KR101468473B1 - Contact type probe device for coordinate measuring machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3차원 측정장치용 접촉식 프로브에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 3차원 측정장치에서 프로브의 스타일러스에 관통공을 형성시켰기 때문에, 끝단의 프로브팁이 피측정물에 접촉하는 힘은 센서부 측으로 전달되되, 일정 수준 이상의 힘이 가해질 경우에는 스타일러스가 파손되어 민감한 센서부에 과부하가 걸리는 것을 예방해줄 수 있다.According to the present invention, since the through hole is formed in the stylus of the probe in the three-dimensional measuring device, the force of the tip of the probe tip in contact with the object to be measured contacts the probe When a force of a certain level or more is applied, the stylus is broken and the overload of the sensitive sensor unit can be prevented.
Description
본 발명은 3차원 측정장치용 접촉식 프로브에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 피측정물을 측정할 시 센서부를 보호해주기 위한 기술에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact type probe for a three-dimensional measurement device, and more particularly, to a technique for protecting a sensor part when measuring an object to be measured.
3차원 측정기(또는 3차원 좌표측정기라고 함, CMM : Coordinate Measuring Machine)는 물체의 형상을 빠르고 정확하게 측정하여 피측정물의 형상 정보를 3차원 공간 좌표 형태로 얻는 장비로, 가공된 제품이나 부품의 형상 측정 결과를 설계된 형상치수와 비교하여 가공정밀도를 평가하는데 이용하거나 도면 등의 설계 자료가 없는 제품의 역설계 등에 이용되는 측정 장비이다.The CMM (Coordinate Measuring Machine) is a device that measures the shape of an object quickly and accurately and obtains the shape information of the object in three-dimensional space coordinates. The shape of the processed product or part It is a measuring instrument used for evaluating the machining accuracy by comparing the measured result with the designed dimension, or for the reverse design of the product without design data such as drawings.
3차원 측정장치의 측정방식은 접촉식 프로브를 이용하는 접촉식과, 레이저 간섭계나 CCD 카메라 등을 이용하는 비접촉식 방식으로 구분된다.The measurement method of the three-dimensional measuring apparatus is classified into a contact type using a contact type probe and a non-contact type using a laser interferometer or a CCD camera.
2차원 평면영역에서의 단면을 측정할 경우에는 비접촉식 프로브가 주로 이용되고, 3차원의 형상 정보를 얻고자 하는 경우에는, 프로브 끝이 피측정물에 접촉하는 순간을 감지하고 신호를 발생시키면 그 위치에서의 프로브 위치를 좌표값으로 읽어들이는 접촉식 측정 방식이 주로 사용된다.In the case of measuring three-dimensional shape information, a non-contact probe is mainly used to measure a cross section in a two-dimensional plane region. When a probe tip senses an instant of contact with a measured object and generates a signal, A contact type measurement method in which the position of the probe at the probe is read as a coordinate value is mainly used.
이러한 접촉식 측정 방식에서, 프로브 끝이 피측정물에 접촉하는 순간을 감지하는 방식으로는 선형가변 자동변압계를 이용하는 방식, 스캐닝 방식 및 스위칭 방식 등이 있다.In this contact type measuring method, there are a method using a linear variable automatic transformer, a scanning method, and a switching method in which the moment when the probe tip contacts the object to be measured is detected.
각각의 경우마다 힘을 감지하고 신호를 출력하는 방식은 다르지만, 프로브 끝단의 프로브팁이 피측정물에 접촉하면 그 힘을 스타일러스를 통해 센서 측으로 전달하는 방식은 동일하다.In each case, the method of sensing the force and outputting the signal is different. However, when the probe tip of the probe tip contacts the object to be measured, the force is transmitted to the sensor side through the stylus in the same manner.
이때 감지된 힘을 통해 좌표 연산을 위한 신호를 출력하는 센서는 매우 민감하게 설계되며 가격 또한 고가이다. 하지만 프로브팁이 피측정물에 강한 힘으로 닿는다면 센서에 과부하가 걸려 오작동할 우려가 있다.In this case, the sensor that outputs the signal for coordinate calculation through the sensed force is very sensitive and the price is also high. However, if the probe tip touches the object under a strong force, it may overload the sensor and cause a malfunction.
