KR101480229B1

KR101480229B1 - 센터 마운트 및 그를 구비한 볼바 시스템

Info

Publication number: KR101480229B1
Application number: KR20130067247A
Authority: KR
Inventors: 이동목; 김문준; 양승한
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2015-01-09
Also published as: KR20140145255A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 센터 마운트는, 워크피스 볼이 착탈되는 볼소켓과 조립되어 볼바를 지지하는 바디부; 측정 테이블에 장착되며, 상면에는 바디부가 로딩되는 베이스부; 베이스부에 대해 바디부가 고정되도록 바디부를 가압하며, 베이스부에 대해 높이 방향으로 이동 가능한 승강 연동부재를 구비하는 가압력 전달부; 및 베이스부에 회전 가능하게 결합되되 축 중심을 기준으로 편심된 형상을 갖는 회전 캠과, 회전 캠과 접촉 상태를 유지하여 회전 캠의 회전 시 회전 캠의 편심된 형상에 의해 높이 조절됨으로써 승강 연동부재를 승강시키는 캠 접촉부재를 구비하며, 편심된 캠 구조를 이용하여 바디부에 대한 가압부재의 가압력을 조절하는 가압력 조절부;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 편심된 캠 구조를 이용하여 가압력 조절부의 간단한 회전 동작에 의해 바디부의 위치를 정확하면서도 견고하게 위치시킬 수 있어 오차 측정 등의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 바디부의 위치를 고정하는 구조가 간소한 구조로 구현됨으로써 종래에 비해 제조 비용을 줄일 수 있다.

Description

센터 마운트 및 그를 구비한 볼바 시스템{Center mounting apparatus and ballbar system having the same}

센터 마운트 및 그를 구비한 볼바 시스템이 개시된다. 보다 상세하게는, 편심된 캠(cam) 구조를 이용하여 가압력 조절부의 간단한 회전 동작에 의해 바디부의 위치를 정확하면서도 견고하게 위치시킬 수 있어 오차 측정 등의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있는 센터 마운트 및 그를 구비한 볼바 시스템이 개시된다.

일반적으로 다축 제어 시스템의 오차 평가를 위해 볼바 시스템이 활발하게 사용되고 있다. 볼바(ballbar)는 특히 회전 경로에 대한 측정을 기반으로 하는 유연성으로 인해 회전 이송계가 설치된 다축 기계에서 타 측정 장비로는 측정할 수 없는 오차를 측정할 수 있다는 장점을 갖는다.

볼바 시스템으로 오차 측정을 위해서는 회전 경로의 원 중심점에 해당하는 워크피스 볼을 고정하기 위한 고정 장치가 요구된다. 이 때, 볼바 시스템의 오차 측정의 정확성을 향상시키기 위해서, 고정 장치에 워크피스 볼이 정확하게 또한 견고하게 장착되는 것이 중요하다.

그러나, 종래의 볼바 시스템의 고정 장치에 있어서는, 워크피스 볼을 단단히 고정할 수 없는 구조를 가지면서도 일반적으로 해외에서 제조된 상용품이 적용됨으로써 비용 부담도 상당한 한계가 있다. 부연하면, 종래의 고정 장치의 경우 고정 장치에 워크피스 볼을 고정시키기 위한 고정부가 일측에 치우쳐 있어 워크피스 볼을 고정시킬 때 워크피스 볼의 미세한 위치 변동이 발생되며, 따라서 정확한 오차 측정이 어려워질 수 있다.

