KR101805730B1

KR101805730B1 - 측정대상물의 피치 서클 측정장치

Info

Publication number: KR101805730B1
Application number: KR1020160112940A
Authority: KR
Inventors: 이연희
Original assignee: 이연희
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2017-12-07

Abstract

본 발명은 피치 서클 측정장치에 관한 것으로서, 순차 공급되는 측정대상물의 나선 피치 서클을 측정하는 장치에 있어서, 상기 측정대상물의 나선 일측 중 복수 지점에 접촉하여 측정용 핀에 가해지는 압력을 감지하도록 복수 구비되는 일측 센서부; 상기 일측 센서부와 대향되게 배치되어 상기 측정대상물의 나선 타측에 접촉하여 측정용 핀에 가해지는 압력을 감지하는 타측 센서부; 상기 복수의 일측 센서부 간격을 조절하도록 하는 일측 센서 구동부; 및 상기 일측 센서 구동부와 상기 타측 센서부의 간격을 조절하도록 하는 타측 센서 구동부를 포함한다.
측정대상물의 나선 일측 중 복수 지점과 나선 타측에 각각 자동으로 접촉하여 측정용 핀에 가해지는 압력을 감지하므로 기존에 수동에 의한 피치 서클 직경을 자동에 의해 측정할 수 있고, 측정대상물의 생산 공정 중에 신속한 측정이 가능하여 전수 검사를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

측정대상물의 피치 서클 측정장치 {PITCH CIRCLE MEASURING APPARATUS OF WORKPIECE}

본 발명은 측정대상물의 피치 서클 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 시트 등의 높이를 조절하기 위해 사용되는 측정대상물의 피치 서클 측정시 자동 검사에 의한 오차를 줄일 수 있으면서 전수 측정이 가능한 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 피치(pitch)는 나사산의 서로 대응하는 두 점을 축선(軸線)에 평행하게 측정한 거리를 말한다. 즉, 나사의 경우는 이웃하는 나사산의 대응하는 점의 축 방향의 거리를 말하며, 따라서 나사를 1 회전하면 축선 방향으로 피치의 길이만큼 전진하게 된다. 이 전진하는 거리를 리드라고 하며, 한 줄 나사에서는 리드와 같지만, 여러줄 나사에서는 피치의 줄수 만큼의 거리가 된다.

또한, 피치는 기어 모양이나 크기를 나타내는 데도 중요하며 서로 이웃하는 2개의 톱니가 서로 대응하는 2점 사이의 거리를 피치원(圓)에 따라 측정한 길이를 말한다.

이러한 피치원을 측정하는 기술이 특허공개특허 제1990-0008241호에 제안된 바 있다.

그러나 상술한 종래기술은 피치원을 수동에 의해 측정하므로 측정 시간과 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.

한편, 자동차 시트의 높이를 조절하기 위한 장치에 사용되는 리드 스크류 등과 같은 측정대상물을 가공하기 위해서는 길이 방향으로 긴 강봉을 설정 길이로 절단하고, 양단에 단차가 형성되도록 선삭 가공한 후 중간 부분에 스크류가 형성되도록 전조 가공한다. 이 경우, 최초 공급되는 강봉의 강도에 차이가 발생하는 경우 나선의 이두께 등에 차이가 생겨 불량의 원인이 되고 있다.

또한, 종래에 피치원 직경을 검사하기 위해서는 측정용 핀 3개를 이용하는데, 이 중 2개는 가공대상물의 나선 골에 이격되게 삽입한 상태에서 나머지 1개를 대향된 나선 골에 삽입시킨 후 마이크로미터(Micrometer) 등과 같은 측정 공구를 통해 측정용 핀 3개의 외주면 정점거리를 측정한 값에서 측정용 핀의 양쪽 반지름을 빼 피치원 직경을 계산하였다. 그러나 상기 방법도 수동에 의해 실시하므로 측정 때마다 측정값이 달라져 오차가 크며, 측정 시간 증가에 따른 전수 검사가 불가능한 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개특허 제1990-0008241호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 측정대상물의 나선 일측 중 복수 지점과 나선 타측에 각각 자동으로 접촉하여 측정용 핀에 가해지는 압력을 감지하므로 기존에 수동에 의한 피치 서클 직경을 자동에 의해 측정할 수 있고, 측정대상물의 생산 공정 중에 신속한 측정이 가능하여 전수 검사를 구현할 수 있게 한 측정대상물의 피치 서클 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 순차 공급되는 측정대상물의 나선 피치 서클을 측정하는 장치에 있어서, 상기 측정대상물의 나선 일측 중 복수 지점에 접촉하여 측정용 핀에 가해지는 압력을 감지하도록 복수 구비되는 일측 센서부; 상기 일측 센서부와 대향되게 배치되어 상기 측정대상물의 나선 타측에 접촉하여 측정용 핀에 가해지는 압력을 감지하는 타측 센서부; 상기 복수의 일측 센서부 간격을 조절하도록 하는 일측 센서 구동부; 및 상기 일측 센서 구동부와 상기 타측 센서부의 간격을 조절하도록 하는 타측 센서 구동부를 포함하는 피치 서클 측정장치를 통해 구현될 수 있다.

