KR100245986B1 - 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치 및그 방법 - Google Patents

피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치 및그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전 및 직선운동하는 피측정물의 형상오차 및 운동오차를 측정하기위한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치 및 그 방법에 의하면 가공하기위한 피측정물의 측정이 가공기의 주축 및 스테이지에서 조립된 상태에서 이루어지므로 상기 가공기에 장착될 때의 조립오차가 발생하지 않아 정확한 측정이 이루어지고, 이를 이용하여 다양한 운동오차 또는 피측정물의 형상오차를 구할수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Description

피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치 및 그 방법
본 발명은 회전 및 직선운동하는 피측정물의 형상오차 및 운동오차를 측정하기위한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래에는 회전하는 피측정물의 가공면을 측정할 경우 상기 피측정물을 주축또는 스테이지에서 분리하여 계측기를 사용하여 측정하였다.
그런데, 이와같은 측정법은 측정하는 계측기의 운동오차를 무시하므로 정확한 측정이 이루어지지않고, 또한 가공하기위한 피측정물의 측정을 위해 가공기의 주축 및 스테이지에서 피측정물을 분리하므로 상기 가공기에 장착될 때의 조립오차가 존재하게되어 측정의 정확성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 가공기에 피측정물이 장착된 상태에서 상기 피측정물의 형상오차 및 운동오차를 정확히 측정할 수 있는 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치는 회전하는 피측정물 전면과의 거리를 측정하기위해 상기 피측정물 전면의 동일한 측정궤적상에 가까이 설치된 두 개의 센서로 구성된 센서부와, 상기 센서부로부터 감지신호를 인가받아 일정레벨로 증폭시키는 신호증폭부와, 상기 신호증폭부로부터 아날로그신호를 인가받아 디지털신호로 변환하는 A/D변환부와, 상기 A/D변환부로부터 감지신호를 인가받아 정해진 알고리즘에의해 형상오차와 운동오차를 연산하여 이에상응하는 제어신호를 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 제어신호를 인가받아 측정값을 디스플레이하는 디스플레이부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기와 같이 구성된 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치에 대한 제어방법은 A,B센서로부터 감지데이터를 인가받아 그 값을 저장하는 제 1단계와, 설정된 임의의 시간이 경과했는지의 여부를 판단하는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 설정된 임의의 시간이 경과하면 상기 제 1단계에서 저장된 데이터를 정해진 수학식에 의해 연산하여 피측정물의 형상오차 및 운동오차를 연산하는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 연산된 피측정물의 형상오차 및 운동오차를 디스플레이부에 표시하는 제 4단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1a은 본 발명의 일실시예에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치의 센서부가 회전하는 피측정물로부터 일정거리만큼 떨어진 위치에 설치된 것을 도시한 사시도,
도 1b는 도 1a의 A-A'선에 따른 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치에 대한 제어블록도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치에 대한 제어방법을 도시한 플로우차트.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 센서부 110 : A센서
120 : B센서 200 : 신호증폭부
300 : A/D변환부 400 : 마이컴
500 : 디스플레이부
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치 및 그 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1a은 본 발명의 일실시예에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치의 센서부가 회전하는 피측정물로부터 일정거리만큼 떨어진 위치에 설치된 것을 도시한 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A'선에 따른 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치에 대한 제어블록도로서, 본 발명에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치는 센서부(100)와, 신호증폭부(200)와, A/D변환부(300)와, 마이컴(400)과, 디스플레이부(500)로 구성된다.
상기 센서부(100)는 가공기에 장착되어 회전하는 피측정물(S) 전면과의 거리를 측정위한 센서로서, 상기 피측정물(S) 전면의 동일한 측정궤적상에 가까이 설치된 A센서(110)와 B센서(120)로 이루어져 있으며, 상기 가공기는 주축하우징(10)과, 상기 주축하우징(10)내에 설치되어 도시하지않은 회전장치에 의해 회전하는 주축(15)과, 상기 주축(15)과 결합되어 연동회전하며 가공하기위한 피측정물(S)을 고정하는 주축스핀들(20)로 이루어져 있다.
그리고, 상기 신호증폭부(200)는 상기 센서부(100)로부터 감지신호를 인가받아 상기 A/D변환부(300)에 입력하기위한 일정레벨로 증폭하는 역할을 하고, 상기, A/D변환부(300)는 상기 신호증폭부(200)로부터 일정레벨로 증폭된 아날로그신호를 인가받아 디지털신호로 변환하는 역할을 하며, 상기 마이컴(400)은 전체를 제어하는 마이크로 컴퓨터로서 내부에는 CPU, 기억장치, 연산장치 및 입출력장치등을 내장하고 있으며, 상기 A/D변환부(300)로부터 감지신호를 인가받아 정해진 알고리즘에 의해 회전하는 피측정물(S)의 형상오차 및 운동오차를 연산하여 이에 상응하는 제어신호를 출력하는 역할을 한다.
상기 디스플레이부(500)는 상기 마이컴(400)으로부터 출력되는 제어신호를 인가받아 형상오차 및 운동오차를 표시하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성된 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치에 대한 제어방법을 다음도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치에 대한 제어방법을 도시한 플로우차트로서, S는 스텝(STEP)을 표시한다.