즉 프로브팁이 피측정물에 접촉하는 힘이 전달되긴 해야하지만, 일정 수준 이상의 힘 전달은 차단해야 하는 기술이 필요하다.
That is, although the force of contact of the probe tip with the object to be measured must be transmitted, a technique of blocking the force transmission of a certain level or more is required.
한편 3차원 측정장치와 관련된 종래 기술로는 대한민국등록특허 제10-0605058호 등이 있다.
On the other hand, Korean Patent Registration No. 10-0605058 and the like are known as a related art related to a three-dimensional measuring device.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 프로브의 스타일러스에 관통공을 형성시킴으로써, 끝단의 프로브팁이 피측정물에 접촉하는 힘은 센서부 측으로 전달하되, 일정 수준 이상의 힘이 가해질 경우에는 스타일러스가 파손되도록 하여 민감한 센서부에 과부하가 걸리는 것을 예방해줄 수 있는 3차원 측정장치용 접촉식 프로브를 제공하는 데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a probe having a through hole in a stylus of a probe, Dimensional probe, which can prevent the stylus from being damaged when the force is applied, thereby preventing the sensitive sensor unit from being overloaded.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 측정장치용 접촉식 프로브는, 피측정물의 표면에 접촉되는 프로브팁; 상기 프로브팁과 연결되어 상기 프로브팁이 상기 피측정물의 표면에 접촉되는 힘을 전달하는 스타일러스; 및 상기 스타일러스와 연결되어 상기 스타일러스로부터 상기 프로브팁이 상기 피측정물의 표면에 접촉된 힘을 전달받아 3차원 좌표 연산을 위한 신호를 출력하는 센서부;를 포함하되, 상기 스타일러스의 일 지점에는 상기 스타일러스의 길이 방향과 수직하게 관통공이 형성되어 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a contact probe for a three-dimensional measuring apparatus, comprising: a probe tip contacting a surface of a measured object; A stylus connected to the probe tip for transmitting a force that the probe tip contacts the surface of the object to be measured; And a sensor unit coupled to the stylus to receive a force from the stylus in contact with the surface of the object to be measured, and to output a signal for three-dimensional coordinate calculation, And a through hole is formed perpendicularly to the longitudinal direction.
여기서, 상기 스타일러스에는 제1관통공과 제2관통공이 서로 수직으로 교차하도록 형성될 수 있다.Here, the first through hole and the second through hole may be formed in the stylus so as to cross each other at right angles.
또한 상기 스타일러스는 상기 센서부에 교체 가능하게 결합될 수 있다.
The stylus may be interchangeably coupled to the sensor unit.
본 발명에 따른 3차원 측정장치용 접촉식 프로브에 의하면, 스타일러스 끝단에 연결된 프로브팁이 피측정물에 접촉할 때의 미세한 힘은 그대로 스타일러스를 통해 센서부 측으로 전달되도록 함으로써 센서부에서 접촉을 감지하고 좌표 연산을 위한 신호를 출력할 수 있되, 프로브팁이 피측정물과 접촉하는 힘이 일정 수준을 넘어서면 스타일러스에 관통공이 형성된 지점이 파손되면서 과도한 힘이 센서부 측으로 전달되는 것이 차단된다. 따라서 민감하게 설계된 센서부에 과부하가 걸려 오작동이 발생하는 것을 방지해줄 수 있다.
According to the contact probe for a three-dimensional measuring apparatus according to the present invention, the minute force when the probe tip is connected to the object to be measured, which is connected to the tip of the stylus, is directly transmitted to the sensor unit through the stylus, A signal for coordinate calculation can be output. If the force of the probe tip contacting the measured object exceeds a certain level, the point where the through hole is formed in the stylus is broken, and excessive force is blocked from being transmitted to the sensor portion. Therefore, the sensor unit designed to be sensitive can be overloaded to prevent malfunctions.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 측정장치용 접촉식 프로브가 장착된 3차원 측정장치를 설명하기 위한 도면.
