KR101398001B1 - 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변위센서에서 측정한 데이터를 바탕으로 단면 프로파일(Profile)로부터 변위센서 제어부에서 2차원 데이터(2D Data)의 평균값을 연산하는 단계 및 수단과, 연산된 평균값을 알고리즘 연산 PC에 전달하는 단계 및 수단과, 전달된 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 새로운 프로파일(Profile)을 형성하는 단계 및 수단과, 타이어 평면에 아무런 문양과 문자가 없는 상태의 가상 기준 프로파일(Profile)의 형성을 위하여 FFT의 저역통과필터(Low Pass Filter)를 사용하여 데이터(Data)를 필터링(Filtering)하는 단계 및 수단과, 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 얻은 프로파일과 가상의 기준 프로파일(Profile)을 비교하여 데이터(Data)의 차이를 구하는 수단과, 얻어진 차이 값들의 변화율을 구하는 단계 및 수단과, 변화율의 값이 일정 값보다 지속적으로 낮은 곳들을 구해서 레이저(Laser) 각인을 위한 후보군을 형성하는 단계 및 수단과, 가장 넓은 구간 동안 변화율의 값이 낮은 곳을 선택하여 레이저(Laser) 각인하는 단계 및 수단을 포함하는 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법{Text interference evasion method and system for laser carving of tire sidewall}

본 발명은 변위센서에서 측정한 데이터를 바탕으로 단면 프로파일(Profile)로부터 변위센서 제어부에서 2차원 데이터(2D Data)의 평균값을 연산하는 단계 및 수단과, 연산된 평균값을 알고리즘 연산 PC에 전달하는 단계 및 수단과, 전달된 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 새로운 프로파일(Profile)을 형성하는 단계 및 수단과, 타이어 평면에 아무런 문양과 문자가 없는 상태의 가상 기준 프로파일(Profile)의 형성을 위하여 FFT의 저역통과필터(Low Pass Filter)를 사용하여 데이터(Data)를 필터링(Filtering)하는 단계 및 수단과, 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 얻은 프로파일과 가상의 기준 프로파일(Profile)을 비교하여 데이터(Data)의 차이를 구하는 수단과, 얻어진 차이 값들의 변화율을 구하는 단계 및 수단과, 변화율의 값이 일정 값보다 지속적으로 낮은 곳들을 구해서 레이저(Laser) 각인을 위한 후보군을 형성하는 단계 및 수단과, 가장 넓은 구간 동안 변화율의 값이 낮은 곳을 선택하여 레이저(Laser) 각인하는 단계 및 수단을 포함하는 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법에 관한 것이다.

1) 레이저(Laser) 각인을 회피하기 위해 라인(Line) 방식의 변위 센서를 사용하여 단면 프로파일(Profile)을 추출한다.

2) 프로파일(Profile)을 통합하여 2D 평면을 만든다.

3) 미리 지정된 글자를 패턴(Pattern Matching)을 이용해서 검색한다.

글자는 반드시 작업자가 미리 지정해 놓아야 한다.

4) 미리 지정된 글자 옆에 레이저(Laser) 각인을 수행한다.

상기 종래 기술의 문제점은

1) 2D 단면을 얻기 위해 변위센서 제어부에서 연산 PC와 통신할 때 프로파일(Profile) 전체 데이터(Data)를 전송해야 하기 때문에 통신량이 많아지게 된다.

통신량의 부하 증가로 인해 이미 프로파일(Profile Data)을 센서(Sensor) 제어부에서는 읽었음에도 불구하고 전송이 완료될 때까지 기다려야 한다. 이 경우 장비의 사이클 타임(Cycle Time)이 증가된다.

2) 기존의 2D 단면에서 특정 문자열 옆에 각인하는 방식은 작업자가 새로운 규격의 타이어가 나오는 경우에 반드시 그 규격의 특정 문자열을 입력해야 하므로 작업자의 작업량이 증가하게 된다.

등이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 변위센서와 알고리즘을 연산하는 PC 간의 통신량 감소로 인해 데이터(Data) 전송을 위해 장비가 대기하는 시간이 없어져 신속하고 정확하게 이루어져 사이클타임(Cycle Time)의 증가를 방지할 수 있는 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 특정 위치에 각인하기 위해 작업자가 규격 변화에 따라 각인되길 원하는 위치 옆의 문자열을 수동으로 지정하지 않아도 됨으로 작업자의 작업량을 줄이는데 있다.

