KR101544959B1 - 대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 베어링의 외주연 일부에서 채취한 시편을 3차원 측정기를 이용하여 정밀도를 측정하는 대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템은, 대형 베어링의 정밀도 측정을 위해 외주연의 일부를 계단식형의 단면을 갖도록 절단하여 채취되는 베어링 시편; 테이블에 시편이 고정되고, 상기 시편을 촬영하여 3차원 형상으로 획득된 이미지로 대형 베어링의 정밀도를 측정하는 3차원 측정기; 상기 3차원 측정기로부터 측정값을 입력받아 대형 베어링에 대한 정밀도를 표시하는 처리부로 이루어진다.

Description

대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템{USING A SAMPLE OF LARGE BEARINGS PRECISION MEASUREMENT SYSTEM}

본 발명은 대형 베어링의 외주연 일부에서 채취한 시편을 3차원 측정기를 이용하여 정밀도를 측정하는 대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 대형 베어링은 직경이 φ3,000 이상이 되므로 가공에도 어려우며, 기계 가공 후 대형 베어링의 최대 직경, 직각도, 윤곽도, 진원도, 평형도, 표면 거칠기 등을 측정하기 더욱 어려움이 있다.

일예로 풍력발전기에 사용되는 대형 베어링의 경우 대형 블레이드가 바람에 의해 원활히 회전되도록 대형 베어링이 회전력을 주게 된다.

그러나 정확히 측정되지 않아 오차를 가지는 대형 베어링의 장시간 사용은 마찰에 의한 마모의 발생으로 틈새가 증대되고, 이로 인한 진동, 발열, 소음 등의 고장이 발생하게 된다. 특히 대형 베어링의 회전은 진동 및 발열현상이 가속화되어 대형 베어링의 파손으로 진행되게 된다.

종래의 기술로 특허공개번호 제1992-0015117호(명칭: 원통형 물체, 특히 원통형 회전체의 직경을 측정하기 위한 장치)는 도 1에 도시된 바와 같이 원통형 물체의 직경을 측정하기 위한 장치가 개시되어 있다. 이 측정장치는 회전체의 외경을 회전픽업이 접촉하여 회전체의 직경을 측정하는 것이다.

이와 같은 종래의 회전체의 직경 측정은 대형 베어링일 경우 일정시간 이상으로는 회전 작동시키는 것이 어렵게 되며, 효율적인 대형 베어링 검사작업이 불가능하다. 따라서 종래의 기술로는 신뢰성 있는 최대 직경, 직각도, 윤곽도, 진원도, 평형도, 표면 거칠기 등에 대해서는 검사가 불가능하고, 이에 따라 정확하고 효율적인 검사가 어렵게 되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 대형 베어링의 일부를 채취한 시편을 3차원 측정기로 이용하여 신뢰성 있는 정밀도 측정하는 대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템을 제공함에 있다.

또한, 정밀도 측정에 사용한 시편을 대형 베어링에 안전하게 결합하여 대형 베어링을 가공할 수 있는 대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 실시예로 개시되는 대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템은, 대형 베어링의 정밀도 측정을 위해 외주연의 일부를 계단식형의 단면을 갖도록 절단하여 채취되는 베어링 시편; 테이블에 시편이 고정되고, 상기 시편을 촬영하여 3차원 형상으로 획득된 이미지로 대형 베어링의 정밀도를 측정하는 3차원 측정기; 상기 3차원 측정기로부터 측정값을 입력받아 대형 베어링에 대한 정밀도를 표시하는 처리부로 이루어질 수 있다.

바람직하게, 시편은 대형 베어링의 외주연의 일부가 채취되어 형성된 하나 이상의 절단면; 일측에 형성된 대형 베어링의 레이스면; 상기 레이스면의 하부 일단에 형성된 단층부; 상기 단층부 일면과 상단면에 형성된 볼트공으로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 시편은 정밀도 측정 후 대형 베어링의 추출부에 안착되며, 상기 볼트공에 볼트가 삽입되고, 상기 추출부에 결합된 시편에 터닝가공 및 열처리하여 결합될 수 있다.

바람직하게, 3차원 측정기는 시편이 고정되는 테이블; 상기 시편을 촬영하는 하나 이상의 카메라; 상기 카메라로 촬영된 이미지를 획득하여 대형 베어링의 3차원 형상으로 산출하는 이미지 처리부; 상기 3차원 형상으로 대형 베어링의 정밀도를 측정하는 측정부로 이루어질 수 있다.

