KR101366413B1 - Portable multi-articulated measuring device for shape measurement of adjustment pipe - Google Patents

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KR101366413B1
KR101366413B1 KR1020120136300A KR20120136300A KR101366413B1 KR 101366413 B1 KR101366413 B1 KR 101366413B1 KR 1020120136300 A KR1020120136300 A KR 1020120136300A KR 20120136300 A KR20120136300 A KR 20120136300A KR 101366413 B1 KR101366413 B1 KR 101366413B1
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안진수
김병철
박일환
이동훈
김호경
허주호
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에스티엑스조선해양 주식회사
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Abstract

The present invention creates three-dimensional relative coordinates by joining one end of a multi-articulated link to a base flange and by making a probe on the other end of the link come in contact with the base flange and the measuring points of a connection flange using the joining point between the base flange and one end of the link as a starting point. The present invention facilitates the operation and the conveyance of a portable multi-articulated measuring device for measuring the shape of an adjustment pipe by simplifying the structure; minimizes measuring points and measuring frequencies by simplifying calculation for the measuring points and measuring data using the three-dimensional coordinates of the probe; enables measurements from different angles using a multi-articulated structure without a hindrance caused by other devices in a workplace.

Description

파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다관절 계측장치{Portable multi-articulated measuring device for shape measurement of adjustment pipe}Portable multi-articulated measuring device for shape measurement of adjustment pipe

본 발명은 장비는 파이프 조정관 형상을 계측하기 위한 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계측장치에서 3차원 좌표 데이터를 획득하여 조정관 형상 요소를 결정하는 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다관절 계측장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a device for measuring pipe control tube shape, and more particularly, to a portable multi-joint measuring device for measuring pipe control tube shape for determining control tube shape elements by obtaining three-dimensional coordinate data from a measuring device. will be.

일반적으로 대형 선박은 선체블록을 각각 제작하고 선체블록을 조립하는 과정으로 만들어진다. 하지만 선체블록을 조립하면 실제 설계와는 달리 일정 부분 생산 오차가 발생하게 된다.Generally, large ships are made by assembling hull blocks and assembling hull blocks. However, when the hull block is assembled, a certain production error occurs unlike the actual design.

파이프 또한 실제 설계 도면과 달리 선체 블록 조립이나 파이프 설치 작업 과정 중에 예측 불가능한 생산 오차가 발생하게 된다. 이 오차를 감안하여 고정관을 연결해주는 관을 조정관이라고 한다.Unlike the actual design drawings, pipes also cause unpredictable production errors during hull block assembly or pipe installation work. Considering this error, the pipe that connects the fixed pipe is called the adjustment pipe.

상기 조정관은 현장에서 발생하는 오차로 인해 현장 맞춤식으로 제작되며 높은 정밀도가 요구되기 때문에 고정관보다 많은 비용이 발생한다. The above-mentioned adjustment pipe is manufactured in a customized manner due to errors occurring in the field, and it requires more precision and costs more than a fixing pipe.

이러한 조정관을 제작하는 방법으로는 형취관 방법, 형합관 방법, 그리고 계측/재현 방법 등이 있다.Methods of manufacturing such a tuning tube include a tube tube method, a tube tube method, and a measuring / reproducing method.

도 1은 형합관 방법으로서 치수적인 여유가 있는 파이프를 입고하여 현장에서 남은 치수만큼 절단 및 사상한 뒤에 플랜지를 용접하여 조정관을 제작하는 방법을 개념적으로 도시하고 있다.FIG. 1 conceptually shows a method of manufacturing a pipe by welding a flange after welding a pipe having a sufficient margin as a pipe-joint pipe method, cutting and finishing the pipe by the remaining dimension on the site.

이와 같은 형합관 방법은 조정관을 제작 할 때, 치수적인 오차가 발생하기 쉽고, 현장에서 조정관을 제작할 때, 작업 환경이 열악하여 위험한 작업이 많고, 또한 화기 작업으로 인해 주변 파이프에 번 데미지가 발생할 수도 있다.Such a mold-in-pipe method is liable to cause a dimensional error when manufacturing a co-ordinator tube, and there are many dangerous operations due to poor working environment when a co-ordinator is manufactured in the field, have.

도 2는 형취관 방법으로서 플랜지를 연결하여 가접한 뒤에 정반에서 조정관을 제작하는 방법을 개념적으로 도시하고 있다.FIG. 2 conceptually shows a method of manufacturing a regulating tube in a base after a flange is connected to the tubular tube method.

이와 같은 형취관 제작 방법은 제작을 위해서 사용되는 부가재가 많이 사용되어 비용적인 측면에서 낭비가 많으며, 제작기간이 길어지게 되므로 제작기간 중에 선체블록에 또 다른 오차가 발생할 수도 있다.Such a manufacturing method of the mold making method is expensive due to the use of the additional material used for manufacturing, and the manufacturing time period becomes longer, so that another error may occur in the hull block during the manufacturing process.

