KR100402214B1 - 유니버설형 재료 시험장치 - Google Patents

Abstract

플라스틱재와 같은 비금속재료의 기본적인 물성 데이터를 산출하고자하는 경우 고정수단에 의해 고정지지되는 시험재료를 좌우방향으로 이동시킬 수 있고 로드셀이 장착된 크로스헤드를 상하 및 좌우방향으로 이동시킬 수 있어 다양한 각도에서 시험할 수 있도록 한 것으로, 프레임에 장착되는 교류모터와, 교류모터에 연결되어 프레임에 회전가능하게 고정지지되는 회전축을 따라 상하이동하며 시험장치에 사용되는 부품이 장착되는 상하이동부재와, 시험편의 하중을 측정하는 로드셀이 장착되며 프레임에 양단부에 회전가능하게 고정지지되는 제1좌우이동축을 따라 좌우방향으로 이동되는 상부베드와, 시험장치에 사용되는 시험편용 지그가 장착되며 상부베드에 대해 분리되어 프레임에 양단부가 회전가능하게 고정지지되는 제2좌우이동축을 따라 좌우방향으로 이동되는 하부베드와, 상하이동부재의 위치변화를 검출하는 위치검출센서와, 기어비의 변환으로 상하이동부재의 상하이동속도를 조절하는 컨트롤러와, 로드셀 및 위치검출센서와 연결되어 로드셀에 고정되는 시편을 시험시 나타나는 하중과 변위를 수집하는 데이터 수집장치를 제공한다.

이로 인해, 시험재료를 좌우방향으로 이동시킬 수 있고 로드셀이 장착된 크로스헤드를 상하방향은 물론 좌우방향으로도 이동시킬 수 있어 다양한 시험이 가능하여 산출되는 시험 데이터값의 신뢰도를 높이며, 이로 인해 불량품이 발생되는 것을 최소화시키며, 데이터 수집장치를 분리형으로 형성함에 따라 호환성을 갖게되어 범용적인 수집장치를 활용할 수 있게되며, 구동장치의 구조 간단화로 인해 원가비용을 줄일 수 있게된다.

Description

유니버설형 재료 시험장치{universal material testing device}

본 발명은 플라스틱재와 같은 비금속재료의 기본적인 물성(物性) 데이터를 산출하고자하는 경우 고정수단에 의해 고정지지되는 시험재료(또는 "시편"이라함)를 좌우방향으로 이동시킬 수 있고 로드셀이 장착된 크로스헤드를 상하 및 좌우방향으로 이동시킬 수 있어 다양한 각도에서 시험할 수 있도록 한 유니버설형 재료 시험장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 시험재료를 좌우방향으로 이동시킬 수 있고 로드셀이 장착된 크로스헤드를 상하방향은 물론 좌우방향으로도 이동시킬 수 있어 다양한 시험이 가능하여 산출되는 시험 데이터값의 신뢰도를 높이며, 데이터 수집장치를 호환성을 갖도록 분리형으로 형성하여 범용적인 수집장치를 활용할 수 있도록 한 유니버설형 재료 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 비금속재료는 각종 기계장치 및 기구에 사용되는 부품을 제조하는데 그 원료로 사용되고 있으며, 그 사용용도에 알맞은 재료의 물성 데이터는 정확하고 높은 신뢰성을 갖게되는 경우에만 소정의 물품을 제조할 수 있게된다.

종래에 사용되는 재료 시험장치는 로드셀이 장착된 크로스헤드를 상하방향으로만 이동할 수 있도록 형성됨에 따라 재료의 물성 데이터를 산출시 일정한 제약을 받게되어 시험 데이터값에 대한 신뢰성이 떨어지며, 이와 같은 재질로 제조되는 제품의 품질이 떨어지는 문제점과, 크로스헤드를 상하방향으로 이동시키는 구동장치 및 데이터 수집장치 등의 장비가 고가이며, 데이터 수집장치가 일체형으로 형성되어 호환성이 떨어지는 문제점을 갖게된다.

