KR20050008419A - Apparatus for automatically measuring hall displacement by using contct type displacement sensor - Google Patents

Apparatus for automatically measuring hall displacement by using contct type displacement sensor Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An automatic measurement device is provided to manage a quality of a product by measuring the position of a hole as a specific point. CONSTITUTION: A tool portion(100) contains an upper plate(110), a center plate(120), a lower plate(130) and a conical hall displacement measurement jig(140). The upper plate has many robot joint plates(112,114) to combine a robot with the tool portion. The center plate is movable toward an x-axis direction of the upper plate. The center plate has many displacement sensors. The lower plate contains many displacement sensors. The lower plate is movable toward a y-axis direction of the upper plate. The conical hall displacement measurement jig is installed in the lower part of the lower plate.

Description

접촉식 변위센서를 이용하여 홀변위를 측정하기 위한 자동측정장치 {APPARATUS FOR AUTOMATICALLY MEASURING HALL DISPLACEMENT BY USING CONTCT TYPE DISPLACEMENT SENSOR}Automatic measuring device for measuring hole displacement using contact displacement sensor {APPARATUS FOR AUTOMATICALLY MEASURING HALL DISPLACEMENT BY USING CONTCT TYPE DISPLACEMENT SENSOR}

본 발명은 변위 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 산업 현장에서 제작되는 많은 제작품의 제작 정도를 파악하여 단순히 합격제품을 판단하는 것 뿐 만 아니라 제작품의 품질관리 및 품질향상을 시키기 위하여 접촉식 변위센서를 이용하여 홀변위를 측정하기 위한 자동측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a displacement sensor, and more particularly, contact displacement for grasping the degree of manufacture of a large number of manufactured products manufactured in an industrial field, in order to not only judge the accepted product but also to control and improve the quality of the manufactured product. The present invention relates to an automatic measuring device for measuring hole displacement using a sensor.

일반적으로, 변위센서란 물체가 이동한 거리 또는 위치 변화를 아날로그 값으로 취할 수 있는 센서를 말하며, 크게 접촉식과 비접촉식으로 나눌 수 있는데, 접촉식에는 자동 트랜스, 전자유도식, 자기식 또는 광학식 스케일 등이 있으며, 비접촉식에는 와전류식, 광학식 또는 초음파식 등이 있다.In general, the displacement sensor refers to a sensor that can take a distance or position change of an object as an analog value, and can be divided into contact type and non-contact type. The contact type includes an automatic transformer, an electromagnetic induction, a magnetic or an optical scale. The non-contact type is eddy current type, optical type or ultrasonic type.

하지만, 이러한 변위센서들은, 예를 들어, 접촉식의 경우에는 측정거리가 짧은 장점을 갖으나 응답속도가 느린 단점이 있고, 광학식의 경우에는 응답속도는 빠르지만 색에 따른 많은 영향을 받는 단점을 갖고 있다.However, these displacement sensors, for example, have the advantage of short measuring distance in the case of contact type, but has a disadvantage of slow response speed, and in the case of optical type, it has a disadvantage of being affected by color. Have

따라서, 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위하여 자기를 전기로 변환하는 소자(element)로서 자기적 원리를 이용한 자기센서(magnetic sensor)가 활발하게 연구되고 있는데, 이러한 소자에는 간단한 검색코일(search coil)에서부터 SQID(super conducting quantum inteference device에 이르기까지 다양하다.Therefore, recently, in order to overcome this drawback, magnetic sensors using magnetic principles have been actively studied as elements that convert magnetism into electricity. Such devices include simple search coils. They range from super conducting quantum inteference devices.