따라서, 종래에 비해 비용 부담을 줄일 수 있으면서도 워크피스 볼을 정확하게 또한 견고하게 장착시킬 수 있는 고정 장치를 갖는 볼바 시스템의 개발이 요구된다.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 편심된 캠 구조를 이용하여 가압력 조절부의 간단한 회전 동작에 의해 바디부의 위치를 정확하면서도 견고하게 위치시킬 수 있어 오차 측정 등의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있는 센터 마운트 및 그를 구비한 볼바 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 바디부의 위치를 고정하는 구조가 간소한 구조로 구현됨으로써 종래에 비해 제조 비용을 줄일 수 있는 센터 마운트 및 그를 구비한 볼바 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 센터 마운트는, 워크피스 볼이 착탈되는 볼소켓과 조립되어 볼바를 지지하는 바디부; 측정 테이블에 장착되며, 상면에는 상기 바디부가 로딩되는 베이스부; 상기 베이스부에 대해 상기 바디부가 고정되도록 상기 바디부를 가압하며, 상기 베이스부에 대해 높이 방향으로 이동 가능한 승강 연동부재를 구비하는 가압력 전달부; 및 상기 베이스부에 회전 가능하게 결합되되 축 중심을 기준으로 편심된 형상을 갖는 회전 캠과, 상기 회전 캠과 접촉 상태를 유지하여 상기 회전 캠의 회전 시 상기 회전 캠의 편심된 형상에 의해 높이 조절됨으로써 상기 승강 연동부재를 승강시키는 캠 접촉부재를 구비하며, 편심된 캠 구조를 이용하여 상기 바디부에 대한 상기 가압부재의 가압력을 조절하는 가압력 조절부;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 편심된 캠 구조를 이용하여 가압력 조절부의 간단한 회전 동작에 의해 바디부의 위치를 정확하면서도 견고하게 위치시킬 수 있어 오차 측정 등의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 바디부의 위치를 고정하는 구조가 간소한 구조로 구현됨으로써 종래에 비해 제조 비용을 줄일 수 있다.

일측에 따르면, 상기 가압력 조절부는, 상기 캠 접촉부재 및 상기 승강 연동부재 사이에 개재되어 상기 캠 접촉부재의 승강을 상기 승강 연동부재에 전달하면서도 상방으로의 탄성력을 발생시키는 탄성 전달부재를 더 포함할 수 있다.

일측에 따르면, 상기 회전 캠은 축 중심에 비해 편심된 형상을 갖고 상기 캠 접촉부재의 상단면이 선택적으로 접촉되는 편심 구간을 구비하며, 상기 캠 접촉부재에는 중공의 원형을 갖는 상기 탄성 전달부재가 끼워지며, 상기 탄성 전달부재의 하면이 상기 승강 연동부재에 지지될 수 있다.

일측에 따르면, 상기 회전 캠의 일단부에는 상기 회전 캠을 회전시키기 위한 회전 레버가 장착되며, 상기 회전 캠의 타단부에는 상기 베이스부에 대해 상기 회전 캠을 고정시키되 상기 회전 캠의 회전을 가능하도록 고정시키는 캠 고정 클립이 결합될 수 있다.

일측에 따르면, 상기 베이스부는, 상면에는 상기 바디부가 로딩되며, 상기 회전 캠이 제자리 회전 가능하도록 회전홀이 양측벽에 관통 형성된 회전 지지부재를 포함할 수 있다.

일측에 따르면, 상기 베이스부는, 상기 측정 테이블에 착탈 가능하게 결합되며, 영구자석을 구비하는 베이스부재; 및 상기 베이스부재의 상면으로부터 함몰 형성된 함몰홈에 결합되는 돌출 부분을 구비하고 상부에는 상기 회전 지지부재가 결합되는 연결부재를 더 포함할 수 있다.

일측에 따르면, 상기 승강 연동부재에는 상기 연결부재의 상부에 돌출 형성되는 가이드돌기가 관통 결합되어 고정 상태의 상기 연결부재에 대해 상기 승강 연동부재의 승강 동작이 자유롭게 이루어지도록 하는 가이드홀이 형성될 수 있다.

일측에 따르면, 상기 가압력 전달부는, 상기 바디부 및 상기 바디부의 적어도 일부분을 감싸도록 마련되는 케이스; 및 상기 케이스의 승강 동작에 연동되어 상기 바디부를 가압하는 가압부재를 더 포함하며, 상기 승강 연동부재는 상기 케이스의 하단부에서 상기 베이스부의 적어도 일부분이 관통되도록 결합되어 상기 케이스와 함께 상기 베이스부에 대해 높이 방향으로 이동할 수 있다.

일측에 따르면, 상기 케이스는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 커지는 테이퍼(taper)진 형상을 가지며, 상기 가압부재는 상기 케이스의 경사 정도에 대응되는 경사 부분 및 상기 바디부의 형상에 대응되는 직립 부분을 포함할 수 있다.

