㈜대원강업 - 밸브 스프링 비젼 적용
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Author(s):
(주)대원 강업 - (주)대원강업
Industry:
Automotive
Products:
PXI/CompactPCI, LabWindows/CVI
The Challenge:
비접촉식의 측정으로 빠른 측정 속도를 얻을 수 있고 현재 라인의 양산 속도에 부합하기 위하여 엔진 밸브 스프링의 상하 위치를 판별하는 칼라 마킹의 여부와 자유고를 동시에 측정, 검사하는 비젼 시스템을 개발하게 되었다.
The Solution:
자동차 엔진에 들어가는 밸브 스프링(Valve Spring)의 양산 라인의 최종 검사 공정으로 스프링의 상하위치를 표시하여 주는 칼라 마킹 여부와 스프링의 하중 상수 조건을 알 수 있는 스프링 높이(자유고 : Free Height)를 측정하여 전수 검사를 하는 비젼 시스템임.
"콘베어 라인으로 연속적으로 이동하는 밸브 스프링을 카메라를 통한 영상을 획득하여 측정함으로써 라인 상태의 변경 없이 전수 검사하는 시스템 적용이 가능하여 품질 향상과 아울러 대외 신뢰도를 확보할 수 있었음. "
1. 시스템 개요
자동차 엔진에 들어가는 밸브 스프링(Valve Spring)의 양산 라인의 최종 검사 공정으로 스프링의 상하위치를 표시하여 주는 칼라 마킹 여부와 스프링의 하중 상수 조건을 알 수 있는 스프링 높이(자유고 : Free Height)를 측정하여 전수 검사를 하는 비젼 시스템임.
2. 개발 목적
엔진 밸브 스프링은 자동차에 엔진 밸브에 장착되어 연료의 흡기와 폭발 후 연소 가스의 배기시 완충 역할을 하는 것으로 밸브에 장착시 상하가 있어 이를 뒤집어 장착하게 되면 소음이 발생하며 엔진의 성능과 내구성이 떨어지게 되고 또한 각 엔진에 적합한 하중 특성을 가지고 있는 스프링을 장착해야만 원하는 엔진 효율을 가질 수 있다. 스프링의 하중 특성은 스프링의 높이(자유고)와 비례하는 특성이 있어 이 자유고를 측정하면 부합하는 하중 특성을 파악할 수 있음. 비접촉식의 측정으로 빠른 측정 속도를 얻을 수 있고 현재 라인의 양산 속도에 부합하기 위하여 엔진 밸브 스프링의 상하 위치를 판별하는 칼라 마킹의 여부와 자유고를 동시에 측정, 검사하는 비젼 시스템을 개발하게 됨.
3. 시스템 구성과 내용
3-1. H/W
칼라 마킹 여부를 파악하기 위한 영상을 얻기 위해 일반 아나로그 칼라 카메라와 NI1411 이미지 보드를 시용하였으며 자유고를 측정하기 위한 영상을 얻기 위해 Progressive Scan 흑백 카메라와 NI1409를 사용하여 PC 기반에서 시스템을 구성하였으며 측정 검사 결과 불량으로 판정된 제품은 Air Solenoid Valve를 작동하여 배출하였음.
3-2. S/W
Windows ME 환경하에 LabWindows/CVI로 프로그램을 개발하였으며 이미지보드와 함께 제공하여 주는 NI-IMAQ와 이미지 처리 함수 S/W인 IMAQ 6.0을 사용하여 구현하였음.
밸브 스프링의 형상 및 금속적인 특성으로 빛이 반사되기 때문에 자유고 측정시 획득된 영상을 Thresholds 처리하여 그 영향을 최소화 하였고 칼라 검출은 RGB 영상을 HSL모드로 변환하여 설정된 조명 상태에 따라 감지하고자 하는 색상을 추출하여 판정할 수 있도록 함.
4. 실행 화면
5. 결 과
콘베어 라인으로 연속적으로 이동하는 밸브 스프링을 카메라를 통한 영상을 획득하여 측정함으로써 라인 상태의 변경 없이 전수 검사하는 시스템 적용이 가능하여 품질 향상과 아울러 대외 신뢰도를 확보할 수 있었음.
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