KR100890639B1 - 밸런스 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸런스 측정장치에 관한 것으로, 그 구성은 그 상방에 가이드레일을 구비하며, 일정한 길이를 가지는 프레임과, 상기 프레임의 상부에 결합되어 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임의 상부에서 이동될 수 있으며, 측정하고자 하는 대상물의 축이 놓이는 한 쌍의 제1롤러가 그 상방에 위치되며, 상기 대상물이 회전될 때 발생되는 진동을 측정하기 위한 진동측정부와, 상기 진동측정부에서 발생되는 신호를 연산하고 이를 송신하는 측정연산부를 포함하는 제1진동측정판과, 상기 프레임의 상부에 결합되어 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임의 상부에서 이동될 수 있으며, 모터와 벨트를 구비하여 상기 벨트를 대상물의 외면에 걸어서 상기 모터에서 제공되는 회전력에 의해 상기 대상물을 회전시키는 회전판부와, 상기 프레임의 상부에 결합되어 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임의 상부에서 이동될 수 있으며, 상기 제1진동측정판과 이격되어 그 제1진동측정판과 대향되게 위치되며, 상기 대상물의 축이 놓이는 한 쌍의 제2롤러를 포함하는 제2진동측정판 및 상기 프레임의 상부에 결합되며, 상기 측정연산부에서 제공되는 연산 값을 표시하는 컨트롤박스를 포함하되, 상기 진동측정부는, 레이저 광선을 주사하는 광주사부와, 상기 광주사부로부터 주사된 레이저 광선을 수광하는 수광부를 포함하며, 상기 측정연산부는 상기 수광부에서 수광되는 레이저 광선의 수광 각도와 시간을 측정하여 그에 상응하는 출력 값을 상기 컨트롤박스에 발송하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 간단하게 대상물의 질량 편차를 측정할 수 있으며, 장시간 사용하여도 보수할 필요가 없으며, 그 보수가 필요할 때에도 저렴한 비용과 단시간 내에 보수를 할 수 있는 효과가 있다.

Description

밸런스 측정 장치{Balance measuring device}

도 1은 종래의 밸런스 측정 장치를 설명하기 위한 분리사시도

도 2는 도 1에 도시된 측정 장치의 작동을 설명하기 위한 도면

도 3은 도 1에 도시된 측정 장치의 로드셀을 설명하기 위한 도면

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밸런스 측정 장치의 진동측정부를 설명하기 위한 도면

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10. 프레임 12. 가이드레일

20. 제1진동측정판 30. 회전판부

40. 제2진동측정판 50. 컨트롤박스

본 발명은 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸런스 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종의 다양한 목적으로 밸런스 측정 장치가 사용되고 있다. 이러한 밸런스 측정 장치는 측정을 요하는 장치를 재치하여 이를 회전시켜, 그 회전 시의 질량의 편차를 측정함으로써 측정물의 밸런스가 요구에 적합한지 적합하지 않은지를 판단하는 것이다.

이러한 종래의 밸런스 측정 장치(1)를 도 1 내지 도 3에 도시하였다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 밸런스 측정 장치(1)는 프레임(10)과, 제1진동측정판(20)과, 회전판부(30)와, 제2진동측정판(40)과, 컨트롤박스(50)를 포함하고 있다.

상기 프레임(10)은 그 상방에 가이드레일(12)을 구비하고 있으며, 일정한 길이를 가지며 견고한 재질로 이루어진다.

상기 제1진동측정판(20)은 측정하고자 하는 대상물(3)의 축이 놓이는 한 쌍의 제1롤러(22)가 그 상방에 위치되며, 상기 대상물(3)이 회전되어 발생되는 진동을 측정하기 위한 로드셀(24)(load shell)과, 상기 로드셀(24)에서 발생되는 신호를 연산하고 이를 후술하는 컨트롤박스(50)에 송신하는 연산부(26)를 포함한다.