도2는 도1에 도시된 3차원 측정장치에서 프로브를 측면에서 바라본 도면.
도3은 도1에 도시된 3차원 측정장치에서 프로브의 스타일러스에 형성된 관통공을 설명하기 위한 사시도.
도4는 도3에 도시된 프로브에서 스타일러스의 관통공 형성 지점을 절단한 단면도.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 프로브에서 스타일러스가 횡방향 힘에 의해 파손되는 상황을 설명하기 위한 도면.
도6은 동일한 단면적일 때 횡방향 부하에 대한 강성의 차이를 설명하기 위한 도면.
도7은 스타일러스에 수직한 힘이 작용하였을 때의 저항력 차이를 설명하기 위한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view for explaining a three-dimensional measuring apparatus equipped with a touch probe for a three-dimensional measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a side view of the probe in the three-dimensional measuring apparatus shown in Fig. 1;
3 is a perspective view for explaining a through hole formed in a stylus of a probe in the three-dimensional measurement apparatus shown in FIG. 1;
Fig. 4 is a cross-sectional view of the stylus in the probe shown in Fig. 3 taken along the through-hole forming point; Fig.
5 is a view for explaining a situation where a stylus is broken by a lateral force in a probe according to an embodiment of the present invention;
6 is a view for explaining a difference in rigidity with respect to a lateral load when the cross-sectional area is the same;
7 is a view for explaining a resistance difference when a force perpendicular to the stylus acts.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, some configurations which are not related to the gist of the present invention may be omitted or compressed, but the configurations omitted are not necessarily those not necessary in the present invention, and they may be combined by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. .
도1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 측정장치용 접촉식 프로브가 장착된 3차원 측정장치를 설명하기 위한 도면이다. 도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 3차원 측정장치(1)는 작업대(2), 3차원이송수단(3) 및 접촉식 프로브(4)를 포함한다.1 is a view for explaining a three-dimensional measuring apparatus equipped with a touch probe for a three-dimensional measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a three-dimensional measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a work table 2, a three-dimensional transfer means 3, and a
작업대(2)는 피측정물(100)이 올려지는 테이블 형태이며, 피측정물(100)이 움직이지 못하도록 고정시키는 수단이 별도로 더 구비될 수도 있다.The work table 2 is in the form of a table on which the measured
작업대(2) 상부에는 3차원이송수단(3)이 마련되어 있으며, 3차원이송수단(3)에 접촉식 프로브(4)가 장착되어 있다. 따라서 3차원이송수단(3)이 접촉식 프로브(4)를 피측정물(100) 표면을 따라 X축, Y축, Z축으로 이송시켜 피측정물(100)의 외형을 측정하게 된다.A three-dimensional transfer means 3 is provided on the upper part of the work table 2 and a
