KR101901548B1 - 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 장치와 그를 이용한 위치 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D프린터, 공작기계, 기타 NC장비에서, 공구나 노즐이 공작물, 또는 기준 테이블에 직접 터치하여 공구길이, 가공원점, 기계원점, 오토 레벨링(AutoLeveling)등을 정밀하게 측정하는 기술분야로, 상기 장치에 본 발명의 기술을 적용 할 경우, 별치형으로 설치된 위치측정 센서의 불필요한 설정을 생략할 수 있고, 공구나 노즐 교환시 흐트러진 위치편차를 다시 설정하는 복잡한 공정을 생략 할 수 있다. 또한 저렴한 비용으로 정밀한 측정 장치를 구성할 수 있으며, 셋팅이 간편해지고 생산능률의 향상과 불량률의 감소 , 유지보수의 감소, 원가절감 등을 기대 할 수 있는, 푸쉬형 스위치 장치와 이를 이용한 위치측정 방법에 대한 기술 분야이다.

Description

스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 장치와 그를 이용한 위치 측정 방법{A Contact type automatic position measuring device using positional deviation of stopper and position measuring method using same}

본 발명은, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 장치와 그를 이용한 위치 측정 방법에 관한 것으로, 3D 프린터, NC 레이저 가공기, 소형 공작 기계 등에서 공구, 또는 노즐로 직접 터치하여 자동으로 위치를 측정하는 것으로, 접점으로 구성된 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 방법에 관한 기술분야이다.

프로그램에 의한 반복 공정으로 가공되는 NC 장비에서 정밀한 제품을 빠르고 균일하게 양산하려면 가장 중요한 첫 번째 공정이 공구세팅이다.

이처럼, 중요한 공구 세팅을 간단하고 손쉽게 구성할 수 있는 방법을 장비에 적용하기 위해, 많은 전문가들이 연구하고 개발하여 새로운 장비에 적용해 왔다.

현대는 3차 산업혁명을 넘어서 4차 산업혁명의 시대가 도래하고 있다.

이제 가정이나 사무실에서도 3D프린터로 소형 공장을 만들어 제품을 생산할 수 있는 스마트 팩토리( Smart factory)시대가 열렸다.

제품 프로그램을 장비에 입력하면 물건을 척척 만들어 준다는 3D프린터를 비롯한 스마트 생산 장비들은 현실과 접하게 되면 너무도 큰 장벽에 부딪히는데 가장 큰 애로 사항이 노즐의 높이 세팅이다.

노즐의 높이는 제품 출하시 세팅되어 문제가 없지만 일정 시간이 지나 노즐이 막히거나 노후하여 노즐을 교환하게 되면 세팅되었던 치수가 변화되어 정상제품을 출력하기 어려워진다.

이때 장비에 대한 지식이 없는 일반 사용자는 당황하게 되고 장비를 판매한 회사 차원에서는 애프터서비스(A/S)가 증가하게 되며 애프터서비스의 증가는 경영 악화를 불러와 그 피해는 일반 사용자나 소비자에게 되돌아 온다.

바닥 테이블의 수평 도와 수평 레벨은 제품을 성공적으로 출력하는 가장 중요한 작업이다.

본 발명은 공구가 직접 공작물과 접촉하여 측정을 하는 직접 접촉식 위치 측정방식으로 최소의 측정오차로 누구나 손쉽게 측정할 수 있는 방법과 자동 측정 장치를 제공한다.

본 특허에서 예시한 선행기술을 참조하면 많은 센서가 공구의 높이와 길이 등을 측정하는데 개발되어 사용되고 있다.

현재 공작 기계나 자동화 장비에서 사용되고 있는 센서에는 레이저, 적외선, 마이크로 스위치, 근접 스위치, 초음파센서를 비롯한 많은 센서가 높이나 거리를 측정하는 장치에 부가적으로 부착되어 사용되고 있다.

가공 및 절삭, 비 절삭(레이저 표시, 레이저 절단, 용접), 성형, 적층( 적층 형 3D Printer) 등 축이 이송하여 작업을 하는 장치나 장비에서 장비의 가공 원점에 대한측정과 공구의 위치 값을 검출하는 것은 프로젝트를 수행하는 첫 번째 과정으로 제품 정밀도와 깊은 연관이 있어 가장 중요한 과정이다.