상기 회전판부(30)는 모터(34)와 벨트(32)를 구비하여 상기 벨트를 대상물(3)의 외면에 걸어서 상기 모터(34)에서 제공되는 회전력에 의해 상기 대상물(3)을 회전시키는 것이다.

상기 제2진동측정판(40)은 상기 제1진동측정판(20)과 대향되게 위치되어 상기 대상물의 축이 놓이는 한 쌍의 제2롤러(42)를 포함한다.

따라서, 상기 대상물(3)을 회전시킬 때 발생되는 진동을 상기 로드셀(24)이 감지하며, 상기 로드셀(24)이 발생시키는 신호를 상기 연산부(26)가 연산하여 그 연산값을 상기 컨트롤박스(50)에 무선으로 송신하면, 상기 컨트롤박스(50)에 포함된 제어부(미도시)에서 이를 표시하여 대상물(3)의 회전 질량 편차량을 사용자가 알 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기 종래의 밸런스 측정 장치(1)에서 사용되는 로드셀(24)은 그 사용 목적에 맞게 사용할 수 있도록 하는 설계가 매우 어렵고 사용 목적에 따라 적합한 로드셀을 선택하여야 하나 그 선택 역시 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 로드셀(24)을 장시간 사용하여 보수가 필요할 때에는 많은 시간과 비용이 소모되어 하자 보수에 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있었다.

즉, 상기 로드셀은 생산 라인 자동화를 위한 센서, 고온 또는 고압과 같은 가혹한 환경조건에서의 힘 측정을 위한 센서 또는 힘 측정기기, 피로시험기의 센서에 사용되고 있다. 이와 같이 로드셀의 사용범위가 광범위하기 때문에 각 용도에 다목적으로 사용할 수 있는 로드셀의 설계는 매우 어렵고 사용목적에 따라 가장 적합한 로드셀의 형태를 선정하여야 하는 필요성이 있는 것이다.

이러한 로드셀의 구조를 기능에 따라 분류하여 보면 힘을 받아 역학적인 스트레인을 발생시키는 감지부와, 발생한 스트레인을 전기적인 출력으로 감지하는 스트레인게이지와, 온도 등의 주위환경에 따라 생기는 오차를 보상해 주는 보상회로, 가혹한 환경조건에서도 사용이 가능하도록 한 보호케이스 등으로 구성되어 있다.

따라서, 이러한 로드셀의 보수에는 보상회로에 대한 수정이 불가피하므로 많은 비용과 시간이 소요되는 것이다.

특히 100 kgf 용량이상 정밀급 로드셀은 수입에 의존하고 있는 고가품목으로서 로드셀의 국산화가 절실히 요구되는 실정이며, 고정밀급 이상 로드셀을 제작하 기 위해서는 로드셀 제작공정검사 및 최종 정확도를 시험할 수 있는 실화중 표준기등 고급시험장비 등이 필요하게 되며 로드셀 제작기술이 고도화되어야 할 뿐만 아니라 각종 성능시험장비가 필요하므로 고정밀급 로드셀 국산화를 더욱 어렵게 하는 요인이 되고 있다.

