 단계를 포함한다.

Description

부재위치 계측장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING PLATE POSITION}

본 발명은 부재위치 계측장치 및 방법에 관한 것이다.

선박의 선체는 평면판, 곡면판, 직선형강 및 곡선형강 등으로 가공된 부재들이 결합되어 형성된다.

따라서, 선박건조에서 부재에 대한 가공작업의 정확성과 효율성을 높이기 위하여 부재의 표면에 가공정보가 선과 기호로 마킹(Marking)되고, 마킹된 정보에 따라 가공작업이 수행된다.

선박건조에서 NC(Numerical Control)마킹은 론지가 결합되는 위치인 론지 라인을 마킹하는 것으로, NC마킹을 위해서는 부재의 위치가 파악되어야 한다.

NC마킹 공정으로 들어오는 부재는 겐트리의 y축 좌표값 기준으로 임의의 각도만큼 틀어져서 들어오므로, NC마킹을 위해서는 부재의 정확한 위치가 계측되어야 한다.

그리고, 계측된 부재의 위치와 설계 데이터를 정합하여 론지 라인이 마킹될 위치가 결정되고 NC마킹이 실행된다.

종래에는 NC마킹을 위해 작업자가 레이저 포인터를 이용하여 부재의 틀어짐량을 계측하고, 계측된 값과 설계 데이터의 차이를 비교하여 NC마킹에 반영하였다.

종래의 NC마킹은 사람이 직접 기준점을 마킹하고 이를 티칭(teaching)하므로 수작업에 의한 계측오차가 발생된다.

또한, 수작업에 의한 기준점 계측으로 많은 작업시간이 필요하며, 부재 전체에 대해서 이루어지지 않아 NC마킹 후 재작업이 발생된다.

그리고, 단판들에 대한 불균일과 판계 공정에서의 취부 오차로 인하여 부재의 중앙 부분에서 단차(돌출) 오차가 형성되고 있으나, 이에 대한 계측이 정확하게 실행되지 못하여 설계 데이터와의 비교를 통한 NC마킹에서 심각한 오차가 발생된다.

본 발명의 실시예는 부재의 위치를 자동으로 계측함으로써, 정확한 NC마킹을 수행하는 부재위치 계측장치 및 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 부재의 위치 계측에서 주판의 단차(돌출) 오차를 정확하게 계측하여 설계 데이터와 최적의 정합을 수행하는 부재위치 계측장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 계측조건을 설정하는 설정부; 상기 계측조건에 따라 부재의 위치를 계측하여 위치 데이터를 생성하는 계측부; 및 부재의 설계 데이터 및 상기 계측조건에 기초하여 계측경로를 생성하고, 상기 계측경로를 따라 상기 계측부를 제어하며, 상기 설계 데이터와 계측된 위치 데이터를 정합하는 제어부를 포함하는 부재위치 계측장치가 제공된다.

상기 제어부는 설계 데이터에서 복수개의 모서리 부분을 설정하고, 모서리 부분에 대한 계측 순서를 결정하며, X축 방향 이동경로에 소정의 간격으로 계측지점을 생성할 수 있다.

상기 제어부는 부재위치 계측장치를 계측경로로 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 계측부를 제어하여 상기 부재의 모서리를 이루는 양쪽 변에 대하여 설정된 개수의 지점을 계측하고, 계측 지점을 연결하여 생성되는 두 직선이 만나는 지점을 모서리로 판정하여 위치 데이터를 추출할 수 있다.

상기 제어부는 설계 데이터와 위치 데이터의 차이인 오차가 기준 허용 오차 범위 이내가 되도록 상기 설계 데이터와 상기 계측된 위치 데이터를 정합할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 부재위치 계측장치가 부재의 위치를 계측하는 방법에 있어서, a) 계측조건을 입력받고 부재의 설계 데이터 및 계측 조건에 기초하여 계측경로를 생성하는 단계; b) 계측경로를 따라 이동하면서 부재의 각 모서리 부분과 X축 방향의 각 지점에 대한 위치 데이터를 계측하는 단계; c) 부재의 설계 데이터와 계측된 모서리 부분 및 X축 방향의 위치 데이터를 정합하는 단계; 및 d) 설계 데이터와 위치 데이터의 차이인 오차가 기준 허용 오차 범위 이내에 포함되도록 이동 정합하는 단계를 포함하는 부재위치 계측방법이 제공된다.

상기 a) 단계의 계측경로에는 부재의 각 모서리 부분, 모서리 부분에 대한 계측순서, 모서리 부분간의 이동에서 X축 방향에 대한 계측지점이 포함될 수 있다.