센서(Sensor)는 온도, 압력, 속도와 같은 물리적인 환경 정보의 변화를 전기적인 신호로 바꿔주는 장치를 말한다.

근접 스위치는 기계적으로 On/Off를 하던 리밋 스위치나 마이크로 스위치 대신, 비접촉 동작으로 같은 스위칭 작용을 하게 한 센서를 말하며, 동작원리로부터 고주파 발진 식, 정전 용량 식, 자기 식, 광전식(방사선도 포함)으로 분류된다.

이러한 동작 원리에 맞게 근접스위치를 이용한 센서도 저렴한 비용과 편리성 때문에 많이 이용되고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0044418호와 같이 레이저와 같은 간접 접촉식 측정 센서, 미국 등록특허 06481939호 와 같이 전극 판에 신호전류를 흘려보내고 반대 전극을 악어 클립으로 공구에 흘려보내 공구가 전극 판에 접촉하면 발광하거나 버저를 울리게 하여 측정하는 접촉식 측정기, 다이얼게이지의 스케일 눈금을 세팅하여 측정하는 터치 식 측정기, 근접센서를 이용한 비접촉식 측정센서 등 많은 특성이 있는 여러 가지 측정 장치들이 이용되고 있는데, 모든 측정 장치들이 가지고 있는 탐침 접점의 거리 편차(67)가 있어 측정을 하는 사용자들을 불편해 하고 있는 게 사실이다.

예를 들면 레이저와 같은 간접 측정 장치는 사용에 편리성은 있으나 첫째 가격이 고가이고, 둘째 전문성을 가진 전문가 이외에는 수리, 설치, 유지보수가 힘들고, 셋째 측정기 자체의 위치 편차, 즉 바닥테이블과 측정기의 탐침 역할을 하는 광원까지의 거리를 별도로 파라메타로 설정해 주어야하는 불편함이 있다.

더 자세하게는 가공물과 노즐의 위치를 정확히 측정하여 가공 작업이 원활히 이루어지도록 공구를 세팅하는 센서의 구성방법으로 스토퍼를 이용하여 구성 축이 이송하여 작업을 하는 장치나 장비에서 기계 원점(Machine Position)에 대한 측정과 제품의 원점 위치 값(Absolute position)을 검출하는 것은 제품을 제작하는 첫 번째 공정으로 제품 정밀도 및 품질과 깊은 연관이 있어 가장 중요한 과정이다.

3D 프린터를 예로 들면, 필라멘트 적층 형 3D프린터는 바닥 테이블의 수평을 정확하게 측정하지 않으면 제품을 적층 하여 쌓아 올리기가 힘들다.

상기 테이블의 수평이 잘 맞지 않으면 기준면보다 높은 곳에서는 노즐이 테이블 바닥면을 긁고 다니는 현상이 발생하며, 상기 기준면보다 낮은 곳에서는 원료를 공중에 분사하게 되어 정상적인 제품의 출력이 어려워진다.

상기 기준면보다 높은 지점과 낮은 지점을 정확하게 측정하는 작업을 레벨 링(Auto Leveling) 이라 하며 이를 위해 많은 센서와 스위치가 사용 된다.

상기 레벨 링을 하기 위하여 기계 접점인 리밋스위치를 마이크로 사보모터에 부착하여 제어 프로그램을 이용하여 측정하거나, 바닥 테이블을 금속제품으로 구성하고 근접스위치를 사용하여 바닥위치를 검출한 후 그 측정치에 세팅 값(Setting data)을 가감하여 측정한다.

상기 방법들 외에 광 스위치를 이용하거나, 홀 센서, 적외선 센서를 이용하여 측정 하나, 상기에 제시된 모든 측정 방법은 센서의 위치를 변경하거나 노즐을 교환하게 되면 기준 오프셋 값을 다시 설정해 주어야 하며 그 수고가 적지 않다 할 수 있다.

NC 공작 기계의 좌표계는 기계좌표, 절대좌표, 상대좌표로 구성되며

기계좌표는 장비를 만들 때 장비의 가공영역을 설정하기 위해 제조사가 제공하는 좌표계이다.

일반적으로 기계좌표 설정 시 리밋 스위치나 마이크로스위치로 원점 스위치를 구성한다.

절대좌표는 가공할 제품의 좌표로 3D 프린터를 예로 들면 그릇모양의 제품을 제작하려면 먼저, 3D로 그릇모양의 모형화를 하고, 모형화한 파일을 위치데이터로 변환하면 그릇에 대한 위치데이터가 3차원으로 구성되는데 이 위치데이터와 기계좌표를 결합하는 과정을 공구세팅이라 한다.

