KR101251007B1 - Device for measuring shape deviations of a cylindrical workpiece and Controlling Method for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원통형 제품의 진원도(Ovality) 및 직진도(Profile)를 측정하는 외경형상 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 측정대상물이 올려지도록 프레임에 구비되는 지그, 상기 지그를 회전시키는 모터, 상기 지그의 회전각도를 측정하는 제1각도측정부, 상기 지그에 올려진 측정대상물을 사이에 두고 적어도 일부가 서로 대향된 방향으로 배치되어 상기 지그에 올려져 회전하는 측정대상물의 진원도를 측정하는 복수개의 변위측정센서, 상기 변위측정센서를 수평방향으로 이동시키는 수평가이드, 일정 피치를 가지는 볼 스크류를 포함하여 이루어져, 상기 볼 스크류의 회전으로서, 상기 변위측정센서를 수직방향으로 이동시키는 수직가이드, 상기 볼스크류의 회전각도를 측정하는 제2각도측정부, 상기 제1각도측정부에서 측정한 지그의 회전각도와, 상기 변위측정센서에서 측정한 수치로서 상기 변위측정센서가 위치된 해당 높이에서의 측정대상물의 진원도를 측정하며, 상기 제2각도측정부에서 측정한 볼 스크류의 회전각도와 기 입력된 볼 스크류의 피치로서 상기 변위측정센서의 수직방향 이송량을 측정하여, 각 높이지점마다 측정된 진원도를 조합하여 측정대상물의 외경형상을 측정하는 제어부를 포함하여 이루어지는 외경형상측정장치가 제공된다.The present invention relates to an outer diameter measuring device and a control method for measuring the roundness (Ovality) and straightness (Profile) of the cylindrical product, jig provided in the frame so that the measurement object is raised, the motor for rotating the jig, the A first angle measuring unit for measuring the rotation angle of the jig, A plurality of measuring the roundness of the measuring object to be rotated on the jig at least a part of which is disposed in a direction facing each other with the measurement object mounted on the jig between It comprises a displacement measuring sensor, a horizontal guide for moving the displacement measuring sensor in the horizontal direction, a ball screw having a predetermined pitch, as the rotation of the ball screw, a vertical guide for moving the displacement measuring sensor in the vertical direction, the ball A second angle measuring unit measuring a rotation angle of the screw, a rotation angle of the jig measured by the first angle measuring unit, The roundness of the object to be measured at the corresponding height at which the displacement measuring sensor is located as a value measured by the displacement measuring sensor, and the rotation angle of the ball screw measured by the second angle measuring unit and the pitch of the input ball screw As an external diameter measuring device comprising a control unit for measuring the vertical feed amount of the displacement measuring sensor, and measuring the outer diameter shape of the measurement object by combining the roundness measured at each height point.

Description

외경형상 측정장치 및 그 제어방법{Device for measuring shape deviations of a cylindrical workpiece and Controlling Method for the same}Device for measuring shape deviations of a cylindrical workpiece and control method for the same

본 발명은 외경형상 측정장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 원통형 제품의 진원도(Ovality) 및 직진도(Profile)를 측정하는 외경형상 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an outer diameter shape measuring apparatus, and more particularly, to an outer diameter shape measuring apparatus for measuring the roundness (Ovality) and straightness (Profile) of a cylindrical product and a control method thereof.

기계 부품 중에는 곡면 부분을 갖고 있는 것이 많으며, 축, 치차, 베어링과 같은 회전 기계부품은 그 기하학적 형상 정도에 따라 성능이 크게 좌우된다. Many mechanical parts have curved parts, and rotating mechanical parts such as shafts, gears, and bearings greatly depend on their geometry.

또 한편, 자동차 엔진의 피스톤은 리브나 핀 구멍의 복잡한 형상과 그 사이를 엔진의 경우 실린더쪽 흡기 및 배기포트의 위치에 따라 균일하지 않은 열이나 응력 등의 영항에 의해 변형된다. 따라서 자동차 엔진 주행시 피스톤의 외경 형상이 진원이 되어야 한다. 이에 가공은 상온에서 측정하므로 열 변형을 감안하여 횡단면 형상은 타원이고 종단면 형상은 테이퍼 및 선형의 직진도를 갖도록 설계하고 측정한다.On the other hand, the piston of an automobile engine is deformed by the influence of uneven heat or stress depending on the complicated shape of the rib or pin hole and the position between the cylinder intake and exhaust ports in the case of the engine. Therefore, the outer diameter of the piston should be the round shape when driving a car engine. Therefore, the machining is measured at room temperature, so that the cross-sectional shape is elliptical and the longitudinal cross-sectional shape is designed and measured to have a straightness of taper and linearity in consideration of thermal deformation.

