KR100732009B1 - 진원도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진원도 측정장치에 관한 것으로, 그 목적은 구동모터로부터 발생된 동력이 지그로 전달되어 회전될 때 발생되는 진동을 감쇠시켜 진동에 의한 측정값의 오차를 감소시킬 수 있는 진원도 측정장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 수직방향으로 이동하는 이동 테이블 및 회전 테이블이 구비된 프레임; 상기 프레임에 설치되어 상기 이동 테이블을 수직방향으로 이동시키는 실린더; 상기 이동 테이블에 설치되고, 상기 회전 테이블의 저면으로부터 연장되는 회전축과 벨트 및 풀리에 의해 연결된 구동모터; 상기 회전 테이블의 상부에서 다수개의 스프링들에 의해 회전 테이블과 소정의 거리를 유지하도록 설치된 고정 테이블; 상기 고정 테이블의 수직 상부에 위치하도록 상기 프레임에 설치되어 고정 테이블에 놓여진 제품을 고정함과 더불어 제품과 함께 회전하도록 베어링에 의해 지지된 지그; 및 상기 고정 테이블에 놓여지는 측정 대상 제품을 중심으로 원형 배열구조를 갖도록 고정용 브라켓에 의해 상기 프레임에 설치된 다수개의 측정자들;을 구비하는 진원도 측정장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

이동 테이블, 회전 테이블, 고정 테이블, 스프링, 높이차

Description

진원도 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING ROUNDNESS}

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진원도 측정장치를 나타낸 정면도,

도 2 는 도 1에 도시된 진원도 측정장치의 평면도,

도 3 은 도 1에 도시된 측정자를 나타낸 정면도,

도 4 및 도 5는 본 발명의 진원도 측정장치를 이용한 진원도 측정과정을 나타낸 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(110) : 프레임 (111) : 이동 테이블

(112) : 회전 테이블 (120) : 실린더

(130) : 구동모터 (140) : 고정 테이블

(150) : 지그 (161) : 제1 측정자

(162) : 제2 측정자 (163) : 제3 측정자

(164) : 제4 측정자 (170) : 스프링

본 발명은 원형단면을 갖는 중공형 제품의 진원도를 측정하는 장치에 관한 것으로, 특히 제품이 고정 또는 회전시 발생될 수 있는 기계적 오차를 감소하여 보다 정밀한 진원도의 측정이 가능하게 하는 진원도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 회전체 또는 회전체의 회전을 지지하는 베어링과 같이 원형단면을 갖는 제품들은 원활한 작동을 위해서는 진원으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이를 위해 원형단면을 갖는 제품들은 제작단계에서 진원도 측정장치를 이용하여 진원도를 측정하고 있다.

한편, 상기 진원도 측정장치는 제품이 고정된 지그를 회전시키면서 측정자를 이용해 제품의 진원도를 측정하도록 구성된다. 한편 상기 지그로서 3개 또는 4개의 죠(jaw)들이 구비된 척이 일반적으로 사용되고 있으며, 상기 죠들이 상호 근접하게 모여들게 됨으로써 제품을 고정하도록 구성되어 있으나, 상기 죠들의 경우 측정 대상 제품과 접촉되는 부분이 협소하기 때문에 제품이 기울어지게 고정되는 경우 발생되므로 측정결과의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 상기 척 또는 지그는 구동모터와 벨트 및 풀리에 의해 연결되어 구동되는 구조로서, 풀리간에 발생하는 장력과 구동모터에서 발생하는 진동으로 인하여 측정결과의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 구동모터로부터 발생된 동력이 지그로 전달되어 회전될 때 발생되는 진동을 감쇠시켜 진동에 의한 측정값의 오차를 감소시킬 수 있는 진원도 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 제품이 기울어지게 고정됨으로써 발생되는 측정값의 오차를 감소시킬 수 있는 진원도 측정장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 수직방향으로 이동하는 이동 테이블 및 상기 이동 테이블의 상부에 회전가능하게 배치된 회전 테이블이 구비된 프레임;

상기 프레임에 설치되어 상기 이동 테이블을 수직방향으로 이동시키는 실린더;

상기 이동 테이블에 설치되고, 상기 회전 테이블의 저면으로부터 연장되는 회전축과 벨트 및 풀리에 의해 연결되어 회전 테이블을 회전시키는 구동모터;

상기 회전 테이블의 상부에서 다수개의 스프링들에 의해 회전 테이블과 소정의 거리를 유지하도록 설치되어 측정 대상 제품이 놓여지는 공간을 제공하는 고정 테이블;

상기 고정 테이블의 수직 상부에 위치하도록 상기 프레임에 설치되어 고정 테이블에 놓여진 제품을 고정함과 더불어 제품과 함께 회전하도록 베어링에 의해 지지된 지그; 및