이러한 3차원이송수단(3)은 운용자의 조작을 기반으로 또는 미리 프로그래밍된 바에 따라 접촉식 프로브(4)가 이송되도록 하는 제어수단(미도시)의 통제하에 동작된다.This three-dimensional transfer means 3 is operated under the control of a control means (not shown) which causes the
3차원이송수단(3)에 장착된 프로브(4)는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 센서부(10), 스타일러스(5) 및 프로브팁(9)으로 이루어진다.The
센서부(10)는 3차원이송수단(3)에 고정되어 프로브팁(9)과 스타일러스(5)를 통해 전달되는 힘을 감지하고 3차원 좌표 연산을 위한 신호를 출력한다.The
즉 별도의 연산수단(미도시)이 3차원이송수단(3)를 제어하는 제어수단의 출력 데이터와, 센서부(10)에서 출력되는 신호를 기반으로 좌표를 연산하고, 연산된 데이터에 의해 출력수단(미도시)이 수치 또는 이미지 형태로 측정 결과를 화면 출력하는 것이다.That is, a separate calculation means (not shown) calculates coordinates based on the output data of the control means for controlling the three-dimensional transfer means 3 and the signal output from the
스타일러스(5)로부터 힘을 전달받아 좌표 연산을 위한 신호를 출력하는 센서부(10)는 선형가변 자동변압계 방식, 스위칭 방식 및 스캐닝 방식 등으로 구현될 수 있다.The
선형가변 자동변압계(LVDT, Linear Variable Differential Transformer)를 이용한 방식은 솔레노이드 코일이 튜브 주변에 위치해 있고, 실린더 형태의 자석 코어가 튜브 중심을 따라 이동하여 측정 대상의 위치값을 알려주는 방식이다. 이러한 선형가변 자동변압계를 이용한 방식에서는 일정한 힘으로 스캐닝이 가능하도록 측정력을 제어해야하며, 단시간에 매우 많은 양의 측정데이터를 얻을 수 있어서 곡면 측정이나 기어 측정에 적합하다. 또한 측정속도와 측정정밀도는 반비례하기 때문에 높은 정밀도를 얻기 위해서는 측정속도를 낮추어야 한다.A method using a linear variable differential transformer (LVDT) is a method in which a solenoid coil is located around a tube, and a cylindrical magnetic core moves along the center of the tube to indicate the position of the object to be measured. In this method using a linear variable automatic transformer, it is necessary to control the measuring force so that it can be scanned with a constant force, and it is possible to obtain a very large amount of measurement data in a short time, which is suitable for curved surface measurement or gear measurement. Also, since the measurement speed is inversely proportional to the measurement accuracy, the measurement speed must be lowered in order to obtain high accuracy.
스위칭 방식은 3개의 기계적 접점이 120도 각도를 가지도록 구현하며, 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 접촉하면 접점이 열리면서 신호를 발생시키고, 복원스프링이나 와이어를 이용하여 다시 닫는 방식이다.In the switching method, three mechanical contacts are formed to have an angle of 120 degrees. When the
스캐닝 방식은 인덕턴스 신호를 이용하여 좌표연산을 위한 신호를 출력하는 방식이다.The scanning method is a method of outputting a signal for coordinate calculation by using an inductance signal.
이러한 센서부(10)의 중앙에 아래로 길게 형성된 스타일러스(5)가 결합되고, 스타일러스(5)의 하단에는 외부의 힘을 직접 받는 프로브팁(9)이 연결된다.A
프로브팁(9)은 피측정물(100)과 접촉하여 스타일러스(5)로 힘을 전달할 수 있는 형상이면 어떠한 형상이어도 무관하나, 본 실시예에서는 자유도가 높은 구 형태의 프로브팁(9)을 도시하였다.The