상기와 같이 생산되는 피스톤 등의 원통형 제품은 진원도와 직진도를 정밀하게 측정하는 것이 필요하며, 이러한 원통형 제품의 진원도와 직진도를 측정하기 위한 외경형상 측정장치의 필요성이 대두된다.Cylindrical products, such as the piston produced as described above need to accurately measure the roundness and straightness, the need for an outer diameter measuring device for measuring the roundness and straightness of such cylindrical products.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로서, 보다 정확하고 신속하게 원통형 제품의 진원도 및 직진도를 측정하기 위한 외경형상측정장치를 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide an outer diameter shape measuring apparatus for measuring the roundness and straightness of a cylindrical product more accurately and quickly.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 측정대상물이 올려지도록 프레임에 구비되는 지그, 상기 지그를 회전시키는 모터, 상기 지그의 회전각도를 측정하는 제1각도측정부, 상기 지그에 올려진 측정대상물을 사이에 두고 적어도 일부가 서로 대향된 방향으로 배치되어 상기 지그에 올려져 회전하는 측정대상물의 진원도를 측정하는 복수개의 변위측정센서, 상기 변위측정센서를 수평방향으로 이동시키는 수평가이드, 일정 피치를 가지는 볼 스크류를 포함하여 이루어져, 상기 볼 스크류의 회전으로서, 상기 변위측정센서를 수직방향으로 이동시키는 수직가이드, 상기 볼스크류의 회전각도를 측정하는 제2각도측정부, 상기 제1각도측정부에서 측정한 지그의 회전각도와, 상기 변위측정센서에서 측정한 수치로서 상기 변위측정센서가 위치된 해당 높이에서의 측정대상물의 진원도를 측정하며, 상기 제2각도측정부에서 측정한 볼 스크류의 회전각도와 기 입력된 볼 스크류의 피치로서 상기 변위측정센서의 수직방향 이송량을 측정하여, 각 높이지점마다 측정된 진원도를 조합하여 측정대상물의 외경형상을 측정하는 제어부를 포함하여 이루어지는 외경형상측정장치가 제공된다.In order to solve the above problems, the present invention is a jig provided in the frame so that the measurement object is raised, a motor for rotating the jig, a first angle measuring unit for measuring the rotation angle of the jig, the measurement mounted on the jig A plurality of displacement measuring sensors for measuring the roundness of the measuring object to be rotated on the jig by placing at least a portion of the object in the direction opposite to each other, the horizontal guide for moving the displacement measuring sensor in the horizontal direction, constant pitch It comprises a ball screw having a, as the rotation of the ball screw, a vertical guide for moving the displacement measuring sensor in the vertical direction, a second angle measuring unit for measuring the rotation angle of the ball screw, the first angle measuring unit The rotation angle of the jig measured at and the solution measured by the displacement measuring sensor The roundness of the object to be measured at the height is measured, and the vertical feed amount of the displacement measuring sensor is measured as the rotation angle of the ball screw measured by the second angle measuring unit and the pitch of the input ball screw. There is provided an outer diameter shape measuring device including a control unit for measuring the outer diameter shape of a measurement object by combining the measured roundness.

그리고, 상기 모터의 회전력에 의해 회전되는 회전축이 구비되며, 상기 지그는 상기 회전축의 상단에 착탈 가능하게 결합되어 올려지는 측정대상물의 형상에 따라 교체 가능하도록 구비될 수 있다.In addition, a rotating shaft rotated by the rotational force of the motor is provided, and the jig may be provided to be replaceable according to the shape of the measurement object which is detachably coupled to the upper end of the rotating shaft.

상기 제1각도측정부는 상기 회전축에 구비되는 제1엔코더를 포함하여 이루어져, 상기 회전축의 회전각도를 측정함으로써 상기 지그의 회전각도를 측정하는 것일 수 있다.The first angle measuring unit may include a first encoder provided on the rotating shaft to measure the rotating angle of the jig by measuring the rotating angle of the rotating shaft.

상기 수평가이드는, 수평방향으로 구비된 수평 가이드 레일, 상기 수평 가이드 레일을 따라 슬라이딩 되도록 구비되며, 끝단에 상기 변위측정센서가 구비되는 브라켓을 포함하여 이루어질 수 있다.The horizontal guide may include a horizontal guide rail provided in a horizontal direction, sliding along the horizontal guide rail, and a bracket provided with the displacement measuring sensor at an end thereof.

상기 수직가이드는, 상기 프레임의 상측방향으로 구비되며, 상기 수평 가이드 레일이 수직방향으로 슬라이딩되도록 결합되는 수직 가이드 레일; 수직방향으로 구비되고, 상기 수평 가이드 레일과 치합되어 회전하면서 상기 수평 가이드 레일을 승강시키는 볼 스크류를 포함하여 이루어질 수 있다.The vertical guide may include a vertical guide rail provided in an upper direction of the frame and coupled to the horizontal guide rail to slide in a vertical direction; It is provided in a vertical direction, it may be made to include a ball screw for elevating the horizontal guide rail while rotating in engagement with the horizontal guide rail.

그리고, 상기 볼 스크류의 상단에 상기 볼 스크류를 회전시키는 핸들이 구비될 수 있다.A handle for rotating the ball screw may be provided at an upper end of the ball screw.

상기 제2각도측정부는, 상기 볼 스크류의 회전각도를 측정하는 제2엔코더, 상기 볼 스크류의 회전수를 측정하는 턴센서를 포함하여 이루어질 수 있다.The second angle measuring unit may include a second encoder measuring a rotation angle of the ball screw, and a turn sensor measuring the rotation speed of the ball screw.