상기 b) 단계에서, 모서리를 이루는 양쪽 변에 대하여 설정된 개수의 지점을 계측하고, 계측지점을 연결하여 생성되는 두 직선이 만나는 지점을 모서리로 판정하여 위치 데이터를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치 및 방법은 NC 마킹을 위한 부재의 위치를 계측함으로써, 론지 라인을 마킹할 때 정확성 및 신뢰성을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측절차를 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측에서 설계 데이터와의 정합절차를 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측절차를 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치의 계측경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치의 계측 결과를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치의 계측화면을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치를 통한 정합 결과를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

본 발명을 설명함에 있어서, 부재라 함은 복수개의 주판이 종으로 인접하여 배열되어서 형성되는 것을 지칭하며, 본 발명 명세서에서 지칭되는 부재는 4개의 주판이 종으로 인접하여 배열되어서 형성된 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 설정부(110), 이동부(120), 계측부(130), 저장부(140), 제어부(150), 표시부(160)를 포함한다.

설정부(110)는 부재위치 계측장치의 동작을 설정하는 작업자의 다양한 제어 명령, 예를 들어 계측 시작점, 이동방향, 이동속도, 계측된 위치 데이터와 설계 데이터의 정합조건 등을 입력받는 수단으로, 키 패널이나 터치스크린 등의 형태로 구현될 수 있다.

설정부(110)는 숫자 키, 문자 키, 기호 키 등으로 구성되는 버튼과 하나 이상의 기능키, 예를 들어, 메뉴 키, 확인 키 등으로 구성되는 복수개의 버튼을 포함한다.

이동부(120)는 제어부(150)의 제어에 따라 지정된 이동방향으로 부재위치 계측장치를 이동시킨다.

계측부(130)는 부재의 위치를 계측하기 위하여 부재에 레이저 빔을 조사하여 빔 영상을 획득한다.

여기서, 레이저 빔은 부재의 형상/위치 정보를 획득하기 위하여 대상부재에 조사할 수 있는 빛, 광선 또는 기타 공지된 파(Wave)를 포함할 수 있다.

계측부(130)는 이동부(120)의 이동에 따라 함께 이동되어 부재의 정확한 위치를 계측하기 위하여 부재의 모서리 부분에 대한 빔 영상과 X축 방향의 빔 영상을 획득한다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 도 4를 기준으로 했을 때 부재의 좌측하단을 원점으로 가정하였을 경우 부재의 좌측하단과 우측하단 혹은 좌측상단과 우측상단을 연결하는 방향을 X축이라 하고, 부재의 좌측하단과 좌측상단 혹은 우측하단과 우측상단을 연결하는 방향을 Y축이라 가정하여 설명한다.

그러나, 이는 본 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해서 가정한 것에 불과하며, 본 발명이 적용되는 환경에 따라 부재에서 XY좌표계가 다양하게 설정될 수 있다.

저장부(140)는 부재위치 계측장치의 운용에 필요한 알고리즘, 각 부재에 대한 설계 데이터, 계측되는 부재의 위치와 크기에 대한 데이터가 저장된다.

상기 설계 데이터는 도시되지 않은 네트워크를 통해 서버로부터 제공되는 선박건조를 위한 설계 데이터로 NC마킹을 위한 데이터이다.

상기 저장부(140)는 ROM이나 RAM 및 플래시 램 등으로 구성될 수 있다.

제어부(150)는 설정부(110)에서 입력되는 계측 시작점, 계측지점 개수, 계측방향, 이동속도 등에 기초하여 계측경로를 생성할 수 있다.

또한, 제어부(150)는 이동부(120)를 제어하여 부재위치 계측장치를 지정된 계측 시작점으로 이동시킨 다음 계측경로를 따라 부재위치 계측장치의 이동을 제어할 수 있다.

또한, 제어부(150)는 계측경로를 따라 부재위치 계측장치가 이동하는 상태에서 계측부(130)를 제어하여 부재의 모서리 부분 및 폭 방향의 위치를 계측하여 위치 데이터를 생성할 수 있다.

여기서, 위치 데이터는 X축 방향에서, 부재를 구성하는 주판의 단차(돌출)오차 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, 부재의 형상이 사각형이라고 가정하면, 제어부(150)는 계측부(130)가 사각형의 꼭지점이 되는 모서리 부분을 계측하도록 부재위치 계측장치를 제어한다.