상기 고정 테이블에 놓여지는 측정 대상 제품을 중심으로 원형 배열구조를 갖도록 고정용 브라켓에 의해 상기 프레임에 설치된 다수개의 측정자들;을 구비하는 진원도 측정장치를 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진원도 측정장치를 도시하고 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진원도 측정장치는 프레임(110)과, 실린더(120)와, 구동모터(130)와, 고정 테이블(140)과, 지그(150)와, 측정자(161,162,163,164)들로 구성된다. 이러한 측정장치는 프레임(110)과 고정 테이블(140)의 사이에 다수개의 스프링(170)들이 설치되어 제품(10)의 회전시 발생되는 진동을 감쇠시키도록 구성되며, 제품(10)의 잘못된 고정으로 인해 발생되는 제품(10)의 기울어짐을 측정자(161,162,163,164)들의 배치 구조적 특징을 이용해 측정하여 보정함으로써 보다 정확한 측정이 가능하도록 구성되어 있다.

상기 프레임(110)은 진원도 측정이 이루어지는 공간을 제공함과 더불어 측정을 위한 각종 부품들이 설치되는 공간을 제공하는 것으로, 제품(10)의 상하 이송을 위해 수직방향으로 이동하는 이동 테이블(111)이 구비되고, 제품(10)의 회전을 위한 회전 테이블(112)이 구비되어 있다. 이때 상기 회전 테이블(112)은 이동 테이블(111)의 수직 상부에 설치되어 이동 테이블(111)의 이동시 함께 이동하도록 구성되어 있다.

상기 실린더(120)는 이동 테이블(111)의 이동시키는 것으로, 상기 프레임(110)에 설치되어 있다. 이러한 실린더(120)는 유압 또는 공압 실린더가 사용될 수 있다.

상기 구동모터(130)는 제품(10)의 회전을 위한 동력을 제공하는 것으로, 상기 이동 테이블(111)의 저면에 설치되며, 상기 회전 테이블(112)의 저면으로부터 연장되는 회전축(114)과 한쌍의 풀리(131,132) 및 이를 연결하는 벨트(133)에 의해 연결되어 회전 테이블(112)을 회전시키도록 구성되어 있다.

상기 고정 테이블(140)은 제품(10)이 놓여지는 공간을 제공하는 것으로, 상기 회전 테이블(112)의 수직 상부에서 회전 테이블(112)과 소정의 간격을 유지하도록 배치되어 있다. 이때 고정 테이블(140)과 회전 테이블(112)의 사이에 다수개의 스프링(170)들이 설치되며, 이처럼 설치된 스프링(170)들은 회전 테이블(112)의 회전시 발생되는 진동을 감쇠시키게 된다.

상기 지그(150)는 제품(10)의 상단부에 밀착되어 제품(10)을 고정하는 것으로, 상기 고정 테이블(140)의 수직 상부에 위치하도록 프레임(110)의 상단부에 설 치되며, 제품(10)과 함께 회전될 수 있도록 베어링(152)에 의해 지지되어 있다. 이러한 지그(150)의 저면에는 베어링의 내/외륜과 같이 내부가 빈 중공형 제품(10)의 내부로 삽입되는 돌출부(151)가 형성되어 있다.

상기 측정자(161,162,163,164)들은 고정된 제품(10)의 진원도를 측정하는 것으로, 제1,2,3,4 측정자(161,162,163,164)로 구성되며, 제1,2,3,4 측정자(161,162,163,164)는 측정 대상 제품(10)을 중심으로 상호 90ㅀ의 각도 간격을 갖도록 배치되며, 이러한 제1,2,3,4 측정자(161,162,163,164)는 고정용 브라켓(113)에 의해 프레임(110)에 설치된다. 한편 상호 마주하는 제1,3 측정자(161,163)는 높이차를 갖도록 설치되어 있다. 즉 제1 측정자(161)가 제품(10)의 상단부를 측정하도록 설치된 경우 제3 측정자(163)는 제품(10)의 반대쪽 하단부를 측정하도록 설치되어 있다. 이와 마찬가지로 나머지 제2,4 측정자(162,164)도 상호 높이차를 갖도록 설치되어 있다. 이와 같이 상호 마주하는 2개의 측정자가 높이차를 갖도록 설치됨으로써 제품(10)이 기울어지게 설치된 경우 이를 보정할 수 있게 된다. 다시 말해, 제품(10)이 기울어지게 설치된 경우, 마주하는 2개의 측정자들에 의한 측정결과는 다르게 되고, 이를 이용하여 제품(10)의 기울어짐 오차를 보정하게 된다.