그리고, 계측 및 재현 방법은 기존에 설치된 고정관에 계측기를 이용하여 조정관 요소를 계측 한 뒤 별도의 재현기를 통해서 조정관을 제작하는 방법으로서 형취관, 형합관 방법에 비해 정밀도와 작업성을 높일 수 있는 방법이다.In addition, the measurement and reproduction method is a method of manufacturing the adjustment pipe through a separate reproducer after measuring the adjustment pipe element by using an instrument on the existing fixed pipe, and there is a method of improving the precision and workability to be.

기존에 개발된 조정관 형상 계측기는 길이 계측 방법, 길이 및 각도 계측 방법 등이 개발되어 왔다.Conventionally developed tunable shape measuring instruments have been developed to measure length, length and angle.

이와 같은 조정관 형상 계측기는 조정관 양단의 고정관 플랜지 간의 길이 및 각도를 계측하여 조정관 형상 요소인 면각, 거리, 단차, 홀의 위치를 계산할 수 있다.Such an adjustable pipe shape measuring instrument can calculate the positions of face angle, distance, step, and hole, which are the adjustable pipe shape elements, by measuring the length and angle between the fixed pipe flanges at both ends of the pipe.

또한, 재현기는 조정관 형성 요소인 플랜지의 면각, 거리, 단차, 홀의 위치를 재현함으로써, 현장에 설치된 두 개의 파이프 플랜지 형상을 똑같이 재현시켜 조정관 제작이 가능하도록 한다.In addition, the reproducer reproduces the positions of the flange face, the distance, the level difference, and the hole, which are the elements of the adjustment pipe forming element, so that the two pipe flange shapes installed on the field are reproduced uniformly.

또한, 3차원 계측기는 정밀 계측이나 부품검사, 역설계 등에 많이 이용되고 있으나 아직 조정관 계측과 같은 분야에는 3차원 계측기가 응용되지 않고 있으며, 조정관 계측을 위해서는 작업 환경에 맞춘 소형의 포터블 3차원 계측기가 필요하다.In addition, three-dimensional measuring instruments are widely used in precision measurement, parts inspection, and reverse design. However, three-dimensional measuring instruments are not yet applied to the fields such as the tuning tube measurement. In order to measure the adjusting tubes, a small portable three- need.

현재 계측/재현방법으로 조정관 계측용으로 개발된 장비들 중에 플랜지 사이에 길이 요소를 계측하는 장비가 많이 쓰이고 있다. Among the instruments currently developed for measuring instrumentation by measurement / reproduction methods, there are many instruments used for measuring length elements between flanges.

그러나, 이러한 장비들은 작업자가 계측하는 방법에 대한 숙련이 필요하고, 길이 요소를 조정관 형상 요소로 계산하기 위해 계측 위치간에 길이 요소를 모두 측정해야 하므로 계측 횟수가 많아지며, 계측 값과 함께 계측 위치를 기록해야 되는 번거로움이 있었다. However, these equipments are required to be skilled in the method of measuring by the operator, and since the length elements must be measured between the measurement positions in order to calculate the length elements as the adjustable tube shape elements, the number of measurements increases, There was a hassle to record.

또한, 기존에 개발되어 있는 파이프 형상 계측기의 경우, 계측장치와 함께 측정값을 처리하는 제어 및 연산 장치를 별개로 구성되어 함께 운영해야 하는 불편함이 있었다.In addition, in the case of a pipe shape measuring instrument which has been developed in the past, it has been inconvenient to separately operate the control and calculation devices for processing measurement values together with the measuring device.

그리고, 기존에 개발된 와이어 엔코더를 이용한 계측장치는 와이어 엔코더의 와이어 토출구와 와이어가 직진성이 보장이 되어야 하고, 계측 도중에 와이어가 직진하지 않고 휘어 지게 된다면 입구쪽과의 마찰로 와이어의 수명이 짧아져 단선이 될 수 있으며, 입구쪽에 와이어가 직진이 아닌 틀어짐이 발생한다면 계측 오차로 이어지게 된다.In the measuring device using the wire encoder, the wire outlet of the wire encoder and the wire must be guaranteed to be straight, and if the wire is bent without going straight during measurement, the life of the wire is shortened due to friction with the inlet side If the wire does not go straight but it gets distorted, it leads to a measurement error.

또한, 플랜지 중심에 설치되어 조정관 형상을 계측하는 장비는 플랜지 중심에 설치하기 위해 플랜지 직경보다 큰 별도의 장비를 필요로 하며 중심 지점과 잘 맞지 않아 오차가 발생하는 문제가 있었다.In addition, the equipment installed at the center of the flange and measuring the shape of the adjustment pipe requires separate equipment larger than the flange diameter to be installed at the center of the flange, and has a problem that an error occurs because it does not fit well with the center point.

또한, 일부 조정관 계측시에 기존에 개발된 위치 계측용 장비들은 조정관 계측시에 중간에 계측기와 다른 구성품과 간섭이 발생하면 계측이 불가능하여 형합관 방법으로 조정관을 제작하고 있는 실정이다.
In addition, some of the position measuring instruments developed at the time of the measurement of some of the adjusting pipes are not able to be measured if the interference with the measuring instrument and the other components occur during the measuring of the adjusting pipes.