이때, 모서리 부분은 정확하게 계측되는 것이 불가능하므로, 꼭지점을 이루는 양쪽 변을 계측하여 만나는 지점을 모서리 부분으로 계측할 수 있다.

그리고, 어느 하나의 모서리 부분에 대한 계측이 완료되면 계측경로를 통해 다른 하나의 모서리 부분으로 이동할 수 있다.

이때, 계측부(130)의 계측방향이 Y축 방향의 이동이면 이동부(120)를 통해 부재위치 계측장치의 이동속도만을 제어하고, X축 방향의 이동이면 계측부(130)를 통해 설정된 간격으로 부재의 위치를 계측하여 주판의 단차(돌출) 오차를 계측한다.

여기서, 주판의 단차(돌출) 오차를 계측하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 계측부(130)가 X축 방향으로 이동하면서 계측된 부재의 여러 지점에 대한 위치 데이터는 노이즈를 포함하므로 필터링을 통해 노이즈를 제거할 수 있다.

예를 들어 X축 방향으로 이동하는 과정에서 7개 지점을 계측하여 위치 데이터를 추출하고, 이를 직선으로 연결한 다음 직선에서 가장 많이 벗어나는 2개 지점의 위치 데이터는 제외하고, 나머지 5개 지점을 위치 데이터로 추출하여 데이터의 신뢰성을 높여 줄 수 있다.

제어부(150)는 상기의 절차를 통해 부재의 모서리 부분과 X축 방향의 위치가 계측되면 생성된 위치 데이터를 저장부(140)에 저장된 설계 데이터와 정합하며, 설계 데이터의 형상과 위치 데이터(즉, 계측된 부재의 모서리 부분 및 X축 방향에 따른 형상)을 표시부(160)에 출력한다.

이때, 제어부(150)는 정합에서 발생되는 위치 데이터와 설계 데이터의 차이 값을 표시부(160)를 통해 출력한다.

표시부(160)는 제어부(150)의 제어하에 설정부(110)로 설정되는 이동방향, 이동속도, 계측 시작위치, 계측지점, 계측지점 개수, 정합조건 등의 정보를 표시하고, 제어부(150)의 제어에 따라 계측된 위치 데이터와 설계 데이터의 차이를 표시할 수 있다.

지금까지 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치의 내부 구성요소에 대하여 설명하였다. 그러나 이는 본 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위한 일 예에 불과하며, 본 발명이 적용되는 환경에 따라 다양하게 수정 변경될 수 있다.

예를 들어, 상술한 각 구성요소는 세분화된 기능에 따라 더 세분화된 구성요소로 나뉘어질 수 있으며, 또한 상술한 기능을 총괄하여 수행하는 구성요소로 통합될 수 있다.

따라서, 각 구성요소의 명칭에 관계없이 본 발명의 구성요소와 동일/유사한 기능을 수행하는 구성요소는 본 발명의 기술적 사상에 포함된다 할 것이다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작에 대하여 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측절차를 도시한 흐름도이다.

이하에서 설명되는 각 단계는, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 부재위치 계측장치의 내부 구성요소에 의해 수행되어지나 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치의 내부 구성요소는 다양하게 구현될 수 있으므로, 이해와 설명의 편의를 위해 부재위치 계측장치를 주체로 설명한다.

도 2를 참조하면, 부재위치 계측장치는 초기화되고, 부재의 정보가 인식되면 내부 저장공간에 저장된 설계 파일을 판독한다(S201).

상기 설계 파일은 부재에 대한 설계 데이터를 포함하는 파일로, 네트워크로 연결되는 서버로부터 수신하거나 부재위치 계측장치의 저장부 공간에 미리 저장될 수 있다.

이하에서는 설계 파일을 설계 데이터로 칭하여 설명한다.

상기 S201단계에서 설계 데이터가 판독되면 부재위치 계측장치는 설정되는 명령에 따라 판독된 설계 데이터에서 모서리 개수를 추출한다(S202).

그리고, 부재위치 계측장치는 부재의 위치를 계측하기 위하여 계측 시작점, 계측지점, 계측지점의 개수, 이동방향, 이동속도 등을 포함하는 계측경로를 생성한다(S203).

예를 들어, 부재의 형상이 사각형이라 가정하면 부재위치 계측장치는 사각형의 각 모서리 부분을 계측지점으로 설정하고, 각 모서리 부분과 모서리 부분을 연결하는 이동방향을 참조하여 각 모서리별 계측 순번을 결정한다.

그리고, 부재위치 계측장치는 X축 방향의 이동일 경우 소정의 간격으로 계측지점을 결정한다.