본 발명 과제의 해결 수단은 a) 변위센서에서 측정한 데이터에 기초하여 단면 프로파일(Profile)로부터 변위센서 제어부에서 2차원 데이터(2D Data)의 평균값을 연산하는 단계를 포함하며, b) 얻어진 평균값을 알고리즘 연산 PC에 전달하는 단계를 포함하고, c) b) 단계에서 전달된 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 새로운 프로파일(Profile)을 형성하는 단계를 포함하며, d) 타이어 평면에 아무런 문양과 문자가 없는 상태의 가상 기준 프로파일(Profile)의 형성을 위해 FFT저역통과필터(Low Pass Filter)를 사용하여 데이터(Data)를 필터링(Filtering)하는 단계를 포함하고, e) d) 단계에서 얻어진 데이터(Data)와 c) 단계의 데이터(Data)의 차이를 구하는 단계를 포함하며, f) e) 단계에서 얻어진 차이 값들의 변화율을 구하는 단계를 포함하고, g) 변화율의 값이 설정된 값보다 지속적으로 낮은 곳들을 구해서 레이저(Laser) 각인을 위한 후보군을 형성하는 단계를 포함하며, h) 가장 넓은 구간 동안 변화율 값이 낮은 곳을 선택하여 레이저(Laser) 각인하는 단계를 포함하는 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 변위센서에서 측정한 데이터에 기초하여 단면 프로파일(Profile)로부터 변위센서 제어부에서 2차원 데이터(2D Data)의 평균값을 연산하는 수단과, 연산된 평균값을 알고리즘 연산 PC에 전달하는 수단과, 전달된 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 새로운 프로파일(Profile)을 형성하는 수단과, 타이어 평면에 아무런 문양과 문자가 없는 상태의 가상 기준 프로파일(Profile)의 형성을 위하여 FFT 저역통과필터(Low Pass Filter)를 사용하여 데이터(Data)를 필터링(Filtering)하는 수단과, 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 얻은 프로파일과 가상 기준 프로파일(Profile)을 비교하여 데이터(Data)의 차이를 구하는 수단과, 얻어진 차이 값들의 변화율을 구하는 수단과, 변화율의 값이 설정된 값보다 지속적으로 낮은 곳들을 구해서 레이저(Laser) 각인을 위한 하나 이상의 후보군을 형성하는 수단과, 가장 넓은 구간 동안 변화율의 값이 낮은 곳을 선택하여 레이저(Laser) 각인하는 수단을 포함하는 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 시스템을 구현하는데 있다.

본 발명은 변위센서와 알고리즘을 연산하는 PC 간의 통신량 감소로 인해 데이터 전송을 위해 장비가 대기하는 시간 없이 신속하고 정확하게 이루어져 사이클타임(Cycle Time)의 증가를 방지할 수 있는 유리한 점이 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 특정 위치에 각인하기 위해 작업자가 규격 변화에 따라 각인되길 원하는 위치 옆의 문자열을 수동으로 지정하지 않아도 되므로 작업자의 작업량이 줄어드는 이점이 있다.

도 1은 타이어의 단면 프로파일을 나타낸 것이다.
도 2는 라인 단위 변위센서로 측정한 라인 데이터를 합하여 얻은 평면데이터를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 시스템을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 시스템의 개략도를 나타낸 것이다.
도 5 는 본 발명에 따른 데이터 처리방법을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다.

