KR0143747B1

KR0143747B1 - 도막두께 측정장치

Info

Publication number: KR0143747B1
Application number: KR1019940040163A
Authority: KR
Inventors: 김경운; 김호중
Original assignee: 석진철; 대우중공업주식회사
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1998-07-15
Also published as: KR960024250A

Abstract

본 발명은 도막두께 측정장치에 관한 것으로, 시편(100)을 지지하여 주기 위한 시편지지수단(10)과; 시편(100)의 피도물(102)에 접촉되게 설치되는 접촉단자(22)와, 시편(100)의 상부에 위치하여 회전하면서 상하로 이동되어 도막(104)을 절삭관통하게 되는 이동단자(24) 및 상기 접촉단자(22)와 이동 단자(24)사이의 저항값을 측정하게 된 저항측정기(26)로 이루어진 저항감지 수단(20); 상기 이동단자(24)를 회전시킴과 아울러 상하로 이동시켜주게 된 이동수단(30); 상기 이동단자(24)의 상하 이동변화를 감지하게 된 위치변화 감지수단(40) 및; 상기 저항감지수단(20)으로 부터 저항값을 입력받고, 상기 위치변화감지수단(40)으로 부터 이동단자(24)의 이동거리를 입력받아 도막의 두께를 계산하여 된 측정수단(50);으로 구성되어, 전기전도체인 피도물에 전기 부도체의 재질로도장된 도막의 두께를 전기저항값의 변화에 의해 측정정하게 된 것으로, 곡면형상을 이룬 링형상의 제품도 도막의 두께를 정확하게 측정할 수 있게 해주는 것이다.

Description

도막두께 측정장치

제1도는 본 발명에 따른 도막두께 측정장치의 구조를 도시한 도면,

제2도(a)는 본 발명에 따른 도막두께 측정장치의 시편지지수단의 측면도,

(b)는 본 발명에 따른 도막두께 측정장치의시편지지수단의 평면도,

제3도는 본 발명에 따른 도막두께 측정장치의 원리를 설명하기 위한 개략적인 도면으로,

(a)는 이동단자는 도막에 접촉된 순간을 도시한 것이고,

(b)는 이동단자가 도막을 관통한 순간을 도시한 것이다.

제4도는 길이변위센서의 이동거리에 따른 저항변화를 도시한 저항곡선이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:시편지지수단 11:시편받침대

12:고정홈 14a, 14b:시편지지판

16:시편지지봉 18:너트

20:저항감지수단 22:접촉단자

23:핀 23:이동단자

26:저항측정기 30:이동수단

40:위치변화감지수단 42:수직이동부

44:길이변위센서 50:측정수단

100:시편 102:피도물

104:도막

본 발명은 도막 두께 측정장치에 관한 것으로, 특히 곡면을 이루는 형상의 도체로 된 물건에 도장된 부도체 도막의 두께를 정확하게 측정하여 줄 수 있는 도막두께 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속제품들은 장시간 사용시 공기중에 산화되어 부식이 발생되기때문에 이러한 부식을 방지하여 주기위해 금속이 공기중에 노출되지 않도록 소정의 도막을 표면에 입히게 되는 바, 특히 자성재료로된 제품들은 공기중에서 쉽게 산화되는 성질이 있고, 또한 이들 제품의 표면에 산화층이 형성되므로써 자기적특성도 감소하게 되어 제품의 질을 떨어뜨리는 원인이 되기때문에 공기와의 차단을 위해 도막을 형성하는 것이 필수적으로 요구되고 있다.

그러나 기기가 소형화되고 정밀해짐에 따라 여기에 사용되는 부품들의 치수 및 전자기적 특성이 보다 정밀하게 관리될 것이 요구되고 있으며, 특히 표면도막의 두께는 제품의 치수와 전자기적 특성에도 영향을 크게 미치기 때문에 제품의 생산시 도막의 두께를 관리하는 것이 필수적이다.