상기 S203의 단계에서 계측경로의 생성이 완료되면 부재위치 계측장치는 부재의 위치를 측정하기 위하여 계측 시작 모서리, 예를 들어 도 4의 1번 모서리 부분으로 이동한다(S204).

상기 S204의 단계에서 부재위치 계측장치가 계측 시작 모서리, 예를 들어 1번 모서리로 이동되면 부재에 레이저빔을 조사하여 부재의 영상을 취득하는 계측 동작을 실행한다(S205).

상기 S205의 단계에서 부재의 모서리 부분을 정확하게 계측하는 것이 불가능하므로, 양쪽 변을 계측하여 두 변이 만나는 교차점을 모서리 부분으로 계측한다.

여기서, 부재위치 계측장치는 부재의 모서리 근처에서 각 변에 대하여 미리 설정된 개수의 지점, 예를 들어 10개의 지점씩 계측할 수 있다.

그리고, 부재위치 계측장치는 계측된 지점을 직선으로 연결하여 두 직선이 만나는 교차점을 계측 대상이 되는 모서리 부분으로 인식한다.

부재위치 계측장치는 계측 시작 모서리, 예를 들어 도 4의 1번 모서리 부분에 대한 위치 계측이 완료되었는지를 판단하여(S206) 계측이 완료되지 않았으면 상기 S205의 단계로 리턴된다.

그러나, 계측 시작 모서리, 예를 들어 1번 모서리 부분에 대한 위치 계측이 완료되었으면 생성된 계측경로에 따라 다음 계측 모서리, 예를 들어 도 4의 2번 모서리 부분에 대한 이동 방향(계측방향)을 판정한다(S207).

상기 S207단계에서 부재위치 계측장치는, 부재위치 계측장치의 이동 방향이 원점에 대하여 X축 방향의 이동인지를 판정한다(S208).

상기 S208단계에서 부재위치 계측장치는 X축 방향의 이동으로 판정되면 다음 계측 모서리, 예를 들어 2번 모서리 부분으로 이동하는 과정에서 소정의 간격으로 부재에 레이저빔을 조사하여 부재의 영상을 취득하는 동작으로 부재 위치를 계측한다(S209).

예를 들어, 계측 시작 모서리인 1번 모서리 부분에서 2번 모서리 부분으로 X축 방향으로 이동하는 경우 이동 과정에서 소정의 간격, 예를 들어 500 ~ 1,000mm 간격으로 부재 위치 데이터를 계측한다.

상기 부재 위치 데이터는 부재위치 계측장치가 1번 모서리에서 2번 모서리로 이동하는 과정에서 계측되는 부재의 (X,Y)축 좌표로, 부재를 구성하는 주판의 서로 다른 크기 및 절단 에러에 의해 설계 데이터와의 차이인 단차(돌출) 오차가 포함될 수 있다.

상기 S209단계에서 부재위치 계측장치는 X축 방향으로 이동하는 과정에서 계측되는 부재 위치 데이터를 설정된 대역으로 필터링하여 정규화 데이터만을 추출함으로써, X축 방향의 이동과정에서 계측된 부재 위치 데이터에 신뢰성을 제공하여 준다(S210).

상기 X축 방향으로 이동하는 상태에서 계측된 부재의 여러 지점에 대한 위치 데이터는 노이즈를 포함할 수 있으므로, 본 실시예에 따른 부재위치 계측장치는 필터링을 통해 신뢰성 있는 위치 데이터만을 추출한다.

예를 들어, 부재위치 계측장치는 X축 방향으로 이동하는 과정에서 7개 지점을 계측하여 위치 데이터를 추출하고, 이를 직선으로 연결한 다음 직선에서 가장 많이 벗어나는 2개 지점의 위치 데이터는 제외하고 나머지 5개 지점을 위치 데이터로 추출하여 위치 데이터에 신뢰성이 제공될 수 있도록 한다.

상기 S208단계에서 부재위치 계측장치는 Y축 방향의 이동으로 판정되면 이동속도를 제어하여 다음 모서리 부분으로 이동을 실행한다(S211).

예를 들어, 부재위치 계측장치는 2번 모서리 부분에서 3번 모서리 부분으로의 이동이면 부재위치 계측장치는 이동속도만을 제어할 수 있다.

또한, 부재위치 계측장치는 Y축 방향의 이동에서 경로의 이탈을 방지하기 위하여 이동 중에 설정된 개수의 지점, 예를 들어 3 ~ 4개 지점을 계측할 수 있도록 한다.