일측에 따르면, 상기 가압부재가 상기 바디부를 다방향에서 균일하게 가압할 수 있도록 상기 가압부재는 복수 개 구비되어 상기 케이스의 내측에서 상기 바디부의 둘레를 따라 등간격으로 배치될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 볼바 시스템은, 측정 테이블에 장착되어 공작 기계의 오차를 측정 시 기준이 되는 센터 마운트; 상기 센터 마운트에 구비되는 바디부에 조립되는 볼소켓에 착탈 가능한 워크피스 볼이 일단에 결합되고 타단에는 측정을 위한 툴 볼이 결합되는 볼바; 및 상기 툴 볼이 자유 회전 가능하게 결합되는 툴 컵;을 포함하며, 상기 센터 마운트는, 측정 테이블에 장착되며, 상면에는 상기 바디부가 로딩되는 베이스부; 상기 베이스부에 대해 상기 바디부가 고정되도록 상기 바디부를 가압하며, 상기 베이스부에 대해 높이 방향으로 이동 가능한 승강 연동부재를 구비하는 가압력 전달부; 및 상기 베이스부에 회전 가능하게 결합되되 축 중심을 기준으로 편심된 형상을 갖는 회전 캠과, 상기 회전 캠과 접촉 상태를 유지하여 상기 회전 캠의 회전 시 상기 회전 캠의 편심된 형상에 의해 높이 조절됨으로써 상기 승강 연동부재를 승강시키는 캠 접촉부재를 구비하며, 편심된 캠 구조를 이용하여 상기 바디부에 대한 상기 가압부재의 가압력을 조절하는 가압력 조절부;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 편심된 캠 구조를 이용하여 가압력 조절부의 간단한 회전 동작에 의해 바디부의 위치를 정확하면서도 견고하게 위치시킬 수 있어 오차 측정 등의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 바디부의 위치를 고정하는 구조가 간소한 구조로 구현됨으로써 종래에 비해 제조 비용을 줄일 수 있다.

일측에 따르면, 상기 가압력 전달부는, 상기 바디부 및 상기 바디부의 적어도 일부분을 감싸도록 마련되는 케이스; 및 상기 케이스의 승강 동작에 연동되어 상기 바디부를 가압하는 가압부재를 더 포함하며, 상기 승강 연동부재는 상기 케이스의 하단부에서 상기 베이스부의 적어도 일부분이 관통되도록 결합되어 상기 케이스와 함께 상기 베이스부에 대해 높이 방향으로 이동 가능하며, 상기 케이스는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 커지는 테이퍼(taper)진 형상을 가지며, 상기 가압부재는 상기 케이스의 경사 정도에 대응되는 경사 부분 및 상기 바디부의 형상에 대응되는 직립 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 편심된 캠 구조를 이용하여 가압력 조절부의 간단한 회전 동작에 의해 바디부의 위치를 정확하면서도 견고하게 위치시킬 수 있어 오차 측정 등의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 바디부의 위치를 고정하는 구조가 간소한 구조로 구현됨으로써 종래에 비해 제조 비용을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼바 시스템의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 센터 마운트의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 센터 마운트의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 회전 캠의 편심 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 센터 마운트의 조작에 따른 바디부의 고정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼바 시스템의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.

이에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 볼바 시스템(100)은, 센터 마운트(110)와, 볼바(180)와, 툴 컵(191)을 구비한다.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 센터 마운트(110)는, 오차 측정을 위한 측정 테이블(101)에 고정되어 오차 측정의 기준이 되는 부분으로서, 볼바(180)의 워크피스 볼(181)이 자유 회전 가능하게 결합된다. 이러한 센터 마운트(110)는 워크피스 볼(181)과 볼소켓(113)의 위치를 결정하는 바디부(111)가 견고한 위치를 갖는 것이 중요한데, 이에 대해서 자세히 후술하기로 한다.

한편, 도 1에 도시된 것처럼, 볼바(180)의 일단부에는 센터 마운트(110)의 바디부(111)에 조립되는 볼소켓(113)에 자유 회전 가능하게 결합되는 워크피스 볼(181)이 구비되고, 타단부에는 스핀들(190)에 체결된 툴 컵(191)에 자유 회전 가능하게 결합되는 툴 볼(183)이 구비되며, 이들을 연결하며 반경을 결정하는 연결바아(185)가 구비될 수 있다.