본 발명의 목적은, 시험재료를 좌우방향으로 이동시킬 수 있고 로드셀이 장착된 크로스헤드를 상하방향은 물론 좌우방향으로도 이동시킬 수 있어 다양한 시험이 가능하여 산출되는 시험 데이터값의 신뢰도를 높이며, 이로 인해 불량품이 발생되는 것을 최소화할 수 있도록 한 유니버설형 재료 시험장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 데이터 수집장치를 분리형으로 형성함에 따라 호환성을 갖게되어 범용적인 수집장치를 활용할 수 있게되며, 구동장치의 구조 간단화로 인해 원가비용을 줄일 수 있도록 한 유니버설형 재료 시험장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 유니버설형 재료 시험장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 유니버설형 재료 시험장치의 저면사시도.

도 3은 본 발명에 의한 유니버설형 재료 시험장치의 사용상태도.

도 4는 본 발명에 의한 유니버설형 재료 시험장치의 측면도.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1 : 컨트롤러

2 : 교류모터

3 : 타이밍벨트

4 : 위치검출센서

5 : 로드셀

7, 7a : 제 1, 2좌우 이송축

8, 8a : 회전축

9 : 상부베드

10 : 하부베드

전술한 본 발명의 목적은, 프레임에 장착되는 교류모터와, 교류모터에서 전달되는 동력에 의해 회전되도록 프레임에 고정지지된 회전축을 따라 상하이동하는 상하이동부재와, 상하이동부재에 일체형으로 고정된 한 쌍의 제1좌우이동축을 따라 좌우방향으로 이동하며, 시험편의 하중을 측정하는 로드셀이 장착되는 상부베드와, 상부베드에 대해 분리되어 프레임에 양단부가 고정된 한쌍의 제2좌우이동축을 따라 좌우방향으로 이동하며 시험편을 착탈가능하게 고정하는 지그가 장착되는 하부베드와, 상하이동부재의 위치변화를 검출하는 위치검출센서와, 기어비의 변환으로 상하 이동부재의 상하 이동속도를 조절하는 컨트롤러와, 로드셀과 위치검출센서와 연결되어 시험편을 시험시 나타나는 하중의 변위를 수집하는 데이터 수집장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유니버설형 재료 시험장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 로드셀의 단부에 시험편용 지그를 고정할 수 있도록 나사부가 형성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 프레임의 상하측에 형성되어 상하이동부재가 설정된 스트로크범위에서만 승하강되도록 제한하는 상하부 스토퍼를 구비한다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 교류모터로부터의 구동력을 회전축에 전달시 미끄럼이 발생되지않고 이로인해 회전력이 손실되지않고 회전축에 전달되도록 타이밍벨트가 사용된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 범주 및 사상이 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(F)과, 프레임(F)에 장착되는 교류모터(2)(AC motor)와, 교류모터(2)에 연결되어 프레임(F)에 회전가능하게 고정지지되는 회전축(8,8a)을 따라 상하이동되며, 시험장치에 사용되는 각종 부품이 장착되는 상하이동부재(12)와, 시험편에 하중을 가하는 지그(6)가 고정되고, 지그(6)가 시험편에 가하는 하중을 측정하는 로드셀(5)이 장착되며 프레임(F)에 양단부에 회전가능하게 고정지지되는 제1좌우이동축(7)을 따라 좌우방향으로 이동되는 상부베드(9)와, 시험장치에 사용되는 시험편이 안착되며 상부베드(9)에 대해 분리되어 프레임(F)에 양단부가 회전가능하게 고정지지되는 제2좌우이동축(7a)을 따라 좌우방향으로 이동되는 하부베드(10)와, 상하이동부재(12)의 위치변화를 검출하는 위치검출센서(4)와, 기어비의 변환으로 인해 상하이동부재(12)의 상하이동속도를 조절하는 컨트롤러(1)와, 로드셀(5) 및 위치검출센서(4)와 연결되어 로드셀(5)에 고정되는 시편을 시험시 나타나는 하중과 변위를 수집하는 데이터 수집장치(미도시됨)를 구비한다.

미 설명부호 11은 프레임(F)의 각 네모서리에 고정되어 상하이동부재(12)가 회전축(8, 8a)을 따라 상하 이동시 상하이동부재를 안내하는 가이더이다.