이렇게 3차원이송수단(3)에 의해 접촉식 프로브(4)의 하단 끝에 마련된 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 접촉하게 되면, 접촉된 힘이 스타일러스(5)를 통해 센서부(10)로 전달되어 좌표 연산이 이루어 지는 것인데, 이때 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 과도하게 강한 힘으로 접촉되면 센서부(10)가 오작동을 일으킬 수가 있다.When the
이를 위해 본 실시예에서의 도3에 도시된 바와 같이 스타일러스(5)의 소정 높이에 관통공(6,7)이 형성되어 있다. 이때 관통공(6,7)은 스타일러스(5)의 길이 방향에 수직하게 한쪽 측면에서 반대쪽 측면을 관통하여 형성되어 있으며, 제1관통공(6)과 제2관통공(7)이 서로 직교하도록 설계된다. 즉 관통공(6,7)이 형성된 지점의 스타일러스(5) 단면이 도시된 도4를 참조하면, 관통공(6,7)이 형성된 지점에서는 상하 및 좌우가 관통공(6,7)에 의해 비어 있고 나머지 부분의 면적만 남게된다. 따라서 스타일러스(5)의 다른 지점에 비해 연결면적이 적어서 쉽게 부러질 수 있다.For this purpose, as shown in FIG. 3 in this embodiment, through
즉 도5의 (a)에서처럼 3차원이송수단(3)이 접촉식 프로브(4)를 이송시켜 피측정물(100)의 표면에 프로브팁(9)이 초기 접촉하도록 한 이후 미세한 이동이 더 일어나면, 도5의 (b)에서처럼 프로브팁(9)은 피측정물(100)의 표면에 접촉을 유지한 상태로 스타일러스(5)가 미세하게 휘어지면서, 프로브팁(9)에서 접촉한 힘이 스타일러스(5)를 통해 센서부(10)로 전달되는 것이다. 따라서 센서부(10)는 프로브팁(9)과 스타일러스(5)를 통해 접촉힘을 전달받아 좌표 연산을 위한 신호를 출력할 수 있다.That is, as shown in FIG. 5 (a), when the three-dimensional transfer means 3 transfers the
그러나 3차원이송수단(3)이 피측정물(100)을 향해 더 이송하게 된다면, 스타일러스(5)에는 일정 수준 이상의 접촉힘이 전달되는데, 이 때 다른 지점보다 좁은 면적을 통해 연결되어 있는 스타일러스(5)의 관통공(6,7) 형성지점은 그 힘을 버티지 못하고 도5의 (c)에서처럼 부러지게 되는 것이다. 따라서 일정 수준 이상의 힘이 스타일러스(5)를 통해 센서부(10)로 전달되어, 센서부(10)가 오작동하는 것이 방지될 수가 있다.However, if the three-dimensional transfer means 3 is further moved toward the
물론 스타일러스(5)는 센서부(10)에 교체 가능하게 결합될 수 있기 때문에, 고가의 센서부(10)를 보호한 상태에서 스타일러스(5)만 새것으로 교체하여 측정 작업은 계속적으로 수행할 수 있다.Of course, since the
이때 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 접촉하였을 시 스타일러스(5)가 쉽게 부러지도록 하기 위해서는 스타일러스(5) 자체의 단면적을 좁게 설계하거나, 스타일러스(5)의 특정 지점 주변을 파내어 단면적을 줄이는 방법이 있을 수도 있다.In order to easily break the
하지만 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 접촉된 최소한의 힘은 스타일러스(5)를 통해 센서부(10)로 전달되어야만 좌표 연산이 가능하기 때문에, 스타일러스(5)를 무작정 얇게 제작하여서는 안된다.However, since the minimum force with which the
도6은 스타일러스(5) 단면적에 따른 외부 힘에 대한 저항력을 설명하기 위한 도면이다. 도6의 (a)는 스타일러스의 단면적(8')이 A가 되도록 얇게 제조한 상태의 단면을 도시한 것이고, 도6의 (b)는 스타일러스(5)에 교차하는 관통공(6,7)을 형성시킨 본 발명의 실시예에 따른 단면을 도시한 것이다.6 is a view for explaining the resistance against an external force according to the cross-sectional area of the
본 실시예에서는 관통공(6,7) 지점의 단면 부분이 내부는 비어 있고 둘레의 4 부분에만 단면적(8)이 채워져 있다. 즉 도6의 (a)에서 얇게 채워진 면적(8') A와 동일하게 도6의 (b)에서도 둘레 부분의 면적(8)이 A가 된다. 면적은 동일하지만, 도6의 (a)에서의 면적(8')을 이루는 최외곽 거리(l)보다 도6의 (b)에서의 면적(8)을 이루는 최외곽 거리(L)가 더 길다. 즉 중심으로부터 먼 곳에 면적이 위치하도록 구현되었기 때문에 도6의 (b) 형태가 도6의 (a)보다 '단면 2차 모멘트'가 더 클 수 밖에 없으며, 이에 따라 횡방향 부하에 대한 강성은 더욱 커지게 되는 것이다. 이는 건축에서 단면적은 적지만 '단면 2차 모멘트'는 크게 하여 횡방향 부하에 대한 강성을 키운 H빔을 사용하는 것과 같은 원리이다.In the present embodiment, the cross-sectional area at the point of the through