부재위치 계측장치는 상기한 절차의 단계를 통해 지정된 모든 모서리 부분의 개수 및 X축 방향의 이동경로에 대하여 계측이 완료되었는지 판단한다(S212).

부재위치 계측장치는 상기 S212단계의 판단에서 모든 모서리 부분 및 X축 방향의 이동경로에 대하여 계측이 완료되지 않았으면, 상기 S205의 단계로 리턴되어 부재위치 계측장치는 지정된 모서리 부분 및 X축 방향의 이동경로에 대하여 계측이 완료될 때까지 반복한다.

부재위치 계측장치는 상기 S212단계의 판단 결과 지정된 모든 모서리 부분 및 X축 방향의 이동경로에 대하여 계측이 완료되었으면 계측된 모서리 부분 및 X축 방향의 위치 데이터와 설계 데이터를 정합한다(S213).

예를 들어, 부재위치 계측장치는 계측된 각 모서리 부분과 X축 방향의 위치 데이터와 설계 데이터를 대응시켜 차이가 최소가 되는 위치로 정합한다.

상기 계측된 위치 데이터와 설계 데이터의 정합과정에서 작업자가 키 입력수단으로 설정하는 신호에 따라 부재의 좌표축(예를 들어 X,Y축)을 기준으로 이동 또는 회전하여 계측 위치 데이터와 설계 데이터의 차이가 최소가 되도록 정합 위치를 조절한다(S214).

상기한 절차를 통해 정합이 완료되면 NC마킹을 수행하여 론지 라인을 형성시킬 수 있다.

지금까지, 도 2를 참조하여 설명하면서, 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치가 부재의 X축 방향에서 위치 데이터를 계측하고, Y축 방향에서는 위치 데이터를 계측하지 아니하는 것으로 설명하였으나, X축 방향 및 Y축 방향 모두에 대해서 위치 데이터를 측정할 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측에서 설계 데이터와의 정합절차를 도시한 흐름도이다.

본 발명에 따른 부재위치 계측장치는 부재의 각 모서리 부분과 X축 방향의 계측 데이터와 설계 데이터를 대응시켜 그 차이에 따라 정합한다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 정합절차를 설명함에 있어서 앞서 도 2와 마찬가지로 부재위치 계측장치가 주체인 것으로 설명한다.

도 3를 참조하면, 부재위치 계측장치는 지정된 모서리 부분과 이동 경로에서 x축 방향의 위치 데이터를 계측한다(S301). 여기서 X축 방향의 위치 데이터는 계측 지점의 X좌표값 및 Y좌표값을 의미한다.

이 경우 X,Y좌표계의 원점은 다양한 곳에 지정될 수 있으며, 예를 들어 부재의 좌측하단이 원점으로 지정될 수 있다.

상기 S301단계에서 부재위치 계측장치는 지정된 모서리 부분과 X축 방향의 계측이 완료되면 계측된 위치 데이터와 설계 데이터의 차이가 최소가 되도록 정합한다(S302).

상기의 정합은 설계 데이터와 계측된 위치 데이터의 각 모서리 부분, X축 방향을 대응시켜 설계 데이터와 계측된 위치 데이터의 차이가 최소로 되는 위치로 정합한다.

상기 부재위치 계측장치는 정합 결과 X축 방향 오차가 균등하게 존재하는지 판단한다(S303). 여기서, X축 방향 오차는 정합의 기초가 되는 설계 데이터와 측정된 위치 데이터의 좌표값에서 Y좌표값의 차이값을 의미한다.

그리고, "균등"은 지정된 허용 오차 범위 이내에 포함되는 것으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 X축 방향 오차가 지정된 허용 오차 범위(예를 들어 ±5mm)에 포함되는 경우일 수 있다.

상기 S303단계의 판단결과 부재위치 계측장치는 X축 방향 오차가 균등하게 존재하면 최적의 정합이 이루어진 것으로 판단하여 정합을 완료한다(S306).

그러나, 상기 S303단계의 판단결과 X축 방향 오차가 균등하게 존재하지 않으면 부재위치 계측장치는 주판의 단차(돌출)에 의한 것으로 판단하여 X축 방향 오차가 최소가 되도록 정합 위치를 이동시켜 정합을 실행한다(S304).

예를 들어, 설계 데이터의 1번 모서리 부분(20)과 4번 모서리 부분(50)을 잇는 1면에 계측된 위치 데이터의 1면을 정합하는 1면 기준정합을 수행할 수 있다.

이후, 부재위치 계측장치는 정합이 적합하게 이루어졌는지 판단한다(S305).