그리고 스핀들(190)은 구동 장치로부터 제공되는 구동력에 의해 구동되는 부분으로서, 마찬가지로 구동 장치로부터 제공되는 구동력에 의해 구동되는 측정 테이블(101)과 상대 운동을 수행한다. 이를 통해 볼바(180)를 통한 원호 시험이 수행될 수 있다.

한편, 볼바 시스템(100)의 셋업 과정에 대해 설명하면, 먼저 측정 툴(190)의 툴 컵(191)을 측정하고자 하는 측정 부위에서 원호의 중심점으로 이동시킨 후 이어서 센터 마운트(110)를 원호의 중심점 주위에 위치시킬 수 있다. 이후, 초기 세팅 볼을 센터 마운트(110)의 바디부(111) 및 툴 컵(191)에 위치시킴으로써 툴 컵(191)과 센터 마운트(110)를 일치시킬 수 있다.

다음으로, 툴 컵(191)을 원호 반경만큼 이동시켜 원호 경로의 초기 위치로 이동시킨 후 센터 마운트(110) 및 툴 컵(191)에 볼바(180)를 연결함으로써 볼바 시스템(100)의 셋업을 마무리할 수 있다. 이후, 이송계와 같은 구동 장치를 구동시켜 측정 대상의 원호 시험을 시작할 수 있다.

한편, 전술한 볼바 시스템(100)에 의해서 오차 측정 시 워크피스 볼(181)이 센터 마운트(110) 상에 정확하게 위치되어야 한다. 이를 위해서는 워크피스 볼(181)이 자유 회전 가능하게 결합되는 바디부(111)가 센터 마운트(110)에서 정확한 위치를 견고하게 유지할 수 있어야 한다.

이하에서는, 바디부(111)를 정확한 위치에 견고하게 유지시키는 본 발명의 일 실시예에 따른 센터 마운트(110)의 구성에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 센터 마운트의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 센터 마운트의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 회전 캠의 편심 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 2에 도시된 센터 마운트의 조작에 따른 바디부의 고정을 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센터 마운트(110)는, 상단부에 워크피스 볼(181)이 착탈되는 볼소켓(113)과 조립되어 볼바(180)를 지지하는 바디부(111)와, 측정 테이블(101)에 장착되며 상면에는 바디부(111)가 로딩되는 베이스부(120)와, 바디부(111)에 가압력을 전달하여 베이스(120)에 대한 바디부(111)의 위치를 고정시키는 가압력 전달부(150)와, 편심된 캠 구조를 이용하여 바디부(111)를 고정시키기 위한 가압력을 발생시키고 조절하는 가압력 조절부(130)를 포함할 수 있다.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 바디부(111)는 워크피스 볼(181)이 착탈 가능한 볼소켓(113)이 조립되는 부분이다. 따라서 바디부(111)의 위치가 정확하게 그리고 견고하게 위치되는 것이 중요한데, 이는 후술할 가압력 전달부(150) 및 가압력 조절부(130)의 상호 작용에 의해 이루어질 수 있다.

이러한 바디부(111)는, 전체적으로 상단부는 원추 형상 및 원기둥 형상의 조합된 형상을 가지고 하단부는 개략적으로 구형상을 가지며 상단부는 외부로 노출되고, 노출된 상단부에 워크피스 볼(181)이 착탈 가능한 볼소켓(113)이 결합되는 구조를 갖는다.

한편, 베이스부(120)는, 측정 테이블(101)에 착탈 가능하게 결합되도록 바닥홈(122)에 영구자석(123)이 구비되는 베이스부재(121)와, 베이스부재(121)의 상면으로부터 함몰 형성된 함몰홈(121h)에 결합되는 돌출 부분(125a)을 구비하는 연결부재(125)와, 연결부재(125)의 상부에 결합되어 그 상면에는 바디부(111)가 로딩되며 후술할 가압력 조절부(130)의 장착을 위한 프레임 및 장착 공간을 형성하는 회전 지지부재(127)를 포함할 수 있다.

이러한 구성에 의해 베이스부재(121)를 측정 테이블(101)의 원하는 부분에 영구자석(123)의 자기력을 이용하여 고정시킬 수 있고, 베이스부재(121)의 홈 구조 및 연결부재(125)의 돌출 구조에 의해서 베이스부재(121)에 대한 연결부재(125)의 결합을 용이하게 수행할 수 있고, 아울러 분리 작업 역시 원활하게 수행할 수 있다.