상기 제어부는, 상기 턴센서에서 측정한 볼 스크류의 회전수와 상기 제2엔코더에서 측정한 볼 스크류의 회전각도를 더하여, 상기 볼 스크류의 총 회전각도를 구하며, 상기 볼 스크류의 총 회전각도와 볼 스크류의 피치로서 상기 변위측정센서의 수직방향 이동거리를 측정하도록 이루어질 수 있다.The control unit obtains the total rotation angle of the ball screw by adding the rotation speed of the ball screw measured by the turn sensor and the rotation angle of the ball screw measured by the second encoder, and calculates the total rotation angle of the ball screw and the ball. It can be made to measure the vertical movement distance of the displacement measuring sensor as the pitch of the screw.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기준이 되는 대상물을 지그에 올린 후 기준이 되는 진원도를 측정하는 기준진원도 측정단계, 측정하고자 하는 대상물을 지그에 올린 후, 변위측정센서가 위치된 높이의 진원도를 측정하는 제1진원도 측정단계, 상기 변위측정센서가 수직가이드에 의해 소정높이 이동된 후 상기 제1진원도 측정단계에서 측정한 높이와 다른 높이에서 측정대상물의 진원도를 측정하는 제2진원도 측정단계, 상기 기준진원도 측정단계에서 측정된 진원도를 기준으로, 상기 제1진원도 측정단계와 제2진원도 측정단계에서 측정된 상기 측정대상물의 높이별 각 진원도를 상기 기준진원도 측정단계에서 측정된 기준진원도와 비교하여 측정대상물의 전체 외경형상을 조합하는 직진도 측정단계를 포함하여 이루어지는 외경형상 측정장치의 제어방법이 제공된다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the reference roundness measuring step of measuring the roundness as a reference after raising the object to be a reference, after raising the object to be measured on the jig, the height of the displacement measuring sensor is located A first roundness measuring step of measuring roundness and a second roundness measuring step of measuring a roundness of a measurement object at a height different from the height measured in the first roundness measuring step after the displacement measuring sensor is moved by a vertical guide height; Comparing the roundness measured in the first roundness measuring step, the roundness of each object measured in the first roundness measuring step and the second roundness measuring step based on the roundness measured in the roundness measuring step Of the outer diameter measuring device comprising a straightness measuring step of combining the entire outer diameter shape of the measurement object A control method is provided.

본 발명의 외경형상 측정장치 및 그 제어방법에 따르면 변위측정센서를 승강시키는 볼 스크류의 회전수를 측정함에 있어서, 360도 내의 회전각도를 정밀하게 측정할 수 있는 엔코더와 볼 스크류의 회전수를 측정할 수 있는 턴센서가 병용됨으로써 볼 스크류의 회전각도 측정에 더욱 신뢰성이 강화되는 효과가 있다.According to the outer diameter measuring device and control method thereof of the present invention, in measuring the rotational speed of the ball screw for raising and lowering the displacement measuring sensor, the rotational speed of the encoder and the ball screw capable of precisely measuring the rotation angle within 360 degrees is measured. Since the turn sensor can be used in combination, there is an effect that the reliability of the ball screw rotation angle is further enhanced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외경형상 측정장치를 도시한 사시도;
도 2는 도 1의 회전축 및 모터를 도시한 단면도;
도 3은 도 1의 종단면도;
도 4는 도 1의 볼 스크류 부분을 도시한 사시도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외경형상 측정장치의 제어방법을 도시한 순서도;
도 6은 도 1의 외경형상 측정장치의 지그에 측정대상물 또는 기준시편이 놓여진 상태에서 진원도를 측정하는 모습을 도시한 단면도;
도 7은 도 6의 외경형상 측정장치가 다른 높이에서 측정대상물의 진원도를 측정하는 모습을 도시한 단면도;
도 8은 도 5의 외경형상 측정장치의 제어방법에 따라 측정되는 진원도를 도시한 도면으로서,
도 8a는 제1진원도 측정단계에서 측정된 진원도를 도시한 도면;
도 8b는 제2진원도 측정단계에서 측정된 진원도를 도시한 도면;
도 8c는 직진도 측정단계에서 측정된 직진도 및 외경형상을 도시한 도면 이다.1 is a perspective view showing an outer diameter measuring device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view of the rotating shaft and the motor of FIG. 1; FIG.
3 is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 1;
4 is a perspective view of the ball screw portion of FIG. 1;
5 is a flow chart showing a control method of the outer diameter shape measuring apparatus according to another embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of measuring roundness in a state in which a measurement object or a reference specimen is placed on a jig of the outer diameter measuring device of FIG. 1; FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state in which the outer diameter measuring device of FIG. 6 measures the roundness of a measurement object at different heights; FIG.
FIG. 8 is a view showing roundness measured according to the control method of the outer diameter shape measuring apparatus of FIG. 5.
8A is a view showing roundness measured in the first roundness measuring step;
8B is a view showing roundness measured in the second roundness measuring step;
Figure 8c is a view showing the straightness and the outer diameter measured in the straightness measurement step.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 외경형상측정장치는 프레임(110)과 지그(130), 모터(120), 제1각도측정부(170), 변위측정센서, 수평가이드(150), 수직가이드(160), 제2각도측정부(180) 및 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.
As shown in FIGS. 1 and 4, the outer diameter shape measuring apparatus according to the present embodiment includes a frame 110, a jig 130, a motor 120, a first angle measuring unit 170, a displacement measuring sensor, and a horizontal plane. The guide 150 may include a vertical guide 160, a second angle measuring unit 180, and a controller.