상기 S305단계에서 정합이 부적합한 상태이면 부재위치 계측장치는 S304단계로 이동하여 작업자가 입력하는 이동값 및/또는 회전값에 따라 X축 방향 이동 정합을 수행한다.

상기 S305단계에서 정합이 적합한 상태이면 최적의 정합으로 판정하고 정합을 완료한다(S306).

본 발명의 실시예에 따르면 부재위치 계측장치는 각 모서리 부분과 이동 경로의 X축 방향에 대하여 계측을 실행하여 기본적으로 최적정합을 수행하고, X축 방향의 위치가 균등하지 않게 존재하는 경우 X축 방향의 오차가 최소가 되도록 이동정합을 실행하여 주판의 단차(돌출)에 의한 정합 오차를 최소화한다.

그리고, 1면 기준정합 혹은 2면 기준정합으로 최적의 정합을 실행하여 신뢰성 있는 NC마킹이 수행될 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측절차를 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 설계 데이터(10)는 직사각형을 예로 한 것이나, 이는 본 발명의 이해와 편의를 돕기 위한 예시일 뿐이며, 실질적으로 설계 데이터의 형상이 다양함은 당업자에게 자명한 사실이다.

도 4를 참조하면, 부재위치 계측장치는 설계 데이터(10)를 이용하여 계측지점으로 1번 내지 4번의 모서리 부분(20, 30, 40, 50)를 설정하고 계측경로(60)를 생성하며, 폭 방향(1번 모서리에서 2번 모서리 방향)의 계측경로에 대해서는 소정의 간격, 예를 들어 500 ~ 1,000mm 간격으로 계측지점(70)을 생성한다. 여기서, 설계 데이터(10)는 사전에 설계자가 CAD를 이용하여 설계한 부재에 NC마킹 정보로써, 전자 파일의 형태로 저장될 수 있다.

부재위치 계측장치는 설계 데이터(10)를 네트워크로 연결되는 서버(미도시)로부터 전달받을 수 있다.

부재위치 계측장치는 설정된 모서리 부분(20, 30, 40, 50)과 계측경로(60)에서 X축 방향에 소정의 간격으로 설정되는 계측지점(70)을 측정하여 부재의 위치데이터를 계측한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치의 계측경로를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 부재위치 계측장치는 계측경로(60)를 따라 이동하며, 설정된 각 모서리 부분(20, 30, 40, 50)과 X축 방향의 계측지점(70)에 대하여 계측을 수행할 수 있다.

부재위치 계측장치는 1번 모서리 부분(20)에서 계측을 시작하고, 2번 모서리 부분(30), 3번 모서리 부분(40), 4번 모서리 부분(50)의 순으로 각각의 모서리 부분을 계측할 수 있다.

부재위치 계측장치는 각 모서리 부분에서 양변에 대해서 계측을 수행하고, 모서리 부분에서 다음 모서리 부분으로 이동하는 경우 X축 방향의 이동이면 소정의 간격으로 설정된 계측지점(70)을 계측한다. 예를 들어, 1번 모서리 부분(20)을 기준으로 2번 모서리 부분(30)과 4번 모서리 부분(50) 방향을 따라 10개의 지점씩 계측을 수행하고, 계측된 10개의 지점을 각각 직선으로 연결하고 두 직선의 교차점을 계산하여 1번 모서리 위치로 계측할 수 있다. 그리고, 부재위치 계측장치는 계측경로(60)를 따라 2번 모서리 부분(30)으로 이동하며, 1번 모서리 부분(20)에서 2번 모서리 부분(30)으로의 이동은 X축 방향의 이동이므로 소정의 간격으로 설정된 계측지점(70)을 계측할 수 있다.

또한, 부재위치 계측장치는 이동방향이 Y축 방향일 경우에는 경로 이탈을 방지하기 위하여 이동경로(60)의 임의의 위치에서 설정된 3개의 지점을 계측할 수 있다.

부재위치 계측장치는 이와 같은 동작을 2번 모서리 부분(30), 3번 모서리 부분(40), 4번 모서리 부분(50)에 대해서도 수행한다.

그리고, 부재위치 계측장치는 2번 모서리 부분(30)에서 3번 모서리 부분(40)으로 이동하는 경우 예측되는 경로 방향이 주판의 Y축 방향이다.

본 발명에 따르는 실시예에서는 X축을 중심으로 계측하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 Y축의 계측도 실행될 수 있음은 자명한 사실이다.