필라멘트 적측형 3d 프린터의 테이블 레벨 작업은 최종 출력물의 품질과 직결되며 정확한 원점위치를 검출하기 위해 다양한 위치검출 센서가 사용되고 있다.

기계적 접점스위치인 리밋 스위치, 마이크로 스위치가 많이 사용되며, 금속 테이블을 검출하는 근접스위치, 광(photo) 스위치, 적외선 스위치 등 많은 스위치가 이용되고 있다. 이들 센서들은 설치공간이 필요하거나, 위치 검출 후 노즐과 측정 센서와의 거리 편차를 설정하지 않으면 치수가 일치하지 않아 제품 출력 시 불량률이 높아진다.

X, Y, Z의 3축 반도체레이저 가공기의 광원 초점 포인트 검출은 다양한 소재의 두께에 따라 매번 초점 위치를 다시 정확하게 잡아 주어야 하는 불편함이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0044418호 (2015.04.24) 레이저 클래딩 과정에서 생성되는 용융 풀의 높이 측정 방법 대한민국 공개특허 제10-2017-0006275호 터치 센서 대한민국 등록실용신안공보(Y1) 1997-0006682 공구길이 자동측정장치 대한민국 공개특허공보(A) 10-2008-0010089 공구길이 자동측정장치 대한민국 공개특허공보(A) 10-2010-0133686 공구 높이 측정장치 일본국 공개특허 제08323591호 (1996.12.10) JP 08-323591(1996,12,10)[일본] TOOL EDGE POSITION MEASURING DEVICE FOR NUMERICALLY CONTROLLED MACHINE TOOL 일본국 공개특허 제56053401 B (1981,05,13) JP 01349664호(1986.11.28)[일본] THREE DIMENSIONAL TYPE CONTACT DETECTOR 일본국 공개특허 제26077692 (2014.05.01) JP 24225154A (2012,10,10)[일본] (measuring method) STYLUS-TYPE MEASURING DEVICE AND HEIGHT MEASURING METHOD WITH STYLUS-TYPE MEASURING DEVICE 등록번호/일자 [미국] 06481939 (2002.11.19) , US 09939154(2001.08.24)[미국] Tool tip conductivity contact sensor and method

상기에 기술한 바와 같이 간접 측정방식의 센서를 이용하기 위해 별도의 부착 공간이 필요하며, 센서 부착위치가 노즐 도는 공구의 위치와 달라 그 거리 편찻값을 별도로 설정해 주어야 하고, 스토퍼 접점만을 구성하는 본 발명과 달리 복잡한 회로를 가지고 있어 유지 보수의 증가 및 세팅과정이 복잡해 별도의 교육을 받아야 한다.

또한, 많은 측정 센서들은 도 7의 [A]와 같이 직접 측정이 아닌 간접 측정으로 인해 실제 거리 편차( 67)를 세팅해 주어야 하는, 불편하고 복잡한 과정이 발생하며, 일반 사용자와 전문가를 가르는 기술적인 난이도가 발생하여 제품을 적층 또는 가공에 있어, 성공 확률을 저하해 불량률을 높이고, 성취 의욕을 감소시켜 장비의 사용을 두려워하는 결과를 초래하게 하며, 제조 회사에서는 구인난 및 인건비가 상승하는 원인이 된다.

또한 (특허문헌 0003) 대한민국 등록실용신안공보(Y1) 1997-0006682 공구길이 자동측정장치는 근접스위치를 사용한 공구길이측정방법으로 신호를 검출하기 위한 장치로 다소 복잡한 구성과 많은 신호선이 필요하며, (특허문헌 0004) 대한민국 공개특허공보(A) 10-2008-0010089 공구길이 자동측정장치는 마이크로스위치를 접점으로 구성하여 내구성 및 유지 보수의 증가를 불러온다.

(특허문헌 0005) 대한민국 공개특허공보(A) 10-2010-0133686 공구 높이 측정장치 다이얼게이지를 사용함으로써 정확도는 있으나 세팅시간이 증가함은 단점이다.

