KR100476234B1

KR100476234B1 - 곡률 반경 측정장치

Info

Publication number: KR100476234B1
Application number: KR10-2003-0023376A
Authority: KR
Inventors: 오세욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2005-03-10
Also published as: KR20040088929A

Abstract

본 발명은 곡률 반경 측정장치를 휴대용으로 설계하여 곡률 반경의 형상에 관계없이 단면 R을 측정할 수 있는 곡률 반경 측정장치에 관한 것으로, 곡률 반경을 갖는 부품의 곡률 반경을 측정하는 장치에 있어서, 헤드부와 손잡이부를 갖는 보디부와; 상기 헤드부 일면에 고정 장착되는 절대축과; 상기 절대축이 장착된 위치를 중심으로 각각 대칭되도록 이격되어 상기 헤드부의 일면에 장착되며, 외부 입력신호에 따라 상기 절대축과의 상대 각도를 변화하는 상대축과; 상기 각각의 상대축과 결합되며, 상기 손잡이부에 장착되는 각도 조절버튼의 스위칭상태에 따라 상기 상대축의 각도를 조절하는 각도 조절부와; 상기 손잡이부에 장착되는 레이저 공급버튼의 스위칭상태에 따라 상기 절대축과 상대축을 통해 레이저를 송수신하는 레이저 송수신부와; 상기 레이저 송수신부를 통해 송수신되는 레이저 신호를 처리하는 신호 처리부와; 상기 신호 처리부를 통해 입력되는 레이저 신호들을 분석하여 상기 절대축과 상대축을 통해 입력되는 3점의 거리를 각각의 축에 대해 읽어 생성된 좌표값을 통해 측정된 부품의 곡률 반경을 계산하며 계산된 곡률 반경을 표시하도록 해당되는 표시 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터 공급되는 표시 제어신호를 입력받아 측정된 부품의 곡률 반경을 표시하는 표시부를 포함하여 구성한다.

Description

곡률 반경 측정장치{RADIUS DETERMINATION DEVICE}

본 발명은 측정장치에 관한 것으로서, 특히 곡률 반경 측정장치에 관한 것이다.

통상적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 곡률 반경을 갖는 부품의 단면 R(Radius)을 측정하기 위해서 곡률 반경 게이지(110)를 측정 부품의 R부에 접촉시킴으로써 측정을 한다.

곡률 반경 게이지(110)는 반지름을 검사한다는 뜻에서 반지름 게이지(Radius Gauge, R Gauge)라고도 한다.

곡률 반경 게이지(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 여러 가지 곡률 반지름에 맞춘 둥근 모양의 반대 모양으로 된 얇은 강철판을 한 벌로 하고, 이것을 부품에 대었을 때 빛이 통하지 않으면 합격으로 한다.

허용차의 최대와 최소의 게이지를 짜맞추어서 한계(限界) 게이지로 쓰는 경우도 있다.

그런데, 위와 같은 방법을 사용할 때 기존 곡률 반경 게이지(110)를 이용한 단면 R측정은 정확한 측정이 힘들고, 측정자의 숙련도나 감각에 따라 도 3에 도시된 바와 같은 오차가 증가하며 산포가 많은 문제점이 있다.

또한, 다양한 단면 R을 측정하기 위해서는 많은 곡률 반경 게이지(110)를 소유하고 측정할 때마다 들고 다녀야하는 불편함이 있다.

본 발명의 목적은 곡률 반경 측정장치를 휴대용으로 설계하여 곡률 반경의 형상에 관계없이 단면 R을 측정할 수 있는 곡률 반경 측정장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 곡률 반경을 갖는 부품의 곡률 반경을 측정하는 장치에 있어서, 헤드부와 손잡이부를 갖는 보디부와; 상기 헤드부 일면에 고정 장착되는 절대축과; 상기 절대축이 장착된 위치를 중심으로 각각 대칭되도록 이격되어 상기 헤드부의 일면에 장착되며, 외부 입력신호에 따라 상기 절대축과의 상대 각도를 변화하는 상대축과; 상기 각각의 상대축과 결합되며, 상기 손잡이부에 장착되는 각도 조절버튼의 스위칭상태에 따라 상기 상대축의 각도를 조절하는 각도 조절부와; 상기 손잡이부에 장착되는 레이저 공급버튼의 스위칭상태에 따라 상기 절대축과 상대축을 통해 레이저를 송수신하는 레이저 송수신부와; 상기 레이저 송수신부를 통해 송수신되는 레이저 신호를 처리하는 신호 처리부와; 상기 신호 처리부를 통해 입력되는 레이저 신호들을 분석하여 상기 절대축과 상대축을 통해 입력되는 3점의 거리를 각각의 축에 대해 읽어 생성된 좌표값을 통해 측정된 부품의 곡률 반경을 계산하며 계산된 곡률 반경을 표시하도록 해당되는 표시 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터 공급되는 표시 제어신호를 입력받아 측정된 부품의 곡률 반경을 표시하는 표시부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 곡률 반경 측정장치의 구성을 설명한다.