먼저, 스텝(S1)에서는 마이컴(400)이 A,B센서(110,120)에 의해 감지된 각 센서와 피측정물(S) 전면과의 거리에 대한 감지데이터를 입력받으면, 스텝(S2)에서는 마이컴(400)이 상기 A,B센서(110,120)로부터 입력받은 감지데이터를 내부에 기억하고, 스텝(S3)에서는 마이컴(400)이 내부에 설정된 임의시간이 경과하였는지의 여부를 판단한다.
상기 스텝(S3)에서 상기 임의의 시간이 경과하지 않으면(NO), 상기 스텝(S1)으로 진행되고, 반면에 상기 스텝(S3)에서 상기 임의의 시간이 경과하면(YES), 스텝(S4)으로 진행된다.
상기 스텝(S4)에서는 마이컴(400)이 상기 스텝(S2)에서 저장된 감지데이터를 기초로하여 수학식에 의해 피측정물(S)의 형상오차(f)와 운동오차(m)를 연산한다.
상기 A,B센서(110,120)간의 간격이 피측정물(S)의 전면상에 상기 A,B센서(110,120)가 지나가는 원주길이 보다 상당히 작을 때, 상기 두센서의 측정값에는 같은 운동오차가 포함되어 있으며, 같은 시간에 측정한 상기 두센서의 측정값의 차이는 센서간격 만큼 피측정물(S)의 전면이 회전하는 동안 발생한 형상오차(Δfn= Bn-An)가 된다.
그리고, 첫 번째 센서에서 측정한 위치가 다음 센서의 측정위치에 왔을 때, 두센서값의 차이는 그 시간동안 발생한 운동오차(Δmn= An-Bn-1)가 된다.
상기 형상오차(Δfn)와 운동오차(Δmn)를 적분하여 피측정물(S)의 형상오차(f)와 운동오차(m)를 구할 수 있다.
다음 (수학식1,2,3)에 의해 피측정물(S)의 형상오차(f)와 운동오차(m)가 연산된다.
Δf0= B0-A0
Δf1= B1-A1
Δf2= B2-A2
.
.
Δfn= Bn-An
Δm0= A1-B0
Δm1= A2-B1
Δm2= A3-B2
.
.
Δmn= An-Bn-1
Figure 1019970053935_B1_M0001
이어서, 스텝(S5)에서는 마이컴(400)이 디스플레이부(500)에 제어신호를 출력하여 상기 스텝(S4)에서 연산된 피측정물(S)의 형상오차(f) 및 운동오차(m)를 디스플레이 하고 종료한다.
한편, 상기예에서는 센서부(100)를 피측정물(S)의 전면으로부터 일정거리만큼 떨어진위치에 설치하여 피측정물의 전면부의 형상오차 및 운동오차를 측정하는 것을 일예로 들었으나 상기 센서부(100)를 상기 피측정물(S)의 외경으로부터 일정거리 만큼 떨어진 위치에 설치하여 피측정물(S)의 진원도와 같은 형상오차를 측정할 수 있다.
그리고, 회전체 뿐만 아니라 직선운동에도 동일한 방법으로 적용이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치 및 그 방법에 의하면 가공하기위한 피측정물의 측정이 가공기의 주축 및 스테이지에서 조립된 상태에서 이루어지므로 상기 가공기에 장착될 때의 조립오차가 발생하지 않아 정확한 측정이 이루어지고, 이를 이용하여 다양한 운동오차 또는 피측정물의 형상오차를 구할수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 회전하는 피측정물 전면과의 거리를 측정하기위해 상기 피측정물 전면의 동일한 측정궤적상에 가까이 설치된 두 개의 센서로 구성된 센서부와, 상기 센서부로부터 감지신호를 인가받아 일정레벨로 증폭시키는 신호증폭부와, 상기 신호증폭부로부터 아날로그신호를 인가받아 디지털신호로 변환하는 A/D변환부와, 상기 A/D변환부로부터 감지신호를 인가받아 정해진 알고리즘에의해 형상오차와 운동오차를 연산하여 이에상응하는 제어신호를 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 제어신호를 인가받아 측정값을 디스플레이하는 디스플레이부로 이루어진 것을 특징으로 하는 피측정물의 형상오차 및 운동오차 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 센서부는 피측정물의 진원도와 같은 형상오차를 측정하기위해 피측정물의 외경으로부터 일정거리 만큼 떨어진 위치에 설치될 수 있음을 특징으로 하는 피측정물의 형상오차 및 운동오차 측정장치.
  3. A,B센서로부터 감지데이터를 인가받아 그 값을 저장하는 제 1단계와, 설정된 임의의 시간이 경과했는지의 여부를 판단하는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 설정된 임의의 시간이 경과하면 상기 제 1단계에서 저장된 데이터를 정해진 수학식에 의해 연산하여 피측정물의 형상오차 및 운동오차를 연산하는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 연산된 피측정물의 형상오차 및 운동오차를 디스플레이부에 표시하는 제 4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치의 제어방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 2단계에서 임의시간이 경과하지않으면 상기 제 1단계로 진행됨을 특징으로 하는 피측정물의 형상오차 및 운동오차측정장치의 제어방법.
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