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KR101891681B1 - 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치 - Google Patents

비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치 Download PDF

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KR101891681B1
KR101891681B1 KR1020160147394A KR20160147394A KR101891681B1 KR 101891681 B1 KR101891681 B1 KR 101891681B1 KR 1020160147394 A KR1020160147394 A KR 1020160147394A KR 20160147394 A KR20160147394 A KR 20160147394A KR 101891681 B1 KR101891681 B1 KR 101891681B1
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(주)하이비젼시스템
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Abstract

본 발명은 정밀 장치를 검사 및 조립하는 장비에 있어서 검사 및 조립 대상 장치가 배치되는 스테이지의 경사를 정밀하게 조정하기 위하여 스테이지의 피봇점을 정교하게 설정하는 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치에 관한 것으로, 인식 마크가 표시된 소켓이 상면에 장착되는 스테이지; 상기 소켓이 3차원 공간의 소정 위치에 배치되도록 상기 스테이지의 상면의 경사를 변경하는 x축을 중심으로 회전하는 제1 회전 수단 및 y축을 중심으로 회전하는 제2 회전 수단을 포함하는 위치 결정부; 상기 스테이지의 위치를 상기 x축, 상기 y축 및 상기 상면에 수직인 z축 방향으로 조정하는 조정부; 상기 인식 마크를 촬상하는 비젼부; 및 상기 위치 결정부를 제어하여 상기 스테이지의 경사를 변경하고, 상기 비젼부를 제어하여 상기 스테이지의 경사의 변경 중 소정의 간격으로 상기 인식 마크를 포함하는 영상을 획득하며, 획득된 영상을 디스플레이를 통하여 표시하는 제어부를 포함한다.

Description

비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치{APPARATUS FOR ALIGNMENT OF PIVOT POINT USING VISION}
본 발명은 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 정밀 장치를 검사 및 조립하는 장비에 있어서 검사 및 조립 대상 장치가 배치되는 스테이지의 경사를 정밀하게 조정하기 위하여 스테이지의 피봇점을 정교하게 설정하는 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치에 관한 것이다.
최근의 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 모바일 장치에는 정밀 부품, 특히, 카메라 모듈이 장착되는 것이 일반적이며, 이러한 정밀 부품은 각 구성품들이 조립 등의 과정에서 평면의 세부 기울어짐에 대한 보정이 필요하다. 이때, 평면의 기울어짐이 앞뒤/좌우 방향으로 모두 가능한 스테이지를 틸트 스테이지(Tilt stage)라 한다.
예를 들면, 카메라 모듈은 렌즈 및 센서부의 조립 등의 과정에서 얼마나 잘 정렬되었는지가 중요한 테스트 항목 중의 하나이고, 정렬이 바르게 되었는지 여부는 카메라 모듈의 틸트 및 로테이션(Rotation) 값으로 표현될 수 있다. 이때, 카메라 모듈의 검사를 위하여, 검사 소켓을 틸트 스테이지 상에 위치시키고, 검사 소켓 내에 카메라 모듈을 안착시킨 후, 틸트 스테이지의 경사를 조정하면서 카메라 모듈의 틸트 값 등을 획득하게 된다.