대한민국특허출원 제10-1998-0029840호, 제10-2010-0072223호Korean Patent Application Nos. 10-1998-0029840 and 10-2010-0072223

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 다관절 연결된 링크의 일단이 기준플랜지에 결합되고, 상기 결합위치를 원점으로 하여 링크의 타단에 형성된 프로브가 기준플랜지 및 연결플랜지의 계측점들을 접촉하여 3차원 상대 좌표들을 생성하는 것을 특징으로 하는 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다 관절 계측장치를 제공하는데 있다.
Therefore, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is that one end of the articulated link is coupled to the reference flange, the probe formed on the other end of the link with the coupling position as the reference flange and the connection The present invention provides a portable multi-joint measuring device for measuring pipe adjuster shape, which is characterized by generating three-dimensional relative coordinates by contacting measurement points of a flange.

본 발명의 일측면에 따르면, 다관절 연결된 링크의 일단이 기준플랜지에 결합되고, 상기 결합위치를 원점으로 하여 링크의 타단에 형성된 프로브가 기준플랜지 및 연결플랜지의 계측점들을 접촉하여 3차원 상대 좌표들을 생성하는 것을 특징으로 하는 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다 관절 계측장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the invention, one end of the articulated link is coupled to the reference flange, the probe formed at the other end of the link with the coupling position as the origin contact the measurement points of the reference flange and the connecting flange to the three-dimensional relative coordinates A portable multi-joint measuring device for measuring pipe adjuster shape may be provided.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기준플랜지의 볼트공에 축 결합되는 플랜지 고정수단; 상기 플랜지 고정수단에 결합되는 제1링크; 상기 제1링크의 타단에 연결되어 로테이션 운동되는 제1관절부; 상기 제1관절부에 연결되어 각 운동되는 제2관절부; 상기 제2관절부에 연결되는 제2링크; 상기 제2링크에 연결되어 각 운동되는 제3관절부; 상기 제3관절부에 연결되는 제3링크; 상기 제3링크의 길이방향에 연장되어 계측점에 접촉하는 프로브; 및 상기 제1, 2, 3관절부(131)(132)(133)의 회전량을 측정하여 프로브의 3차원 좌표를 계산하는 제어부;를 포함하는 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다 관절 계측장치가 제공될 수 있다.According to another aspect of the invention, the flange fixing means which is axially coupled to the bolt hole of the reference flange; A first link coupled to the flange fixing means; A first joint part connected to the other end of the first link to rotate; A second joint part connected to the first joint part and being exercised; A second link connected to the second joint; A third joint part connected to the second link and operatively connected to the second link; A third link connected to the third joint; A probe extending in the longitudinal direction of the third link to contact the measurement point; Provides a portable multi-joint measuring device for measuring the pipe control tube shape comprising a; Can be.

또한, 상기 플랜지 고정수단은, 제1링크의 일측단에 결합되어 기준플랜지의 볼트공을 관통하는 축부재 및 상기 볼트공 반대측에서 축부재와 나사 결합되는 원뿔형 고정너트로 구성되는 것을 특징으로 한다.The flange fixing means may include a shaft member coupled to one end of the first link and penetrating the bolt hole of the reference flange, and a conical fixing nut screwed to the shaft member on the opposite side of the bolt hole.

또한, 상기 제1, 2, 3관절부(131)(132)(133)에는 각각 회전량 측정을 위한 제1, 2, 3 회전각센서(151)(152)(153)가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first, second and third joint parts 131, 132 and 133 are respectively provided with first, second and third rotation angle sensors 151, 152 and 153 for measuring the amount of rotation. do.

또한, 상기 프로브의 계측점에 프로브의 접촉을 안내하기 위한 계측점 안내수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the measuring point guide means for guiding the contact of the probe to the measuring point of the probe is characterized in that it is installed.

또한, 상기 계측점 안내수단은, 플랜지의 볼트공 중심축에 일치되는 안내홈을 형성하는 접촉플레이트; 상기 접촉플레이트의 저면 중심에 연장되어 플랜지의 볼트공을 관통하는 축부재(173); 및 상기 볼트공 반대측에서 축부재(173)와 나사 결합되는 원뿔형 고정너트(174);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the measuring point guide means, the contact plate for forming a guide groove corresponding to the central axis of the bolt hole of the flange; A shaft member 173 extending at the center of the bottom surface of the contact plate and penetrating the bolt hole of the flange; And a conical fixing nut 174 which is screwed to the shaft member 173 opposite the bolt hole.

또한, 상기 제어부를 제1링크 내부에 설치되도록 하는 것을 특징으로 한다.
The controller may be installed inside the first link.

본 발명에 따르면, 다관절 연결된 링크의 일단이 기준플랜지에 결합되고, 상기 결합위치를 원점으로 하여 링크의 타단에 형성된 프로브가 기준플랜지 및 연결플랜지의 계측점들을 접촉하여 3차원 상대 좌표들을 생성하는 것으로서, 부피가 작고 구조가 간단하여 쉽게 조작하거나 운반할 수 있는 효과가 있고, 계측 위치 및 계측데이터를 프로브의 3차원 좌표를 이용해 간단하게 계산함으로써, 계측점 및 계측횟수를 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.According to the present invention, one end of the articulated link is coupled to the reference flange, and the probe formed at the other end of the link using the coupling position as the origin creates contact with the measurement points of the reference flange and the connecting flange to generate three-dimensional relative coordinates. In addition, since the volume is small and the structure is simple, there is an effect that it can be easily operated or transported, and the measurement point and measurement data are simply calculated by using the three-dimensional coordinates of the probe, thereby minimizing the measurement point and the number of measurement.