또한, 회전 지지부재(127)는, 후술할 가압력 조절부(130)가 장착되는 프레임을 형성할 뿐만 아니라 그 상면에 바디부(111)가 로딩되고, 아울러 가압력 전달부(150)의 구동 시 그 이동을 가이드하는 역할을 한다. 이에 대해서는, 가압력 조절부(130) 및 가압력 전달부(150) 설명 시 추가적으로 상세히 설명하기로 한다.

한편, 본 실시예의 가압력 전달부(150)는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 바디부(111)의 상단부가 노출되도록 상부 및 하부가 개방된 케이스(151)와, 케이스(151)의 내부에 장착되어 가압력 조절부(130)의 작동에 따라 바디부(111)를 가압하는 복수 개의 가압부재(155)와, 케이스(151)의 하단부에 결합되어 케이스(151)와 함께 베이스부(120)에 대해 높이 방향으로 이동 가능한 승강 연동부재(156)를 포함할 수 있다.

먼저 케이스(151)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전체적으로 테이퍼진 원추 형상을 가지며, 상부의 개구로는 바디부(111)의 상단부가 관통되고 하단부에는 가압력 조절부(130)와 연동하는 승강 연동부재(156)가 가로 방향을 향하도록 결합된다.

이러한 케이스(151)는 전술한 것처럼 테이퍼진 형상을 갖고, 아울러 케이스(151) 내에 배치되는 복수 개의 가압부재(155) 역시 케이스(151)의 경사 정도에 대응되는 형상을 갖기 때문에 케이스(151)가 가압력 조절부(130)에 연동되는 승강 연동부재(156)와 함께 하방으로 내려가는 경우 가압부재(155)는, 내측 방향, 즉 바디부(111) 방향으로 수평 이동할 수 있고, 이에 따라 가압부재(155)가 바디부(111)를 가압할 수 있다. 이러한 가압부재(155)는, 도 4에 도시된 것처럼, 케이스(151)의 경사 정도에 대응되는 경사 부분(155a) 및 바디부(111)의 형상에 대응되는 직립 부분(155b)을 포함함으로써 케이스(151)의 하강 동작이 가압부재(155)의 수평 이동으로 이루어질 수 있다.

가압부재(155)는, 도 3의 분해 사시도에 도시된 것처럼, 바디부(111)의 둘레를 따라 등간격으로 복수 개 배치되는데, 각 가압부재(155)는 전술한 베이스(120)의 회전 지지부재(127)의 상단부에 형성된 가이드 부분(129)에 배치되어 반경 방향으로 정확하게 이동될 수 있다.

또한, 가압부재(155)들이 바디부(111)의 둘레를 따라 등간격으로 배치되기 때문에, 케이스(151)의 하강 동작 시 복수 개의 가압부재(155)에 동일한 압력이 가해짐으로써 바디부(111)에 편향되지 않는 균일한 압력을 행사할 수 있으며, 따라서 회전 지지부재(127)의 상면의 중앙에 바디부(111)가 정확하게 또한 견고하게 위치될 수 있다.

한편, 승강 연동부재(156)는, 케이스(151)의 하단부에 가로 방향으로 결합되며, 후술할 가압력 조절부(130)에 연동되어 승강될 수 있다. 이에 대해서는 가압력 조절부(130)의 구성 설명 시 구체적으로 설명하기로 한다.

여기서, 승강 연동부재(156)에는, 도 3에 도시된 것처럼, 가이드홀(158)이 관통 형성되며, 이 가이드홀(158)에 전술한 베이스(120)의 연결부재(125)의 상부에 돌출 형성된 가이드돌기(126)가 관통 결합될 수 있다. 다만, 가이드홀(158) 및 가이드돌기(126)는 높이 방향으로 비구속 관계를 갖기 때문에 승강 연동부재(156)는 연결부재(125)에 대해서 승강 가능하며 따라서 가압력 전달부(150)의 작동이 간섭 없이 실행될 수 있다.