본 발명에 따르는 추가적인 실시예로, 상술한 절차에 따라 X축 방향과 Y축 방향을 동시에 측정할 수 있는 방법을 적용할 수 있고, X축 방향을 먼저 측정한 후 추후에 Y축 방향만을 측정할 수 있다.

Y축 방향의 측정에 대하여 예를 들면, 2번 모서리 부분(30)이 +5mm의 단차(돌출)를 갖고 있고, 3번 모서리 부분(40)이 -5mm의 단차(돌출)가 발생될 수 있으므로, 이 경우 Y축 방향을 따라서 계측한 다음 설계 데이터와 정합을 실행할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따르면 부재위치 계측장치는 부재의 각 모서리 부분과 X축 방향에 대하여 소정의 간격으로 계측을 실행하여 주판의 단차(돌출)에 의한 정합오차를 최소화하여 설계 데이터와 계측 데이터 사이의 최적의 정합을 제공한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치의 계측 결과를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 부재의 각 모서리 부분과 이동경로 상에 소정의 간격으로 설정된 계측지점(70)에서 측정된 값은 불안정한 여러 요소들을 포함하고 있으므로, 필터링을 통해 노이즈를 제거한 다음 부재의 X축 방향 이동경로에서 계측된 위치값으로 적용한다. 예를 들어, X축 방향으로 이동하는 과정에서 7개 지점을 계측하여 위치 데이터를 추출하고, 이를 직선으로 연결한 다음 직선에서 가장 많이 벗어나는 2개의 지점의 위치 데이터는 제외하고, 나머지 5개 지점의 위치 데이터만을 추출하여 적용한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치의 계측화면을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 도 7은 부재위치 계측장치의 표시부(160)에 출력된 화면의 예시로, 계측 결과의 정합을 나타내고 있다.

부재위치 계측장치는 기본적으로 계측 완료 후, 최적 정합을 수행하며, 사용자의 선택에 따라 정합 위치를 조절할 수 있다.

측정정보(510)는 설계 데이터와 계측 데이터를 이용하여 모서리 부분을 정합한 것을 보여주는 것이다.

각 모서리 부분(20, 30, 40, 50)과 X축 방향에 설정된 소정 간격의 계측지점에 나타나 있는 값(X, Y)은 설계 데이터와 계측된 위치 데이터의 차이 값을 나타낸다.

즉, 설계 데이터를 기준으로 계측된 위치 데이터 값이 더 큰 경우 차이 값(계측된 위치 데이터 - 설계 데이터)은 양의 값이 되고, 작은 경우 음의 값이 된다.

도 7을 참조하였을 때 이동(530) 및 정합(520)은 작업자 메뉴로, 작업자에 의해 선택될 수 있다.

예를 들어, 작업자가 정합(520)에 나타난 메뉴를 이용하여 최적 정합, 1면 정합을 실행시키는 1정합, 2면 정합을 실행시키는 2정합, 3면 정합을 실행시키는 3정합, 4면 정합을 실행시키는 4정합, 1면 및 2면 정합을 실행시키는 1-2정합, 2면 및 3면 정합을 실행시키는 2-3정합, 3면 및 4면 정합을 실행시키는 3-4정합, 4면 및 1면 정합을 실행시키는 4-1정합을 선택할 수 있고, 이동(530)에 나타난 메뉴를 이용하여 각 좌표축에 대한 상하좌우의 이동과 회전 이동을 입력할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 부재위치 계측장치를 통한 정합 결과를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 각 모서리 부분(20,30,40,50)과 X축 방향의 계측지점(70)에 나타낸 값들은 설계 데이터와 위치 데이터의 차이값이다.

예를 들어, 1번 모서리 부분(20)의 X=3.6, Y=-0.9는 정합 결과 1번 모서리 부분(20)에서 부재의 크기가 설계 데이터 보다 X축 방향으로 3.6mm 크고, Y축 방향으로 0.9mm 작다는 것을 의미한다.

2번 모서리 부분(30)의 X=3.4, Y=-1.1은 정합 결과 2번 모서리 부분(30)에서 부재의 크기가 설계 데이터보다 X축 방향으로 3.4mm 크고, Y축 방향으로 1.1mm 작다는 것을 의미한다.

3번 모서리 부분(40)의 X=4.1, Y=-0.9는 정합 결과 3번 모서리 부분(40)에서 부재의 크기가 설계 데이터보다 X축 방향으로 4.1mm 크고, Y축 방향으로 0.9mm 작다는 것을 의미한다.