또한, 본발명의 계측장치는 다관절 자유도를 갖는 구조로 이루어져 있어, 작업장 주변의 다른 장비들과 간섭되지 않고 이를 회피할 수 있도록 함으로써, 보다 다양한 각도에서의 계측작업이 가능한 효과를 갖는다.
In addition, the measuring device of the present invention is made of a structure having a multi-joint degree of freedom, so that it can be avoided without interfering with other equipment around the workplace, it is possible to measure at a more various angles.

도 1은 종래기술의 형합관 방법을 순서대로 도시한 공정도.
도 2는 종래기술의 형취관 방법을 순서대로 도시한 공정도.
도 3은 본 발명의 다관절 계측장치가 플랜지에 설치된 상태의 사시도.
도 4는 본 발명의 다관절 계측장치가 접혀진 상태의 사시도.
도 5는 본 발명의 플랜지 고정수단 및 계측점 안내수단의 플랜지 결합구조를 설명하는 플랜지 단면도.
도 6은 본 발명의 계측점 안내수단에 프로브가 접촉하는 예를 도시한 상세도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다관절 계측장치를 이용한 계측작업 예를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 다관절 계측장치에 의해 계측정된 좌표점의 표현예를 도시한 개념도.
도 10은 본 발명의 계측된 좌표값을 이용해 조정관 형상을 계산하는 예를 도시한 개념도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a process diagram showing a mold cavity tube method of the prior art in order; Fig.
FIG. 2 is a process chart showing a conventional blow molding method in order; FIG.
3 is a perspective view of a state in which the multi-joint measuring device of the present invention is installed on a flange.
4 is a perspective view of a state in which the multi-joint measuring device of the present invention is folded.
5 is a cross-sectional view illustrating a flange coupling structure of the flange fixing means and the measuring point guide means of the present invention.
6 is a detailed view showing an example in which the probe contacts the measuring point guide means of the present invention.
7 and 8 are perspective views showing an example of the measurement operation using the multi-joint measuring device of the present invention.
9 is a conceptual diagram illustrating an expression example of coordinate points measured and measured by the multi-joint measuring device of the present invention.
10 is a conceptual diagram illustrating an example of calculating a control tube shape using measured coordinate values of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 다관절 계측장치가 플랜지에 설치된 상태의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다관절 계측장치가 접혀진 상태의 사시도이다.3 is a perspective view of a multi-joint measuring device of the present invention installed on a flange, and FIG. 4 is a perspective view of a multi-joint measuring device of the present invention folded.

동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명은 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다 관절 계측장치에 관한 것으로서, 다관절 연결된 링크구조의 계측장치(100) 일단이 기준플랜지(10)에 결합된 상태에서 계측장치(100) 타단에 형성된 프로브(140)가 기준플랜지(10) 및 연결플랜지의 계측점들을 접촉하여 3차원 상대 좌표들을 생성하는 것이다.The present invention as shown in the drawings relates to a portable multi-joint measuring device for measuring the shape of the pipe adjusting tube, the measuring device (100) in the state that one end of the measuring device 100 of the articulated link structure is coupled to the reference flange (10) The probe 140 formed at the other end contacts the measurement points of the reference flange 10 and the connection flange to generate three-dimensional relative coordinates.

이와 같은 본 발명은 다관절 연결된 링크구조로 이루어져 있어, 펼치거나 접어서 보관하는 것이 가능해진다. 이때, 접혀진 상태를 유지하기 위한 고정구(125)가 사용될 수 있고, 상기 고정구(125)는 복수의 링크 중 첫번째와 마지막의 링크에 고정홀(121a)(123a)을 형성하여 연결되도록 할 수 있다.Such the present invention is made of a link structure connected to the articulated, it is possible to expand or fold and store. At this time, the fastener 125 for maintaining the folded state may be used, the fastener 125 may be connected to form a fixing hole (121a) (123a) in the first and the last link of the plurality of links.

도 3, 4를 참조하여 본 발명의 계측장치(100)에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 계측장치(100)는 기준플랜지(10)의 볼트공(11)에 축 결합되는 플랜지 고정수단(110)이 마련된다.The measurement apparatus 100 of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 as follows. Measuring device 100 of the present invention is provided with a flange fixing means 110 that is axially coupled to the bolt hole 11 of the reference flange (10).

상기 플랜지 고정수단(110)은, 제1링크(121)의 일측단에 결합되어 기준플랜지(10)의 볼트공(11)을 관통하는 축부재(111) 및 상기 볼트공(11) 반대측에서 축부재(111)와 나사 결합되는 원뿔형 고정너트(113)로 구성된다.The flange fixing means 110 is coupled to one end of the first link 121, the shaft member 111 through the bolt hole 11 of the reference flange 10 and the shaft opposite the bolt hole 11 It is composed of a conical fixing nut 113 screwed with the member 111.