종래의 이러한 자기센서는 일반적으로 비접촉 검지가 가능하며, 긴 수명으로 높은 신뢰성을 제공하고, 에너지 보존이 가능하며, 습도등으로 인하여 영향을 받지 않으며 비교적 값이 싸다는 등의 많은 장점을 가지고 있다. 따라서, 자기센서는 이러한 장점을 기반으로 변위, 압력, 액위, 하중, 진동측정 등과 같은 분야에서 실용화되고 있다. 이러한 자기센서 중에 자기적 소자(magnetic element) 변환방식을 사용하는 변위측정 센서는 적용되는 대상, 즉 피 측장체의 형태 등에 따라 구조 및 설계 방법이 달라지는데, 기계적 변위가 1차측 코일과 2차측 코일 사이에서 발생하는 자속의 변화, 즉, 상호 인덕턴스를 변화시키는 트랜듀서(transducer)로서이러한 형태에 속하는 트랜듀서를 LVDT (Linear Variable Differential Transformer)라고 부른다.Conventional magnetic sensors have a number of advantages such as non-contact detection, high reliability with a long life, energy conservation, unaffected by humidity, and relatively inexpensive. Therefore, magnetic sensors have been put to practical use in such fields as displacement, pressure, liquid level, load, vibration measurement, and the like based on these advantages. Among the magnetic sensors, the displacement measuring sensor using a magnetic element conversion method has a different structure and design method depending on the object to be applied, that is, the shape of the measured object, and the mechanical displacement between the primary coil and the secondary coil Transducers that change the magnetic flux, that is, the mutual inductance, which occur in the system are called LVDT (Linear Variable Differential Transformer).

이러한 LVDT는 전자기 차폐와 계측 대상의 구조적 형태에 적절히 적용함에 따라 환경 변화에 대한 영향을 적게 받으면서 특성이 우수한 트랜듀서로 사용이 가능하고, 이러한 형태의 트랜듀서는 변위측정을 기본으로 하고 있어 산업분야, 대학 및 연구실 등에서 대단히 폭 넓게 사용되고 연구되고 있다.These LVDTs can be used as transducers with excellent characteristics while being less affected by environmental changes by applying them appropriately to the structural form of electromagnetic shielding and measurement object. These types of transducers are based on displacement measurement. It is widely used and studied in universities, laboratories, and laboratories.

한편, 산업 현장에서 제작되는 많은 제작품의 제작 정도를 파악하여 단순히 합격제품을 판단하는 것 뿐 만 아니라 제작품의 품질관리 및 품질향상을 위하여 측정이 필요하다. 이러한 측정을 위하여 여러 가지 특징점을 이용하여 제작품의 제작 정도를 파악하고 있는데, 만약 제작품 내부에 홀(Hole)을 가지고 있다면, 특징점으로서 홀(Hole)의 위치를 파악하는 것이 매우 효율적이다.On the other hand, it is necessary not only to judge the acceptance product by grasping the production degree of many products manufactured in the industrial field, but also to measure the quality control and quality improvement of the products. For this measurement, the degree of manufacture of the product is determined using various feature points. If the product has a hole in the product, it is very efficient to determine the location of the hole as the feature point.

이러한 결과, 제작품의 특징점으로서 홀의 위치를 파악하기 위하여 비젼(vision)과 같은 시각센서를 통하여 홀 위치 측정에 대한 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있다.As a result, various studies have been actively conducted on hall position measurement through a visual sensor such as a vision to identify the position of the hole as a feature point of the manufactured product.

