KR100311874B1 - 삼차원좌표측정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 삼차원 좌표 측정기에 관한 것으로, 하부 베이스, 상하 이동부재, 및 아암을 포함한 구성으로 된 좌표 측정기의 상기 각 이송부재들의 움직임을 고정시키기 위한 스토퍼를 종래의 수동식 스토퍼에서 전자식 스토퍼로 장착하되, 이송 손잡이와 일체로 연결된 기준롤러의 샤프트에 전자 클러치를 장착시켜 전자 클러치와 전기적으로 연결된 온/오프 스위치를 조작하여 샤프트의 움직임을 정지시킴으로써 삼차원 좌표 측정기의 이송부재들을 효과적으로 제어하여 피측정물의 측정정도를 향상시킬 수 있는 측정기이다

Description

삼차원 좌표 측정기

본 발명은 삼차원 좌표 측정기에 관한 것으로, 특히 피측정물의 형상에 따라 측정기의 각 이송부재들을 적정거리만큼 이동시킨 후, 피측정물의 좌표를 읽는 순간 이송부재들의 움직임을 막기 위한 스토퍼(Stopper)로 전자식 스토퍼인 전자 클러치를 장착시킴으로써 좌표 측정에 따른 작업효율 및 측정정도를 향상시킬 수 있는 삼차원 좌표 측정기에 관한 것이다.

도 1 은 삼차원 좌표 측정기의 일실시예를 도시한 사시도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 삼차원 좌표 측정기(30)는 측정기의 하부에 위치하여 전체 중량을 지지하는 레일(10)과, 상기 레일(10)의 일측면부에 결착되어 상기 레일(10)의 측면 길이 방향(X축)을 따라 이동가능한 하부 베이스(9)와, 상기 베이스(9)의 상부면에 그 하부면이 결착되고, 상기 베이스(9)의 상부로 일정길이 연장되어 나온 칼럼(1)과, 상기 칼럼(1)과 결착되되 상기 칼럼(1)의 상하 길이방향(Z축)을 따라 이동하는 상하 이동부재(6)와, 상기 상하 이동부재(6)상의 소정위치에 결착되되 상기 상하 이동부재(6)의 이동방향과 직교하는 방향(Y축)으로 이동하는 아암(5) 및 상기 각 이송부재들(5,6,9)을 각각의 이동방향으로 이동시키기 위한 이송용 손잡이부(3,7,11)를 포함한 구성으로 되어 있다.

따라서 상기 3개의 각 좌표방향(X,Y,Z축 방향)으로 이동하는 각각의 이송부재들(5,6,9)상에나 또는 기타 다른 구조물상의 소정위치에 눈금자(미도시)를 형성시키고, 상기 이송용 손잡이부(3,7,11)를 조작하여 피측정물의 크기 및 형상에 따라 베이스(9), 상하 이동부재(6) 및 아암(5)을 적절히 이동시킨 후, 스토퍼(미도시)로 상기 정지된 상태의 이송부재들(5,6,9)을 고정시킨 상태에서 눈금을 측정한다.

이때, 상기 스토퍼는 상하 이동부재(6) 및 아암(5)을 피측정물의 형상에 따라 이동시킨 후, 정지된 상태의 상기 이송부재들(5,6,9)들을 고정시키는 역할을 하는 것으로, 측정자의 수작업에 의해 이루어진다.

상기 스토퍼에 대한 구조는 이하의 도 4 를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

한편, 도 2 와 도 3 은 상기 도 1 의 삼차원 좌표 측정기(30)를 이용하여 피측정물 예컨데, 자동차(13) 및 자동차 부품(15)을 측정하는 일예를 도시한 도면으로서, 앞서 설명한 바와 같이 측정기(30)의 각 이송부재들(5,6,9)을 피측정물(13,15)의 형상에 따라 이동시켜 삼차원 좌표를 읽도록 구성되어 있다.

도 4 는 삼차원 좌표 측정기에 구비된 종래의 스토퍼(17) 구조를 도시한 단면도로서, 일예로 측정기의 아암(5)을 이송시키기 위한 경우를 도시하였다.

상기 삼차원 좌표 측정기에 구비된 종래의 스토퍼(17)는 도시된 바와 같이, 수동(manual) 방식으로 조작하는 나사식으로 되어 있다.

상기 스토퍼(17)는 작업자가 측정작업 도중 측정기(30)의 가동 부분인 각 이송부재들(5,6,9)을 이송용 손잡이부들(3,7,11)을 회전시켜 피측정물의 외곽치수에 맞도록 옮긴 다음, 상기 각 이송용 손잡이부들(3,7,11)의 회전을 멈춰 정지시킨다.

그 후 정지된 상태의 각 이송부재(5,6,9)들의 움직임이 발생되지 않도록 나사식으로 된 스토퍼(17)를 작업자가 손으로 회전시켜 준다.