도 5는 본 발명의 플랜지 고정수단 및 계측점 안내수단의 플랜지 결합구조를 설명하는 플랜지 단면도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 원뿔형 고정너트(113)가 축부재(111)와 나선 결합되는 과정에서 자연스럽게 축부재(111)의 축중심이 볼트공(11)의 중심과 일치하게 된다.5 is a cross-sectional view illustrating a flange coupling structure of the flange fixing means and the measuring point guide means according to the present invention. As shown in the drawing, the conical fixing nut 113 is naturally axially coupled to the shaft member 111 in a helical coupling process. The shaft center of the member 111 coincides with the center of the bolt hole 11.

이는, 볼트공(11)보다 작은 직경을 갖는 축부재(111)가 축 중심이 일치하지 않는 상태로 가 결합되고, 이후 원뿔형 고정너트(113)의 빗면이 볼트공(11)의 내면에 접촉되어 진입되면서 점차 동심원 위치로 정렬되는 것이다.This, the shaft member 111 having a diameter smaller than the bolt hole 11 is coupled in a state that the shaft center does not match, and then the comb surface of the conical fixing nut 113 is in contact with the inner surface of the bolt hole 11 As it enters, it is gradually aligned with concentric positions.

이때, 상기 원뿔형 고정너트(113)는 사용자가 손으로 돌린 후 최종적으로 스패너로 단단히 조일 수 있도록 제작한다.At this time, the conical fixing nut 113 is manufactured so that the user can be firmly tightened with a spanner after turning by hand.

그리고, 상기 플랜지 고정수단(110)에는 제1링크(121)가 결합된다. 이때, 상기 제1링크(121)는 기준플랜지(10) 위에 수직방향으로 세워진 형태로서, 내부가 비어 있는 관체로 제작될 수 있다.The first link 121 is coupled to the flange fixing means 110. At this time, the first link 121 is formed in the vertical direction on the reference flange 10, it can be produced as a hollow body.

그리고, 상기 제1링크(121)의 타단에 제1관절부(131)가 연결되어 로테이션 운동되도록 한다. 이때, 상기 제1관절부(131)는 원통형상의 중간에 축회전부를 형성하는 구조로서, 회전량 측정이 가능한 제1회전각센서(151)를 설치하게 된다.Then, the first joint 131 is connected to the other end of the first link 121 to rotate. At this time, the first joint 131 is a structure that forms an axial rotation in the middle of the cylindrical shape, it is to install a first rotation angle sensor 151 capable of measuring the amount of rotation.

그리고, 상기 제1관절부(131)에 제2관절부(132)가 연결되어 각 운동되도록 한다. 제2관절부(132)는 힌지점을 중심으로 180도 이상 회동이 가능한 구조로서, 회전량 측정이 가능한 제2회전각센서(152)를 설치하게 된다.In addition, the second joint 132 is connected to the first joint 131 so that each movement is performed. The second joint portion 132 has a structure capable of rotating more than 180 degrees around the hinge point, and installs a second rotation angle sensor 152 capable of measuring the amount of rotation.

그리고, 상기 제2관절부(132)에 제2링크(122)가 연결된다. 이때, 상기 제2링크(122)는 내부가 비어 있는 관체로 제작될 수 있다.In addition, a second link 122 is connected to the second joint 132. At this time, the second link 122 may be made of a hollow tube.

그리고, 상기 제2링크(122)에 제3관절부(133)가 연결되어 각 운동되도록 한다. 제3관절부(133)는 힌지점을 중심으로 180도 이상 회동이 가능한 구조로서, 회전량 측정이 가능한 제3회전각센서(153)를 설치하게 된다.In addition, a third joint 133 is connected to the second link 122 to allow each movement. The third joint 133 has a structure capable of rotating more than 180 degrees around the hinge point, and installs a third rotation angle sensor 153 capable of measuring the amount of rotation.

그리고, 상기 제3관절부(133)에 제3링크(123)가 연결되도록 하는데, 상기 제3링크(123)는 내부가 비어있는 관체로 제작할 수 있다.In addition, the third link 123 is connected to the third joint 133, and the third link 123 may be manufactured as a hollow tube.

그리고, 상기 제3링크(123)의 길이방향에 프로브(140)가 연장되어 계측점과 접촉되도록 한다. 이와 같은 프로브(140)는 구형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the probe 140 extends in the longitudinal direction of the third link 123 to be in contact with the measurement point. Such a probe 140 may have a spherical shape.

그리고, 본 발명은 상기 제1, 2, 3관절부(131)(132)(133)의 회전량을 측정하여 프로브(140)의 3차원 좌표를 계산하는 제어부(160)를 더 형성하게 된다.In addition, the present invention further forms a control unit 160 for calculating the three-dimensional coordinates of the probe 140 by measuring the amount of rotation of the first, second and third joints 131, 132 and 133.

이때, 상기 제어부(160)를 도 4에서와 같이 계측장치(100) 외부에 형성하거나, 제1링크(121) 내부에 설치되도록 할 수 있다.
In this case, the control unit 160 may be formed outside the measurement apparatus 100 as shown in FIG. 4 or installed inside the first link 121.