하지만, 이러한 종래의 비젼 또는 레이저 비젼 융합 센서 등에 의한 홀의 위치점 측정은 비접촉 측정의 장점을 가지고 있는 반면, 차광상태에 따라 측정값들의 변화가 심하고, 또 측정하고자 하는 대상의 색깔에 따라 홀의 유무 판단이 어려운 경우(도 8을 참조)가 발생하는 등의 단점을 가지고 있다.However, the measurement of the position of the hole by the conventional vision or laser vision fusion sensor, etc. has the advantage of non-contact measurement, while the change of measured values is severe depending on the shading condition, and the presence or absence of the hole is determined according to the color of the object to be measured. This difficult case (see Fig. 8) has a disadvantage such as occurs.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 주목적은 홀 중심과 로봇(robot)에 부착된 홀변위 자동측정 장치의 기구부의 원뿔 부분이 일치할 수 있도록 로봇의 위치를 지시한 후, 측정 대상인 홀 중심으로부터 변위가 발생할 경우, 지정된 위치와 홀 중심 사이의 변위에 따라 원뿔과 홀 사이에 발생하는 접촉력에 따라 홀변위 자동측정 장치의 기구부가 변위를 발생시키고, 이렇게 발생된 홀변위를 접촉식 변위센서를 이용하여 측정하기 위한 자동측정장치를 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the above problems, and the main purpose of the present invention is to indicate the position of the robot so that the conical part of the mechanism of the hole displacement automatic measuring device attached to the robot can be coincident. Then, when a displacement occurs from the hole center to be measured, the mechanism of the automatic hole displacement measuring device generates a displacement in accordance with the contact force generated between the cone and the hole according to the displacement between the specified position and the hole center. It is to provide an automatic measuring device for measuring displacement using a contact displacement sensor.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 로봇(Robot)에 부착되어 홀변위(hall displacement)를 측정하기 위한 자동측정 장치를 설명하기 위한 단면도를 도시한다.1 is a cross-sectional view illustrating an automatic measuring device attached to a robot and measuring hall displacement according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 1에 도시된 하부 플레이트와 중간 플레이트의 결합 상태를 설명하기 위한 평면도를 도시한다.Figure 2 shows a plan view for explaining the coupling state of the lower plate and the intermediate plate shown in Figure 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 1에 도시된 상부 플레이트와 중간 플레이트의 결합 상태를 설명하기 위한 평면도를 도시한다.3 is a plan view for explaining a coupling state of the upper plate and the intermediate plate shown in Figure 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 충격 방지용 슬라이드 가이드홀을 구비하는 도 1에 도시된 로봇 접합판을 설명하기 위한 평면도를 도시한다.4 is a plan view illustrating the robot bonding plate shown in FIG. 1 having a slide guide hole for preventing impact in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 다양하게 설계된 원뿔형 홀변위 측정지그들을 설명하기 위한 단면도들을 도시한다.5 is a cross-sectional view for explaining the conical hole displacement measuring jig variously designed in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 홀변위(hall displacement)를 측정하기 위한 자동측정 장치를 이용하여 측정된 홀변위를 측정하기 위한 실험 구성도를 개략적으로 설명하기 위한 도면을 도시한다.FIG. 6 is a diagram for schematically explaining an experimental configuration for measuring a hole displacement measured using an automatic measuring device for measuring hall displacement manufactured according to a preferred embodiment of the present invention. .

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 홀변위(hall displacement)를 측정하기 위한 자동측정 장치를 이용하여 홀변위를 측정하기 위한 실험방법에 관한 플로우 차트(flow chart)를 도시한다.FIG. 7 shows a flow chart of an experimental method for measuring hole displacement using an automatic measuring device for measuring hall displacement manufactured according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8은 도 7에서 측정하기 위한 물체에 형성된 홀의 비젼 영상을 설명하기 위한 사진을 도시한다.FIG. 8 illustrates a photograph for describing a vision image of a hole formed in an object for measuring in FIG. 7.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 홀변위를 측정하기 위한 자동측정 장치를 이용하여 홀의 중심 위치를 반복하여 측정한 실험 결과를 나타내는 그래프들을 도시한다.9 is a graph showing an experimental result of repeatedly measuring the center position of a hole using an automatic measuring device for measuring hole displacement manufactured according to a preferred embodiment of the present invention.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

100 : 홀변위 자동측정장치 110 : 상부 플레이트100: hole displacement automatic measuring device 110: upper plate

111-114 : 로봇 접합판 120 : 중앙 플레이트111-114: robot junction plate 120: center plate

130 : 하부 플레이트 140 : 원뿔형 홀변위 측정지그130: lower plate 140: conical hole displacement measuring jig