이러한 로드셀의 작동 원리는 힘을 받았을 때 생기는 로드셀 감지부의 탄성변형을 감지부 표면에 부착된 스트레인 게이지의 저항변화를 측정함으로써 힘의 크기를 전기적인 신호로 검출할 수 있도록 설계되어 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 간단하게 대상물의 질량 편차를 측정할 수 있으며, 장시간 사용하여도 보수할 필요가 없으며, 그 보수가 필요할 때에도 저렴한 비용과 단시간 내에 보수를 할 수 있는 밸런스 측정 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밸런스 측정 장치는, 그 상방에 가이드레일을 구비하며, 일정한 길이를 가지는 프레임과, 상기 프레임의 상부에 결합되어 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임으 상부에서 이동될 수 있으며, 측정하고자 하는 대상물의 축이 놓이는 한 쌍의 제1롤러가 그 상방에 위치되며, 상기 대상물이 회전될 때 발생되는 진동을 측정하기 위한 진동측정부와, 상기 진동측정부에서 발생되는 신호를 연산하고 이를 송신하는 측정연산부를 포함하는 제1진동측정판과, 상기 프레임의 상부에 결합되어 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임의 상부에서 이동될 수 있으며, 모터와 벨트를 구비하여 상기 벨트를 대상물의 외면에 걸어서 상기 모터에서 제공되는 회전력에 의해 상기 대상물을 회전시키는 회전판부와, 상기 프레임의 상부에 결합되어 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임의 상부에서 이동될 수 있으며, 상기 제1진동측정판과 이격되어 그 제1진동측정판과 대향되게 위치되며, 상기 대상물의 축이 놓이는 한 쌍의 제2롤러를 포함하는 제2진동측정판 및 상기 프레임의 상부에 결합되며, 상기 측정연산부에서 제공되는 연산 값을 표시하는 컨트롤박스를 포함하되, 상기 진동측정부는, 레이저 광선을 주사하는 광주사부와, 상기 광주사부로부터 주사된 레이저 광선을 수광하는 수광부를 포함하며, 상기 측정연산부는 상기 수광부에서 수광되는 레이저 광선의 수광 각도와 시간을 측정하여 그에 상응하는 출력 값을 상기 컨트롤박스에 발송하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸런스 측정장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4에 본 발명의 실시예에 따른 밸런스 측정 장치를 도시한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 밸런스 측정 장치의 진동측정부를 설명하기 위한 도면이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 밸런스 측정장치는 프레임(10)과, 제1진동측정판(20)과, 회전판부(30)와, 제2진동측정판(40)과, 컨트롤박스(50)를 포함하고 있다.

상기 프레임(10)은 그 상방에 가이드레일(12)을 구비하며, 일정한 길이를 가진다.

상기 제1진동측정판(20)은 상기 프레임(10)의 상부에 결합되어 상기 가이드레일(12)을 따라 상기 프레임(10)의 상부에서 이동될 수 있으며, 측정하고자 하는 대상물(3)의 축이 놓이는 한 쌍의 제1롤러(22)가 그 상방에 위치되며, 상기 대상물(3)이 회전될 때 발생되는 진동을 측정하기 위한 진동측정부(70)와, 상기 진동측정부(70)에서 발생되는 신호를 연산하고 이를 송신하는 측정연산부(80)를 포함한다.

여기서, 상기 진동측정부(70)는, 레이저 광선을 주사하는 광주사부(72)와, 상기 광주사부(72)로부터 주사된 레이저 광선을 수광하는 수광부(74)를 포함한다.

그리고 상기 측정연산부(80)는 상기 수광부(74)에서 수광되는 레이저 광선의 수광 각도와 시간을 측정하여 그에 상응하는 출력 값을 상기 컨트롤박스(50)에 무선으로 발송하는 것이다.

상기 회전판부(30)는 상기 프레임(10)의 상부에 결합되어 상기 가이드레일(12)을 따라 상기 프레임(10)의 상부에서 이동될 수 있으며, 모터(34)와 벨트(32)를 구비하여 상기 벨트(32)를 대상물(3)의 외면에 걸어서 상기 모터(34)에서 제공되는 회전력에 의해 상기 대상물(3)을 회전시키는 것이다.

상기 제2진동측정판(40)은 상기 프레임(10)의 상부에 결합되어 상기 가이드레일(12)을 따라 상기 프레임(10)의 상부에서 이동될 수 있으며, 상기 제1진동측정판(20)과 이격되어 그 제1진동측정판(20)과 대향되게 위치되며, 상기 대상물(3)의 축이 놓이는 한 쌍의 제2롤러(42)를 포함한다.