그리하여 상기 스토퍼(17)의 하단에 장착되어 있는 패드(19) 부분이 이송부재들(5,6,9)의 어느 한 부분에 밀착되고, 이때 발생되는 마찰력에 의해서 상기 각 이송부재들(5,6,9)을 고정시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 나사식 구조로된 스토퍼(17)를 이용할 경우 나사를 회전시켜 고정시키고, 또한 고정상태를 해제시키기 위해 다시 반대방향으로 돌려야 하는 과정에서 시간이 많이 소요되고, 스토퍼(17)의 하단에 장착된 스토퍼 패드(19)가 도시된 바와 같이 각 이송부재들(5,6,9)의 접촉부위에 밀착되는 순간, 반발력에 의해 측정기로의 미세한 움직임을 유발시켜 측정 정도를 저하시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 전자식 스토퍼인 전자 클러치를 이송용 손잡이부와 일체로 연결된 기준롤러의 샤프트에 장착시키고, 또한 상기 스토퍼에 별도의 작동 스위치를 연결하여 상기 작동 스위치를 조작함에 의해 측정기의 각 이송부재들의 움직임을 자연스럽게 정지되도록 함으로써, 피측정물의 좌표 측정시 측정잡업의 효율화를 도모할 수 있고, 측정정도를 향상시킬 수 있는 삼차원 좌표 측정기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 은 삼차원 좌표 측정기의 일실시예를 도시한 사시도

도 2 와 도 3 은 상기 도 1 에 도시된 삼차원 좌표 측정기의 사용 상태도

도 4 는 삼차원 좌표 측정기에 구비된 종래의 스토퍼 구조를 도시한 단면도

도 5 는 본 발명에 따른 삼차원 좌표 측정기에 구비된 전자식 스토퍼의 구조를 도시한 단면도

도 6 은 상기 도 5 에 도시된 전자식 스토퍼의 상세도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 칼럼(column) 3 : 칼럼 이송용 손잡이부

5 : 아암(arm) 6 : 상하 이동부재

7 : 아암 이송용 손잡이부 9 : 베이스(base)

10 : 레일 11 : 베이스 이송용 손잡이부

13,15 : 피측정물 17 : 나사식 스토퍼(stopper)

19 : 스토퍼 패드 20 : 금속판

21 : 전자 클러치 23 : 기준롤러

24 : 전자식 스토퍼 25 : 스토퍼 작동 스위치

26 : 아암 수용박스 27 : 고정핀

28 : 볼트 29 : 조정롤러

30 : 삼차원 좌표 측정기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 삼차원 좌표 측정기는,

하부 레일(10)상의 일측면에 결착되어 수평방향(X축)으로 일정거리 범위내에서 이동가능한 베이스(9)와;

상기 베이스(9)의 상부면에 그 하부면이 결착되고, 상기 베이스(9)의 상부로 소정길이 연장되어 나온 칼럼(1)과;

상기 칼럼(1)상에 결착되어 상기 칼럼(1)의 길이방향(Z축)을 따라 이동 가능한 상하 이동부재(6)와;

상기 상하 이동부재(6)상에 상하 이동부재의 이동방향에 대해 직교하는 방향(Y축)으로 이동 가능하도록 설치된 아암(5)과;

상기 베이스(9), 상하 이동부재(6) 및 아암(5)을 각각의 이동방향으로 이동시키는 복수개의 이송용 손잡이부(3,7,11)와;

상기 베이스(9), 상하 이동부재(6) 및 아암(5)을 각각 고정시키기 위해 상기 각 손잡이부(3,7,11)와 연결되는 내측 위치에 설치되는, 전자 클러치를 이용한 복수개의 전자식 스토퍼(24)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 본 발명의 전자식 스토퍼(24)는 측정기 본체 아암박스(26)에 고정되어 있는 전자 클러치(21)와, 상기 전자 클러치(21)와 착탈되는 원판형의 금속판(20) 및 상기 전자 클러치(21)의 연결되어 자성을 띠게 하는 온/오프 스위치(25)를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5 는 본 발명에 따라 삼차원 좌표 측정기의 아암부 구조를 도시한 단면도이고,

도 6 은 상기 도 5 의 상세도이다.

상기 도면을 함께 참조하면, 본 발명의 전자식 스토퍼(24)는 종래의 스토퍼와는 달리 전자 클러치(21)를 기준롤러(23)의 샤프트 단부에 장착시키고, 상기 전자 클러치(21)와 연결된 온/오프 스위치(25)를 조작함에 의해 샤프트의 회전과 정지를 간단히 제어할 수 있도록 하였다.

이하 상기 전자식 스토퍼인 전자 클러치(21)의 동작 상태를 도 6 을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

아암 이송용 손잡이부(7)를 회전시키면 기준롤러(23)가 고정핀(27)에 의해 고정되어 있으므로 이송용 손잡이부(7)와 함께 일체로 되어 회전하게 된다. 이때 상기 기준롤러(23)의 상부로 측정기(30)의 아암(5)이 놓여져 있으므로 이송용 손잡이부(7)가 회전하게 되면 기준롤러(23)도 함께 회전하게 되고, 그 상부의 아암(5)은 직선 운동을 하게 된다.