최근 기술의 발전으로 정밀 부품을 직선 방향으로 이동시키는 경우의 정밀도는 획기적으로 향상되었으나, 틸트 스테이지에 있어서 정밀 부품의 정확한 중심을 기준으로 경사각을 제공하는 데에는 많은 어려움이 있다. 즉, 틸트 스테이지의 경사각 조정 시 둘 이상의 회전 모터를 사용하게 되는데, 회전 모터 중 하나라도 회전 중심이 정밀 부품의 중심과 일치하지 않으면 정확한 검사 및 조립이 이루어질 수 없고, 이에 따라 정밀 부품이 설계한 상황과 다르게 동작하는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 스테이지 제조 시 레이저를 이용하여 피봇점(Pivot point)를 확인하는 검사를 수행하고 있다. 그러나, 실제 스테이지 사용 시 스테이지 상의 피봇점에 정밀 부품의 중심이 정확히 위치하도록 안착하기 위해서는 재차 레이저 등을 이용하여 위치를 확인하여야 하며, 레이저를 이용하는 경우 정밀 부품의 중심으로부터 피봇점이 얼마나 떨어져있는지 수치적인 값을 제공하지 않으므로 수많은 반복 조정 작업을 통하여 피봇점과 정밀 부품의 중심을 정렬시켜야 하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0069357호
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 검사 장비에 일반적으로 내장된 비젼 카메라를 이용하여 피봇점이 정밀 부품의 중심으로부터 어느 방향으로 어느 정도의 길이만큼 떨어져 있는지 정확하게 계산하고, 계산된 결과에 따라 피봇점을 조정할 수 있는 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 피봇점 조정 이후에도 피봇점과 정밀 부품의 중심의 일치 정도를 계속적으로 일정한 수치값으로 제공함으로써, 초정밀도를 요하는 부품의 검사 및 조립 시 동작 오차를 감소시킬 수 있는 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치는, 인식 마크가 표시된 소켓이 상면에 장착되는 스테이지; 상기 소켓이 3차원 공간의 소정 위치에 배치되도록 상기 스테이지의 상면의 경사를 변경하는 x축을 중심으로 회전하는 제1 회전 수단 및 y축을 중심으로 회전하는 제2 회전 수단을 포함하는 위치 결정부; 상기 스테이지의 위치를 상기 x축, 상기 y축 및 상기 상면에 수직인 z축 방향으로 조정하는 조정부; 상기 인식 마크를 촬상하는 비젼부; 및 상기 위치 결정부를 제어하여 상기 스테이지의 경사를 변경하고, 상기 비젼부를 제어하여 상기 스테이지의 경사의 변경 중 소정의 간격으로 상기 인식 마크를 포함하는 영상을 획득하며, 획득된 영상을 디스플레이를 통하여 표시하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 소켓의 인식 마크가 표시되고 상기 비젼부와 대향하는 면은, 상기 스테이지의 상면에 대하여 경사면을 이루는 평면이고, 상기 비젼부는, 상기 스테이지의 측부에서 상기 인식 마크를 촬상하는 제1 카메라부; 및 상기 스테이지의 상부에서 상기 인식 마크를 촬상하는 제2 카메라부를 포함하며, 상기 제1 카메라부 및 상기 제2 카메라부는 피봇점을 관통하는 제1 선 및 제2 선을 중심으로 하여 각 배치되고, 상기 제1 선 및 상기 제2 선은 서로 수직일 수 있다.
또한, 상기 인식 마크는, 피봇점에 정렬되어야 할 지점을 교차점으로 하는 십자 마크일 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 비젼부로부터 복수개의 영상을 획득하고, 획득된 복수개의 영상 중 상기 교차점을 추출하며, 추출된 복수개의 교차점을 상기 x축 및 상기 y축에 대응하는 좌표에 표시한 제1 그래프 및 상기 x축 및 상기 z축에 대응하는 좌표에 표시한 제2 그래프를 생성하고, 생성된 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프를 상기 디스플레이를 통하여 표시할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프에 표시된 복수개의 교차점이 스윙 경향을 보임에 따라 상기 조정부를 제어하여 상기 스테이지의 위치를 z축 방향으로 조정할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프에 표시된 복수개의 교차점과 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프 내 중심점 간에 x축 방향으로의 시프트 경향을 보임에 따라 상기 조정부를 제어하여 상기 스테이지의 위치를 x축 방향으로 조정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프에 표시된 복수개의 교차점과 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프 내 중심점 간에 y축 방향으로의 시프트 경향을 보임 따라 상기 조정부를 제어하여 상기 스테이지의 위치를 y축 방향으로 조정할 수 있다.