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 로봇 및 기구부를 포함하되, 기구부가 로봇에 상기 기구부를 결합하기 위한 다수개의 로봇 접합판를 구비하는 상부 플레이트와, 다수개의 변위 센서를 구비하며 상부 플레이트에 x-축 방향으로 운동이 가능한 중앙 플레이트와, 다수개의 변위 센서를 구비하며 중앙 플레이트에 대하여 y-축 방향으로 운동이 가능한 하부 플레이트와, 하부 플레이트의 하부에 설치되는 원뿔형 홀변위 측정지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉식 변위센서를 이용하여 홀변위를 측정하기 위한 자동측정 장치를 제공한다.The present invention for realizing the above object includes a robot and a mechanism portion, the mechanism portion having a plurality of robot bonding plate for coupling the mechanism portion to the robot, and a plurality of displacement sensors and x on the upper plate A central plate capable of moving in the axial direction, a lower plate having a plurality of displacement sensors and capable of moving in the y-axis direction with respect to the central plate, and a conical hole displacement measuring jig installed under the lower plate. An automatic measuring device for measuring hole displacement using a contact displacement sensor is provided.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only.

도 1 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 로봇(Robot)에 부착되어 홀변위(hall displacement)를 측정하기 위한 자동측정 장치를 설명하기 위한 다양한 도면을 도시한다.1 to 9 show various views for explaining an automatic measuring device for measuring hall displacement attached to a robot in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 로봇(Robot)에 부착되어 홀변위(hall displacement)를 측정하기 위한 자동측정 장치를 설명하기 위한 단면도를 도시한다.1 is a cross-sectional view illustrating an automatic measuring device attached to a robot and measuring hall displacement according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 홀변위 자동측정 장치는 LM 가이드 형식의 슬라이딩 조인트를 구성해, 상부 플레이트(110)에 해하여 중앙 플레이트(120)가 x-축을 따라서 운동이 가능하고, 중앙 플레이트(120)에 대하여 하부 플레이트(130)이 y-축을 따라서 운동이 가능하도록 설계되었다.First, according to a preferred embodiment of the present invention, the automatic hole displacement measuring device constitutes a sliding joint of the LM guide type, the center plate 120 can move along the x-axis by the upper plate 110, The lower plate 130 is designed to allow movement along the y-axis with respect to the center plate 120.

또한, 하부 플레이트(130)에 원뿔형 홀변위 측정지그(140)을 설치하고, LDVT(Linear Variable Differential Transformer) 센서를 x-축의 경우에는 중앙 플레이트(120)에 결합시키고, y-축의 경우에는 하부 플레이트(130)에 결합시켜 홀변위 자동측정 장치의 기구부(100)을 구성한다.In addition, a conical hole displacement measuring jig 140 is installed on the lower plate 130, and a linear variable differential transformer (LDVT) sensor is coupled to the center plate 120 in the case of the x-axis, and the lower plate in the case of the y-axis. It is coupled to the 130 to configure the mechanism portion 100 of the automatic hole displacement measuring device.