이러한 도막의 두께를 정밀하게 관리하기위해서는 생산중에 도막의 두께를 수시로 측정하여 생산공정을 수시로 조정해 주어야 되는 바, 이러한 도막의 두께를 측정하는 종래의 방법으로는 제품을 수직하게 절단하여 그 절단면을 광학 현미경등으로 확대하여 측정하는 방법이 사용되고 있으나 이 방법은 제품을 도막과 수직하게 절단하기가 어렵고 또한 절단하더라도 도막이 쉽게 손상되어 도막두께를 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 도막의 두께를 측정하는 종래의 다른 방법은 전자식(electro-magnetic)정압접촉에 의한 기기를 이용해 측정하는 방법이 있었으나, 이 방법은 기기의 탐촉자가 도막에 밀착시켜 측정하여야 하기때문에 측정부위가 평면을 이루는 시편에서만 측정이 가능하다는 제한이 있어, 링형상과 같이 표면이 곡면을 형성하는 제품에서는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 제문제점을 해결하기 위한 것ㅇ로, 곡면을 이루는 형상의 도체로 된 물건에 도장된 부도체 도막의 두께를 정확하게 측정하여 줄 수 있는 도막두께 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기위한 본 발명의 도막두께 측정장치는, 시편을 지지하여 주기 위한시편지지수단과; 시편의 피도물에 접촉되게 설치되는 접촉단자와, 시편의 상부에 위치하여 회전 및 상하로 이동하면서 도막을 절삭관통하는 이동단자 및 상기 접촉단자와 이동단자사이의 저항값을 측정하게된 저항측정기로 이루어진 저항감지수단; 상기 이동단자를 회전시키면서 상하로 이동시켜주게 된 이동수단; 상기 이동단자의 상하 이동거리를 감지하게 된 위치변화감지수단 및; 상기 저항감지수단으로부터 저항값을 입력받고, 상기 위치변화감지수단으로부터 이동단자의 이동거리를 입력받아 도막의 두께를 감지하게 된 측정수단; 으로 구성된 것이다.

상술한 구성으로 된 본 발명은 상기 접촉단자가 시편의 피도물에 접촉되게 설치되고, 이동단자가 시편의 도막에 접촉되어 도막을 절삭하면서 통과하는 동안 저항의 변화를 감지하여 저항이 급격히 떨어지는 순간 이동단자가 이동된 거리를 위치변화감지수단으로 측정하여 도막의 두께를 측정하게 되는 것으로, 평면 내지 곡면 형상으로 된 피도물의 도막을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있는 것이다.

이하 첨부된 예시도명을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 도막두께 측정장치를 도시한 도면으로, 시편(100)을 지지하여 주기 위한 시편지지수단(10)과; 시편(100)의 피도물(102)에 접촉되게 설치되는 접촉단자(22)와, 시편(100)의 상부에 위치하여 회전 및 상하로 이동하면서 도막(104)을 절삭관통하게 되는 이동단자(24) 및, 상기 접촉단자(22)와 이동단자(24)사이의 저항값을 측정하게 된 저항측정기(26)로 이루어진 저항감지수단(20); 상기 이동단자(24)를 회전구동시키면서 상하로 이동시켜주게 된 이동수단(30); 상기 이동단자(24)의 상하 이동변화를 감지하게 된 위치변화감지수단(40) 및; 상기 저항감지수단(20)으로 부터 저항값을 입력받고, 상기 위치변화감지수단(40)으로 부터 이동단자(24)의 이동거리를 입력받아 도막의 두께를 계산하게 된 측정수단(50);으로 구성된 것이다.

여기서 상기 시편지지수단(10)은 제2도 (a)(b)에 도시된 바와 같이 링형상의 시편(100)이 삽입되어 고정이 용이하도록 시편받침대(11)에 소정 깊이의 고정홈(12)이 형성되고, 이 고정홈(12)에 시편(100)이 움직이지 않도록 시편지지판(14a,14b)이 시편(100)의 좌우측에 밀착되게 설치되어진다.

이때 상기 시편지지판(14a, 14b)중 한쪽 시편지지판(14a)은 고정홈(12)에 고정설치되어지고, 다른 한쪽 시편지지판(14b)은 이동가능하게 설치되어, 상기 고정된 시편지지판(14a)으로 부터 뻗어나온 시편지지봉(16)이 이동가능한 시편지지봉(14b)에 관통삽입되어져 너트(18)로 조여주게되므로서 시편지지판(14a, 14b)의 사이에 위치하는 시편(100)을 측정중 움직이지 않도록 한다.

한편, 상기 시편지지봉(16)은 시편(100)의 수직하부에 밀착되게 위치하므로써, 측정중 이동단자(24)가 시편(100)에 가하게 되는 수직하중에 의해 시편(100)이 파손되지 않도록 되어 있다.