도 3은 상기 측정자를 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 상기 제1,2,3,4 측정자(161,162,163,164)는 동일한 구성으로서, 바디(B)와 탐침봉(R)이 구비된 통상의 변위측정센서(Linear Variable Differential Transformer, LVDT)가 사용되며, 상기 탐침봉(R)이 제품(10)에 대하여 근접하거나 멀어지는 거리를 검출함으로써 제품(10)의 진원도를 측정하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 진원도 측정장치를 이용한 제품(10)의 측정과정을 설명하도록 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 진원도 측정장치를 이용한 측정과정을 순차적으로 도시하고 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 고정 테이블(140)의 상부에 측정할 대상 제품(10)을 올려놓은 상태에서 실린더(120)를 작동하여 이동 테이블(111)을 상승시킨다. 이때 이동 테이블(111)은 제품(10)이 지그(150)에 닿을 때까지 상승하게 된다. 이러한 이동 테이블(111)의 이동은 작업자의 조작에 의존하여 작동될 수도 있으며, 위치감지센서를 이용하여 자동으로 제어될 수도 있다.

상기와 같이 제품(10)과 지그(150)가 맞닿게 되면, 제품(10)은 지그(150)와 고정 테이블(140)의 사이에 작용하는 압력에 의해 고정된다. 이후 제품(10)의 표면에 각 측정자(161,162,163,164)의 탐침봉(R)을 접촉시킨다. 다음으로 측정대상 제품(10)을 회전시키기 위해 구동모터(130)를 작동하게 되면, 회전 테이블(112) 및 이의 상부에 설치된 고정 테이블(140)이 회전하여 제품(10)을 회전시키게 되고, 이때 제품(10)의 상부에 맞닿아 있는 지그(150)도 함께 회전하게 된다. 한편 회전 테이블(112)과 고정 테이블(140)의 사이에 위치하는 스프링(170)은 회전시 발생되는 진동을 감쇠시켜 보다 안정적으로 제품(10)이 회전할 수 있도록 돕게 된다.

상기와 같은 제품(10)의 회전에 의해 제1,2,3,4 측정자(161,162,163,164)는 제품(10)의 진원도를 측정하게 되며, 이때 제품(10)이 기울어지지 않고 수직하게 고정된 경우, 제1,3 측정자(161,163)에 의한 측정값은 부호만 다를 뿐 동일한 값을 나타내게 되고, 제품(10)이 기울어지게 설치된 경우, 제1,3 측정자(161,163)에 의한 측정값은 서로 다르게 된다. 이때 제1,3 측정자(161,163)에 의해 각각 측정된 측정값을 이용해 제품(10)의 기울어짐 오차를 보정한 뒤, 기울어짐 오차를 고려하여 진원도 측정값의 연산이 이루어지게 된다. 이러한 일련의 과정은 프로그램을 통해 수행된다. 이와 마찬가지로 나머지 제2,4 측정자(162,164)에 의해 측정되는 측정값을 분석하여 제품(10)의 기울어짐을 보정함과 더불어 진원도를 측정하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 진원도의 측정을 위한 제품의 회전시 발생되는 진동을 스프링을 통해 감쇠시킴으로서 진동에 의한 측정값의 오차를 방지함과 더불어 고정된 제품의 기울어진 상태를 측정하여 이를 진원도의 측정에 반영함으로써 측정결과의 신뢰도를 높일 수 있게 되었다. 더욱이 고정 테이블의 상부에 단순히 제품을 올려놓고 지그와 고정 테이블 사이의 압력으로 고정하는 방식으로 자동화 시스템의 구축이 용이하게 되었다.

Claims (2)

1. 수직방향으로 이동하는 이동 테이블 및 상기 이동 테이블의 상부에 회전가능하게 배치된 회전 테이블이 구비된 프레임;

   상기 프레임에 설치되어 상기 이동 테이블을 수직방향으로 이동시키는 실린더;

   상기 이동 테이블에 설치되고, 상기 회전 테이블의 저면으로부터 연장되는 회전축과 벨트 및 풀리에 의해 연결되어 회전 테이블을 회전시키는 구동모터;

   상기 회전 테이블의 상부에서 다수개의 스프링들에 의해 회전 테이블과 소정의 거리를 유지하도록 설치되어 측정 대상 제품이 놓여지는 공간을 제공하는 고정 테이블;

   상기 고정 테이블의 수직 상부에 위치하도록 상기 프레임에 설치되어 고정 테이블에 놓여진 제품을 고정함과 더불어 제품과 함께 회전하도록 베어링에 의해 지지된 지그; 및

   상기 고정 테이블에 놓여지는 측정 대상 제품을 중심으로 원형 배열구조를 갖도록 고정용 브라켓에 의해 상기 프레임에 설치된 다수개의 측정자들;을 구비하는 것을 특징으로 하는 진원도 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 측정자들은,

   상기 제품을 중심으로 상호 90°의 각도 간격을 갖도록 4개의 측정자들이 설치되고,

   상기 4개의 측정자들 중, 상호 마주하는 측정자들은 상호 높이차를 갖도록 설치된 것을 특징으로 하는 진원도 측정장치.

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