한편, 상기 일측 센서 구동부는, 상기 복수의 일측 센서부에 각각 나선 방향이 반대되도록 체결되어 회전시 상기 복수의 일측 센서부를 내측 또는 외측 방향으로 동시 이동시키는 제1 양방향 스크류; 및 상기 제1 양방향 스크류의 일단부에 구비되는 상기 양방향 스크류를 수동에 의해 회전시키는 핸들을 포함할 수 있다.

더욱이, 상기 타측 센서 구동부는, 상기 일측 센서부들과 상기 타측 센서부에 각각 나선 방향이 반대되도록 체결되어 회전시 상기 일측 센서부들과 상기 타측 센서부를 내측 또는 외측 방향으로 동시 이동시키는 제2 양방향 스크류; 및 상기 제2 양방향 스크류의 일단부에 구비되어 상기 양방향 스크류를 회전 구동시키는 구동모터를 포함할 수 있다.

그리고 상기 타측 센서부의 측정용 핀은 상기 복수 일측 센서의 측정용 핀의 중심에서 직교 방향으로 연장되는 선상에 배치될 수 있다.

또한, 상기 일, 타측 센서부는 감지 결과값을 출력하도록 모니터에 접속될 수 있다.

본 발명에 따르면, 측정대상물의 나선 일측 중 복수 지점과 나선 타측에 각각 자동으로 접촉하여 측정용 핀에 가해지는 압력을 감지하므로 기존에 수동에 의한 피치 서클 직경을 자동에 의해 측정할 수 있고, 측정대상물의 생산 공정 중에 신속한 측정이 가능하여 전수 검사를 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치에서 일측 센서부와 이를 구동시키는 일측 센서 구동부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치에서 타측 센서부와 일측 센서부 그리고 이를 구동시키는 타측 센서 구동부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치에서 피치 서클 직경을 측정하기 위해 측정용 핀이 측정대상물에 접촉한 상태를 도시한 개략도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치에서 일측 센서부와 이를 구동시키는 일측 센서 구동부를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치에서 타측 센서부와 일측 센서부 그리고 이를 구동시키는 타측 센서 구동부를 개략적으로 도시한 측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 측정대상물의 피치 서클 측정장치에서 피치 서클 직경을 측정하기 위해 측정용 핀이 측정대상물에 접촉한 상태를 도시한 개략도이다.

이들 도면에 의하면, 본 발명의 측정대상물의 피치 서클 측정장치(100)는 본체(110), 일측 센서부(120, 130), 일측 센서 구동부(140), 타측 센서부(150), 타측 센서 구동부(160), 모니터(M) 및 제어부를 포함하며, 자동차 시트의 높이를 조절하기 위한 장치에 사용되는 리드 스크류 등과 같은 측정대상물(W)을 순차 공급하는 과정에서 상기 측정대상물(W)의 나선 피치 서클을 측정하는 장치이다.

더욱이, 상기 피치 서클 측정장치(100)는 리드 스크류 등과 같은 측정대상물(W)을 가공하는 장치에 설치되어 상기 측정대상물(W)의 가공 과정에서 나선 피치 서클을 측정하게 된다.

한편, 상기 피치 서클 측정장치(100)의 일측 센서부(120, 130), 일측 센서 구동부(140), 타측 센서부(150) 및 타측 센서 구동부(160)가 본체(110) 내에 구비되는 것으로 예시하였으나, 생략할 수도 있다.

일측 센서부(120, 130)는 측정대상물(W)의 나선 일측 정점 부위 중 복수 지점에 접촉하여 측정용 핀(122, 132)에 가해지는 압력을 감지하도록 한 쌍이 구비된다.

이때, 상기 측정용 핀(122, 132)은 측정대상물(W)의 나선에 접촉하는 선단이 안쪽 방향으로 경사진 원기둥의 핀 형태로 형성되면서 절곡된 상하단이 일측 센서부(120, 130)의 내부로 통과한 후 내부의 압력센서 등에 연결된다.