상기 프레임(110)은 작업평면을 이루는 테이블(112)과 지지부재(114)로 이루어지며, 상기 지그(130)는 측정하고자 하는 측정대상물이 올려지는 구성요소로서, 회전축(132)에 의해 상기 프레임(110)에 대하여 회전가능하게 지지된다.The frame 110 is composed of a table 112 and a support member 114 forming a working plane, the jig 130 is a component on which the object to be measured is placed, the frame by the rotating shaft 132 Rotatably supported relative to 110.

상기 회전축(132)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 테이블(112)을 관통하며, 베어링(134)에 의해 회전 가능하게 구비된다. 상기 베어링으로서는 정밀한 공기정압 베어링이 사용될 수도 있거나 또는 볼 베어링 등의 일반 베어링이 사용될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the rotating shaft 132 penetrates through the table 112 and is rotatably provided by a bearing 134. As the bearing, a precision air static bearing may be used, or a general bearing such as a ball bearing may be used.

상기와 같은 지그(130)는 상기 테이블(112)의 상측으로 돌출되어 상기 회전축(132)의 상단에 착탈 가능하게 결합될 수 있으며, 상부에 올려놓을 측정대상물의 형상에 따라 그에 맞는 형상의 지그(130)가 결합될 수 있다.The jig 130 as described above may protrude to the upper side of the table 112 to be detachably coupled to the upper end of the rotating shaft 132, jig of the shape corresponding to the shape of the object to be placed on the top ( 130 may be combined.

그리고, 상기 모터(120)는 상기 회전축(132)에 회전력을 제공하는 구성요소로서, 상기 테이블(112)의 하측에 장착될 수 있다. 상기와 같은 모터(120)는 상기 회전축(132)과는 이격된 위치에 장착될 수 있으며, 상기 모터(120)에 제1풀리(126)가 구비되고, 상기 회전축(132)에 제2풀리(136)가 구비되어 상기 제1풀리(126)와 제2풀리(136)에 벨트(128)가 감겨 모터(120)의 회전력을 회전축(132)에 전달하도록 이루어질 수 있다.In addition, the motor 120 is a component that provides a rotational force to the rotation shaft 132, may be mounted on the lower side of the table (112). The motor 120 as described above may be mounted at a position spaced apart from the rotation shaft 132, and a first pulley 126 is provided at the motor 120, and a second pulley () is provided at the rotation shaft 132. 136 may be provided so that the belt 128 is wound around the first pulley 126 and the second pulley 136 to transmit the rotational force of the motor 120 to the rotation shaft 132.

상기 제1각도측정부(170)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(132)의 일단에 구비되어 회전축(132)의 회전각도를 측정하는 제1엔코더일 수 있다. 상기 제1엔코더는 상기 회전축(132)의 1회전 내의 회전각도를 측정하도록 이루어질 수 있다. 즉, 상기 회전축(132)이 1회전(360도) 보다 큰 예를 들어 400도 회전하였다면, 상기 제1엔코더는 1회전분의 회전각도를 제외한 40도의 회전각도만을 인식하는 것이다. 물론, 상기 제1엔코더는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 총 회전각도를 모두 인식하는 것도 가능하다.As shown in FIG. 3, the first angle measuring unit 170 may be a first encoder provided at one end of the rotating shaft 132 to measure the rotating angle of the rotating shaft 132. The first encoder may be configured to measure a rotation angle within one rotation of the rotation shaft 132. That is, when the rotation shaft 132 is rotated, for example, 400 degrees larger than one rotation (360 degrees), the first encoder recognizes only the rotation angle of 40 degrees except the rotation angle of one rotation. Of course, the first encoder is not necessarily limited thereto, and may recognize all of the total rotation angles.

그리고, 상기 지그(130)에 올려진 측정대상물의 진원도를 측정하기 위한 변위측정센서가 구비된다.Then, a displacement measuring sensor for measuring the roundness of the measurement object mounted on the jig 130 is provided.

상기 변위측정센서는 측정대상물이 상기 지그(130)에 올려졌을 때 상기 측정대상물을 사이에 두고 서로 마주보도록 같은 높이로 구비되며, 바디와 탐침봉으로 구성되는 통상의 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)가 사용되며, 상기 탐침봉이 회전중인 측정대상물에 접촉되면서 신축되는 거리로서 진원도를 측정할 수 있다.The displacement measuring sensor is provided with the same height so as to face each other with the measurement objects placed therebetween when the measurement objects are placed on the jig 130, a conventional linear variable differential transformer (LVDT) composed of a body and a probe rod is used. Roundness can be measured as a distance stretched while the probe rod is in contact with the rotating measurement object.

본 실시예에서, 상기 변위측정센서는 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)로 두개 구비되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. In the present exemplary embodiment, two displacement measuring sensors are provided as the first displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144.

한편, 상기 테이블(112) 상면의 지그(130) 일측에는 수평 가이드(150) 및 수직 가이드(160)가 구비된다.Meanwhile, a horizontal guide 150 and a vertical guide 160 are provided at one side of the jig 130 on the upper surface of the table 112.

