KR101367156B1

KR101367156B1 - 3차원 측정 시스템 및 3차원 측정 방법

Info

Publication number: KR101367156B1
Application number: KR1020120023531A
Authority: KR
Inventors: 허두권
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2014-02-26
Also published as: KR20130102350A

Abstract

본 발명은 바닥면에 대하여 경사지게 형성되는 중공부를 구비하는 대상장치와, 평면 형상으로 이루어지고 상기 중공부를 덮도록 장착되는 지그(jig), 및 상기 지그와 접촉하여 상기 중공부와 관련된 치수를 측정하도록 이루어지는 측정장치를 포함하는 3차원 측정 시스템, 그리고 3차원 측정 방법을 제공한다.

Description

3차원 측정 시스템 및 3차원 측정 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING THREE-DIMENSIONAL PROFILE}

본 발명은 중공부와 관련된 치수를 측정할 수 있는 3차원 측정 시스템 및 3차원 측정 방법에 관한 것이다.

기계 가공에 있어서 치수대로 정확하게 제품을 다듬질해 내기는 매우 어려운 일이다. 가공 환경, 가공 방법, 재료의 특성 등에 의한 오차 발생 요인으로 인하여 실제 제품의 치수는 도면 상의 치수와 달라지게 된다.

이러한 오차로 인하여 도면 상의 치수를 바탕으로 작업을 수행하는 것은 최종 제품의 정확성이 떨어지고, 불량이 발생하는 문제점을 야기한다. 특히, 중공부와 관련된 치수(예를 들어, 중공부와 다른 부분 간의 각도, 거리 등)를 측정하기 위한 경우, 중공부의 중심은 허공에 있으므로, 가상의 중심을 바탕으로 상기 치수를 측정하는 것은 사실상 불가능하다.

이를 이유로 기존에는 작업자가 도면에 있는 치수를 사용하고, 다이얼 게이지로 상기 치수를 확인하는 작업을 거쳤다. 그러나 이는 실제 제품으로부터 측정된 정확한 치수가 아니므로, 최종 제품의 품질 문제, 치수 확인 작업으로 인한 시간 소요 및 생산성 저하 등의 문제를 야기한다.

본 발명은 중공부와 관련된 실제 제품의 정확한 치수를 측정할 수 있는 3차원 측정 시스템 및 3차원 측정 방법을 제안하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 3차원 측정 시스템은 바닥면에 대하여 경사지게 형성되는 중공부를 구비하는 대상장치와, 평면 형상으로 이루어지고 상기 중공부를 덮도록 장착되는 지그(jig), 및 상기 지그와 접촉하여 상기 중공부와 관련된 치수를 측정하도록 이루어지는 측정장치를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 대상장치에는 상기 중공부의 외주면을 따라 리세스되는 면삭부가 형성되며, 상기 지그는 상기 면삭부에 안착되도록 이루어진다. 상기 면삭부의 리세스되는 두께는 상기 지그의 두께에 대응되게 이루어질 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 지그는 중심부에서 경사지게 돌출되고 상기 중공부에 장착시 상기 바닥면에 대하여 수직하게 배치되는 돌출부를 포함한다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 대상장치는 가스 터빈의 압축기 연소기 실린더(Compressor Combustor Cylinder)가 될 수 있다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 바닥면에 대하여 경사지게 형성되는 중공부를 구비하는 대상장치의 상기 중공부와 관련된 치수를 측정하는 방법에 있어서, 상기 중공부의 외주면을 따라 면삭부를 형성하는 단계와, 상기 중공부를 덮도록 상기 면삭부에 평면 형상의 지그를 장착하는 단계, 및 측정장치를 상기 지그의 중심부와 접촉시킴으로써 상기 중공부와 관련된 치수를 측정하는 단계를 포함하는 3차원 측정 방법을 제안한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 지그는 바닥면에 대하여 경사지게 형성되는 중공부를 덮도록 장착되고, 측정장치는 지그의 중심부와 접촉하여 중공부와 관련된 치수를 측정하도록 이루어지므로, 실제 제품의 중공부와 다른 부분 간의 각도, 거리 등의 치수를 정확히 측정할 수 있다.