바람직하게, 측정부는 대형 베어링의 최대 직경, 직각도, 윤곽도, 진원도, 평형도, 표면 거칠기 등을 측정할 수 있다.

상술한 본 발명의 구성에 의하면, 대형 베어링 의 정밀도를 측정하는 데에 시편을 사용함으로써 베어링의 사용으로 인한 오차를 줄이고, 측정 작업이 쉽고 빠르게 진행될 수 있어, 작업 효율이 크게 향상되고, 측정 정밀도 또한 향상되는 효과가 있다.

따라서 대형 베어링의 일부를 채취한 시편을 3차원 측정기로 이용하여 신뢰성 있는 최대 직경, 직각도, 윤곽도, 진원도, 평형도, 표면 거칠기 등의 정밀도 측정될 수 있는 이점이 있으며, 정밀도 측정에 사용한 시편을 안전하게 결합하여 대형 베어링을 가공할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 회전체 측정장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 대형 베어링의 시편을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 시편을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 시편의 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 시편을 대형 베어링에 결합을 도시한 도면.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 개시되는 대형 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템의 핵심은 대형 베어링(10)의 외주연 일부에서 채취한 시편(110)을 3차원 측정기(120)를 이용하여 최대 직경, 직각도, 윤곽도, 진원도, 평형도, 표면 거칠기 등의 신뢰성 있는 정밀도를 측정하며, 정밀도 측정에 사용한 시편(110)을 다시 대형 베어링(10)에 안전하게 결합할 수 있는 구조를 가진 시편(110)을 제공하는데 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 이에 앞서 본 발명은 풍력 발전용과 같은 φ 3,000 이상이 되는 대형 베어링(10)의 정밀도를 측정하기 위한 것이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 대형 베어링(10)에서 정밀도 측정을 위해 측정용 시편(110)을 채취할 수 있다. 이 시편(110)은 대형 베어링(10)의 외주연의 일부를 계단식형의 단면을 갖도록 절단하여 채취될 수 있다.

구체적으로, 상기 시편(110)은 대형 베어링(10)의 일부를 채취한 것으로 하나 이상의 절단면(112)이 형성될 수 있고, 일측에 레이스면(114)이 포함되도록 한다. 그리고 상기 레이스면(114)의 하부 일단에 단층부(116)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 단층부(116) 일면과 상단면에 형성된 볼트공(118)이 형성될 수 있다.

이러한, 상기 시편(110)을 3차원 측정기(130)를 이용하여 대형 베어링(10)의 정밀도를 측정할 수 있다.

도 5를 참조하면, 3차원 측정기(120)는 테이블(122)에 시편(110)이 고정되고, 상기 시편(110)을 촬영하여 3차원 형상으로 획득된 이미지로 대형 베어링(10)의 정밀도를 측정할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 3차원 측정기(120)는 테이블(122)이 마련되고, 카메라(124) 및 이미지 처리부(126), 측정부(128)를 포함한다. 이때, 카메라(124), 이미지 처리부(126), 측정부(128) 등이 효과적으로 작동할 수 있도록 제어하는 제어부(129)가 갖춰져 있다.

테이블(122)은 시편(110)을 고정할 수 있으며, 상기 테이블(122) 일측에 구성된 하나 이상의 카메라(124)는 시편(110)을 촬영할 수 있다. 이 카메라(124)는 시편(110)의 절단면(112) 및 레이스면(114) 등을 촬영할 수 있다.

카메라(124)로 촬영된 이미지를 이미지 처리부(126)에서 획득하여 전체 크기의 대형 베어링(10)을 3차원 형상으로 산출할 수 있다.

여기서, 3차원 측정기(120)에서 시편(110)을 촬영하는 카메라(124)와 촬영된 이미지를 가지고 3차원 형상으로 만드는 기술은 이미 공지된 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 3차원 형상은 대형 베어링(10)의 일부인 시편(110)을 촬영하고 시편(110)을 토대로 전체 형상의 대형 베어링(10)을 만드는 것으로 카메라(124)에서 촬영한 레이스면(114)은 대형 베어링(10)의 원형 형상의 일부분이며 레이스면(114)이 가진 라운드 형상을 기준으로 하여 대형 베어링(10)의 전체 형상을 산출할 수 있다.