이렇게 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀변위 자동측정 장치의 기구부(100)를 산업용 로봇(robot)에 장착하여 지정된 홀 중심점으로 진입시킴으로써, 측정하고자 하는 홀과 원뿔형 홀변위 측정지그(140)의 원뿔사이에서 발생하는 접촉력으로 홀변위 자동측정 장치의 기구부(100)가 x-축 및 y-축 방향으로 변위를 일으키게 됨으로써, 테스트 홀의 중심으로부터의 변위를 측정할 수 있게 된다.Thus, by mounting the mechanical part 100 of the automatic hole displacement measuring apparatus according to the preferred embodiment of the present invention mounted on an industrial robot to enter the designated hole center point, the hole and the conical hole displacement measuring jig 140 to be measured The contact force generated between the cones causes the mechanism 100 of the hole displacement automatic measuring device to cause displacement in the x-axis and y-axis directions, thereby measuring the displacement from the center of the test hole.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇에 장착되는 홀변위 자동측정 장치의 기구부(100)의 전체 모습을 나타내는 것으로써, 전술한 바에 의하여 파악할수 있으며, 로봇과 측정대상 사이에 발생하는 홀 평면에 수직하는 오차(로봇 교시점과 측정하고자하는 대상물의 홀 사이의 오차)를 로봇 부착부에 슬라이딩 가이드를 부착하고, 중력과 스프링(116)의 반발력을 이용하여 해결하였다.Figure 1 shows the overall view of the mechanism 100 of the automatic hole displacement measuring apparatus mounted on the robot according to a preferred embodiment of the present invention, it can be understood as described above, the hole generated between the robot and the measurement target The error perpendicular to the plane (error between the robot teaching point and the hole of the object to be measured) was solved by attaching a sliding guide to the robot attachment part and using gravity and the repulsive force of the spring 116.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 1에 도시된 하부 플레이트와 중간 플레이트의 결합 상태를 설명하기 위한 평면도를 도시한다.Figure 2 shows a plan view for explaining the coupling state of the lower plate and the intermediate plate shown in Figure 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 하부 플레이트(130)과 중앙 플레이트(120)의 결합 및 LVDT 센서 프로브의 설치 부분을 파악할 수 있으며, 하부 플레이트(130)과 중앙 플레이트(120)의 결합은 로울러 조인트를 통하여 이루어지고 도 2의 수직 방향으로 슬라이딩 조인트(150)를 구성한다. 따라서, 하부 플레이트(130) 부착된 LVDT 센서 프로브는 수직방향으로 설치되게 되고 중앙 플레이트(120)에 대한 하부 플레이트(130)의 변위를 측정할 수 있게 된다.As shown in FIG. 2, the coupling between the lower plate 130 and the central plate 120 and the installation portion of the LVDT sensor probe can be understood, and the coupling between the lower plate 130 and the central plate 120 may provide a roller joint. Is made through and constitutes a sliding joint 150 in the vertical direction of FIG. Therefore, the LVDT sensor probe attached to the lower plate 130 may be installed in the vertical direction and measure the displacement of the lower plate 130 with respect to the center plate 120.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 1에 도시된 상부 플레이트와 중간 플레이트의 결합 상태를 설명하기 위한 평면도를 도시한다. 참조부호 116a, 116b, 116c 및 116d는 적절한 완충효과를 위하여 설치된 4개의 스프링을 나타낸다.3 is a plan view for explaining a coupling state of the upper plate and the intermediate plate shown in Figure 1 according to a preferred embodiment of the present invention. Reference numerals 116a, 116b, 116c and 116d denote four springs installed for proper cushioning effect.

도 3에 도시된 바에 따르면, 상부 플레이트(110), 중앙 플레이트(120) 및 하부 플레이트(130)의 결합 및 LVDT 센서프로브의 설치를 알 수 있게 된다. 전술한 바와 같이, 상부 플레이트(110)와 중앙 플레이트(120)은 로울러 조인트를 통하여 이루어지고, 도 2의 수평방향으로 슬라이딩 조인트(150)가 구성되어, 중앙 플레이트(120)에 부착된 LVDT 센서프로브는 수평 방향으로 설치되게 되고 상부 플레이트(110)에 대한 중앙 플레이트(120)의 변위를 측정할 수 있게 된다. 또한,본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 로울러 조인트를 통한 상부 플레이트(110), 중앙 플레이트(120) 및 하부 플레이트(130)의 결합은 조립 공차를 만들기 위하여 편심 너트를 사용하였다.As shown in FIG. 3, the coupling of the upper plate 110, the center plate 120, and the lower plate 130 and the installation of the LVDT sensor probes can be seen. As described above, the upper plate 110 and the center plate 120 is made through the roller joint, the sliding joint 150 is configured in the horizontal direction of Figure 2, the LVDT sensor probe attached to the center plate 120 Is installed in the horizontal direction and can measure the displacement of the center plate 120 with respect to the upper plate (110). In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the combination of the upper plate 110, the center plate 120 and the lower plate 130 through the roller joint used an eccentric nut to make the assembly tolerance.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 충격 방지용 슬라이드 가이드홀을 구비하는 도 1에 도시된 로봇 접합판을 설명하기 위한 평면도를 도시한다.4 is a plan view illustrating the robot bonding plate shown in FIG. 1 having a slide guide hole for preventing impact in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 홀변위 자동측정 장치의 기구부(100)와 로봇을 결합시키기 위한 다수의 로봇 접합판(111-114) 및 충격 방지 및 로봇의 수직오차를 보상하기위하여 슬라이딩 가이드(일종의 Prismatic 조인트)를 구성하였다. 또한, 상부 플레이트(110)과 다수의 로봇 접합판(111-114) 사이에는 적절한 완충 효과를 위하여 4개의 스프링이 설치되어 있다.As shown in FIG. 4, a plurality of robot bonding plates 111-114 for coupling the robot part 100 with the mechanism 100 of the hole displacement automatic measuring device and a sliding guide to compensate for the impact and the vertical error of the robot (a kind of Prismatic joints). In addition, four springs are installed between the upper plate 110 and the plurality of robot bonding plates 111-114 for proper buffering effect.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 다양하게 설계된 원뿔형 홀변위 측정지그들을 설명하기 위한 단면도들을 도시한다. 일반적으로, 표시 각도(θ1, θ2, θ3)가 클수록 더 큰 접촉력을 발생시키지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 홀의 깊이(d1, d2, d3) 및 폭(w1, w2, w3)을 고려하여 표시각도를 조절하였다.5 is a cross-sectional view for explaining the conical hole displacement measuring jig variously designed in accordance with a preferred embodiment of the present invention. In general, the larger the display angles θ1, θ2, and θ3, the greater the contact force, but according to a preferred embodiment of the present invention, considering the depths of the holes d1, d2, d3 and the widths w1, w2, w3, The display angle was adjusted.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 홀변위(hall displacement)를 측정하기 위한 자동측정 장치를 이용하여 측정된 홀변위를 측정하기 위한 실험 구성도를 개략적으로 설명하기 위한 도면을 도시한다.FIG. 6 is a diagram for schematically explaining an experimental configuration for measuring a hole displacement measured using an automatic measuring device for measuring hall displacement manufactured according to a preferred embodiment of the present invention. .