일측 센서 구동부(140)는 복수로 구비된 일측 센서부(120, 130)의 간격을 조절하여 측정용 핀(122, 132)이 측정대상물(W)의 나선 골에 정확히 삽입되도록 하며, 제1 양방향 스크류(142) 및 핸들(144)을 포함한다.

제1 양방향 스크류(142)는 양단의 나선 방향이 반대로 형성되며 각각의 나선이 한 쌍의 일측 센서부(120, 130) 하단을 관통하면서 상기 한 쌍의 일측 센서부(120, 130) 내부에 구비된 너트부재(도면에 미도시)에 나선 체결된다. 이렇게, 상기 제1 양방향 스크류(142)의 나선 방향이 반대이므로 회전시 해당 회전 방향에 따라 한 쌍의 일측 센서부(120, 130)가 내측 또는 외측 방향으로 동시 이동된다.

이때, 제1 양방향 스크류(142)는 양단부와 가운데 부분에 베어링을 통해 지지된다.

핸들(144)은 본체(110)의 외벽면에 관통된 제1 양방향 스크류(142)의 일단부에 구비되어 작업자가 수동으로 조작하면 한 쌍의 일측 센서부(120, 130)의 미세 간격 조절이 가능하다.

한편, 제1 양방향 스크류(142) 및 핸들(144)에 의해 일측 센서부(120, 130)의 간격을 동시에 조절하는 것으로 예시하였으나, 상기 일측 센서부(120, 130)들에 각각 구비되어 각각의 위치 조절이 개별적으로 가능할 수 있다.

타측 센서부(150)는 일측 센서부(120, 130)와 대향되게 배치되어 측정대상물(W)의 나선 타측 정점 부위에 접촉하면서 측정용 핀(152)에 가해지는 압력을 감지하도록 구비된다.

이때, 상기 측정용 핀(152)은 측정대상물(W)의 나선에 접촉하는 선단이 원기둥의 핀 형태로 형성되면서 절곡된 상하단이 타측 센서부(150)의 내부로 통과한 후 내부의 압력센서 등에 연결된다.

한편, 상기 타측 센서부(150)의 측정용 핀(152)은 복수인 일측 센서부(120, 130)에 구비된 측정용 핀(122, 132)의 중심에서 직교 방향으로 연장되는 선상에 배치되어 중심을 기준으로 이등분 삼각형 형태로 배치된다.

타측 센서 구동부(160)는 일측 센서부(120, 130)들과 타측 센서부(150)의 간격을 조절하여 측정용 핀(152)이 측정대상물(W)의 나선 골에 정확히 삽입되도록 하며, 제2 양방향 스크류(162) 및 구동모터(164)를 포함한다.

제2 양방향 스크류(162)는 양단의 나선 방향이 반대로 형성되며 각각의 나선이 한 쌍의 일측 센서부(120, 130)들과 타측 센서부(150)의 하단을 관통하면서 상기 한 쌍의 일측 센서부(120, 130)들과 상기 타측 센서부(150)의 내부에 구비된 너트부재(도면에 미도시)에 나선 체결된다.

이렇게, 상기 제2 양방향 스크류(162)의 나선 방향이 반대이므로 회전시 해당 회전 방향에 따라 한 쌍의 일측 센서부(120, 130)들과 타측 센서부(150)가 내측 또는 외측 방향으로 동시 이동된다.

여기서, 제2 양방향 스크류(162)는 일단에 구동모터(164)의 구동축이 연결되고, 타단은 베어링을 통해 지지된다.

구동모터(164)는 본체(110)의 외벽면에 관통된 제2 양방향 스크류(162)의 일단부에 구비되어 제어부에 의해 작동이 제어되면서 구동시 한 쌍의 일측 센서부(120, 130)들과 타측 센서부(150)의 간격 조절이 가능하다.

이때, 상기 구동모터(164)는 제어부에 의해 회전수 제어가 미세하게 조절 가능한 스텝모터(Step Motor) 또는 서보 모터(Servo Motor) 등으로 구현된다.

모니터(M)는 일측 센서부(120, 130)의 측정용 핀(122, 132)과 타측 센서부(150)의 측정용 핀(152)을 통해 감지되는 측정값을 출력하도록 상기 일측 센서부(120, 130)의 측정용 핀(122, 132)과 상기 타측 센서부(150)의 측정용 핀(152)에 각각 전기적으로 접속된다.