또한, 접촉단자(22)는 상기 고정된 시편지지판(14a)에 관통되어 단부가 돌출되어지게 설치된 핀(23)에 연결되어져 있어, 시편(100)이 시편지지판(14a, 14b)에 의해 밀착되어 고정되어지면 상기 핀(23)이 시편(100)의 도막(104)에 밀착되어 접촉되므로서 접촉단자(22)가 시편의 피도물(102)과 연결되게 되는 것이다.

이동단자(24)는 측정하고자 하는 시편(100)의 상부에 위치되어져 피도물(102)에 접촉된 상기 접촉단자(22)사이에 저항을 측정하게 된 것으로, 상기 이동단자(24)는 도막(104)을 절삭관통할 수 있도록 단부가 드릴날의 형상을 한 봉상으로 되는 것이 바람직하다.

이동수단(30)은 상기 이동단자(24)를 회전시켜 도막(104)을 갈아내면서 통과할 수 있도록 해주는 것으로, 측정오차가 발생하지 않도록 이동단자(24)가 회전시 흔들림이 발생하지 않게 해주게 한다.

저항감지수단(20)은 시편의 피도물(102)에 접촉된 상기 접촉단자(22)와, 시편의 도막(104)에 접촉된 이동단자(24) 및, 상기 접촉단자(22)와 이동단자(24)에 연결되어져 상기 단자(22, 24) 사이의 저항을 측정하게 된 저항 측정기(26)로 구성된 것으로, 이동단자(24)가 도막(104)을 관톤함에 따라 저항의 변화값을 감지하여 이를 측정수단(50)에 알려주게 된다.

위치변화감지수단(40)은 상기 이동단자(24)의 상단부에 위치하여 이동단자(24)가 회전하면서 상하로 이동되어짐에 따라 좌우로 움직임이 없이 수직하게 상하로 움직이게 된 수직이동부(42)와, 상기 수직이동부(42)의 상부에 설치되어 상하로 이동한 거리를 감지하여 측정수단에 전달하게 된 길이변위센서(44)로 구성된 것이다.

상기 수직이동부(42)는 이동단자(24)가 회전하더라도 회전되지 않으며 단지 이동단자(24)가 상하로 변위됨에 따라 상하로 이동되도록 하므로써 길이변위센서(44)가 정확한 상하 수직이동거리를 측정할 수 있게 해주는 것이다.

상기 측정수단(50)은 상기 저항감지수단(20)으로부터 감지된 저항값을 입력받아 도막이 관통되는 순간 즉 저항이 급격이 감소하는 순간 이동단자가 상하 이동된 거리를 사이 위치변화감지수단(40)으로 부터 입력받은 길이변위를 도막의 두께로 측정하게 된 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 동작을 이하에서 상세히 설명한다.

측정하고자 하는 시편(100)을 고정흠(12)에 삽입하여, 고정된 시편지지판(14a)에 밀착 위치시키고, 이동되는 시편지지판(14b)을 시편의 다른 한 쪽에 밀어붙여 시편지지봉(16)에 너트(18)를 나사결합하므로써 시편(100)을 시편받침대(11)에 고정시키게 됨과 동시에 접촉단자(22)에 견결된 핀(23)이 시편의 피도물(102)에 접촉되게 되어진다.

그리고 시편(100)의 상부에 위치된 이동단자(24)를 도막(104)에 접촉시키고, 측정수단(50)을 장동시킨 상태에서 길이변위센서(44)를 초기화시켜준다.

제3도(a)는 접촉단자(22)가 전기의 전도체인 시편의 피도물(102)에 접촉되어 있고, 이동단자(24)는 전기 부도체인 도막(104)에 접촉되어져 있어, 저항측정기(26)로 양 단자(22, 24)간의 저항을 측정하게 되면 저항이 수MΩ으로 측전된다.

이어서, 모우터(30)를 작동시켜주므로써 이동단자(24)가 회전하면서 도막(104)을 절삭관통하게 수직하부로 이동되고, 이때 저항측정기(26)는 상기 이동단자(24)와 접촉단자(22)사이의 저항을 측정하여 측정수단(50)으로 출력하게 되는 한편, 길이변위센서(44)는 이동단자 (24)가 회전됨에 따라 수직하부로 이동하게 된 수직이동부(42)의 수직이동거리를 측정하여 측정수단(50)으로 출력하게 된다.