상기 컨트롤박스(50)는 상기 프레임(10)의 상부에 결합되며, 상기 측정연산 부(80)에서 제공되는 연산 값을 표시한다.

즉, 본 실시예에 따른 밸런스 측정 장치(100)의 상기 프레임(10)과, 회전판부(30)와, 제2진동측정판(40)과, 컨트롤박스(50)는 종래의 것과 동일하되, 상기 제1진동측정판(20)에 결합된 진동측정부(70)와 측정연산부(80)가 종래의 것과는 차이가 두드러지게 나는 것이다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 밸런스 측정 장치(100)는 다음과 같이 사용된다.

먼저, 상기 프레임(10) 위의 가이드레일(12)을 따라 움직이는 상기 제1진동측정판(20)과 회전판부(30)와 제2진동측정판(40)의 거리를 조절하여 측정하고자 하는 대상물의 축이 상기 제1롤러(22)와 제2롤러(42)의 상부에 각각 위치되도록 하고, 상기 벨트(32)를 상기 대상물(3)의 외주에 감고, 상기 모터(34)를 회전시켜 대상물(3)을 회전시킨다.

이에 따라 상기 제1진동측정판(20)에는 상기 대상물(3)의 회전에 따른 진동이 발생되며, 이 진동은 상기 광주사부(72)에서 주사되는 레이저 광선을 상기 수광부(74)가 수광할 때 그 수광 각도와 시간을, 진동이 발생되지 않았을 때의 값과 비교했을 때 변화하도록 유발한다.

따라서, 상기 수광부(74)에서 수광되는 레이저 광선의 수광 각도와 시간을 기준 값과 비교하여 그에 상응하는 연산을 상기 측정연산부(80)에서 연산을 하여 상기 컨트롤박스(50)로 무선으로 송신하고, 상기 컨트롤박스(50)에서는 그 연산 값을 표시하도록 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 진동의 측정을 레이저 광선을 이용함으로써 간단하게 달성하며, 그 보수나 수리도 저렴하고 단시간 내에 할 수가 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 밸런스 측정 장치에 의하면, 간단하게 대상물의 질량 편차를 측정할 수 있으며, 장시간 사용하여도 보수할 필요가 없으며, 그 보수가 필요할 때에도 저렴한 비용과 단시간 내에 보수를 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (1)

1. 상방에 가이드레일을 구비하며, 일정한 길이를 가지는 프레임;

   상기 프레임의 상부에 결합되어 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임의 상부에서 이동될 수 있으며, 측정하고자 하는 대상물의 축이 놓이는 한 쌍의 제1롤러가 그 상방에 위치되는 제1진동측정판;

   상기 프레임의 상부에 결합되어 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임의 상부에서 이동될 수 있으며, 모터와 벨트를 구비하여 상기 벨트를 대상물의 외면에 걸어서 상기 모터에서 제공되는 회전력에 의해 상기 대상물을 회전시키는 회전판부;

   상기 프레임의 상부에 결합되어 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임의 상부에서 이동될 수 있으며, 상기 제1진동측정판과 이격되어 그 제1진동측정판과 대향되게 위치되며, 상기 대상물의 축이 놓이는 한 쌍의 제2롤러를 포함하는 제2진동측정판으로 된 밸런스 측정장치에 있어서,

   상기 대상물이 회전될 때 발생되는 진동을 측정하기 위한 진동측정부와, 상기 진동측정부에서 발생되는 신호를 연산하고 이를 송신하는 측정연산부를 제1진동측정판에 일체로 결합하며,

   상기 진동측정부는, 레이저 광선을 주사하는 광주사부와, 상기 광주사부로부터 주사된 레이저 광선을 수광하는 수광부를 포함하며,

   상기 측정연산부는 상기 수광부에서 수광되는 레이저 광선의 수광 각도와 시간을 측정하여 그에 상응하는 출력 값을 상기 컨트롤박스에 발송하는 것을 특징으로 하는 밸런스 측정장치.

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