KR100915905B1

KR100915905B1 - 자동 경도 및 내마모도 테스터기

Info

Publication number: KR100915905B1
Application number: KR1020070072549A
Authority: KR
Inventors: 이희웅
Original assignee: (주)에이이엠테크
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-09-07
Also published as: KR20090009356A

Abstract

연필이나 고무를 이용하여 대상물의 경도 및 내마모도를 자동으로 측정하는 자동 경도 및 내마모도 테스터기가 개시된다. 개시된 자동 경도 및 내마모도 테스터기는, X-Y평면 상에서 구동되는 가동테이블이 설치된 작업대와, 이 작업대에 회전가능하게 설치된 회전바와, 측정도구를 장착하여 회전바의 일단측에 회전가능하게 설치된 도구장착부와, 회전바와 도구장착부 및 가동테이블을 각각 회전구동시키는 구동원 및, 그 구동원들을 제어하여 가동테이블에 놓이는 측정 대상물에 측정도구가 설정된 조건에 따라 자동으로 접촉하고 가동테이블이 움직이면서 자동으로 경도가 측정되게 하는 컨트롤러를 구비한다. 이러한 구성의 장치를 이용하면, 경도나 내마모도 측정의 변수인 도구 접촉각도나 압력 등이 컨트롤러에 의해 자동으로 정확하게 제어되므로, 항상 균일한 작업 조건을 유지할 수 있게 되고, 따라서 측정의 신뢰도가 크게 향상된다.

경도, 내마모도, 연필, 고무, 테스터

Description

자동 경도 및 내마모도 테스터기{Automatic hardness and wear resistance tester}

도 1은 본 발명에 따른 자동 경도 및 내마모도 테스터기를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 자동 경도 및 내마모도 테스터기로 대상물의 경도를 측정하는 상황을 도시한 도면,

도 3은 도 1에 도시된 테스터기에 경도 측정도구인 연필 대신 내마모도 측정도구인 고무를 장착한 경우를 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...작업대 11...조작패널

12...지지대 20...회전바

30...도구장착부 40...가동테이블

51,52...웨이트 61,62...모터

본 발명은 연필이나 고무와 같은 측정도구를 이용하여 대상물의 경도와 내마모도를 자동으로 측정하는 자동 경도 및 내마모도 테스터기에 관한 것이다.

일반적으로 연필을 이용한 경도 측정법은, 다양한 경도의 연필을 일정한 압력과 각도로 대상물 표면에 대고 긁어서, 그 대상물의 표면에 손상을 주기 시작하는 연필의 경도로 등급을 매기는 측정방식을 말한다. 최근에는 액정패널의 표면 경도를 측정하는데 이러한 연필 경도 측정법이 많이 사용되고 있다. 그리고, 내마모도를 측정하는데 있어서는 연필 대신 무른 재질의 고무를 대상물에 대고 마찰시켜서 마모되는 정도를 파악하는 방식이 많이 사용되고 있다.

그런데, 기존에는 이러한 연필이나 고무를 이용한 경도와 내마모도 측정을 대개 수동으로 진행하기 때문에, 작업자의 숙련도에 따라서 측정 오차가 심하게 발생되는 단점이 있었다. 즉, X-Y평면을 움직일 수 있는 가동테이블 위에 측정 대상물을 올려놓고, 측정 도구인 연필이나 고무를 작업자가 직접 잡고 수동으로 대상물에 밀착시킨 다음, 가동테이블을 움직이며 손상과 마모 여부를 관찰하게 되는데, 이때 작업자마다 대상물에 도구를 밀착시키는 압력이 제각각이고, 도구가 대상물에 접촉되는 각도도 저마다 틀리기 때문에, 객관적으로 정확한 측정값을 얻어내기가 어렵다.

따라서, 이러한 수동 측정 방식의 장치를 사용하게 되면 작업 능률이 떨어질 뿐 아니라 측정값의 신뢰도도 떨어지게 되므로, 이를 해결하기 위해서는 경도나 내마모도 측정을 보다 효율적이면서 정확하게 수행할 수 있게 해주는 테스터기가 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 경도와 내마모도 측 정을 위한 조건을 자동으로 설정하고 측정을 수행할 수 있도록 개선된 자동 경도 및 내마모도 테스터기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동 경도 및 내마모도 테스터기는, X-Y평면 상에서 구동되는 가동테이블이 설치된 작업대; 상기 작업대에 회전가능하게 설치된 회전바; 경도 측정 도구 또는 내마모도 측정 도구가 장착되는 것으로, 상기 회전바의 일단측에 회전가능하게 설치된 도구장착부; 상기 회전바와 도구장착부 및 상기 가동테이블을 각각 회전구동시키는 구동원; 및, 상기 구동원을 제어하여 상기 가동테이블에 놓이는 측정 대상물에 상기 경도 측정 도구 또는 내마모도 측정 도구가 설정된 조건에 따라 자동으로 접촉하고 상기 가동테이블이 움직이면서 자동으로 경도 또는 내마모도가 측정되게 하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 회전바의 양단에는 조절 나사에 의해 무게 중심을 조정할 수 있는 웨이트가 설치될 수 있다.