그리고, 본 발명은 상기 프로브(140)의 계측점에 프로브(140)의 접촉을 안내하기 위한 계측점 안내수단(170)이 설치되도록 할 수 있다.
In addition, the present invention may allow the measurement point guide means 170 for guiding the contact of the probe 140 to the measurement point of the probe 140 may be installed.

도 5는 본 발명의 플랜지 고정수단 및 계측점 안내수단의 플랜지 결합구조를 설명하는 플랜지 단면도이고, 도 6은 본 발명의 계측점 안내수단에 프로브가 접촉하는 예를 도시한 상세도이다.5 is a cross-sectional view illustrating the flange coupling structure of the flange fixing means and the measuring point guide means of the present invention, Figure 6 is a detailed view showing an example in which the probe contacts the measuring point guide means of the present invention.

동 도면에서 보는 바와 같은 계측점 안내수단(170)은, 플랜지의 볼트공 중심축에 일치되는 안내홈(172)을 형성하는 접촉플레이트(171)와, 상기 접촉플레이트(171)의 저면 중심에 연장되어 플랜지의 볼트공을 관통하는 축부재(173)와, 상기 볼트공 반대측에서 축부재(173)와 나사 결합되는 원뿔형 고정너트(174)로 구성된다.Measuring point guide means 170 as shown in the figure, the contact plate 171 to form a guide groove 172 coincident with the bolt hole central axis of the flange, and extends to the center of the bottom surface of the contact plate 171 The shaft member 173 penetrates the bolt hole of the flange and a conical fixing nut 174 which is screwed with the shaft member 173 on the opposite side of the bolt hole.

이때, 상기 안내홈(172)은 프로브(140)의 직경과 동일한 직경을 갖도록 제작된다.In this case, the guide groove 172 is manufactured to have the same diameter as the diameter of the probe 140.

또한, 상기 축부재(173)는 볼트공(11)보다 작은 직경을 갖는 이유로, 축부재(173)와 볼트공(11)의 중심이 일치하지 않는 상태로 가 결합되지만, 이후 원뿔형 고정너트(174)의 빗면이 볼트공(11)의 내면에 접촉되어 진입되면서 점차 동심원 위치로 정렬되도록 함으로써, 계측점의 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the shaft member 173 has a diameter smaller than that of the bolt hole 11, so that the center of the shaft member 173 and the bolt hole 11 do not coincide with, but the conical fixing nut 174 As the inclined surface of the c) is brought into contact with the inner surface of the bolt hole 11 and gradually aligned to a concentric position, the accuracy of the measuring point can be improved.

이때, 상기 원뿔형 고정너트(174)는 사용자가 손으로 돌린 후 최종적으로 스패너로 단단히 조일 수 있도록 제작한다.At this time, the conical fixing nut 174 is manufactured so that the user can be tightened finally by a spanner after turning by hand.

이하, 본 발명의 계측장치를 이용한 파이프 조정관 형상 측정작업에 대해 설명한다.Hereinafter, the pipe adjustment pipe shape measurement operation | work using the measuring apparatus of this invention is demonstrated.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다관절 계측장치를 이용한 계측작업 예를 도시한 사시도이다.7 and 8 are perspective views showing an example of the measurement operation using the multi-joint measuring device of the present invention.

본 발명에 따른 계측장치(100)는 일단이 기준플랜지(10)의 볼트공(11)중심에 설치가 되며, 타단에 설치된 프로브(140)를 이용해 같은 기준플랜지(10)의 볼트공(11)들 중 임의의 볼트공(11) 2 곳에 대한 중심좌표를 계측하게 된다.Measuring device 100 according to the present invention is one end is installed in the center of the bolt hole 11 of the reference flange 10, the bolt hole 11 of the same reference flange 10 by using the probe 140 installed on the other end The center coordinates of two arbitrary bolt holes 11 are measured.

이때, 좌표 계측은 각 관절부(131)(132)(133)에 설치된 회전각센서(151) (152)(153)들로부터 획득된 데이터를 받아 제어부(160)에서 이들 회전각을 계산하여 프로브(140)의 3차원 좌표 값을 얻을 수 있게 되는 것이다.At this time, the coordinate measurement receives the data obtained from the rotation angle sensors 151, 152, 153 installed in each joint portion 131, 132, 133, the controller 160 calculates these rotation angles to the probe ( 3D coordinate value of 140) can be obtained.

그런 다음, 기준플랜지(10)와 떨어져 있는 연결플랜지(20) 측의 임의의 볼트공(21) 3 곳에 대한 중심좌표를 계측한다.Then, the center coordinates of three arbitrary bolt holes 21 on the side of the connection flange 20 separated from the reference flange 10 are measured.

이로서, 계측장치(100)가 플랜지 고정수단(110)에 의해 축 고정된 원점을 포함하여 총 6개의 좌표를 획득하게 된다. 도 9는 이때, 획득된 6개의 좌표점을 도시하고 있다.As a result, the measuring apparatus 100 acquires a total of six coordinates including the origin fixed by the flange fixing means 110. 9 illustrates six coordinate points obtained at this time.

이때, 각 플랜지(10)(20) 마다 3개씩의 임의의 좌표를 계측하는 것은 동심원 상에 존재하는 3개의 좌표를 알 경우, 그 좌표들을 연결하는 평면상의 원을 구할 수 있기 때문이다.In this case, three arbitrary coordinates are measured for each flange 10 and 20 because when three coordinates existing on concentric circles are known, a circle on a plane connecting the coordinates can be obtained.