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접촉식 변위센서를 이용하여 홀변위를 측정하기 위한 자동측정 시스템은 접촉식 변위센서를 장착한 로봇(200), 접촉식 변위센서를 장착한 로봇(200)을 제어하기 위한 로봇 범용제어기(210), 피 측정물(240), 접촉식 변위센서에 의하여 측정된 LVDT 값을 표시하기 위한 LVDT 표시기(220) 및 데이터 획득용 퍼스널 컴퓨터(230)를 포함한다.The automatic measurement system for measuring the hole displacement using the contact displacement sensor according to the preferred embodiment of the present invention controls the robot 200 equipped with the contact displacement sensor and the robot 200 equipped with the contact displacement sensor. The robot includes a general-purpose controller 210, an object to be measured 240, an LVDT indicator 220 for displaying an LVDT value measured by a contact displacement sensor, and a personal computer 230 for data acquisition.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 홀변위(hall displacement)를 측정하기 위한 자동측정 장치를 이용하여 홀변위를 측정하기 위한 실험방법에 관한 플로우 차트(flow chart)를 도시한다.FIG. 7 shows a flow chart of an experimental method for measuring hole displacement using an automatic measuring device for measuring hall displacement manufactured according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 홀 중심과 로봇에 부착된 홀변위 자동측정 장치의 기구부(100)의 원뿔형 홀변위 측정지그(140)의 원뿔 부분이 일치하도록 로봇을 교시한다(S100). 그리고 나서, 측정을 시작한다(S110). 로봇을 교시한 바에 따라 이동시킨다(S120).First, the robot is taught to coincide with the conical portion of the conical hole displacement measuring jig 140 of the mechanism 100 of the hole displacement automatic measuring device attached to the robot (S100). Then, measurement starts (S110). The robot moves as taught (S120).

다음 단계로, 로봇이 목적물의 위치에 도달하였는지를 판단하여(S130) 만약 목적물의 위치에 도달하지 않았다면 다시 단계 S120으로 되돌아가 로봇을 이동시킨다. 반면, 로봇이 목적물의 위치에 도달하였다면 로봇 제어기(현재는 MMC제어기)로부터 신호를 출력한다(S150).In the next step, it is determined whether the robot has reached the position of the object (S130). If it has not reached the position of the object, the process returns to step S120 again to move the robot. On the other hand, if the robot reaches the position of the object outputs a signal from the robot controller (now MMC controller) (S150).