본 발명은 틸트 스테이지를 사용하는 검사 또는 조립 장비에 있어서, 비젼 카메라를 이용하여 피봇점이 정밀 부품의 중심으로부터 어느 방향으로 어느 정도의 길이만큼 떨어져 있는지 정확하게 계산하고, 계산된 수치값을 이용하여 보다 정밀하게 틸트 스테이지의 피봇점을 맞출 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치를 y축 방향에서 바라본 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치를 z축 방향에서 바라본 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치의 소켓을 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치의 비젼부에 의해 획득된 영상을 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치에 의해 생성된 제1 그래프 및 제2 그래프를 표시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치의 동작을 나타낸 동작흐름도이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치를 y축 방향에서 바라본 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치를 z축 방향에서 바라본 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치를 도시한 블럭도로서, 본 발명의 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치는, 소켓(100), 스테이지(200), 위치 결정부(300), 비젼부(400), 조정부(500), 제어부(600) 및 디스플레이(700)를 포함할 수 있다.
소켓(100)은, 조정 대상인 피봇점이 위치하여야 하는 점을 중심으로 하는 인식 마크가 상단에 표시되며, 카메라 모듈 등 정밀 부품이 안착되는 소켓과는 별도의 구성요소로 구비될 수도 있고, 정밀 부품이 안착되는 공간을 구비하는 동시에 인식 마크가 표시된 소켓일 수도 있다. 이때, 소켓(100)은, 스테이지(200)의 상면에 장착된다. 또한, 소켓(100)은, 인식 마크가 표시된 면을 비젼부(400)에서 바라볼 수 있도록 배치되는데, 인식 마크가 표시된 면이 스테이지(200)의 상면에 대하여 소정의 각도, 바람직하게는 45도 각도로 기울어진 경사를 이룰 수 있다.
여기서, 피봇점은 틸트 조정 기능을 구비한 회전체 기구물에서 이상적인 회전 중심을 의미하며, 기구물의 실제 회전 중심이 이러한 피봇점에 정확히 정렬되어야만 기구물 상에 안착된 정밀 부품에 대하여 정확한 틸트를 부여할 수 있다.
스테이지(200)는, 작업대에 해당하는 상면에 소켓(100)이 장착되고, 위치 결정부(300)에 의하여 상면의 경사가 조정된다. 한편, 스테이지(200)는, 조정부(500)에 의하여, 상면에 평행한 방향인 x축 방향으로 소정의 거리(Mx)만큼, 상면에 평행한 방향으로 x축에 수직인 방향인 y축 방향으로 소정의 거리(My)만큼 이동될 수 있고, 아울러 상면에 수직인 방향인 z축 방향으로도 소정의 거리(Mz)만큼 이동될 수 있다.
위치 결정부(300)는, 제어부(600)의 제어에 의해 소켓(100) 및 소켓에 장착된 정밀 부품이 3차원 공간 내에 소정의 경사를 갖는 위치에 배치되도록 스테이지(200) 상면의 경사를 변경한다. 이때, 위치 결정부(300)는, x축을 중심으로 회전하면서 스테이지(200)의 상면의 경사를 y축에 평행한 방향을 기준으로 경사를 이루도록 스테이지(200)의 상면의 경사를 변경하는 제1 회전 수단(310) 및 y축을 중심으로 회전하면서 스테이지(200)의 상면의 경사를 x축에 평행한 방향을 기준으로 경사를 이루도록 스테이지(200)의 상면의 경사를 변경하는 제2 회전 수단(320)을 포함한다.
비젼부(400)는, 제어부(600)의 제어에 의해 소켓(100)에 표시된 인식 마크를 촬상하고, 촬상된 영상을 제어부(600)로 출력한다. 이때, 비젼부(400)는, 두 개의 비젼 카메라, 예를 들면, 제1 카메라부(410) 및 제2 카메라부(420)를 포함할 수 있다.