상기에 제시된 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 장치와 그를 이용한 위치 측정 방법을 제시하고자 한다. 이를 실행하는 과정은, 상기의 스토퍼를 접점으로 구성하기 위해, 도 7의(A) 본체(81)를 도 7의 (B)의 (76a)과(81)로 분리하였고, 탄성 장치(74a)와 가이드(73,73a)를 설치하여 Push 동작이 원활하게 이루어지도록 하였다. 이렇게 이루어진 스토퍼 접점과 스위치장치를 이용하여 위치를 자동으로 검출하는 방법은 다음과 같다.

도 1의 [A]와 [B]를 예로 가공물을 측정하는 방법을 순서대로 기술하면 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 방법에 있어,

(1) 측정 대상 목표물(85)로 가공 수단(82)이 동력 전달 장치에 의해 가동하는 단계.

(2) 가공 수단 끝 단부가 측정 대상 목표물과 접촉하여 가압이 이루어지는 단계.

(3) B의 가압과 연동하여 스토퍼의 위치 편차로 접점이 전환되는 단계.

(4) 접점으로 구성된 스토퍼의 전환신호를 검출하여 위치데이터를 자동으로 검출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치측정 방법을 제시 한다.

상기와 같은 방법으로, 자동으로 위치 값을 측정하게 되며, 최단 경계면의 거리 값(69)을 바로 검출할 수 있어 편리하게 위치측정을 할 수 있다는 장점이 있다.

다른 예로, 상기에 기술한 과제의 해결 방법을 위해, 도 5의 Push형 스위치장치 (A)는, 신호 접점기능으로 스토퍼(80,76)가 구성되고, 공구(82) 또는 노즐(82) 등이 나사, 볼트, 클램프 장치와 같은 고정 수단에 의해 헤드 부(76a, 200) 또는 헤드 부의 하우징(150)및 샤프트 축(77)에 부착되고, Push 하도록 안내하는 가이드(73), Push 동작으로 움직인 테이블을 원래 위치로 복원시켜주는 탄성 스프링(74a), 금속 또는 중량물 가공시 테이블을 단단하게 고정하는 잠금장치(31), 측정 실패시 충돌을 방지하는 한계 감지 스위치(30)와 도 4의 스토퍼 연동형 보조 측정센서(9) 등이 부가적으로 설치된다.

하우징(150)의 외 측에 열을 냉각시키는 방열 기능을 구성하기 위해 홈을 파거나, 냉각 판을 일정한 간격으로 구성하고, 냉각 팬을 부착할 수 있는 나사 홀을 갖는 것을 특징으로 한다.

3D프린터, 레이저와 같은 장비는 잠금장치(31)를 생략하고, 스프링의 강도를 조절하여 헤드 부(73)를 고정하며, 스프링(74a)의 장력이 테이블의 정밀도에 영향이 가지 않도록 스위치의 접점 동작 조건에 맞게 가변조절 하거나, 적당한 힘으로 선택하여 스위칭이 이루어지도록 구성하였다.

본 명세서에 제시한 도면은 이해를 돕기 위해 도형적으로 그린 설명도로서 실제 부품형상이 아닌 가상의 도형으로 실물과 차이가 있으며 원리를 쉽게 설명하기 위한 그림임을 밝혀 둔다.

가공 및 절삭, 비 절삭(레이저 표시, 레이저 절단, 용접)가공, 성형, 적층( 적층 형 3D Printer) 등 축이 이송하여 작업을 하는 장치나 장비에서 장비의 가공 원점에 대해 측정과 공구의 위치 값을 검출하는 것은 프로젝트를 수행하는 첫 번째 과정으로 제품 정밀도와 연관이 있는 가장 중요한 과정이다.

위에 기술한 바와 같은 측정 방법으로 가공 원점 위치의 측정을 매우 간편하고 쉽게 측정할 수 있으며, 정밀한 위치 검출을 할 수 있고, 기준 오프셋 값을 다시 설정하지 않아도 되는 편리함이 있다.

본 발명의 스토퍼접점은 B 접점 상태에서 위치 편차를 감지하기 때문에 광학식 센서보다, 구성이 쉽고 정밀하며, 적은 비용으로 장치를 구성할 수 있다.

스마트 팩토리(Smart factory) 장비에 적용시 제작 및 유지보수가 용이하며, 제조 단가를 줄일 수 있어 고기능의 장비를 제작가능 하며 생산 원가를 줄일 수 있다.