즉, 기준플랜지(10) 측의 좌표들을 연결하는 원과 연결플랜지(20) 측의 좌표들을 연결하는 원을 구한 후 이를 통해 도 10에서와 같이 각 플랜지의 면각은 물론, 거리, 단차, 볼트 구멍의 위치를 계산 하는 것이 가능하며, 이를 통해 조정관 형상 요소를 결정할 수 있게 된다.That is, after obtaining a circle connecting the coordinates of the reference flange 10 side and a circle connecting the coordinates of the connection flange 20 side through this, as shown in Fig. 10, as well as the face angle of each flange, distance, step, bolt hole It is possible to calculate the position of, so that the control element can be determined.

도 10은 본 발명의 계측된 좌표값을 이용해 조정관 형상을 계산하는 예를 도시한 개념도이다.10 is a conceptual diagram illustrating an example of calculating a control tube shape using measured coordinate values of the present invention.

이와 같은 본 발명은 원점을 2개의 플랜지(10)(20) 중 어느 하나에 선정되도록 할 수도 있으나, 계측장치(100)의 구조나 계측거리 또는 장애물로 인해 같은 지점에서 반복 계측 작업이 용이하지 않을 때 기준플랜지(10)와 연결플랜지(20)에서 볼트공의 좌표를 계측하고, 임의의 위치에 공통의 3개의 좌표 계측하여 좌표를 공유하여 매칭시킴으로써 조정관 형성 요소 결정에 필요한 좌표를 획득 할 수도 있다. In the present invention, the origin may be selected to any one of the two flanges 10 and 20, but the repeated measuring operation may not be easy at the same point due to the structure of the measuring device 100 or the measuring distance or obstacle. When the reference flange 10 and the connecting flange 20 measures the coordinates of the bolt hole, and by measuring the three coordinates common to any location by sharing and matching coordinates can also obtain the coordinates necessary for determining the adjustment pipe forming element. .

앞서 살펴본 바와 같은 본 발명은 다관절 연결된 링크의 일단이 기준플랜지에 결합되고, 상기 결합위치를 원점으로 하여 링크의 타단에 형성된 프로브가 기준플랜지 및 연결플랜지의 계측점들을 접촉하여 3차원 상대 좌표들을 생성하는 것으로서, 부피가 작고 구조가 간단하여 쉽게 조작하거나 운반할 수 있는 효과가 있고, 계측 위치 및 계측데이터를 프로브의 3차원 좌표를 이용해 간단하게 계산함으로써, 계측점 및 계측횟수를 최소화할 수 있다.As described above, in the present invention, one end of the articulated link is coupled to the reference flange, and the probe formed at the other end of the link, with the coupling position as the origin, contacts the measurement points of the reference flange and the connecting flange to generate three-dimensional relative coordinates. In this case, the volume is small and the structure is simple, so that it can be easily manipulated or transported, and by simply calculating the measurement position and measurement data using three-dimensional coordinates of the probe, the measurement point and the number of measurement can be minimized.

또한, 본발명의 계측장치는 다관절 자유도를 갖는 구조로 이루어져 있어, 작업장 주변의 다른 장비들과 간섭되지 않고 이를 회피할 수 있도록 함으로써, 보다 다양한 각도에서의 계측작업이 가능하다.In addition, the measuring device of the present invention is made of a structure having a joint degree of freedom, it is possible to avoid the interference without interfering with other equipment around the workplace, it is possible to measure from a variety of angles.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiment of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.

10, 20: 제1, 2플랜지
11, 21: 볼트공
100: 계측장치
110: 플랜지 고정수단
111: 축부재
113: 원뿔형 고정너트
121, 122, 123: 제1, 2, 3링크
125: 고정구
131, 132, 133: 제1, 2, 3관절부
140: 프로브
151, 152, 153: 제1, 2, 3회전각센서
160: 제어부
170: 계측점안내수단
171: 접촉플레이트
172: 안내홈
173: 축부재
174: 원뿔형 고정너트10, 20: 1st, 2nd flange
11, 21: bolt hole
100: measuring device
110: flange fixing means
111: shaft member
113: conical fixing nut
121, 122, 123: 1st, 2nd, 3rd link
125: Fixture
131, 132, and 133: first, second and third joints
140: probe
151, 152, 153: 1st, 2nd, 3rd rotation angle sensor
160:
170: measuring point guide means
171: contact plate
172: Home
173: shaft member
174: conical fixing nut

Claims (7)