제1 카메라부(410)는, 스테이지(200)의 측부, 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 피봇점을 통과하는 x축에 평행한 선 상에서 소켓(100)에 표시된 인식 마크를 촬상한다. 이때, 도 1 및 도 2에 도시된 장치는 지면에 수직인 방향과 z축이 나란한 상태로 소켓(100)이 스테이지(200)에 장착된 후, 검사 동작 등의 편의상 장비의 회전에 의하여 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 지면에 수직인 방향과 x축이 나란한 상태로 일련의 동작이 진행될 수 있으며, 스테이지(200)의 측부라는 의미는 스테이지(200)로부터 x축에 나란한 방향으로 이격된 곳이라는 의미로 해석될 수 있다.
또한, 제2 카메라부(420)는, 스테이지(200)의 상부, 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 피봇점을 통과하는 z축에 평행한 선 상에서 소켓(100)에 표시된 인식 마크를 촬상한다. 여기서, 스테이지(200)의 상부라는 의미는 스테이지(200)로부터 z축에 나란한 방향으로 이격된 곳이라는 의미로 해석될 수 있다.
즉, 제1 카메라부(410) 및 제2 카메라부(420)는, 소켓(100)의 인식 마크를 서로 수직인 방향에서 촬상하게 된다. 이때, 제1 카메라부(410) 및 제2 카메라부(420)는, 동일한 한 쌍의 카메라로 구비되어 피봇점으로부터 외측 렌즈의 중심에 이르는 거리가 동일한 것, 예를 들면, 약 150mm인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
조정부(500)는, 스테이지(200)의 위치를 x축, y축 및 상면에 수직인 z축 방향으로 조정한다. 이때, 조정부(500)는, 사용자의 기구적인 조정 또는 제어부(600)의 제어에 의해 스테이지(200)의 위치를 조정할 수 있으며 그 조정 방식에 한정되지 않는다. 즉, 조정부(500)는, 제1 회전 수단(310)의 회전축을 유지한 채로 스테이지(200)를 x축 방향으로 소정의 거리(Mx)만큼 이동시키거나, 제2 회전 수단(320)의 회전축을 유지한 채로 스테이지(200)를 y축 방향으로 소정의 거리(My)만큼 이동시킬 수 있다.
제어부(600)는, 위치 결정부(300)를 제어하여 스테이지(200)의 작업대에 해당하는 상면의 경사를 변경하고, 비젼부(400)를 제어하여 스테이지(200)의 경사의 변경 중 소정의 간격으로 인식 마크를 포함하는 영상을 획득하며, 획득된 영상을 디스플레이(700)를 통하여 표시한다. 이때, 제어부(600)는, 조정부(500)를 제어하여 스테이지(200)를 x축, y축 및 z축 방향으로 조정할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
스테이지(200) 상에 배치된 정밀 부품에 대하여 정확한 틸트값을 부여하기 위해서는, 정밀 부품의 중심점에 피봇점이 위치되어야 한다. 즉, 제1 회전 수단(310)의 회전축과 제2 회전 수단(320)의 회전축이 교차하는 점이 정밀 부품의 중심점과 서로 일치하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 정밀 부품이 안착되는 소켓(100)이 피봇점과 교차하는 면에서 z축 방향으로 소정의 거리만큼 이동해 있는 경우(A)에는, 제1 회전 수단(310) 또는 제2 회전 수단(320)이 회전 운동을 수행함에 따라 스윙 운동(C)을 하게 된다. 즉, 소켓(100)에 안착된 정밀 부품에 대하여 원하는 경사 각도로 배치할 수는 있으나, 작업 공간 내 중심점에서 z축 방향으로 이동되어 있는 거리(Mz)에 비례하여 x 또는 y 방향으로 어긋나게 되는 바, 정밀 부품의 조립 또는 검사 시 오류가 발생하게 된다.