상기 경도 측정도구와 내마모도 측정도구는 각각 연필과 고무가 될 수 있으며, 상기 도구장착부는 상기 연필을 분리할 수 있게 장착하고 있어서, 필요 시 상기 연필 대신 고무도 장착할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 컨트롤러는, 상기 연필이 상기 대상물에 닿는 방향으로는 상기 회전바를 상대적으로 느리게 회전시키고, 반대방향으로는 상기 회전바를 빠르게 회전시키는 것이 바람직하며, 상기 대상물의 같은 자리를 상기 연필이 두 번 이상 긁지 않도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 도구장착부는, 상기 가동테이블의 평면과 상기 연필이 이루는 각도가 40~90°가 되는 범위에서 회전할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 경도 및 내마모도 테스터기의 구조를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 자동 경도 및 내마모도 테이스터기는, 컨트롤러(미도시)가 내장된 작업대(10)와, X-Y평면상에서 움직일 수 있도록 작업대(10) 위에 설치된 가동테이블(40)과, 작업대(10) 상의 지지대(12)에 회전가능하게 설치된 회전바(20) 등을 구비하고 있다. 참조부호 51과 52는 상기 회전바(20)의 양단에 설치되어 무게 중심을 잡아주는 웨이트를 나타내며, 이중 도면의 우측에 있는 웨이트(51)는 조절나사(51a)를 돌려서 그 위치를 조정하며 무게중심을 가변시킬 수 있게 구성되어 있다. 그리고, 회전바(20)의 일단측에는 경도 측정 도구인 연필(31)이 장착되는 도구장착부(30)가 설치되어 있으며, 이 도구장착부(30)도 회전바(20)에 대해 회전할 수 있게 설치되어 있다. 그러니까, 상기 회전바(20)도 구동원인 모터(61)에 의해 지지대(12)를 중심으로 회전할 수 있고, 상기 도구장착부(30)도 별도의 모터(62)의 의해 회전바(20)에 대해 회전할 수 있다. 또한, 상기 가동테이블(40)은 통상적인 리니어모터(미도시)를 구동원으로 하여 X-Y평면 상에서 2축 구동하도록 설치되어 있다. 이러한 회전바(20)와 도구장착부(30) 및 가동테이블(40)의 구동은 컨트롤러에서 자동으로 제어하게 된다. 참조부호 11은 작업자가 작업 조건을 세팅할 수 있도록 작업대(10) 전면에 마련된 조작패널을 나타낸다.

이와 같은 구성의 자동 경도 및 내마모도 테스터기를 이용한 경도 측정은 다음과 같이 진행된다.

우선, 가동테이블(40) 위에 측정 대상물을 올려놓고, 도구장착부(30)에는 측정 도구로 사용될 연필(31)을 장착한다. 그리고는, 가동테이블(40)에 대한 연필(31)의 각도를 적정하게 맞추게 되는데, 통상적으로는 45도 정도로 각도를 설정하고 측정한다. 따라서, 상기 도구장착부(30)의 회전 범위는 가동테이블(40)에 대한 연필(31)의 각도를 40~90°범위에서 조정할 수 있는 범위가 적당하다. 물론, 이때의 각도 설정은 조작패널(11)을 통해 입력된 값에 따라 컨트롤러가 자동으로 모터(62)를 가동하여 조정하게 된다.

이렇게 연필(31)의 각도가 설정되면, 컨트롤러는 모터(61)를 가동하여 회전바(20)를 회전시키게 되고, 이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 연필(31)이 대상물(1) 표면에 닿게 된다. 이때 연필(31)이 대상물(1) 표면에 닿는 방향으로는 회전바(20)를 천천히 회전시켜야 연필심의 파손을 방지할 수 있다. 물론, 연필(31)을 대상물(1) 표면에서 떼어낼 때에는 반대방향으로 빠르게 회전시키는 것이 작동시간을 단축하는데 효과적이다.