제어부는 일측 센서부(120, 130)의 측정용 핀(122, 132) 간격이 수동에 의해 조절된 상태에서 타측 센서 구동부(160)에 구성된 구동모터(164)의 회전 방향 및 회전 속도 등을 제어하여 상기 일측 센서부(120, 130)의 측정용 핀(122, 132)과 타측 센서부(150)의 측정용 핀(152)을 측정대상물(W)의 나선으로 이동시켜 상기 측정대상물(W)의 나선 피치 서클 직경(D)을 측정할 수 있으며, 그 결과값을 모니터(M)로 출력하도록 제어한다.

더욱이, 제어부에는 측정대상물(W)의 피치 서클 측정값이 오차 범위 내에 포함되는 경우 정상품으로 판단하고, 오차 범위 내에 포함되지 않는 경우 불량품으로 판단하며, 불량품 제품 발생시 램프 등의 점멸을 통한 시각적이나 스피커 등을 통해 출력되는 소리를 이용하여 청각적으로 사용자에게 현 상황을 인지시킬 수도 있다.

그러므로 본 발명의 측정대상물의 피치 서클 측정장치(100)를 통해 측정대상물(W)의 나선 피치 서클 직경을 측정하는 순서는 다음과 같다.

먼저, 공급된 측정대상물(W)이 접근하면 이를 센서(도면에 미도시)가 감지한 후 제어부의 제어에 의해 상기 측정대상물(W)의 공급을 일시 정지하게 한다.

이때, 일측 센서부(120, 130)의 측정용 핀(122, 132)은 작업자가 핸들(144)을 회전시켜 일측 센서부(120, 130)의 측정용 핀(122, 132) 간격을 조절하므로 측정대상물(W)의 나선 골에 정확히 삽입되도록 간격을 미리 정밀하게 셋팅한 상태이다.

다음으로, 제어부의 제어에 의해 구동모터(164)를 작동시켜 제2 양방향 스크류(162)를 회전시킴에 따라 일측 센서부(120, 130)의 측정용 핀(122, 132)과 타측 센서부(150)의 측정용 핀(152)이 측정대상물(W)의 나선 일측과 타측의 정점 부위에 정확하게 밀착되게 한다.

다음으로, 제어부의 제어에 의해 구동모터(164)를 더 작동시켜 일측 센서부(120, 130)의 측정용 핀(122, 132)과 타측 센서부(150)의 측정용 핀(152)이 측정대상물(W)의 나선 일측과 타측의 정점 부위를 가압하면서 미리 설정된 데이터와 비교한 후 판단한 후 피치 서클 직경(D)의 측정값을 모니터(M)로 출력시킨다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 피치 서클 측정장치
110: 본체
120, 130: 일측 센서부
122, 132, 152: 측정용 핀
140: 일측 센서 구동부
150: 타측 센서부
160: 타측 센서 구동부
M: 모니터

Claims

순차 공급되는 측정대상물의 나선 피치 서클을 측정하는 장치에 있어서,
상기 측정대상물의 나선 일측 중 복수 지점에 접촉하여 측정용 핀에 가해지는 압력을 감지하도록 복수 구비되는 일측 센서부;
상기 일측 센서부와 대향되게 배치되어 상기 측정대상물의 나선 타측에 접촉하여 측정용 핀에 가해지는 압력을 감지하는 타측 센서부;
상기 복수의 일측 센서부 간격을 조절하도록 하는 일측 센서 구동부; 및
상기 일측 센서 구동부와 상기 타측 센서부의 간격을 조절하도록 하는 타측 센서 구동부를 포함하는 피치 서클 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 일측 센서 구동부는,
상기 복수의 일측 센서부에 각각 나선 방향이 반대되도록 체결되어 회전시 상기 복수의 일측 센서부를 내측 또는 외측 방향으로 동시 이동시키는 제1 양방향 스크류; 및
상기 제1 양방향 스크류의 일단부에 구비되는 상기 양방향 스크류를 수동에 의해 회전시키는 핸들을 포함하는 피치 서클 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 타측 센서 구동부는,
상기 일측 센서부들과 상기 타측 센서부에 각각 나선 방향이 반대되도록 체결되어 회전시 상기 일측 센서부들과 상기 타측 센서부를 내측 또는 외측 방향으로 동시 이동시키는 제2 양방향 스크류; 및
상기 제2 양방향 스크류의 일단부에 구비되어 상기 양방향 스크류를 회전 구동시키는 구동모터를 포함하는 피치 서클 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 타측 센서부의 측정용 핀은 상기 복수 일측 센서의 측정용 핀의 중심에서 직교 방향으로 연장되는 선상에 배치되는 피치 서클 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 일, 타측 센서부는 감지 결과값을 출력하도록 모니터에 접속되는 피치 서클 측정장치.