이때, 조정부(500)에 의하여 스테이지(200)의 위치가 소정의 거리(Mz)만큼 조정됨으로써 소켓(100) 내 정밀 부품의 중심과 피봇점이 일치하게 되면(B), 정밀 부품은 제1 회전 수단(310) 또는 제2 회전 수단(320)이 회전 운동을 수행하더라도 스윙 동작을 보이지 않고 정확한 틸트 동작을 하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치의 소켓(100)을 나타낸 도면이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치의 비젼부(400)에 의해 획득된 영상을 나타낸 도면이고, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치에 의해 생성된 제1 그래프 및 제2 그래프를 표시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 소켓(100)의 인식 마크는, 피봇점에 정렬되어야 할 지점을 교차점으로 하는 십자 마크인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 피봇점에 정렬되어야 할 지점을 인식할 수 있는 마크인 한 어떠한 형태도 가능하다. 또한, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 배치된 제1 카메라부(410) 및 제2 카메라부(420)가 동시에 소켓(100)의 인식 마크를 촬상하기 위해서는 소켓(100)의 인식 마크가 표시된 면이 스테이지(200)의 상면에 대하여 소정의 각도, 바람직하게는 약 45도 각도로 기울어진 경사를 이룰 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같은 소켓(100)에 대하여, 피봇점을 통과하는 z축에 평행한 선을 중심으로 배치된 제2 카메라부(420)에서 촬상한 영상의 일례는 도 6a와 같고, 피봇점을 통과하는 x축에 평행한 선을 중심으로 배치된 제1 카메라부(410)에서 촬상한 영상의 일례는 도 6b와 같다.
이때, 제어부(600)는, 비젼부(400)로부터 복수개의 영상을 획득하고, 획득된 복수개의 영상 중 인식 마크의 교차점을 추출하며, 추출된 복수개의 교차점을 x축 및 y축에 대응하는 좌표에 표시한 제1 그래프 및 x축 및 z축에 대응하는 좌표에 표시한 제2 그래프를 생성하고, 생성된 제1 그래프 및 제2 그래프를 디스플레이(700)를 통하여 표시할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 피봇점 정렬이 이루어지지 않은 경우의 제1 그래프 및 제2 그래프(그래프 내 숫자의 단위는 mm임)를 나타내고 있다.
도 7a에 의하면, 위치 결정부(300)의 구동 후 x축 방향으로는 복수개의 교차점이 소정의 변위량만큼 스윙하는 경향을 보이고 있으며, y축 방향으로는 복수개의 교차점이 소정의 변위량만큼 스윙하는 경향과 동시에 xy 중심좌표로부터 시프트된 경향을 보이고 있다. 따라서, 조정부(500)는, 소켓(100)이 장착된 스테이지(200)를 z축 방향으로 이동시켜 스윙 현상을 해결하고, 복수개의 교차점이 y축 좌표 상에 시프트된 거리의 평균값 등에 대응하여 스테이지(200)를 y축 방향을 따라 xy 중심좌표를 향하는 방향, 즉, 그래프 상에서 음(-)에서 양(+)으로 향하는 방향으로 이동시켜 시프트 현상을 해결할 수 있다.
한편, 도 7b에 의하면, 위치 결정부(300)의 구동 후 x축 방향으로는 복수개의 교차점이 소정의 변위량만큼 스윙하는 경향을 보이고 있으며, z축 방향으로는 복수개의 교차점이 소정의 변위량만큼 스윙하는 경향과 동시에 xy 중심좌표로부터 시프트된 경향을 보이고 있다. 따라서, 조정부(500)는, 소켓(100)이 장착된 스테이지(200)를 z축 방향으로 이동시켜 스윙 현상을 해결하되, 복수개의 교차점이 z축 좌표 상에 시프트된 거리의 평균값 등에 대응하여 스테이지(200)를 z축 방향을 따라 xz 중심좌표를 향하는 방향, 즉, 양(+)에서 음(-)으로 향하는 방향으로 이동시켜 시프트 현상을 해결할 수 있다.