여기서, 지그(6) 및 로드셀(5)이 장착되는 상부베드(9)와, 측정하고자하는 시험편이 안착되는 하부베드(10)에는 리드스크류 등의 이동수단이 더 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 바람직하기로는, 전술한 로드셀(5)의 단부에 시험편용 지그를 고정할 수 있도록 형성되는 고정부(5a)와, 전술한 프레임(F)의 상하측에 형성되어 상하이동부재(12)가 설정된 스트로크범위에서만 승하강되도록 제한하는 상하부 스토퍼(미도시)와, 전술한 교류모터(1)로부터의 구동력을 회전축(8,8a)에 전달시 미끄럼이 발생되지않고 이로인해 회전력이 손실되지않고 회전축(8,8a)에 전달될 수 있도록 사용되는 타이밍벨트(3)를 포함한다.

이하에서, 본 발명에 의한 유니버설형 재료 시험장치의 사용방법을 설명하면 아래와 같다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 상부베드(9)에 고정되는 로드셀(5)과 프레임(F) 일측면에 고정되는 위치검출센서(4)를 분리형 데이터 수집장치(미도시됨)에 연결한 후, 상부베드(9)와 하부베드(10)를 각각 좌우이동축(7, 7a)을 따라 좌우방향으로 이동시켜 상부베드(9)의 로드셀(5)의 고정부(5a)에 착탈가능하게 고정되는 지그(6)에 대해 하부베드(10)의 상부에 안착된 시험편의 적정한 위치를 설정한다.

전술한 컨트롤러(1)의 스위치(미도시됨)를 조작하여 교류모터(2)로부터 전달되는 회전력의 타이밍벨트(3)를 통하여 전술한 회전축(8, 8a)에 전달되어 회전시킴에 따라, 회전축(8, 8a)의 회전에 의해 승하강되는 상하이동부재(12)의 승하강속도를 조절한 다음, 컨트롤러(1)의 전원스위치를 온(ON)시킴에 따라 시험을 실시할 수 있게된다.

즉, 로드셀(5)의 고정부(5a)에 착탈가능하게 고정되는 지그를 이용하여 하부베드(10)에 장착된 시험편에 대한 굽힘시험을 하는 경우 시험편의 어느 부위에도 하중을 가하여 다양한 시험을 할 수 있는 반면에, 종래의 시험장치에서는 중심에만 하중을 가할 수 있게되며, 시험편이 외팔보 타입인 경우 시험편의 길이에 따라 상부베드(9)와 하부베드(10)를 좌우로 적절하게 이동시켜 시험할 수 있게된다.

이때, 로드셀(5)에 부착되는 시험편의 시험시 발생되는 하중 및 변위는 로드셀(5)과 위치검출센서(4)와 연결되는 데이터 수집장치를 이용하여 수집할 수 있게되며, 시험작업이 종료시 컨트롤러(1)의 전원스위치를 오프(OFF)시킨다.

이상에서와 같이, 바람직한 실시예에 의하면 아래와 같은 이점을 갖는다.

시험재료를 좌우방향으로 이동시킬 수 있고 로드셀이 장착된 크로스헤드를상하방향은 물론 좌우방향으로도 이동시킬 수 있어 다양한 시험이 가능하여 산출되는 시험 데이터값의 신뢰도를 높이며, 이로 인해 불량품이 발생되는 것을 최소화할 수 있게된다.

데이터 수집장치를 분리형으로 형성함에 따라 호환성을 갖게되어 범용적인 수집장치를 활용할 수 있게되며, 구동장치의 구조 간단화로 인해 원가비용을 줄일 수 있게된다.

Claims (4)

1. 프레임과, 프레임에 장착된 교류모터로 부터 타이밍벨트를 통해 전달되는 동력에 의해 구동하는 회전축에 의해 상하이동가능하게 장착되는 상하이동부재와, 상하이동부재에 고정된 제1좌우이동축을 따라 좌우방향으로 이동되는 상부베드와, 프레임에 형성되어 상하이동부재의 승하강을 제한하는 상하부 스토퍼를 구비하는 재료 시험장치에 있어서:

   상기 프레임(F)에 고정된 제2좌우이동축(7a)을 따라 좌우방향으로 이동되며, 상기 시험편이 착탈가능하게 고정되는 지그가 형성되는 하부베드(10);

   상기 프레임(F)에 장착되어 상기 상하이동부재(12)의 위치변화를 검출하는 위치검출센서(4);

   상기 상부베드(9) 바닥면에 고정되며 상기 시험편에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀(5); 및

   상기 로드셀(5)과 위치검출센서(4)와 연결되어 상기 시험편에 발생되는 하중과 변위를 수집하는 데이터 수집장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유니버설형 재료 시험장치.
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