그리고 나서, LVDT 표시기(220)를 동작하고(S150), 모든 데이터를 수신하였는지를 판단한다(S160). 만약, 모든 데이터(S160)를 수신하지 않았다면 다시 단계 S150으로 돌아간다. 그러나, 모든 데이터를 수신하였다면 올바른 데이터를 선택한다(S170).Then, the LVDT indicator 220 is operated (S150), and it is determined whether all data have been received (S160). If all data S160 has not been received, the process returns to step S150 again. However, if all data has been received, the correct data is selected (S170).

이어서, 홀 위치를 판단(S180)함으로써, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접촉식 변위센서를 이용하여 홀변위를 자동으로 측정하기 위한 방법을 완료하게 된다.Subsequently, by determining the hole position (S180), the method for automatically measuring the hole displacement using the contact displacement sensor according to the preferred embodiment of the present invention is completed.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 홀 중심과 로봇(200)에 부착된 홀변위 자동측정 장치의 기구부(100)의 원뿔형 홀변위 측정지그(140)의 원뿔 부분이 일치하도록 로봇을 교시한 후, 측정 대상인 홀 중심의 변위가 발생할 시, 교시점과 홀 중심 사이의 변위에 따라 원뿔과 훌 사이에 발생하는 접촉력에 따라 홀변위 자동측정 장치의 기구부(100)가 변위를 발생시키고, 그 발생된 변위를 LVDT 센서를 이용하여 측정하는 홀접촉식 측정기구부와, 측정된 정보를 RS232 시리얼(serial) 통신을 통하여 데이터 획득용 퍼스널 컴퓨터(230)에 저장하고 관리하는 홀위치 측정 자동시스템이 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, after teaching the robot so that the conical portion of the conical hole displacement measuring jig 140 of the mechanism part 100 of the hole displacement automatic measuring device attached to the robot 200 coincides with, When the displacement of the hole center to be measured occurs, the mechanism 100 of the hole displacement automatic measuring device generates a displacement according to the contact force generated between the cone and the hull according to the displacement between the teaching point and the hole center, and the generated displacement And a hole contact measuring mechanism unit for measuring the temperature using an LVDT sensor, and an automatic hole position measuring system for storing and managing the measured information in the personal computer 230 for data acquisition through RS232 serial communication.

도 8은 도 7에서 측정하기 위한 물체에 형성된 홀의 비젼 영상을 설명하기 위한 사진을 도시한다. 이와같은 영상의 홀 중심인식은 본 발명품에 비하여 조명상태에 따라 중심값의 오차의 너무 커 비교할 수 없는 실험결과를 얻었다.FIG. 8 illustrates a photograph for describing a vision image of a hole formed in an object for measuring in FIG. 7. The hole center recognition of such an image is too large compared to the present invention, the error of the center value according to the illumination state obtained an experimental result that can not be compared.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 홀변위를 측정하기 위한 자동측정 장치를 이용하여 홀의 중심 위치를 반복하여 측정한 실험 결과를 나타내는 그래프들을 도시한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접촉식 변위센서를 이용한 자동측정장치를 이용하여 도 8에 도시된 홀의 홀변위를 100번 측정하였을 때의 측정 결과를 제시한 것이다. 측정 결과에 의하면, 본 발명은 0.01 mm 정도의 정밀도를 보장함을 알 수 있다.9 is a graph showing an experimental result of repeatedly measuring the center position of a hole using an automatic measuring device for measuring hole displacement manufactured according to a preferred embodiment of the present invention. By using an automatic measuring device using a contact displacement sensor according to a preferred embodiment of the present invention shows the measurement results when the hole displacement of the hole shown in Figure 8 is measured 100 times. According to the measurement results, it can be seen that the present invention guarantees a precision of about 0.01 mm.