즉, 본 발명의 정렬 장치는, 비젼부(400)의 제1 카메라부(410) 및 제2 카메라부(420)를 이용하여 동일한 인식 마크에 대해 두 방향에서 영상을 획득하고, 획득된 영상 내 교차점을 추출하여 생성한 두 개의 그래프를 제공함으로써, 조정부(500)에 의해 조정되어야 할 이동 거리뿐 아니라 이동 방향을 바로 파악할 수 있도록 한다. 이때, 제어부(600)의 제어에 의하여 조정부(500)를 구동할 수 있으나, 사용자가 직접 조정부(500)를 조정하는 방식을 채택할 수도 있다.
또한, 제어부(600)는, 제1 그래프 및 제2 그래프 내 교차점들이 배치된 좌표값에 의하여 정해진 길이 및 방향에 의하여 하나의 제어 명령을 생성하여 조정부(500)를 제어할 수도 있으나, 제1 그래프 및 제2 그래프 내 교차점들이 배치된 좌표값에 의하여 정해진 방향으로 소정의 거리, 예를 들면 0.1mm 단위로 조정부(500)를 제어하고, 다시 제1 그래프 및 제2 그래프를 획득하여 스윙 현상 및 시프트 현상이 해결되었는지 확인하는 방식을 반복하여 피봇점을 정렬할 수도 있다.
도 7c 및 도 7d는 피봇점 정렬이 이루어진 경우의 제1 그래프 및 제2 그래프(그래프 내 숫자의 단위는 mm임)를 나타내고 있다. 즉, 위치 결정부(300)의 구동 시에도 소켓(100)에 표시된 인식 마크의 교차점이 xy 중심좌표 또는 xz 중심좌표의 부근에 고정된 채로 유지됨을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치의 동작을 나타낸 동작흐름도로, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 소켓(100)이 스테이지(200) 상에 배치되면, 제어부(600)는 위치 결정부(300)를 구동시키고, 비젼부(400)를 활성화하여 소켓(100)에 표시된 인식 마크를 소정의 주기로 촬상한다.
이후에, 제어부(600)는, 비젼부(400)에서 촬상된 복수개의 영상 내에서 교차점을 추출하고, 추출된 복수개의 교차점을 xy 좌표에 표시한 제1 그래프 및 xz 좌표 상에 표시한 제2 그래프를 생성한다.
다음에, 제어부(600)는, 제1 그래프 및 제2 그래프 내에 표시된 교차점의 좌표들에 따라 스윙 경향 또는 시프트 경향이 있는지 측정한다(S100).
이후에, 제어부(600)는, 앞서 측정된 값을 분석하여 제1 그래프 및 제2 그래프 내에 표시된 교차점의 좌표들이 서로 소정의 변위량 이상을 가지는 형태를 보이는지 여부를 판단한다(S210).
만약, 제1 그래프 및 제2 그래프 내에 표시된 교차점의 좌표들이 서로 소정의 변위량 이상을 가지는 형태를 보이면, 제어부(600)는, 제1 그래프 및 제2 그래프 내에 표시된 교차점들이 스윙 경향을 보인다고 판정한다. 이때, 조정부(500)는, 소켓(100)이 장착된 스테이지(200)를 z축 방향으로 이동시켜 스윙 현상을 해결하되, 복수개의 교차점이 제2 그래프 내 z축 좌표 상에 시프트된 거리의 평균값 등에 대응하여 스테이지(200)를 z축 방향을 따라 xz 중심좌표를 향하는 방향으로 이동시키게 된다(S220).
한편, 제1 그래프 및 제2 그래프 내에 표시된 교차점의 좌표들이 서로 소정의 변위량 미만으로 유지되는 형태를 보이는 경우에는, 앞서 측정된 값을 분석하여 xy 중심 좌표 또는 xz 중심좌표로부터 x축 또는 y축 방향으로 치우친 형태를 보이는지 여부를 판단한다(S310).