상기 수평가이드(150)는 도 1에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 길이방향을 가지는 수평 가이드 레일(152)과 상기 수평 가이드 레일(152)을 따라 수평방향으로 슬라이딩 되도록 구비되며 상기 지그(130)측을 향하여 연장되고 그 끝단에는 변위측정센서가 구비되는 브라켓을 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 1, the horizontal guide 150 is provided to slide in a horizontal direction along the horizontal guide rail 152 and the horizontal guide rail 152 having a longitudinal direction in a horizontal direction, and the jig 130. It extends toward the side and at the end may comprise a bracket provided with a displacement measuring sensor.

상기 브라켓은 상기 제1변위측정센서(142)가 구비되는 제1브라켓(154)과 제2변위측정센서(144)가 구비되는 제2브라켓(156)으로 두 개가 구비될 수 있으며, 상기 변위측정센서가 두 개 이상 여러 개가 구비될 경우 상기 브라켓도 그만큼 여러 개가 구비될 수 있다.Two brackets may be provided as a first bracket 154 provided with the first displacement measuring sensor 142 and a second bracket 156 provided with a second displacement measuring sensor 144. When two or more sensors are provided, several brackets may be provided.

상기 수직가이드(160)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(110)의 테이블(112) 상면에서 수직의 상측방향으로 구비되며, 상기 수평 가이드 레일(152)이 수직방향으로 승강되는 수직 가이드 레일(162)과, 수직방향으로 연장되어 외주면에 일정 폭의 피치를 가진 나사산이 형성된 볼 스크류(164)를 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 볼 스크류(164)의 상단에는 사용자가 상기 볼 스크류(164)를 회전시킬 수 있도록 핸들(166)이 구비된다. 그리고, 상기 볼 스크류(164)는 상기 수평 가이드 레일(152)과 치합되어 회전되면서 상기 수평 가이드 레일(152)을 수직방향으로 승강시킨다. 즉, 상기 볼 스크류(164)가 회전되면서 상기 변위측정센서가 승강되는 것이다.1 and 3, the vertical guide 160 is provided in the vertical direction upward from the upper surface of the table 112 of the frame 110, the horizontal guide rail 152 is elevated in the vertical direction It comprises a vertical guide rail 162 and a ball screw 164 extending in the vertical direction is formed with a thread having a pitch of a predetermined width on the outer peripheral surface. In addition, a handle 166 is provided at an upper end of the ball screw 164 to allow the user to rotate the ball screw 164. The ball screw 164 is engaged with the horizontal guide rail 152 and rotates to elevate the horizontal guide rail 152 in a vertical direction. That is, the displacement measuring sensor is lifted while the ball screw 164 is rotated.

또한, 상기 볼 스크류(164)의 회전각도를 측정하는 제2각도측정부(180)가 구비된다.In addition, a second angle measuring unit 180 for measuring the rotation angle of the ball screw 164 is provided.

상기 제2각도측정부(180)는 전술한 바와 같이 상기 볼 스크류(164)의 회전각도를 측정하는 구성요소로서 도 4에 도시된 바와 같이, 제2엔코더(182)와 턴센서(184)를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 4, the second angle measuring unit 180 measures the rotation angle of the ball screw 164 as described above, and uses the second encoder 182 and the turn sensor 184. It can be made, including.

상기 제2엔코더(182)는 전술한 제1엔코더와 유사하게 상기 볼 스크류(164)의 1회전 내의 회전각도를 측정하는 구성요소일 수 있다. 그리고, 상기 턴센서(184)는 상기 볼 스크류(164)의 회전수를 측정하는 구성요소일 수 있다. 상기와 같은 턴센서(184)는 상기 볼 스크류(164)의 외주면에 구비된 마그네틱과, 상기 마그네틱이 회전하는 위치와 마주보는 위치에 고정되게 구비된 센서로 이루어져 마그네틱이 센서를 지나갈 때마다 회전하였다고 판단하도록 이루어질 수 있다.The second encoder 182 may be a component that measures the rotation angle within one rotation of the ball screw 164 similar to the first encoder described above. The turn sensor 184 may be a component for measuring the rotation speed of the ball screw 164. The turn sensor 184 as described above is composed of a magnetic provided on the outer circumferential surface of the ball screw 164, and a sensor provided to be fixed to the position where the magnetic is rotated and facing the rotation of the magnetic each time passing the sensor. Can be made to judge.

예를 들어, 상기 볼 스크류(164)가 360도 보다 큰 800도 회전하였다면, 상기 턴센서(184)에서 2회전되었음을 감지하며, 제1엔코더에서는 80도의 회전각도를 인식하여, 총 800도의 회전각도(720도(2회전) + 80도 = 800도)를 인식하게 되는 것이다. 이는 제2엔코더(182)에서 발생할 수 있는 회전수 측정의 오류가 발생할 수 있는 것을 방지할 수 있다.For example, if the ball screw 164 is rotated 800 degrees greater than 360 degrees, the turn sensor 184 detects that the second rotation, and the first encoder recognizes the rotation angle of 80 degrees, the rotation angle of a total of 800 degrees (720 degrees (two rotations) + 80 degrees = 800 degrees) will be recognized. This may prevent an error in rotation speed measurement that may occur in the second encoder 182 may occur.

한편, 상기 외경형상 측정장치에는 제어부가 더 구비될 수 있다. On the other hand, the outer diameter measuring device may be further provided with a control unit.