본 발명은 a) 변위센서에서 측정한 데이터에 기초하여 단면 프로파일(Profile)로부터 변위센서 제어부에서 2차원 데이터(2D Data)의 평균값을 연산하는 단계를 포함하며(도 5 참조),

b) 얻어진 평균값을 알고리즘 연산 PC에 전달하는 단계를 포함하고(통신량의 부하 감소),

c) b) 단계에서 전달된 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 새로운 프로파일(Profile)을 형성하는 단계를 포함하며(도 5의, 흰색선(Raw Data)),

d) 타이어 평면에 아무런 문양과 문자가 없는 상태의 가상의 기준 프로파일(Profile)을 형성하기 위해 FFT저역통과필터(Low Pass Filter)를 사용하여 데이터(Data)를 필터링(Filtering)하는 단계를 포함하고,

필터링(Filtering)하여 얻어진 곡선은 변화율이 급격한 문양과 문자가 있을 것으로 판단되는 부위의 데이터(Data)가 제거된 상태의 프로파일(Profile)이 되기 때문에 기준 곡선이 될 수 있다. : 기준 곡선 (초록선)

e) d) 단계에서 얻어진 데이터(Data)와 c) 단계의 데이터(Data)의 차이를 구하는 단계를 포함하며,

f) e) 단계에서 얻어진 데이터 차이 값들의 변화율을 구하는 단계를 포함하고,

데이터의 갑작스러운 변화가 없으면 문자가 없는 곳으로 판단할 수 있다. (빨간색 선)

g) 변화율의 값이 설정된 값보다 지속적으로 낮은 곳들을 구해서 레이저(Laser) 각인을 위한 후보군을 형성하는 단계를 포함하며,

h) 가장 넓은 구간 동안 변화율의 값이 낮은 곳을 선택하여 레이저(Laser) 각인하는 단계를 포함한다.

타이어 제조공정 중 레이저 각인에 대한 역할과 의미를 살펴본다.

타이어 제조공정 중 레이저 각인은 가류 후 사상/검사 공정에서 실시한다.

그 이유는 가류 전에 각인하는 경우 각인 부위가 각인 후에 없어질 수 있기 때문이다.

본 발명에서 레이저 각인을 사용하는 이유는 각 타이어마다 일련번호를 각인하여 품질을 추적하기 위함이다.

이러한 일련번호를 타이어의 사이드월(Sidewall) 부위에 각인할 경우 클레임이나 품질사고 발생 시에 일련 번호를 확인하고, 웹(Web)으로 조회하여 출고된 타이어에 대한 이력 정보를 추적할 수 있다.

변위센서 제어부에서 변위센서에서 측정한 단면 프로파일(Profile)의 그래프 중 굴곡이 심한 부분은 타이어의 단면을 변위 센서로 인식할 때 문자나 기타 로고가 있어 높낮이를 인식한 결과를 나타내며, 높낮이의 차이에 의하여 프로파일(Profile)의 굴곡이 심하게 변하기 때문이다.

본 발명에서 미리 지정된 글자 옆의 각인을 수행하는 이유는 미리 지정된 글자 옆에 각인하는 경우에 품질추적을 위해 각인된 글자를 활용할 때 어디에 각인되었는지 주의 깊게 살피지 않아도 확인이 가능한 이점이 있다.

하지만 작업자가 각인되어야 할 위치를 수동으로 지정해야 한다.

도면에서 평면의 합은 본 발명에서 사용한 변위 센서가 라인형태(Line Type)의 변위 센서이므로 라인 단위로 읽은 데이터들을 합치면 평면 형태의 데이터로 추출이 가능하다는 의미이다.

도 3에 기초하여 본 발명에 따른 전체 시스템의 구성에 대하여 살펴본다.

도 3에서, 레이저(도3의 11, 또는 마킹 레이저)는 CO2 레이저를 사용하며, 타이어 사이드월(Tire Sidewall) 상부에 설치되어 타이어 사이드월 부위에 각인하기 위한 용도로 사용된다.

도 3에서, 집진 장치(도 3의 12)는 레이저 각인 후 발생하는 냄새 및 분진 제거하기 위하여 마킹 레이저에 인접하여 설치되어 있다.

도 3에서, 회전 테이블(도 3의 13)은 타이어에 각인 위치를 찾기 위해 타이어를 회전 시키기 위한 것으로 타이어 하부에 설치되어 있다.

도 3에서, 레이저 변위센서(도 3의 14)는 타이어에 각인하기 위한 위치를 찾기 위해 타이어 사이드월(Sidwall)부의 변위를 측정하기 위한 것으로 타이어 사이드월 상부에 설치되어 있다.