그리고, 상기와 같이 연필(31)이 대상물(1) 표면에 닿은 상태에서 컨트롤러가 가동테이블(40)을 작동시키게 되면, 대상물(1) 표면과 연필(31) 간에 긁힘이 발생하게 되고, 그 정도에 따라 경도를 측정하게 된다. 이때, 컨트롤러는 도 2와 같이 연필(31)이 대상물(1)의 같은 자리를 두 번 이상 긁지 않고, 고른 면을 긁을 수 있도록 제어한다. 즉, 대상물(1)의 한 부위를 X방향으로 연필(31)이 긁은 후에는, 회전바(20)를 돌려서 연필(31)과 대상물(1) 사이를 약간 이격시키고, 그 상태에서 가동테이블(40)을 Y방향으로 움직여서 다른 자리가 연필(31)과 닿을 자리에 오게 한 다음, 회전바(20)를 원래대로 돌려서 연필(31)과 대상물(1)이 다시 닿게 하는 것이다. 이런 식으로 하면 대상물(1)의 고른 면에 걸쳐서 경도를 측정할 수 있기 때문에 보다 정확한 측정을 할 수 있게 된다.

한편, 대상물에 대한 내마모도를 측정하고자 할 경우에는, 경도 측정 도구인 상기 연필(31) 대신 내마모도 측정 도구인 고무(32)를 도구장착부(30)에 장착하여 사용하면 된다. 즉, 도 3과 같이 상기 도구장착부(30)에서 연필(31)을 떼어내고 고무(32)를 장착해서 경도 측정 때와 마찬가지의 방식으로 컨트롤러가 자동 측정 과정을 진행시킨다. 다만, 이 경우는 상대적으로 무른 재질의 고무(32)를 이용하기 때문에, 접촉 각도를 수직이 되도록 설정해서 측정하는 것이 바람직하다. 이러한 고무(32) 도구와의 호환성을 위해서도 도구장착부(30)의 각도 범위가 40~90도는 되는 것이 좋다. 이렇게 하면 고무(32)와 대상물(1)의 마찰에 의한 상호간의 마모도를 보고 내마모성을 파악할 수 있게 된다.

따라서, 이와 같은 테스터기를 사용하게 되면, 경도나 내마모도 측정을 자동으로 원활하게 수행할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동 경도 및 내마모도 테스터기를 사용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 경도 측정의 변수인 연필의 접촉각도나 압력 등이 컨트롤러에 의해 자동으로 정확하게 제어되기 때문에, 항상 균일한 작업 조건을 유지할 수 있게 되고, 따라서 측정의 신뢰도가 크게 향상된다.

둘째, 컨트롤러에 의한 자동 제어이므로 수동으로 작업하는 것에 비해 4~5배 정도의 작업 속도 향상을 기대할 수 있다.

셋째, 최적의 시험 조건을 다양하게 입력할 수 있으며, 무리한 압력에 의해 측정 도구가 파손될 우려도 사라지게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

X-Y평면 상에서 구동되는 가동테이블이 설치된 작업대;

양단에는 무게 중심을 조정할 수 있는 웨이트가 구비되고, 상기 작업대에 회전가능하게 설치된 회전바;

경도 측정 도구 또는 내마모도 측정 도구가 장착되는 것으로, 상기 회전바의 일단측에 회전가능하게 설치된 도구장착부;

상기 회전바와 도구장착부 및 상기 가동테이블을 각각 회전구동시키는 구동원; 및,

상기 구동원을 제어하여 상기 가동테이블에 놓이는 측정 대상물에 상기 경도 측정 도구 또는 내마모도 측정 도구가 설정된 조건에 따라 자동으로 접촉하고 상기 가동테이블이 움직이면서 자동으로 경도 또는 내마모도가 측정되게 하는 컨트롤러를 포함하는 자동 경도 및 내마모도 테스터기.
삭제
제1항에 있어서,

상기 웨이트는 조절 나사에 의해 위치가 가변되는 것을 특징으로 하는 자동 경도 및 내마모도 테스터기.
제1항에 있어서,

상기 경도 측정 도구는 연필인 것을 특징으로 하는 자동 경도 및 내마모도 테스터기.
제4항에 있어서,

도구장착부는, 상기 연필을 분리할 수 있게 장착하고 있어서, 필요 시 상기 연필 대신 내마모도 측정 도구인 고무로 장착할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 자경도 및 내마모도 테스터기.
제4항에 있어서,

상기 컨트롤러는, 상기 연필이 상기 대상물에 닿는 방향으로는 상기 회전바를 상대적으로 느리게 회전시키고, 반대방향으로는 상기 회전바를 빠르게 회전시키는 것을 특징으로 하는 자동 경도 및 내마모도 테스터기.
제4항에 있어서,

상기 컨트롤러는, 상기 대상물의 같은 자리를 상기 연필이 두 번 이상 긁지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 경도 및 내마모도 테스터기.
제1항에 있어서,

상기 도구장착부는, 상기 가동테이블의 평면과 상기 측정 도구가 이루는 각도가 40~90°가 되는 범위에서 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 경도 및 내마모도 테스터기.