상기와 같은 제어부는, 상기 제1각도측정부(170)에서 측정한 지그(130)의 회전각도와 상기 변위측정센서에서 측정한 수치로서 상기 변위측정센서가 위치된 해당높이에서의 측정대상물의 진원도를 측졍하며, 상기 제2각도측정부(180)에서 측정한 볼 스크류(164)의 회전각도와 기 입력된 볼 스크류(164)의 피치로서 상기 변위측정센서의 수직방향 이송량을 측정하며, 각 높이지점마다 측정된 진원도를 조합하여 측정대상물의 외경형상을 그리는 구성요소이다.The control unit as described above, the rotation angle of the jig 130 measured by the first angle measuring unit 170 and the value measured by the displacement measuring sensor, the roundness of the measurement object at the corresponding height where the displacement measuring sensor is located. Measuring the vertical feed amount of the displacement measuring sensor as the rotation angle of the ball screw 164 measured by the second angle measuring unit 180 and the pitch of the input ball screw 164, and each height It is a component that draws the outer diameter of the object by combining the roundness measured at each point.

상기 제어부는 별도의 PC(190)와 연결되어 구성되거나 또는 상기 프레임(110)에 일체로 디스플레이 등과 함께 장착될 수도 있다.
The controller may be connected to a separate PC 190 or may be integrally mounted to the frame 110 together with a display.

이하에서는, 전술한 실시예의 외경형상 측정장치의 제어방법에 관하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the control method of the outer diameter shape measuring apparatus of the above-described embodiment will be described.

본 실시예에 따른 외경형상 측정장치의 제어방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 기준진원도 측정단계(S110)와 제1진원도 측정단계(S120), 제2진원도 측정단계(S130) 및 직진도 측정단계(S140)를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 6, the control method of the outer diameter measuring apparatus according to the present embodiment includes a reference roundness measuring step S110, a first roundness measuring step S120, a second roundness measuring step S130, and a straightness measurement. It may be made by including the step (S140).

먼저, 기준진원도 측정단계(S110)는 상기 지그(130)에 기준이 되는 시편을 올린 후 진원도를 측정하는 단계이다. 이 때 측정된 진원도는 기준이 되는 시편의 진원도를 측정한 것이므로 기준진원도가 측정된다.First, the reference roundness measuring step (S110) is a step of measuring a roundness after raising a specimen as a reference to the jig 130. In this case, the measured roundness is a measure of the roundness of the specimen as a reference, and thus, the reference roundness is measured.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지그(130)에 기준이 되는 시편을 올린 후에 상기 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)를 수평이동시켜 상기 시편의 표면에 접촉되게 근접시킨 다음 상기 지그(130)를 회전시켜 상기 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)에서 측정되는 변위로서 진원도를 측정할 수 있다.That is, as shown in Figure 6, after raising the specimen as a reference to the jig 130, the first displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144 is moved horizontally on the surface of the specimen After approaching the contact, the jig 130 may be rotated to measure the roundness as a displacement measured by the first displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144.

본 단계에서, 상기 진원도는 어느 특정 높이에서 1회만 측정할 수 있으며, 상기 시편의 높이에 걸쳐 여러 높이에서 복수회 측정하여 높이별 기준진원도를 측정할 수 있으며, 상기 높이별 기준진원도를 조합하여 기준이되는 기준직진도도 측정할 수 있다.
In this step, the roundness can be measured only once at any particular height, can be measured multiple times at several heights across the height of the specimen to measure the reference roundness for each height, the standard roundness for each height combined This standard straightness can also be measured.

그리고, 제1진원도 측정단계(S120)는 측정하고자 하는 대상물을 지그(130)에 올린 후에 진원도를 측정하는 단계이다.In addition, the first roundness measuring step (S120) is a step of measuring roundness after raising an object to be measured on the jig 130.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지그(130)에 측정하고자 하는 대상물을 올린 후에 상기 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)를 수평이동시켜 상기 대상물의 표면에 접촉되게 근접시킨 다음 상기 지그(130)를 회전시켜 상기 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)에서 측정되는 변위로서 도 8a에 도시된 바와 같이, 해당높이의 진원도를 측정할 수 있다. 여기서, 해당높이란 상기 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)가 위치된 높이를 뜻한다.
That is, as shown in Figure 6, after placing the object to be measured on the jig 130, the first displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144 is moved horizontally on the surface of the object As the displacement is measured by the first displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144 by bringing the jig 130 into close contact with each other, the roundness of the corresponding height is measured. can do. Here, the height means the height at which the first displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144 are positioned.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2진원도 측정단계(S130)는 상기 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)가 상기 제1진원도 측정단계(S120)와는 다른 높이로 승강된 후에 측정대상물의 해당높이에서의 진원도를 측정하는 단계이다.As shown in FIG. 7, the second roundness measuring step (S130) is different from the first roundness measuring step (S120) in which the first displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144 are different from each other. After being elevated to the height, the roundness at the corresponding height of the measurement object is measured.