로봇의 반복 정밀도를 전체 동작영역에서 0.05mm정도 만을 보장함에도 불구하고, 본 발명품의 반복 실험 결과 현재 실험에서 지정된 로봇 측정위치에서는 측정 정밀도를 0.01mm를 보장하고, 측정기구부를 로봇에 부착하지 않고, 고정한 후,측정대상이 접근하는 방식을 사용한다면 0.002mm까지 보장이 됨을 알 수 있다.Although the repeatability of the robot is guaranteed to be about 0.05mm in the entire operating area, the repeating test result of the present invention guarantees the measurement accuracy to 0.01mm at the robot measurement position specified in the present experiment, and does not attach the measuring mechanism to the robot. After fixing, it can be seen that up to 0.002mm is guaranteed if the object is approached.

본 발명을 본 명세서 내에서 몇몇 바람직한 실시예에 따라 기술하였으나, 당업자라면 첨부한 특허 청구 범위에서 개시된 본 발명의 진정한 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 많은 변형 및 향상이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.While the invention has been described in accordance with some preferred embodiments herein, those skilled in the art will recognize that many modifications and improvements can be made without departing from the true scope and spirit of the invention as set forth in the appended claims.

상기한 바와 같이, 본 발명은 제작품의 내부에 홀(hole)을 가지고 있다면, 특징점으로서 홀의 위치를 측정함으로써, 제품의 불량 유무의 판별 뿐만 아니라, 제작품 전체의 제품 정도를 파악할 수 있어, 제품의 품질 관리에 매우 유용한 효과가 있다.As described above, if the present invention has a hole in the interior of the product, by measuring the position of the hole as a feature point, not only the presence or absence of product defects can be determined, but also the degree of product of the entire product can be determined. It is very useful for management.

또한, 본 발명은 특히 비젼과 같은 시각 센서로 측정이 어려운 대상에 대해서도 측정 정밀도를 0.01 mm까지 보장할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect of ensuring the measurement accuracy up to 0.01 mm, especially for the object difficult to measure with a visual sensor such as vision.

Claims (3)

로봇 및 기구부를 포함하되,Including robots and mechanisms, 상기 기구부가The mechanism part 상기 로봇에 상기 기구부를 결합하기 위한 다수개의 로봇 접합판를 구비하는 상부 플레이트와,An upper plate having a plurality of robot bonding plates for coupling the mechanism to the robot; 다수개의 변위 센서를 구비하며 상기 상부 플레이트에 x-축 방향으로 운동이 가능한 중앙 플레이트와,A central plate having a plurality of displacement sensors and capable of moving in the x-axis direction on the upper plate; 다수개의 변위 센서를 구비하며 상기 중앙 플레이트에 대하여 y-축 방향으로 운동이 가능한 하부 플레이트와,A lower plate having a plurality of displacement sensors and movable in a y-axis direction with respect to the central plate; 상기 하부 플레이트의 하부에 설치되는 원뿔형 홀변위 측정지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉식 변위센서를 이용하여 홀변위를 측정하기 위한 자동측정장치.Automatic measuring device for measuring the hole displacement using a contact displacement sensor, characterized in that it comprises a conical hole displacement measuring jig installed in the lower portion of the lower plate. 제 1항에 있어서, 상기 상부 플레이트, 상기 중앙 플레이트 및 상기 하부 플레이트가 로울러를 통한 결합으로 x-y 슬라이딩 조인트 구성을 갖으며 상기 로울러를 통하여 결합 공차를 만들기 위한 편심너트를 사용하는 것을 특징으로 하는 접촉식 변위센서를 이용하여 홀변위를 측정하기 위한 자동측정장치.The contact type of claim 1, wherein the upper plate, the center plate, and the lower plate have an xy sliding joint configuration through engagement with a roller and use an eccentric nut for making a coupling tolerance through the roller. Automatic measuring device for measuring hole displacement using displacement sensor. 제 1항에 있어서, 상기 중앙 플레이트 및 상기 하부 플레이트에 구비되는 다수개의 변위 센서는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 센서인 것을 특징으로 하는 접촉식 변위센서를 이용하여 홀변위를 측정하기 위한 자동측정장치.The apparatus of claim 1, wherein the plurality of displacement sensors provided in the center plate and the lower plate are linear variable differential transformer (LVDT) sensors. .
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