상기 직선 운동을 하는 아암(5)을 일정한 위치에 정지시키기 위해서는 이송용 손잡이부(7)의 회전을 멈추면 된다. 이때 소정의 운동상태에서 아암(5)이 정지된 후에는 그 정지상태를 유지시켜야 할 필요가 있는 데, 이를 위해 본 발명의 전자 클러치(21)를 사용하는 것이다.

상기 전자식 스토퍼(24)는 전자 클러치(21)와, 상기 전자 클러치(21)와 착탈되는 금속판(20), 및 상기 전자 클러치(21)와 연결되는 별도의 온/오프 스위치(도5 의 25)를 포함하는 구성으로 된다.

먼저, 상기 온/오프 스위치(25)를 온 상태로 작동하면, 전자 클러치(21)가 전자석이 되어 자성을 띠게 되고, 상기 자성체가 인접해 있는 금속판(20)과 접합되어 한 몸이 된다. 또한 상기 전자 클러치(21)는 볼트(28)에 의해 측정기 본체인 아암 박스(26)에 고정되어 있으므로 기준롤러(23)의 회전이 불가능하게 되고, 따라서 그 상부에 놓이는 아암(5)은 기준롤러(23)와 조정롤러(29) 사이에서 직선운동을 하지 못하게 된다. 즉 정지상태가 계속 유지되는 것이다.

이때 다시 상기 전자 클러치(21)의 온/오프 스위치(25)를 오프 상태로 하면, 다시 전자 클러치(21)가 자성을 잃게 되고, 이에 의해 인접한 금속판(20)과 떨어지게 된다. 그리하여 다시 이송용 손잡이부(7)를 작업자가 회전시키게 되면 기준롤러(23)의 회전이 다시 이루어지고, 이에 따라 아암(5)이 직선운동을 하게 된다.

한편, 상기에서 전자 클러치(21)에 인접해 있는 금속판(20)은 손잡이부(7)의 회전축과 일체로 연결되어 있는 얇은 두께의 원판형의 금속판으로서, 전자 클러치(21)와는 자력에 의해 자연스런 착탈이 이루어질 수 있는 매우 인접한 위치에 형성되어 있다. 즉 전자 클러치(21)가 자성을 띠기 전에는 손잡이부(7)의 회전에 따라 함께 회전하게 되나 전자 클러치(21)가 자성을 띤 후에는 전자 클러치(21)와 밀착이 되어 더 이상 회전이 이루어지지 않게 된다.

또한 상기 금속판(20)과 전자 클러치(21)와의 결착력은 측정기의 움직임이 완전히 정지된 상태에서 보다 미세한 움직임을 방지하기 위한 것이므로 그렇게 큰결착력을 요구하지는 않는다. 상기 미세한 움직임의 정도는, 예를 들어 1/100 mm 정도까지의 정확도를 유지할 수 있다

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 삼차원 좌표 측정기는 측정기의 각 이송부재들을 피측정물의 크기 및 형상에 따라 소정위치로 이송시킨 후, 정지된 상태를 고정시키는 스토퍼로 전자식 스토퍼를 채용함에 의해 종래의 수동방식의 스토퍼에 있어서, 정지상태의 고정 및 해제에 따른 많은 시간의 소요와 작업자의 피로도 증가 및 측정기의 측정정도 감소 등의 제반 문제점을 해결하여 작동시간의 단축으로 인한 작성성 향상과 측정정도 향상으로 측정 데이터의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (2)

1. 삼차원 좌표 측정기에 있어서,

   하부 레일(10)상의 일측면에 결착되어 수평방향(X축)으로 일정거리 범위내에서 이동 가능한 베이스(9)와;

   상기 베이스(9)의 상부면에 그 하부면이 결착되고, 상기 베이스(9)의 상부로 소정길이 연장되어 나온 칼럼(1)과;

   상기 칼럼(1)상에 결착되어 상기 칼럼(1)의 길이방향(Z축)을 따라 이동 가능한 상하 이동부재(6)와;

   상기 상하 이동부재(6)상에 상하 이동부재의 이동방향에 대해 직교하는 방향(Y축)으로 이동 가능하도록 설치된 아암(5)과;

   상기 베이스(9), 상하 이동부재(6) 및 아암(5)을 각각의 이동방향으로 이동시키는 복수개의 이송용 손잡이부(3,7,11)와;

   상기 베이스(9), 상하 이동부재(6) 및 아암(5)을 각각 고정시키기 위해 상기 각 손잡이부(3,7,11)와 연결되는 내측 위치에 설치되는, 전자 클러치를 이용한 복수개의 전자식 스토퍼(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 좌표 측정기
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자식 스토퍼(24)는 측정기 본체 아암박스(26)에 고정되어 있는 전자 클러치(21)와, 상기 전자 클러치(21)와 착탈되는 원판형의 금속판(20) 및 상기 전자 클러치(21)의 연결되어 자성을 띠게 하는 온/오프 스위치(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 좌표 측정기