이때 상기 피도물(102)에 형성되는 도막(104)의 두께는 통상30㎛내외 정도이므로 길이변위센서(44)로서는 LVDT(linear velocity differential transformer)를 사용한다.

상기와 같이 이동단자(24)가 회전함과 동시에 하강이동함으로써 도막(104)을 절삭하다가 제3도(b)와 같이 이동단자(24)가 도막(104)을 관통하여 피도물(102)에 접촉되는 순간 이동단자(24)와 접촉단자(22)사이의 저항은 급격히 감소하게 되고, 측정수단(50)은 상기 저항측정기(26)의 급격히 감소되는 순간 길이변위센서(44)로부터 입력된 수직이동거리를 입력받아 도막의 두께를 결정하게 된다.

제 4 도는 길이변위센서(44)의 이동거리에 따른 저항변화를 도시한 저항곡선으로, 이동단자(24)가 도막(104)에 위치하는 동안은 저항값이 일정하게 유지하다가 이동단자(24)가 도막(104)을 관통하여 전기 전도체인 피도물(102)에 접촉되는 순간 저항이 급격히 감소하게 되고, 이때 저항이 급격히 감소하는 순간까지 길이변위센서로 부터 감지된 거리가 도막의 두께에 해당되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전기전도체인 피도물에 전기 부도체의 재질로 도장된 도막의 두께를 전기저항값의 변화에 의해 측정하게 된 것으로, 곡면형상을 이룬 링형상의 제품도 도막의 두께를 정확하게 측정할 수 있게 해주는 것이다.

Claims

시편(100)을 지지하여 주기 위한시편지지수단과(10)과; 시편(100)의 피도물(102)에 접촉되게 설치되는 접촉단자(22)와, 시편(100)의 상부에 위치하여 회전하면서 상하로 이동하면서 도막(104)을 절삭관통하는 이동단자(24) 및 상기 접촉단자(22)와 이동단자(24)사이의 저항값을 측정하게된 저항측정기(26)로 이루어진 저항감지수단(20); 상기 이동단자(24)를 회전시켜주게 된 이동수단(30); 상기 이동단자(24)의 상하 이동거리를 감지하게 된 위치변화감지수단(40) 및; 상기 저항감지수단(20)으로부터 저항값을 입력받고, 상기 위치변화감지수단(40)으로부터 이동단자(24)의 이동거리를 입력받아 도막의 두께를 계산하게 된 측정수단(50); 으로 구성된 도막두께 측정장치
제 1 항에 있어서, 상기 시편지지수단(10)은 시편받침대(11)에 소정 깊이의 고정홈(12)이 형성되고, 이 고정홈(12)에 시편 (100)이 움직이지 않도록 시편지지판(14a, 14b)이 시편(100)의 좌우측에 밀착되게 설치되어지되, 상기 시편지지판(14a, 14b) 중 한쫀 시편지지판(14a)은 고정홈(12)에 고정설치되어지고, 다른 한쪽 시편지지판(14b)은 이동가능하게 설치되어, 상기 고정된 시편지지판(14a)으로 부터 뻗어나온 시편 지지봉(16)이 이동가능한 시편지지봉(14b)에 관통삽입되어 너트(18)로 조여줄 수 있게 된 것을 특징으로 하는 도막두께 측정장치
제 2 항에 있어서, 접촉단자(22)에 연결되어진 핀(23)이 상기 고정된 시편지지판(14a)에 관통되어 단부가 돌출되어지게 설치되어진 것을 특징으로하는 도막두께 측정장치
제 1 항에 있어서, 상기 이동수단(30)이 모우터인 것을 특징으로 하는 도막두께 측정장치
제 1 항에 있어서, 상기 위치감지수단(40)이 상기 이동단자(24)의 상단부에 위치하여 이동단자(24)가 상하로 이동되어짐에 따라 좌우로 움직임이 없이 수직하게 상하로 움이게 된 수직이동부(42)와, 상기 수직이동부(42)의 상단부에 설치되어 상하로 이동한 거리를 감지하여 측정수단에 전달하게 된 길이변위센서(44)로 구성된 것을 특징으로 하는 도막두께 측정장치