아울러, 이러한 3차원 측정 시스템 및 3차원 측정 방법은 가스 터빈의 압축기 연소기 실린더(Compressor Combustor Cylinder)뿐만 아니라, 이와 유사한 구조라면 어디든 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 3차원 측정 시스템 및 3차원 측정 방법을 보인 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 측정장치가 대상장치의 중공부와 관련된 치수를 측정하는 것을 보인 개념도.
도 3은 도 2에 도시된 지그의 다른 일 예를 보인 사시도.

이하, 본 발명에 관련된 3차원 측정 시스템 및 3차원 측정 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명과 관련된 3차원 측정 시스템(10) 및 3차원 측정 방법을 보인 순서도이다.

도 1을 참조하면, 3차원 측정 시스템(10)은 대상장치(100), 지그(jig, 200) 및 측정장치(300)를 포함한다.

대상장치(100)는 바닥면에 대하여 경사지게 형성되는 중공부(120)를 구비한다. 본 도면에서는 대상장치(100)로서 가스 터빈의 압축기 연소기 실린더(Compressor Combustor Cylinder)를 보이고 있다. 원형 형상의 중공부(120)는 복수개로 형성되어 상기 압축기 연소기 실린더의 경사진 외주면(110)을 따라 배열된다.

상기 압축기 연소기 실린더는 대상장치(100)로 적용 가능한 일 예를 든 것일 뿐, 대상장치(100)가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해서, 기준면(본 실시예의 바닥면)에 대하여 경사지게 형성되는 중공부(120)를 구비하는 장치라면 어느 것이든 대상장치(100)가 될 수 있다.

지그(200)는 3차원 측정을 위해 중공부(120)를 덮도록 배치된다. 지그(200)의 중심(A)은 중공부(120)의 중심에 대응된다. 지그(200)는 중공부(120)에 대응되는 원형의 평면 형상으로 이루어질 수 있으며, 지그(200)에는 중심(A)을 나타내는 별도의 표시가 있을 수 있다. 지그(200)는 무게 감소를 위하여 곳곳에 구멍(200a)이 뚫린 형상을 가질 수 있다.

상기 지그(200)는 측정장치(300)가 중공부(120)와 관련된 치수[예를 들어, 중공부(120)와 다른 부분(B) 간의 각도, 거리 등]를 쉽고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 보조용 기구로 이해될 수 있다. 앞서 발명의 배경이 되는 기술에서 설명한 바와 같이, 중공부(120)의 중심은 허공에 있으므로, 가상의 중심을 바탕으로 상기 치수를 측정하는 것은 사실상 불가능하다. 그러나, 상기 지그(200)를 이용하면 중공부(120)의 가상의 중심을 지그(200)의 실제 중심(A)으로 변경함으로써 상기 치수를 쉽고 정확하게 측정할 수 있다.

측정장치(300)는 지그(200)와 접촉하여 중공부(120)와 관련된 치수를 측정하도록 이루어진다. 예를 들어, 측정장치(300)는 지그(200)의 중심(A)의 좌표 및 압축기 연소기 실린더의 다른 부분(B)의 좌표를 측정하여 중공부(120)와 상기 다른 부분(B) 간의 각도, 거리 등을 계산할 수 있다.

보다 정확한 측정을 위하여, 도시된 바와 같이 대상장치(100)에는 중공부(120)의 외주면(110)을 따라 리세스되는 면삭부(130)가 형성되고, 지그(200)는 상기 면삭부(130)에 안착되도록 이루어질 수 있다. 면삭부(130)의 리세스되는 두께는 지그(200)의 두께에 대응(동일)될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 측정장치(300)가 대상장치(100)의 중공부(120)와 관련된 치수를 측정하는 것을 보인 개념도이다.