하지만 도6의 (a)에서는 동일한 단면적이라 하더라도 중심으로부터 최외곽까지의 거리가 짧기 때문에 단면 2차 모멘트가 작아 횡방향 부하에 대한 강성이 매우 약하다. 따라서 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 접촉한 힘을 센서부(10) 측으로 전달하기도 전에 스타일러스가 부러져서 측정이 불가능할 가능성이 큰 것이다. 반면 본 실시예에서와 같이 스타일러스(5)에 교차하는 관통공(6,7)을 형성시켜 단면 2차 모멘트를 크게 설계한다면 동일한 연결 면적이라 하더라도 횡방향 부하에 대한 강성이 커서 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 접촉한 힘은 센서부(10) 측으로 전달하는 것이 가능하다.However, in FIG. 6 (a), since the distance from the center to the outermost side is short even with the same cross-sectional area, the stiffness with respect to the transverse load is very weak because the moment of inertia is small. Therefore, there is a high possibility that measurement can not be performed because the stylus breaks before the force of the
물론 관통공(6,7) 지점의 연결 면적이 작기 때문에 힘 감지 이후의 과도한 힘이 작용한다면 관통공(6,7) 형성 지점이 부러지게 되고 센서부(10)로 과도한 힘이 전달되는 것은 차단된다.Since the connection area of the through
한편 접촉식 프로브(4)는 피측정물(100)의 표면에 접촉하기 위해 제어수단(미도시)의 제어에 의해 프로브(4)가 Z축 방향으로 하강하게 된다. 이때 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 닿게 되면 스타일러스(5)를 통해 수직한 힘이 센서부(10)로 전달된다.On the other hand, the
하지만 접촉식 프로브(4)가 하강하여 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 접촉하였다는 최소한의 힘만 센서부(10)에 전달되면 되지만, Z축으로 과도한 힘이 가해진다면 센서부(10)에 무리를 주게 된다. 이때에도 스타일러스(5)는 일정 수준의 힘 이상에서는 파손되는 것이 바람직하다.However, when the
도7은 스타일러스의 형태에 따라 수직한 힘이 작용하였을 때의 저항력 차이를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the resistance difference when a vertical force acts on the stylus according to the shape of the stylus.
도7의 (a)에서와 같이 스타일러스 일지점의 둘레부분이 패인 형태에서는 스타일러스의 길이 방향 힘이 작용하더라도 패인 부분의 두께가 두껍기 때문에 좌굴 붕괴가 일어나지 않는다. 즉 압축 하중에 대한 힘이 그대로 센서부(10)에 전달되어 센서부(10)에 과부하가 걸릴 수 있는 것이다. 그렇다고 스타일러스의 둘레부분을 더욱 많이 파낸다면 압축 하중에 의한 좌굴 붕괴는 쉽게 일어날 수 있겠지만, 횡방향 힘에 대한 저항력이 매우 약해져서, 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 측면으로 접촉하였을 경우의 힘을 아예 전달하지 못하게 된다.As shown in FIG. 7 (a), in the case where the circumferential portion of the point of the stylus is depressed, the buckling collapse does not occur because the thickness of the depressed portion is thick even if the longitudinal force acts on the stylus. That is, the force against the compression load is directly transmitted to the
하지만 도7의 (b)에서와 같이 스타일러스(5)를 관통하도록 관통공(6,7)을 형성시킨다면, 그 지점에는 좌우측으로 얇은 연결 지점만 남게된다. 따라서 압축 하중에 대하여 변형이 쉽게 진행됨으로써 좌굴 붕괴가 잘 일어난다. 즉 프로브(4)가 하강하여 피측정물(100)의 표면에 접촉하였을 때의 힘은 스타일러스(5)를 통해 센서부(10)로 전달되지만, 그 이상의 힘이 가해질 경우에는 관통공(6,7) 형성 지점에서 좌굴 붕괴가 일어나 스타일러스(5)가 파손됨으로써 센서부(10)로 과도한 힘이 전달되는 것이 차단되는 것이다.However, if the through
또한 스타일러스(5)의 관통공(6,7) 형성 지점에서의 연결 면적의 작지만, 앞서 설명한 바와 같이 중심으로부터 먼 곳에 면적이 분포하기 때문에, 단면 2차 모멘트가 커서 횡방향 부하에 대한 강성이 높아 측면 접촉에 대한 힘 전달은 충분히 가능하다.