예를 들면 원료를 녹여 노즐로 적층 하는 FDM 방식의 3D프린터와 반도체레이저 장비에서 본 발명의 위치측정 방법과 스위치 장치를 적용시 부품이 소형화되어 구성이 쉽고, 스토퍼 접점을 사용함으로써 위치 편차를 미세하고 정밀하게 감지할 수 있으며, 쉬운 위치측정 방법과 이를 이용한 위치측정방법을 제시함으로써 불량률을 대폭 줄일 수 있고, 측정 정밀도를 향상시켜 가공제품의 품질을 높일 수 있으며 누구나 작업을 손쉽게 할 수 있다는 장점이 있다.

제 1a도 (A), (B)는, 스토퍼를 이용한 조각기의 공구와 가공물의 위치검출 전과 후의 개략도.
제 1b도 는, 1a도 (A), (B)의 측정 전과 후의 과정을 보여주는 흐름도이다.
제2도 (A), (B)는, 수평형 중공축형 노즐 장치의 측정 전, 후를 보여주는 장치의 개략도.
제3도 (A)(B)는, Push-type 스위치 장치를 구비한 수직형 3D프린터의 측정 전, 후를 이해를 도우려고 도형으로 형상화한 측면 개략도.
제 4a도 (A), (B))는, 스토퍼와 연동하여 위치 편차를 검출하는 별도로 설치된 신호검출장치의 측정 전과 후의 상황을 나타낸 개략도.
제 4b도 는, 별도로 설치된 고정접점과 가동 접점의 스토퍼 점점 을 구성하는 위치 나타낸 개략도.
제5도 (A), (B)는, 스토퍼 접점의 위치검출 과정에 있어 스토퍼 접점의 회로도와 원리를 이해를 돕기 위해 도형으로 설명한 개략도.
제6도(A)(B)(C)는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 스위치 장치가 내장된 공구길이 측정장치에 대한 사용예를 보여주는 개략도.
제7도(A), (B)는, 종래의 보조센서 측정방식과 본 발명의 직접 측정방식과의 장치 비교예를 보여주는 개략도.
제8도는, push형 스위치 장치의 사용 예를 보여주는 사시도.
제9도는, push형 스위치 장치의 사용 예를 보여주는 사시도.
제10도 (A), (B), (C)는, 중공축 실린더형 Push-type 스위치 장치의 사용 예를 개략적으로 보여주는 절단면 사시도,
제11도 (A), (B), (C), (D)는, Push형 스위치 장치의 스토퍼 접점의 사용 예를 개략적으로 나타낸 절개도와 사시도.
제12도는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 위치측정방법 흐름도.
제13도는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 위치측정방법 흐름도.
제14도는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 위치측정 방법 흐름도.
제15도는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 위치측정 방법 흐름도.
제 16a도 는, 각종 센서와 스토퍼접점의 측정 오차를 비교한 설명한 표이며,
제 16b도 는, 각종 센서의 프로브(Probe) 접촉 후 접점 변환까지의 거리 편차를 나타낸 그래프.

본 명세서에 제시한 도면은 이해를 돕기 위해 도형적으로 그린 설명도로서 실제 부품형상이 아닌 가상의 도형으로 실물과 차이가 있으며 본 발명의 실시 예는 당업자가 본 발명을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 제공되는 것이다.

도면상에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 지칭한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1위(A)에서 회전 스핀들(6)에 부착된 공구(82)는 고정 부재(81)와 가이드(73)에 의해 푸쉬(Push) 동작이 원활하도록 고정 부재(81)와 분리되고;

본 발명의 장치에 나사 산, 볼트 등의 고정 수단에 의해 장착된 공구(82)의 끝단 부가 공작물(85)과 접촉하여 눌리면 탄성 스프링(74a)와 고정 스토퍼 접점(80), 가동 접점(76)이 연동하여 분리되는 순간, 신호 전류가 차단되며;

이때 신호전류가 차단되는 순간을 포착하여 자동으로 위치를 검출케 된다.

이때 탄성 스프링(74a)은 충격을 흡수하는 완충작용을 하고 공구가 가압(push)하여 스위치동작을 한 후, 다시 원래 자리로 복원시켜 주는 역할을 한다.

탄성 수단(74a)에 대해 설명하면, 일반적인 소재를 종류로 분류하면 탄성 스프링, 스프링강판과 자석의 자기력, 공기의 압력을 이용한 실린더형, 유체의 압력을 이용한 실린더, 전자기력을 이용한 장치 등 여러 가지 소재로 응용할 수 있다.