한편, 본 실시예의 가압력 조절부(130)는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 전술한 베이스(120)의 회전 지지부재(127)의 양측벽에 관통 형성된 회전홀(128)에 결합되며 축 중심을 기준으로 편심되는 캠 형상, 예를 들면 곡면 형상을 갖는 회전 캠(131)과, 회전 캠(131)과 접촉 상태를 유지하여 회전 캠(131)의 회전 시 회전 캠의 편심된 형상에 의해 높이 조절됨으로써 승강 연동부재(156)를 승강시키는 캠 접촉부재(135)와, 캠 접촉부재(135) 및 승강 연동부재(156)에 개재되어 캠 접촉부재(135)의 동작을 승강 연동부재(156)로 완충하며 전달하는 탄성 전달부재(140)를 포함할 수 있다.

이러한 구성의 가압력 조절부(130)는 편심된 캠 원리를 이용하여 바디부(111)의 위치를 정확하면서도 견고하게 고정시킬 수 있는데, 이의 구조에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 실시예의 회전 캠(131)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전체적으로 원통 형상을 갖되 일부 구간, 즉 중앙 구간이 일측으로 편심된 편심 구간(132)으로 형성된다. 그리고 회전 캠(131)의 일단에는 회전 캠(131)을 회전시키기 위한 회전 레버(133)가 결합되고, 타단에는 회전 캠(131)의 제자리 회전이 가능하도록 하면서도 위치를 유지시키는 캠 고정 클립(139)이 결합될 수 있다.

이러한 회전 캠(131)의 편심 형상에 의해 회전 캠(131)이 회전하는 경우 회전 캠(131)의 축 중심이 일정하게 유지되기 때문에 편심 구간(132)에 접촉되는 캠 접촉부재(135)의 위치가 높이 방향으로 변화될 수밖에 없다. 도 5를 참조하여 예를 들면, 회전 캠(131)이 도 5의 좌측 도면에 도시된 상태일 경우에는 캠 접촉부재(135)가 상대적으로 상측에 위치될 수 있지만, 회전 캠(131)이 회전하여 도 5의 우측에 도시된 상태가 되는 경우에는 캠 접촉부재(135)가 하방으로 이동하게 된다. 따라서, 캠 접촉부재(135)와 연동되는 승강 연동부재(156) 역시, 도 6에 도시된 것처럼, 하방으로 이동되고 따라서 이에 연동하여 가압력 전달부(150)의 작동이 이루어져 바디부(111)의 고정이 이루어질 수 있는 것이다.

한편, 본 실시예의 캠 접촉부재(135)는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 상단부(135a)의 직경이 하단부(135b)의 직경에 비해 상대적으로 큰 단차진 원기둥 형상을 가지며, 이 중 상단부(135a)는 전술한 회전 캠(131)의 편심 구간(132)에 접촉되고, 하단부(135b)는 탄성 전달부재(140)가 결합된 상태로 전술한 승강 연동부재(156)의 중앙에 형성된 홀(157)에 비구속 결합되는 구조를 갖는다. 따라서, 회전 캠(131)의 회전에 의한 캠 접촉부재(135)의 승강 동작이 승강 연동부재(156)에 전달될 수 있는 것이다.

탄성 전달부재(140)는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 상면이 캠 접촉부재(135)의 상단부(135a)의 저면에 접촉되고 하면은 승강 연동부재(156)에 접촉 지지되는 원형의 판 스프링으로 마련될 수 있다. 따라서 회전 캠(131)의 회전 동작에 의해 캠 접촉부재(135)가 가령 하강하는 경우 캠 접촉부재(135) 및 승강 연동부재(156)에 개재된 탄성 전달부재(140)를, 도 6의 우측 도면에 도시된 것처럼, 압축시킬 수 있고, 이 때의 압축력이 승강 연동부재(156)에도 작용하여 승강 연동부재(156)는 하방으로 하강될 수 있다.

따라서, 승강 연동부재(156)가 하방하면서 그에 결합된 테이퍼진 케이스(151)를 하강시킬 수 있고, 이를 통해 가압부재(155)의 수평 이동이 이루어져 가압부재(155)가 바디부(111)를 가압하여 고정시킬 수 있다.