본 단계에서, 상기 제어부는 상기 볼 스크류(164)가 회전되는 각도를 제2엔코더(182) 및 턴센서(184)로 측정하여 이를 기 입력된 볼 스크류(164)의 피치에 적용하여 상기 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)가 제1진원도 측정단계(S120)로부터 얼마만큼 승강하였는지를 알 수 있다. 이 때, 상기 볼 스크류(164)는 사용자가 상기 핸들(166)로서 돌릴 수 있다. 따라서, 측정대상물의 어느 특정 높이의 진원도만을 측정할 경우 보다 직관적이며 간편하고 신속하게 측정할 수 있는 장점이 있다.In this step, the control unit measures the angle at which the ball screw 164 is rotated by the second encoder 182 and the turn sensor 184 and applies it to the pitch of the input ball screw 164 is the first It can be seen how much the displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144 are lifted from the first roundness measuring step S120. At this time, the ball screw 164 can be turned by the user as the handle 166. Therefore, when measuring only the roundness of any particular height of the measurement object has the advantage that can be measured more intuitively, simply and quickly.

그리고, 상기 제2진원도 측정단계(S130)는 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 측정대상물의 높이방향에 걸쳐 복수회 수행될 수 있다. 즉, 전 단계에서 수행된 높이와는 다른 높이로 상기 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)가 승강된 후 해당높이에서의 진원도를 측정하는 것이다.
In addition, as shown in FIG. 8B, the second roundness measuring step S130 may be performed a plurality of times over the height direction of the measurement object. That is, after the first displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144 are raised and lowered to a height different from that performed in the previous step, the roundness at the corresponding height is measured.

상기 진원도를 측정할 때, 상기 제어부에서는 상기 제1엔코더에서 측정되는 회전각도와 상기 제1변위측정센서(142)와 제2변위측정센서(144)에서 측정되는 회전각도별 변위를 측정하여 측정대상물의 진원도를 측정할 수 있다. 또한, 상기 상기 제1진원도 측정단계(S120)에서 측정한 진원도를 상기 해당높이에서 측정한 기준진원도와 비교하여 측정대상물의 해당 높이에서의 진원도 오차율을 비교할 수도 있다.
When measuring the roundness, the controller measures a rotation angle measured by the first encoder and a rotation angle displacement measured by the first displacement measuring sensor 142 and the second displacement measuring sensor 144 to be measured. The roundness of can be measured. In addition, by comparing the roundness measured in the first roundness measuring step (S120) with the reference roundness measured at the corresponding height, the roundness error rate at the corresponding height of the measurement object may be compared.

그리고, 상기 직진도 측정단계(S140)는, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 제1진원도 측정단계(S120) 내지 제2진원도 측정단계(S130)에서 상기 측정대상물의 높이방향에 걸쳐 측정된 진원도를 높이 순으로 나열하여 측정대상물의 전체 외경형상을 형성하는 단계이다.In addition, the straightness measuring step (S140), as shown in Figure 8c, the roundness measured in the height direction of the measurement object in the first roundness measuring step (S120) to the second roundness measuring step (S130). It is the step of forming the entire outer diameter shape of the measurement object by arranging in order of height.

또한, 상기 기준진원도 측정단계(S110)에서 측정한 높이별 기준진원도 및 기준직진도와 비교하여 측정대상물의 진원도와 직진도를 구할 수도 있다.In addition, the roundness and straightness of the measurement target may be obtained by comparing the reference roundness and the standard straightness for each height measured in the reference roundness measurement step (S110).

상기와 같이 측정된 기준진원도, 기준직진도와 높이별 진원도 및 직진도는 별도 구비된 디스플레이에 표시되거나 프린트 되어 사용자에게 제공될 수 있다.
The reference roundness, the standard straightness and the roundness and the straightness measured by height may be displayed or printed on a separate display and provided to the user.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

110: 프레임 112: 테이블
114: 지지부재 120: 모터
126: 제1풀리 128: 벨트
130: 지그 132: 회전축
134: 베어링 136: 제2풀리
142: 제1변위측정센서 144: 제2변위측정센서
150: 수평 가이드 152: 수평 가이드 레일
154: 제1브라켓 156: 제2브라켓
160: 수직 가이드 162: 수직 가이드 레일
164: 볼 스크류 166: 핸들
170: 제1각도측정부 180: 제2각도측정부
182: 제2엔코더 184: 턴센서
190: 제어부110: frame 112: table
114: support member 120: motor
126: first pulley 128: belt
130: jig 132: rotation axis
134: bearing 136: second pulley
142: first displacement measurement sensor 144: second displacement measurement sensor
150: horizontal guide 152: horizontal guide rail
154: first bracket 156: second bracket
160: vertical guide 162: vertical guide rail
164: ball screw 166: handle
170: first angle measuring unit 180: second angle measuring unit
182: second encoder 184: turn sensor
190:

Claims (9)