도 2를 앞선 도 1과 함께 참조하면, 중공부(120)와 압축기 연소기 실린더의 다른 부분(B) 간의 각도, 거리 등을 측정하기 위해서는 지그(200)의 중심(A)에 대한 정확한 좌표 측정이 이루어져야 한다. 본 발명에서는 지그(200)를 이용하여 중공부(120)의 가상의 중심을 지그(200)의 실제 중심(A)으로 대체함으로써 상기 치수를 쉽고 정확하게 측정하는 방법 및 시스템(10)을 제안한다.

보다 구체적으로, 면삭부(130)는 중공부(120)의 외주면(110)을 따라 리세스되게 형성된다. 평면 원형 형상의 지그(200)는 면삭부(130)에 장착되어 중공부(120)를 덮도록 배치된다.

지그(200)는 제1바디(210)와 제2바디(220)를 포함할 수 있다. 제1바디(210)는 중공부(120)를 덮도록 이루어지고, 면삭부(130)에 장착시 지그(200)의 외부면을 형성한다. 제2바디(220)는 제1바디(210)와 동일한 중심(A)을 가지나 제1바디(210)보다는 작은 반지름을 갖는다. 제2바디(220)는 제1바디(210)가 면삭부(130)에 장착시 중공부(120)에 수용된다.

면삭부(130)의 리세스되는 두께는 지그(200)의 두께와 동일하게 이루어짐으로써, 지그(200)의 장착시 압축기 연소기 실린더의 경사진 외주면(110)과 제1바디(210)의 표면이 연속된 평면을 이룰 수 있도록 한다. 상기 구조에 의하면, 지그(200)의 중심(A)은 중공부(120)의 중심에 대응되게 되고, 제1바디(210)의 표면이 중공부(120)의 가상의 표면을 대체하게 된다. 따라서, 제1바디(210)의 표면에 대한 치수 측정은 중공부(120)에 대한 치수 측정과 동일시 될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 지그(200)의 다른 일 예를 보인 사시도이다. 이하의 설명에서 앞선 실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 3을 참조하면, 지그(200')는 중심(A)에서 경사지게 돌출되는 돌출부(230')를 포함한다. 돌출부(230')는 중공부(120)에 장착시 바닥면에 대하여 수직하게 배치됨으로써, 측정창치, 예를 들어, Center Binder로 데이텀(datum)을 쉽고 정확하게 확인할 수 있도록 한다. 상기 돌출부(230')는 중심(A)에서 회전 가능하게 이루어지거나, 중심(A)에 대한 경사를 조절 가능하게 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 3차원 측정 시스템 및 3차원 측정 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

3차원 측정 시스템: 10, 10' 대상장치: 100
외주면: 110 중공부: 120
면삭부: 130 지그: 200, 200’
구멍: 200a, 200a' 제1바디: 210
제2바디: 220 측정장치: 300
돌출부: 230'

Claims

바닥면에 대하여 경사지게 형성되는 중공부를 구비하는 대상장치;
평면 형상으로 이루어지고, 상기 중공부를 덮도록 장착되는 지그(jig); 및
상기 지그와 접촉하여 상기 중공부와 관련된 치수를 측정하도록 이루어지는 측정장치를 포함하며,
상기 지그는, 중심부에서 경사지게 돌출되고 상기 중공부에 장착시 상기 바닥면에 대하여 수직하게 배치되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 측정 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 대상장치에는 상기 중공부의 외주면을 따라 리세스되는(recessed) 면삭부가 형성되며,
상기 지그는 상기 면삭부에 안착되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 측정 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 면삭부의 리세스되는 두께는 상기 지그의 두께에 대응되는 것을 특징으로 하는 3차원 측정 시스템.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 대상장치는 가스 터빈의 압축기 연소기 실린더(Compressor Combustor Cylinder)인 것을 특징으로 하는 3차원 측정 시스템.
삭제