한편, 본 실시예의 센터 마운트(110)는 승강 연동부재(156)의 위치를 견고히 유지하기 위한 탄성부재(145)를 더 포함할 수 있다. 도 4을 참조하면, 베이스(120)의 연결부재(125)에 형성된 수용 공간에서 저면에 지지되는 용수철 타입의 탄성부재(145)가 장착될 수 있다. 이러한 탄성부재(145)는 승강 연동부재(156)를 상방으로 가압하는 탄성력을 발생시킴으로써 베이스(120)의 연결부재(125)에 대한 승강 연동부재(156)의 위치가 견고히 유지될 수 있도록 한다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 편심된 캠 구조를 이용하여 가압력 조절부(130)의 간단한 회전 동작에 의해 바디부(111)의 위치를 정확하면서도 견고하게 위치시킬 수 있어 오차 측정 등의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한 종래에 비해 간소한 구조를 가짐으로써 제조 비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

전술한 일 실시예에서, 회전 캠에서 편심 구간이 곡면을 갖는 원형으로 형성되는 경우에 대해 상술하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 회전 캠의 일측을 절취하여 절취면으로 형성함으로써 편심 구간을 형성할 수도 있음은 당연하다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 볼바 시스템
110 : 센터 마운트
111 : 바디부
120 : 베이스부
130 : 가압력 조절부
131 : 회전 캠
135 : 캠 접촉부재
140 : 탄성 전달부재
150 : 가압력 전달부
151 : 케이스
155 : 가압부재
156 : 승강 연동부재