측정대상물이 올려지도록 프레임에 구비되는 지그;
상기 지그를 회전시키는 모터;
상기 지그의 회전각도를 측정하는 제1각도측정부;
상기 지그에 올려진 측정대상물을 사이에 두고 적어도 일부가 서로 대향된 방향으로 배치되어 상기 지그에 올려져 회전하는 측정대상물의 진원도를 측정하는 복수개의 변위측정센서;
상기 변위측정센서를 수평방향으로 이동시키는 수평가이드;
일정 피치를 가지는 볼 스크류를 포함하여 이루어져, 상기 볼 스크류의 회전으로서, 상기 변위측정센서를 수직방향으로 이동시키는 수직가이드;
상기 볼스크류의 회전각도를 측정하는 제2각도측정부;
상기 제1각도측정부에서 측정한 지그의 회전각도와, 상기 변위측정센서에서 측정한 수치로서 상기 변위측정센서가 위치된 해당 높이에서의 측정대상물의 진원도를 측정하며, 상기 제2각도측정부에서 측정한 볼 스크류의 회전각도와 기 입력된 볼 스크류의 피치로서 상기 변위측정센서의 수직방향 이송량을 측정하여, 각 높이지점마다 측정된 진원도를 조합하여 측정대상물의 외경형상을 측정하는 제어부;
를 포함하여 이루어지며,
상기 모터의 회전력에 의해 회전되는 회전축이 구비되고, 상기 지그는 상기 회전축의 상단에 착탈 가능하게 결합되어 올려지는 측정대상물의 형상에 따라 교체 가능하도록 구비되며,
상기 제2각도측정부는,
상기 볼 스크류의 1회전 이내의 회전각도를 측정하는 제2엔코더; 및
상기 볼 스크류의 회전수를 측정하는 턴센서;
를 포함하여 이루어지고,
상기 제어부는,
상기 턴센서에서 측정한 볼 스크류의 회전수와 상기 제2엔코더에서 측정한 볼 스크류의 1회전 이내의 회전각도를 더하여, 상기 볼 스크류의 총 회전각도를 구하며, 상기 볼 스크류의 총 회전각도와 볼 스크류의 피치로서 상기 변위측정센서의 수직방향 이동거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 외경형상 측정장치.Jig provided in the frame so that the measurement object is raised;
A motor for rotating the jig;
A first angle measuring unit measuring a rotation angle of the jig;
A plurality of displacement measuring sensors for measuring a roundness of a measuring object which is placed on the jig and has at least a portion disposed in a direction facing each other with the measuring object placed on the jig therebetween;
A horizontal guide for moving the displacement measuring sensor in a horizontal direction;
A vertical guide including a ball screw having a predetermined pitch to move the displacement measuring sensor in a vertical direction as the ball screw rotates;
A second angle measuring unit measuring a rotation angle of the ball screw;
The round angle of the jig measured by the first angle measuring unit and a value measured by the displacement measuring sensor are used to measure the roundness of the object to be measured at the corresponding height at which the displacement measuring sensor is positioned, and in the second angle measuring unit A controller for measuring the outer diameter shape of the measurement target by combining the measured roundness of the displacement measuring sensor with the rotation angle of the measured ball screw and the pitch of the input ball screw, and the roundness measured at each height point;
And,
The rotating shaft is rotated by the rotational force of the motor is provided, the jig is provided to be replaceable according to the shape of the measurement object that is detachably coupled to the upper end of the rotating shaft,
The second angle measuring unit,
A second encoder measuring a rotation angle within one rotation of the ball screw; And
A turn sensor for measuring the rotational speed of the ball screw;
, ≪ / RTI >
The control unit,
The total rotation angle of the ball screw is obtained by adding the rotation angle of the ball screw measured by the turn sensor and the rotation angle within one rotation of the ball screw measured by the second encoder to obtain the total rotation angle of the ball screw and the ball. An outer diameter measuring device, characterized in that for measuring the vertical movement distance of the displacement measuring sensor as the pitch of the screw. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1각도측정부는 상기 회전축에 구비되는 제1엔코더를 포함하여 이루어져, 상기 회전축의 회전각도를 측정함으로써 상기 지그의 회전각도를 측정하는 것을 특징으로 하는 외경형상측정장치.The method of claim 1,
The first angle measuring unit comprises a first encoder provided on the rotating shaft, the outer diameter measuring device, characterized in that for measuring the rotation angle of the jig by measuring the rotation angle of the rotary shaft. 제1항에 있어서,
상기 수평가이드는,
수평방향으로 구비된 수평 가이드 레일;
상기 수평 가이드 레일을 따라 슬라이딩 되도록 구비되며, 끝단에 상기 변위측정센서가 구비되는 브라켓;
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외경형상 측정장치.The method of claim 1,
The horizontal guide,
A horizontal guide rail provided in a horizontal direction;
A bracket provided to slide along the horizontal guide rail and having a displacement measuring sensor at an end thereof;
External diameter shape measuring apparatus comprising a. 제4항에 있어서,
상기 수직가이드는,
상기 프레임의 상측방향으로 구비되며, 상기 수평 가이드 레일이 수직방향으로 슬라이딩되도록 결합되는 수직 가이드 레일;
수직방향으로 구비되고, 상기 수평 가이드 레일과 치합되어 회전하면서 상기 수평 가이드 레일을 승강시키는 볼 스크류;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외경형상 측정장치.5. The method of claim 4,
The vertical guide,
A vertical guide rail provided in an upper direction of the frame and coupled to the horizontal guide rail in a vertical direction;
A ball screw provided in a vertical direction and engaged with the horizontal guide rail to rotate the horizontal guide rail;
External diameter shape measuring apparatus comprising a. 제5항에 있어서,
상기 볼 스크류의 상단에 상기 볼 스크류를 회전시키는 핸들이 구비되는 것을 특징으로 하는 외경형상 측정장치.The method of claim 5,
An outer diameter measuring device, characterized in that a handle for rotating the ball screw is provided on the top of the ball screw. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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