다관절 연결된 링크의 일단이 기준플랜지(10)에 결합되고, 상기 결합위치를 원점으로 하여 링크의 타단에 형성된 프로브(140)가 기준플랜지 및 연결플랜지의 계측점들을 접촉하여 3차원 상대 좌표들을 생성하고,
상기 프로브(140)의 계측점에 프로브(140)의 접촉을 안내하기 위해 설치된 계측점 안내수단(170)은, 플랜지의 볼트공 중심축에 일치되는 안내홈(172)을 형성하는 접촉플레이트(171)와 상기 접촉플레이트(171)의 저면 중심에 연장되어 플랜지의 볼트공을 관통하는 축부재(173) 및 상기 볼트공 반대측에서 축부재(173)와 나사 결합되는 원뿔형 고정너트(174);를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다 관절 계측장치.
One end of the articulated link is coupled to the reference flange 10, and the probe 140 formed at the other end of the link using the coupling position as the origin makes contact with the measurement points of the reference flange and the connecting flange to generate three-dimensional relative coordinates. ,
The measuring point guide means 170 installed to guide the contact of the probe 140 to the measuring point of the probe 140 includes a contact plate 171 forming a guide groove 172 corresponding to the central axis of the bolt hole of the flange. And a shaft member 173 extending to the center of the bottom surface of the contact plate 171 and penetrating the bolt hole of the flange, and a conical fixing nut 174 which is screwed with the shaft member 173 on the opposite side of the bolt hole. Portable multi-joint measuring device for pipe control tube shape measurement.
기준플랜지(10)의 볼트공(11)에 축 결합되는 플랜지 고정수단(110);
상기 플랜지 고정수단(110)에 결합되는 제1링크(121);
상기 제1링크(121)의 타단에 연결되어 로테이션 운동되는 제1관절부(131);
상기 제1관절부(131)에 연결되어 각 운동되는 제2관절부(132);
상기 제2관절부(132)에 연결되는 제2링크(122);
상기 제2링크(122)에 연결되어 각 운동되는 제3관절부(133);
상기 제3관절부(133)에 연결되는 제3링크(123);
상기 제3링크(123)의 길이방향에 연장되어 계측점에 접촉하는 프로브(140);
상기 제1, 2, 3관절부(131)(132)(133)의 회전량 측정을 위해 설치되는 제1, 2, 3 회전각센서(151)(152)(153); 및 상기 제1, 2, 3 회전각센서(151)(152)(153)의 측정값을 통해 프로브(140)의 3차원 좌표를 계산하는 제어부(160);를 포함하고,
상기 프로브(140)의 계측점에 프로브(140)의 접촉을 안내하기 위해 설치된 계측점 안내수단(170)은 플랜지의 볼트공 중심축에 일치되는 안내홈(172)을 형성하는 접촉플레이트(171)와 상기 접촉플레이트(171)의 저면 중심에 연장되어 플랜지의 볼트공을 관통하는 축부재(173) 및 상기 볼트공 반대측에서 축부재(173)와 나사 결합되는 원뿔형 고정너트(174)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다 관절 계측장치.
Flange fixing means 110 axially coupled to the bolt hole 11 of the reference flange 10;
A first link 121 coupled to the flange fixing means 110;
A first joint part 131 connected to the other end of the first link 121 and configured to rotate;
A second joint part 132 connected to the first joint part 131 and each movement;
A second link 122 connected to the second joint 132;
A third joint part 133 connected to the second link 122 and operatively moved;
A third link 123 connected to the third joint 133;
A probe 140 extending in the longitudinal direction of the third link 123 to contact the measurement point;
First, second and third rotation angle sensors 151, 152 and 153 which are installed to measure the amount of rotation of the first, second and third joints 131, 132 and 133; And a controller 160 that calculates three-dimensional coordinates of the probe 140 based on the measured values of the first, second, and third rotation angle sensors 151, 152, 153.
The measuring point guide means 170 installed to guide the contact of the probe 140 to the measuring point of the probe 140 includes a contact plate 171 forming a guide groove 172 that matches the central axis of the bolt hole of the flange. A shaft member 173 extending in the center of the bottom surface of the contact plate 171 and penetrating the bolt hole of the flange and a conical fixing nut 174 which is screwed with the shaft member 173 at the opposite side of the bolt hole. Portable multi-joint measuring device for measuring the shape of pipe adjusters.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 플랜지 고정수단(110)은,
제1링크(121)의 일측단에 결합되어 기준플랜지(10)의 볼트공(11)을 관통하는 축부재(111) 및 상기 볼트공(11) 반대측에서 축부재(111)와 나사 결합되는 원뿔형 고정너트(113)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다 관절 계측장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The flange fixing means 110,
A shaft member 111 coupled to one end of the first link 121 and penetrating the bolt hole 11 of the reference flange 10 and a conical screw screwed to the shaft member 111 opposite the bolt hole 11. Portable multi-joint measuring device for measuring pipe adjuster shape, characterized in that the fixing nut 113.
제2항에 있어서,
상기 제1, 2, 3관절부(131)(132)(133)에는 각각 회전량 측정을 위한 제1, 2, 3 회전각센서(151)(152)(153)가 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다 관절 계측장치.
3. The method of claim 2,
The first, second, and third joint parts 131, 132, and 133 may be provided with first, second, and third rotation angle sensors 151, 152, and 153 for measuring the amount of rotation, respectively. Portable multi-joint measuring device for measuring tube geometry.
삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 제어부(160)를 제1링크(121) 내부에 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 조정관 형상 측정을 위한 포터블 다 관절 계측장치.




3. The method of claim 2,
Portable multi-joint measuring device for measuring the shape of the pipe adjuster, characterized in that the control unit 160 is installed in the first link (121).




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