Claims

워크피스 볼이 착탈되는 볼소켓과 조립되어 볼바를 지지하는 바디부;
측정 테이블에 장착되며, 상면에는 상기 바디부가 로딩되는 베이스부;
상기 베이스부에 대해 상기 바디부가 고정되도록 상기 바디부를 가압하며, 상기 베이스부에 대해 높이 방향으로 이동 가능한 승강 연동부재를 구비하는 가압력 전달부; 및
상기 베이스부에 회전 가능하게 결합되되 축 중심을 기준으로 편심된 형상을 갖는 회전 캠과, 상기 회전 캠과 접촉 상태를 유지하여 상기 회전 캠의 회전 시 상기 회전 캠의 편심된 형상에 의해 높이 조절됨으로써 상기 승강 연동부재를 승강시키는 캠 접촉부재를 구비하며, 편심된 캠 구조를 이용하여 상기 바디부에 대한 상기 가압력 전달부의 가압력을 조절하는 가압력 조절부;
를 포함하는 센터 마운트.
제1항에 있어서,
상기 가압력 조절부는,
상기 캠 접촉부재 및 상기 승강 연동부재 사이에 개재되어 상기 캠 접촉부재의 승강을 상기 승강 연동부재에 전달하면서도 상방으로의 탄성력을 발생시키는 탄성 전달부재를 더 포함하는 센터 마운트.
제2항에 있어서,
상기 회전 캠은 축 중심에 비해 편심된 형상을 갖고 상기 캠 접촉부재의 상단면이 선택적으로 접촉되는 편심 구간을 구비하며,
상기 캠 접촉부재에는 중공의 원형을 갖는 상기 탄성 전달부재가 끼워지며, 상기 탄성 전달부재의 하면이 상기 승강 연동부재에 지지되는 센터 마운트.
제1항에 있어서,
상기 회전 캠의 일단부에는 상기 회전 캠을 회전시키기 위한 회전 레버가 장착되며,
상기 회전 캠의 타단부에는 상기 베이스부에 대해 상기 회전 캠을 고정시키되 상기 회전 캠의 회전을 가능하도록 고정시키는 캠 고정 클립이 결합되는 센터 마운트.
제1항에 있어서,
상기 베이스부는,
상면에는 상기 바디부가 로딩되며, 상기 회전 캠이 제자리 회전 가능하도록 회전홀이 양측벽에 관통 형성된 회전 지지부재를 포함하는 센터 마운트.
제5항에 있어서,
상기 베이스부는,
상기 측정 테이블에 착탈 가능하게 결합되며, 영구자석을 구비하는 베이스부재; 및
상기 베이스부재의 상면으로부터 함몰 형성된 함몰홈에 결합되는 돌출 부분을 구비하고 상부에는 상기 회전 지지부재가 결합되는 연결부재를 더 포함하는 센터 마운트.
제6항에 있어서,
상기 승강 연동부재에는 상기 연결부재의 상부에 돌출 형성되는 가이드돌기가 관통 결합되어 고정 상태의 상기 연결부재에 대해 상기 승강 연동부재의 승강 동작이 자유롭게 이루어지도록 하는 가이드홀이 형성되는 센터 마운트.
제1항에 있어서,
상기 가압력 전달부는,
상기 바디부 및 상기 바디부의 적어도 일부분을 감싸도록 마련되는 케이스; 및
상기 케이스의 승강 동작에 연동되어 상기 바디부를 가압하는 가압부재를 더 포함하며,
상기 승강 연동부재는 상기 케이스의 하단부에서 상기 베이스부의 적어도 일부분이 관통되도록 결합되어 상기 케이스와 함께 상기 베이스부에 대해 높이 방향으로 이동 가능한 센터 마운트.
제8항에 있어서,
상기 케이스는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 커지는 테이퍼(taper)진 형상을 가지며,
상기 가압부재는 상기 케이스의 경사 정도에 대응되는 경사 부분 및 상기 바디부의 형상에 대응되는 직립 부분을 포함하는 센터 마운트.
제8항에 있어서,
상기 가압부재가 상기 바디부를 다방향에서 균일하게 가압할 수 있도록 상기 가압부재는 복수 개 구비되어 상기 케이스의 내측에서 상기 바디부의 둘레를 따라 등간격으로 배치되는 센터 마운트.
측정 테이블에 장착되어 공작 기계의 오차를 측정 시 기준이 되는 센터 마운트;
상기 센터 마운트에 구비되는 바디부에 조립되는 볼소켓에 착탈 가능한 워크피스 볼이 일단에 결합되고 타단에는 측정을 위한 툴 볼이 결합되는 볼바; 및
상기 툴 볼이 자유 회전 가능하게 결합되는 툴 컵;
을 포함하며,
상기 센터 마운트는,
측정 테이블에 장착되며, 상면에는 상기 바디부가 로딩되는 베이스부;
상기 베이스부에 대해 상기 바디부가 고정되도록 상기 바디부를 가압하며, 상기 베이스부에 대해 높이 방향으로 이동 가능한 승강 연동부재를 구비하는 가압력 전달부; 및
상기 베이스부에 회전 가능하게 결합되되 축 중심을 기준으로 편심된 형상을 갖는 회전 캠과, 상기 회전 캠과 접촉 상태를 유지하여 상기 회전 캠의 회전 시 상기 회전 캠의 편심된 형상에 의해 높이 조절됨으로써 상기 승강 연동부재를 승강시키는 캠 접촉부재를 구비하며, 편심된 캠 구조를 이용하여 상기 바디부에 대한 상기 가압력 전달부의 가압력을 조절하는 가압력 조절부;
를 포함하는 볼바 시스템.
제11항에 있어서,
상기 가압력 조절부는,
상기 캠 접촉부재 및 상기 승강 연동부재 사이에 개재되어 상기 캠 접촉부재의 승강을 상기 승강 연동부재에 전달하면서도 상방으로의 탄성력을 발생시키는 탄성 전달부재를 더 포함하는 볼바 시스템.
제12항에 있어서,
상기 회전 캠은 축 중심에 비해 편심되는 형상을 갖고 상기 캠 접촉부재의 상단면이 선택적으로 접촉되는 편심 구간을 구비하며,
상기 캠 접촉부재에는 중공의 원형을 갖는 상기 탄성 전달부재가 끼워지며, 상기 탄성 전달부재의 하면이 상기 승강 연동부재에 지지되는 볼바 시스템.
제11항에 있어서,
상기 가압력 전달부는,
상기 바디부 및 상기 바디부의 적어도 일부분을 감싸도록 마련되는 케이스; 및
상기 케이스의 승강 동작에 연동되어 상기 바디부를 가압하는 가압부재를 더 포함하며,
상기 승강 연동부재는 상기 케이스의 하단부에서 상기 베이스부의 적어도 일부분이 관통되도록 결합되어 상기 케이스와 함께 상기 베이스부에 대해 높이 방향으로 이동 가능하며,
상기 케이스는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 커지는 테이퍼(taper)진 형상을 가지며,
상기 가압부재는 상기 케이스의 경사 정도에 대응되는 경사 부분 및 상기 바디부의 형상에 대응되는 직립 부분을 포함하는 볼바 시스템.