본 발명의 실시예는 곡률 반경을 갖는 부품의 곡률 반경을 측정하는 장치에 있어서, 보디부(410, 420), 절대축(411), 상대축(412, 413), 각도 조절부, 레이저 송수신부, 신호 처리부(414), 제어부(415), 표시부(416)를 포함하여 구성한다.

보디부(410, 420)는 도 4에 도시된 바와 같이 상부에 형성되는 헤드부(410)와 헤드부(410)의 하부에 결합되는 손잡이부(420)를 포함하여 구성한다.

헤드부(410)에는 절대축(411)과 상대축(412, 413), 레이저 송수신부, 신호 처리부(414), 제어부(415), 표시부(416)가 각각 구성된다.

손잡이부(420)에는 2개의 각도 조절버튼(421)과 레이저 공급버튼(422)이 구비된다.

절대축(411)은 헤드부(410) 일면에 고정 장착된다.

상대축(412, 413)은 도 4에 도시된 바와 같이 절대축(411)이 장착된 위치를 중심으로 각각 상하방향으로 대칭되도록 이격되어 헤드부(410)의 일면에 장착되며, 외부 입력신호에 따라 절대축(411)과의 상대 각도를 변화하는 기능을 한다.

각도 조절부는 헤드부(410)에 내장되는 각각의 양방향 모터로 구성하며, 각각의 상대축(412, 413)과 양방향 모터의 회전부가 결합된 상태에서 양방향 모터의 회전방향에 따라 절대축(411)을 기준으로 그 중심선과 각각의 상대축(412, 413)의 중심선이 수직방향으로 각도 조절되도록 구동하는 것을 특징으로 한다.

즉, 각각의 상대축(412, 413)은 헤드부(410)에 내장되는 각각의 양방향 모터의 회전부와 결합되며, 양방향 모터의 회전방향에 따라 절대축(411)을 기준으로 그 중심선과 수직방향으로 각도 조절되도록 구성할 수 있다.

각도 조절부는 손잡이부(420)에 장착되는 각도 조절버튼(421)의 스위칭상태에 따라 상대축(412, 413)의 각도를 조절하는 기능을 한다.

레이저 송수신부는 손잡이부(420)에 장착되는 레이저 공급버튼(422)의 스위칭상태에 따라 절대축(411)과 상대축(412, 413)을 통해 레이저를 송수신하는 기능을 한다.

레이저 송수신부는 일반적으로 공지된 기술을 응용할 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 공급버튼(422)을 누르면 절대축(411)과 상대축(412, 413)에 각각 내장되는 레이저 송수신부의 기능에 따라 레이저를 해당 부품의 곡률 반경부에 발사하고 반사된 레이저 신호를 수신하게 된다.

본 발명의 상세한 설명에서는 레이저 송수신부에 대한 상세한 구성을 생략함에 유의해야 한다.

신호 처리부(414)는 레이저 송수신부를 통해 송수신되는 레이저 신호를 처리하는 기능을 한다.

제어부(415)는 신호 처리부(414)를 통해 입력되는 레이저 신호들을 분석하여 절대축(411)과 상대축(412, 413)을 통해 입력되는 3점의 거리를 각각의 축에 대해 읽어 생성된 좌표값을 통해 측정된 부품의 곡률 반경을 계산하며 계산된 곡률 반경을 표시하도록 해당되는 표시 제어신호를 발생한다.

표시부(416)는 절대축(411)과 상대축(412, 413)이 형성되는 헤드부(410)의 일면과 반대되는 타면에 장착되며, 제어부(415)로부터 공급되는 표시 제어신호를 입력받아 측정된 부품의 곡률 반경을 표시하는 기능을 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 곡률 반경을 측정하는 순서를 도시한 흐름도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 반경 측정원리를 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예는 레이저를 이용한 휴대용 단면 R 측정 장비로써 휴대용으로 설계하여 곡률 반경의 형상에 관계없이 단면 R을 측정할 수 있는 특징이 있다.

먼저, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 곡률 반경을 측정하는 순서를 설명한다.

사용자는 곡률 반경을 측정하고자 하는 부품의 곡률 반경 중심부에 절대축(411)과 상대축(412, 413)이 구비된 헤드부(410)를 위치시키고, 손잡이부(420)에 구비되는 각도 조절버튼(421)을 사용하여 상대축(412, 413)과 절대축(411)과의 각도를 조절한다(S510).

예를 들어, 오목한 곡률 반경을 측정하고자 하는 경우에는 절대축(411)을 기준으로 상대축(412, 413)이 모이도록 상대축(412, 413)의 각도를 조절하고, 볼록한 곡률 반경을 측정하고자 하는 경우에는 절대축(411)을 기준으로 상대축(412, 413)이 벌어지도록 상대축(412, 413)의 각도를 조절한다.

상기한 바와 같이 각각의 상황에 따라 상대축(412, 413)의 각도를 조절하게 되면, 절대축(411)과 상대축(412, 413)의 각도(θ)는 제어부(415)를 통해 측정된다(S520).