만약, 제1 그래프 및 제2 그래프 내에 표시된 교차점의 좌표들이 xy 중심 좌표 또는 xz 중심좌표로부터 x축 또는 y축 방향으로 치우친 형태를 보이면, 제어부(600)는, 제1 그래프 및 제2 그래프 내에 표시된 교차점들이 시프트 경향을 보인다고 판정한다. 이때, 조정부(500)는, 소켓(100)이 장착된 스테이지(200)를 x축 또는 y축 방향으로 이동시켜 시프트 현상을 해결하되, 복수개의 교차점이 제1 그래프 또는 제2 그래프 내 좌표 상에 시프트된 거리의 평균값 등에 대응하여 스테이지(200)를 x축 또는 y축 방향을 따라 xy 중심좌표 또는 xz 중심좌표를 향하는 방향으로 이동시키게 된다(S320).
이러한 개시된 기술인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 개시된 기술의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 소켓
200: 스테이지
300: 위치 결정부
400: 비젼부
500: 조정부
600: 제어부
700: 디스플레이

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 인식 마크가 표시된 소켓이 상면에 장착되는 스테이지;
    상기 소켓이 3차원 공간의 소정 위치에 배치되도록 상기 스테이지의 상면의 경사를 변경하는 x축을 중심으로 회전하는 제1 회전 수단 및 y축을 중심으로 회전하는 제2 회전 수단을 포함하는 위치 결정부;
    상기 스테이지의 위치를 상기 x축, 상기 y축 및 상기 상면에 수직인 z축 방향으로 조정하는 조정부;
    상기 인식 마크를 촬상하는 비젼부; 및
    상기 위치 결정부를 제어하여 상기 스테이지의 경사를 변경하고, 상기 비젼부를 제어하여 상기 스테이지의 경사의 변경 중 소정의 간격으로 상기 인식 마크를 포함하는 영상을 획득하며, 획득된 영상을 디스플레이를 통하여 표시하는 제어부를 포함하며,
    상기 소켓의 인식 마크가 표시되고 상기 비젼부와 대향하는 면은, 상기 스테이지의 상면에 대하여 경사면을 이루는 평면이고,
    상기 비젼부는,
    상기 스테이지의 측부에서 상기 인식 마크를 촬상하는 제1 카메라부; 및
    상기 스테이지의 상부에서 상기 인식 마크를 촬상하는 제2 카메라부를 포함하며,
    상기 제1 카메라부 및 상기 제2 카메라부는 피봇점을 관통하는 제1 선 및 제2 선을 중심으로 하여 각 배치되고, 상기 제1 선 및 상기 제2 선은 서로 수직인 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 인식 마크는, 피봇점에 정렬되어야 할 지점을 교차점으로 하는 십자 마크인 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 비젼부로부터 복수개의 영상을 획득하고, 획득된 복수개의 영상 중 상기 교차점을 추출하며, 추출된 복수개의 교차점을 상기 x축 및 상기 y축에 대응하는 좌표에 표시한 제1 그래프 및 상기 x축 및 상기 z축에 대응하는 좌표에 표시한 제2 그래프를 생성하고, 생성된 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프를 상기 디스플레이를 통하여 표시하는 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프에 표시된 복수개의 교차점이 스윙 경향을 보임에 따라 상기 조정부를 제어하여 상기 스테이지의 위치를 z축 방향으로 조정하는 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프에 표시된 복수개의 교차점과 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프 내 중심점 간에 x축 방향으로의 시프트 경향을 보임에 따라 상기 조정부를 제어하여 상기 스테이지의 위치를 x축 방향으로 조정하는 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프에 표시된 복수개의 교차점과 상기 제1 그래프 및 상기 제2 그래프 내 중심점 간에 y축 방향으로의 시프트 경향을 보임 따라 상기 조정부를 제어하여 상기 스테이지의 위치를 y축 방향으로 조정하는 비젼을 이용한 피봇점 정렬 장치.
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