FFT(fast fourier Transform) 저역통과필터(Low Pass Filter)는 일반적으로 노이즈(Noise)가 심한 데이터의 파형에 노이즈 제거 처리를 위하여 많이 이용한다. 본 발명에서 각인에 사용하는 타이어는 TBR 타이어로 일반적으로 70kg 이상의 고중량이며, 이러한 타이어(Tire)를 회전테이블에서 돌리게 되면 상하 흔들림으로 인해 노이즈(Noise)가 발생한다. 이러한 Noise를 제거하기 위해 저역통과필터(Low Pass Filter)를 사용한다.

그래프 상에서 문자가 없는 것으로 판단되는 부분은 도 5에서, 보라색 선으로 표시된 부위 5개소가 문자와의 간섭이 없다고 판단되는 부위이며, 그 중 가장 넓은 부위를 선택하여 레이저 각인을 수행하며, 본 발명의 주요한 구성 중에 하나이다.

본 발명은 라인단위 변위센서에서 측정한 데이터를 바탕으로 단면 프로파일(Profile)로부터 변위센서 제어부에서 2차원 데이터(2D Data)의 평균값을 연산하는 단계 및 수단과, 연산된 평균값을 알고리즘 연산 PC에 전달하는 수단과, 전달된 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 새로운 프로파일(Profile)을 형성하는 단계 및 수단과, 타이어 평면에 아무런 문양과 문자가 없는 상태의 가상 기준 프로파일(Profile)의 형성을 위하여 FFT의 저역통과필터(Low Pass Filter)를 사용하여 데이터(Data)를 필터링(Filtering)하는 단계 및 수단과, 평균값의 점 데이터(Data)들을 연결하여 얻은 프로파일과 가상의 기준 프로파일(Profile)을 비교하여 데이터(Data)의 차이를 구하는 수단과, 얻어진 차이 값들의 변화율을 구하는 단계 및 수단과, 변화율의 값이 일정 값보다 지속적으로 낮은 곳들을 구해서 레이저(Laser) 각인을 위한 후보군을 형성하는 단계 및 수단과, 가장 넓은 구간 동안 변화율의 값이 낮은 곳을 선택하여 레이저(Laser) 각인하는 단계 및 수단을 포함하는 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법 및 시스템을 제공하여 사이클 타임의 증가를 방지하고 작업자의 작업량을 줄일 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.

11; 레이저 12; 집진 장치
13; 회전 테이블 14; 변위센서
15; 롤러

Claims (8)

1. 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법에 있어서,
   a) 변위센서에서 측정한 데이터에 기초하여 단면 프로파일로부터 변위센서 제어부에서 2차원 데이터의 평균값을 연산하는 단계;
   b) 얻어진 평균값을 알고리즘 연산 PC에 전달하는 단계;
   c) b) 단계에서 전달된 평균값의 점 데이터들을 연결하여 새로운 프로파일을 형성하는 단계;
   d) 타이어 평면에 아무런 문양과 문자가 없는 상태의 가상 기준 프로파일의 형성을 위해 FFT저역통과필터를 사용하여 데이터를 필터링하는 단계;
   e) d) 단계에서 얻어진 데이터와 c) 단계의 데이터의 차이를 구하는 단계;
   f) e) 단계에서 얻어진 데이터 차이 값들의 변화율을 구하는 단계;
   g) 변화율의 값이 설정된 값보다 지속적으로 낮은 곳들을 구하는 단계; 및
   h) 변화율 값이 지속적으로 낮은 곳을 선택하여 레이저 각인하는 단계를 포함하는 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   각인을 위하여 사용하는 레이저를 CO2 레이저로 구성함을 특징으로 하는 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 변위 센서는 라인 단위로 데이터를 읽는 라인타입이며, 라인단위로 읽은 데이터들을 합쳐서 평면 형태의 데이터로 추출함을 특징으로 하는 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 g) 단계에서 사이드월의 변화율의 값이 설정된 값보다 지속적으로 낮은 곳들을 하나 이상 구해서 레이저 각인을 위한 후보군을 형성하고,
   그 중에서 가장 넓은 구간 동안 변화율 값이 지속적으로 낮은 곳을 선택하여 레이저 각인함을 타이어 사이드월의 레이저 각인을 위한 문자 간섭회피 방법.
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