즉, 제어부(415)는 각각의 상대축(412, 413)에 결합되는 양방향 모터의 회전부 회전방향에 따라 절대축(411)을 기준으로 그 중심선과 수직방향으로 조절되는 각도를 검출할 수 있다.

이어서, 사용자는 레이저 공급버튼(422)을 사용하여 각각의 축을 통해 부품의 곡률 반경 방향으로 레이저 빔을 발사한다.

레이저 빔이 발사되어 반사되는 레이저 반사 신호는 신호 처리부(414)를 통해 디지털화되며, 제어부(415)는 신호 처리부(414)를 통해 입력되는 레이저 반사 신호를 통해 좌표축과 측정물의 거리(d)를 측정한다(S530, S540).

그리고, 3점의 2차원 좌표를 생성하고, 3점을 이용한 곡률 반경 계산한 후 계산된 곡률 반경값을 표시부(416)를 통해 화면에 표시하도록 표시부(416)로 표시 제어신호를 공급한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 사용자가 간편하게 휴대할 수 있으며, 부품에 형성되는 곡률 반경의 형상에 관계없이 측정할 수 있어 측정오차 및 산포 최소화를 도모할 수 있다.

도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 곡률 반경 측정장치를 사용하여 레이저를 이용하여 3점의 좌표값을 읽음으로써 해당 부품의 단면 R을 측정하는 기본 원리를 설명한다.

먼저, 제어부(415)는 신호 처리부(414)를 통해 레이저를 이용한 A, B, C 3점의 거리를 각각의 A축, B축, C축에 대해 읽어들인다.

이어서, 절대축(411)(B축)과 상대축(412, 413)(A축, C축)과의 상관관계 및 각각의 축에서 읽어들인 거리를 이용하여 3점(A, B, C)의 2차원 좌표값을 생성한다.

좌표축과 측정물의 거리측정(d)

X좌표 ; d × sinθ

Y좌표 ; D - (d×cosθ)

그리고, 3점의 좌표값을 이용하여 단면 R을 계산한다.

본 발명의 실시예는 레이저 빔을 쏘는 각도를 자유롭게 조절되도록 함으로써 오목한 R 및 볼록한 R을 한 장비로 동시에 측정할 수 있게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 곡률 반경 측정장치는 휴대가 용이하여 원하는 피측정물이 있는 곳으로 자유자재로 쉽게 움직일 수 있으며, 디지털화를 통해 측정자에 따른 산포가 적다.

또한, 하나의 장비로 다양한 단면 R을 측정할 수 있어 종래 기술에 따른 반지름 게이지 수를 축소할 수 있으며, 레이저 빔을 쏘는 각도를 자유롭게 조절함으로써 오목한 R 및 볼록한 R을 한 장비로 동시에 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 곡률 반경이 형성된 부품의 곡률 반경을 측정하는 것을 도시한 개략도.

도 2는 종래 기술에 따른 곡률 반경 게이지를 도시한 도면.

도 3은 종래 기술에 따라 곡률 반경 게이지를 이용하여 부품의 곡률 반경을 측정시 발생되는 곡률 반경 측정 오차를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 곡률 반경 측정장치의 구성을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 곡률 반경을 측정하는 순서를 도시한 흐름도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 반경 측정원리를 도시한 도면.

Claims

곡률 반경을 갖는 부품의 곡률 반경을 측정하는 장치에 있어서,

헤드부와 손잡이부를 갖는 보디부와;

상기 헤드부 일면에 고정 장착되는 절대축과;

상기 절대축이 장착된 위치를 중심으로 각각 대칭되도록 이격되어 상기 헤드부의 일면에 장착되며, 외부 입력신호에 따라 상기 절대축과의 상대 각도를 변화하는 상대축과;

상기 각각의 상대축과 결합되며, 상기 손잡이부에 장착되는 각도 조절버튼의 스위칭상태에 따라 상기 상대축의 각도를 조절하는 각도 조절부와;

상기 손잡이부에 장착되는 레이저 공급버튼의 스위칭상태에 따라 상기 절대축과 상대축을 통해 레이저를 송수신하는 레이저 송수신부와;

상기 레이저 송수신부를 통해 송수신되는 레이저 신호를 처리하는 신호 처리부와;

상기 신호 처리부를 통해 입력되는 레이저 신호들을 분석하여 상기 절대축과 상대축을 통해 입력되는 3점의 거리를 각각의 축에 대해 읽어 생성된 좌표값을 통해 측정된 부품의 곡률 반경을 계산하며 계산된 곡률 반경을 표시하도록 해당되는 표시 제어신호를 발생하는 제어부와;

상기 제어부로부터 공급되는 표시 제어신호를 입력받아 측정된 부품의 곡률 반경을 표시하는 표시부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 곡률 반경 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 각도 조절부는 상기 헤드부에 내장되는 각각의 양방향 모터로 구성하며, 상기 각각의 상대축과 양방향 모터의 회전부가 결합된 상태에서 상기 양방향 모터의 회전방향에 따라 상기 절대축을 기준으로 그 중심선과 각각의 상대축의 중심선이 수직방향으로 각도 조절되는 것을 특징으로 하는 곡률 반경 측정장치.