Also, as described above, since the connecting area at the point where the through
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 측정장치(1)용 접촉식 프로브(4)에 의하면, 스타일러스(5) 끝단에 연결된 프로브팁(9)이 피측정물(100)에 접촉할 때의 미세한 힘은 그대로 스타일러스(5)를 통해 센서부(10) 측으로 전달되도록 함으로써, 센서부(10)에서 접촉을 감지하고 좌표 연산을 위한 신호를 출력할 수 있되, 프로브팁(9)이 피측정물(100)과 접촉하는 힘이 일정 수준을 넘어서면 스타일러스(5)에 관통공이 형성된 지점이 파손되면서 과도한 힘이 센서부(10) 측으로 전달되는 것이 차단된다. 따라서 민감하게 설계된 센서부(10)에 과부하가 걸려 오작동이 발생하는 것을 방지해줄 수 있다.
As described above in detail, according to the
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
The foregoing description of the preferred embodiments of the present invention has been presented for the purpose of illustration and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible within the spirit and scope of the invention, And additions should be considered as falling within the scope of the claims of the present invention.
1 : 3차원 측정장치
2 : 작업대
3 : 3차원이송수단
4 : 프로브
5 : 스타일러스
6 : 제1관통공
7 : 제2관통공
8,8' : 스타일러스 단면
9 : 프로브팁
10 : 센서부
100 : 피측정물1: 3D measuring device
2: Workbench
3: Three-dimensional conveying means
4: Probe
5: Stylus
6: First through hole
7: Second through hole
8,8 ': Stylus section
9: Probe tip
10: Sensor unit
100: measured object
Claims (3)
상기 프로브팁과 연결되어 상기 프로브팁이 상기 피측정물의 표면에 접촉되는 힘을 전달하는 스타일러스; 및
상기 스타일러스와 연결되어 상기 스타일러스로부터 상기 프로브팁이 상기 피측정물의 표면에 접촉된 힘을 전달받아 3차원 좌표 연산을 위한 신호를 출력하는 센서부;를 포함하고,
상기 스타일러스의 일 지점에는 상기 스타일러스의 길이 방향과 수직한 방향이면서 동시에 서로 직교하는 제1관통공과 제2관통공이 형성되어 있어서, 상기 제1관통공과 제2관통공이 형성된 지점은 다른 지점에 비해 연결면적이 적어 일정 수준 이상의 접촉힘이 전달되면 부러짐으로써 상기 센서부로 과도한 힘이 전달되는 것이 차단되되, 상기 연결면적은 상기 스타일러스의 중심으로부터 멀리 떨어진 둘레의 4 부분에만 형성되어 있어서 단면 2차 모멘트가 증가하여, 횡방향 부하에 대한 강성이 향상되는 것을 특징으로 하는 3차원 측정장치용 접촉식 프로브.
A probe tip contacting the surface of the object to be measured; And
A stylus connected to the probe tip for transmitting a force that the probe tip contacts the surface of the object to be measured; And
And a sensor unit connected to the stylus to receive a force that the probe tip contacts with the surface of the object to be measured from the stylus, and to output a signal for three-dimensional coordinate calculation,
Wherein a first through hole and a second through hole are formed at one point of the stylus perpendicularly to the longitudinal direction of the stylus and perpendicular to each other, When the contact force of a predetermined level or more is transmitted, the excessive force is prevented from being transmitted to the sensor unit due to breakage, and the connection area is formed only in the four peripheral portions far from the center of the stylus, , And the rigidity against the lateral load is improved.
상기 스타일러스는 상기 센서부에 교체 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 3차원 측정장치용 접촉식 프로브.
The method according to claim 1,
Wherein the stylus is replaceably coupled to the sensor unit.
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