이렇게 만들어진 3차원 형상을 가지고 측정부(128)에서는 대형 베어링(10)의 정밀도를 측정할 수 있다.

여기서, 상기 측정부(128)는 시편(110)에 의해 3차원 형상으로 만들어진 대형 베어링(10)을 가지고 데이터를 분석하여 대형 베어링(10)의 최대 직경, 직각도, 윤곽도, 진원도, 평형도, 표면 거칠기 등을 측정할 수 있다.

상기 측정부(128)는 카메라(124)로 촬영된 이미지를 이미지 처리부(126)에서 획득한 정보를 이용하여 대형 베어링(10)이 갖는 오차를 산출한다.

한편, 상기 3차원 측정기(120)의 측정부(128)로부터 측정된 측정값을 입력받아 대형 베어링(10)에 대한 정밀도를 처리부(130)에서 표시할 수 있다. 처리부(130)에서 대형 베어링(10)에 대한 정밀도을 화면에 표시하여 대형 베이링(10)이 가공결과에 대한 이상 유무를 판단할 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면, 시편(110)은 정밀도 측정 후 대형 베어링(10)의 추출부(140)에 안착시키고, 볼트공(118)에 볼트(119)로 견고하게 고정하고 결합할 수 있다. 시편(110)의 상단면과 단층부(116)에 각각 볼트(119)를 체결할 수 있도록 구성한다. 여기서 상기 시편(110)의 상단면과 함께 단층부(116)에 볼트(119)를 체결할 수 있는 볼트공(118)을 구성함으로써 대형 베어링(10)에 재결합하는 시편(110)을 보다 견고히 결합할 수 있고 안전하게 대형 베어링(10)을 사용할 수 있다.

그리고 상기 추출부(140)에 결합된 시편(110)에 터닝가공 및 열처리를 할 수 있다. 따라서 시편(110)은 정밀도 측정에 사용한 시편(110)을 대형 베어링(10)에 안전하게 결합할 수 있는 구조를 가진다.

이와 같이, 대형 베어링(10)에서 시편(110)을 분리하고 다시 조립하기 위해서 상단면과 단층부(116)에 각각 볼트(119)를 체결할 수 있는 구조를 가지며, 채취된 시편(110)으로 정밀도 측정을 할 수 있어 대형 베어링(10)의 정밀도 측정 작업 및 능률적인 조립작업을 수행할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시형태와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10:대형 베어링 110:시편
112:절단면 114:레이스면
116:단층부 118:볼트공
119:볼트 120:3차원 측정기
122:테이블 124:카메라
126:이미지 처리부 128:측정부
129:제어부 130:처리부
140:추출부

Claims (5)

1. 베어링의 정밀도 측정을 위해 외주연의 일부를 계단식형의 단면을 갖도록 절단하여 채취되는 베어링 시편;
   테이블에 상기 시편이 고정되고, 상기 시편을 촬영하여 3차원 형상으로 획득된 이미지로 상기 베어링의 정밀도를 측정하는 3차원 측정기;
   상기 3차원 측정기로부터 측정값을 입력받아 상기 베어링에 대한 정밀도를 표시하는 처리부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 시편은,
   상기 베어링의 외주연의 일부가 채취되어 형성된 하나 이상의 절단면;
   일측에 형성된 상기 베어링의 레이스면;
   상기 레이스면의 하부 일단에 형성된 단층부;
   상기 단층부 일면과 상단면에 형성된 볼트공
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 3차원 측정기는,
   상기 시편이 고정되는 테이블;
   상기 시편을 촬영하는 하나 이상의 카메라;
   상기 카메라로 촬영된 이미지를 획득하여 상기 베어링의 3차원 형상으로 산출하는 이미지 처리부;
   상기 3차원 형상으로 상기 베어링의 정밀도를 측정하는 측정부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 측정부는,
   상기 베어링의 최대 직경, 직각도, 윤곽도, 진원도, 평형도, 표면 거칠기를 측정하는 것을 특징으로 하는 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 시편은 정밀도 측정 후 상기 베어링의 추출부에 안착되며,
   상기 볼트공에 볼트가 삽입되고,
   상기 추출부에 결합된 상기 시편에 터닝가공 및 열처리하는 것을 특징으로 하는 베어링의 시편을 이용한 정밀도 측정 시스템.
   

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