4번 모서리 부분(50)의 X=3.9, Y=-1.1은 정합 결과 4번 모서리 부분(50)에서 부재의 크기가 설계 데이터보다 X축 방향으로 3.9mm 크고, Y축 방향으로 1.1mm 작다는 것을 의미한다.

1번 모서리 부분(20)에서 2번 모서리 부분(30)의 X축 방향 이동경로에서 Y=0.8과 Y=3.5는 주판의 단차(돌출)에 의해 부재의 크기가 설계 데이터보다 Y축 방향으로 0.8mm와 3.5mm 크다는 것을 의미한다.

그리고, 3번 모서리 부분(40)에서 4번 모서리 부분(50)의 X축 방향 이동경로에서 Y=-3.0과 Y=-4.5는 주판의 단차(돌출)에 의해 부재의 크기가 설계 데이터보다 Y축 방향으로 3.0mm와 4.5mm 작다는 것을 의미한다.

따라서, X축 방향의 오차가 최소가 되도록 정합 위치를 이동시켜 균등 정합이 제공되도록 한다.

이에 따라 정합에서 주판의 단차(돌출)로 인한 오차에 의해 절단이나 육성하는 작업이 최소화되도록 한다.

도 8을 참조하면, Y축 방향으로 일정거리 예를 들어 1.8mm를 이동시켜 정합 한다.

이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 추가, 삭제 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 포함된다고 할 것이다.

110 : 설정부 120 : 이동부
130 : 계측부 140 : 저장부
150 : 제어부 160 : 표시부

Claims (8)

1. 계측조건을 설정하는 설정부;
   상기 계측조건에 따라 부재의 위치를 계측하여 위치 데이터를 생성하는 계측부; 및
   부재의 설계 데이터 및 상기 계측조건에 기초하여 계측경로를 생성하고, 상기 계측경로를 따라 상기 계측부를 제어하며,
   상기 설계 데이터와 계측된 위치 데이터를 정합하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 제어부는 설계 데이터에서 복수개의 모서리 부분을 설정하고, 모서리 부분에 대한 계측 순서를 결정하며, X축 방향 이동경로에 소정의 간격으로 계측지점을 생성하는 것을 특징으로 하는 부재위치 계측장치.
2. 삭제
3. 계측조건을 설정하는 설정부;
   상기 계측조건에 따라 부재의 위치를 계측하여 위치 데이터를 생성하는 계측부; 및
   부재의 설계 데이터 및 상기 계측조건에 기초하여 계측경로를 생성하고, 상기 계측경로를 따라 상기 계측부를 제어하며, 상기 설계 데이터와 계측된 위치 데이터를 정합하는 제어부를 포함하되,
   상기 제어부는 부재위치 계측장치를 계측경로로 이동시키는 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부재위치 계측장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 계측부를 제어하여 상기 부재의 모서리를 이루는 양쪽 변에 대하여 설정된 개수의 지점을 계측하고,
   계측 지점을 연결하여 생성되는 두 직선이 만나는 지점을 모서리로 판정하여 위치 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 부재위치 계측장치.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 설계 데이터와 위치 데이터의 차이인 오차가 기준 허용 오차 범위 이내가 되도록 상기 설계 데이터와 상기 계측된 위치 데이터를 정합하는 것을 특징으로 하는 부재위치 계측장치.
6. 부재위치 계측장치가 부재의 위치를 계측하는 방법에 있어서,
   a) 계측조건을 입력받고 부재의 설계 데이터 및 계측 조건에 기초하여 계측경로를 생성하는 단계;
   b) 계측경로를 따라 이동하면서 부재의 각 모서리 부분과 X축 방향의 각 지점에 대한 위치 데이터를 계측하는 단계;
   c) 부재의 설계 데이터와 계측된 모서리 부분 및 X축 방향의 위치 데이터를 정합하는 단계; 및
   d) 설계 데이터와 위치 데이터의 차이인 오차가 기준 허용 오차 범위 이내에 포함되도록 이동 정합하는 단계;
   를 포함하는 부재위치 계측방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 a) 단계의 계측경로에는,
   부재의 각 모서리 부분, 모서리 부분에 대한 계측순서, 모서리 부분간의 이동에서 X축 방향에 대한 계측지점이 포함되는 것을 특징으로 하는 부재위치 계측방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 b) 단계에서,
   모서리를 이루는 양쪽 변에 대하여 설정된 개수의 지점을 계측하고, 계측지점을 연결하여 생성되는 두 직선이 만나는 지점을 모서리로 판정하여 위치 데이터를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부재위치 계측방법.

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