본 발명에서 제시하는 장치는, 소형 공작 기계보다는 3D 프린터나, 레이저장비 같은 비교적 헤드 부가 가벼운 장비에 구성하기 쉽고 효과를 극대화 시킬 수 있다.

상기의 고정 부재(81)는 Z축 본체(Body)에 고정수단(50a)에 의해 부착되는 플레이트, 또는 분리된 헤드 축의 본체 (Body)를 의미한다. Z축은 가공, 또는 적층이 이루어지는 회전축이나 소재가 출력되는 가공 수단인 공구, 노즐 등이 장착된 축을 의미한다.

헤드 부에는 좌우 회전을 방지하는 지지 부재는 즉 키, 핀, 홈, 골 등을 이용하여, Push 동작은 원활하게 하고, 좌우는 움직이지 않게 구성하였다.

고정 부재는 가동 축의 크로스 보디(Cross Body)나 새들 보디(Saddle Body)에 장착된다.

조각기와 공작 기계 등 중 절삭 또는 강력절삭을 하는 Push형 스위치 장치는 본체와 분리되어 가공중 떨림 또는 치수변환을 예방하고, 강력한 절삭과 정밀한 가공을 위해, 도 1의 (A)에서 잠금장치 역할을 하기 위해 설치된 액추에이터(5)에 의해 클램프 되어 공구절삭시 흔들림을 방지할 수 있다.

잠금장치는 공업실린더, 유압실린더, 잠금 핀, 전자기력 등으로 구성할 수 있다.

잠금장치의 제어에 관한 흐름도는 도 12 에 예시하였다.

도 1위(C)에서 Z축은 상기에 설명한 바와 같이 회전축 또는 가공공구가 물려있는 축을 의미하며, 이하 공구 및 노즐이 부착된 가동 축을 Z축이라 지칭한다. 도 1위(C)에서 La는 도 1위(A)에서 Push 동작을 하는 즉, 가이드 블록에 고정된 고정 부재(7) 이 움직일 수 있는 행정 한계를 나타낸다. 행정 한계(La)가 공구를 터치하게 되는 시점, 즉, (Lb)와 (W2)의 경계 선상이 Z축이 신호를 감지하는 순간이며 이때 신호가 감지되면 Z축은 정지하게 된다.

상기, 도 1의 (W2)는 공구가 접촉 후 신호가 감지될 때까지 Push 동작한 거릿값이며 스토퍼 재질과 단면의 거칠기에 따라 0.005mm~0.02mm범위에서 신호가 감지된다.

가이드의 정밀도와 Push 동작시 위치 편차는 상관관계가 있으며 가이드의 정밀도가 높고 스토퍼 접점의 면이 일정 할 수록 위치편차량은 적다.

도 1 의(C)의 (30) 은 신호검출 실패시 한계 스위치(Limit Switch)를 의미하며,

신호검출 실패시 이송장치가 충돌하는 것을 방지하는 안전장치다.

도 2위(A)에서, 노즐(82)이 부착된 중공형 샤프트(77)는 노즐부터 소재공급장치(86)의 소재 공급 부(84)까지 일체형으로 구성되며, 흔들림으로 인한 스토퍼 접점(80,76)의 측정 편차가 발생하지 않도록 하였다. 한계감지 스위치(30), 탄성 스프링 (74a)등은 도 1의 그림과 동일하다. 중공형 샤프트(77)를 고정하는 잠금장치(5)에 유압 또는 공기를 공급하는 제어 밸브(31)는 가공시 샤프트의 흔들림을 방지해주는 잠금장치(31)로서 측정시 풀어주고 측정이 끝나면 다시 잠금 하는 장치이다.

3D프린터와 레이저 장치와 같이 노즐을 사용하는 장비는 가공시 헤드에 가해지는 부하가 적기 때문에 탄성 스프링(74a)의 장력으로 잠금장치를 대신 한다.

본 발명의 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동측정방법에 있어,

Push 동작으로 스토퍼 접점의 위치 편차 신호를 발생하기 위해 분리된 고정 부재와 헤드 부;

푸쉬동작이 원활하도록 하기 위한 가이드;

가이드에 부착된 헤드 부의 노즐 끝 부분에 푸쉬동작이 이루어지는 축 선상으로 일정한 가압이 작용하면, 접점으로 구성된 스토퍼와 가이드 축 선상에 설치된 탄성 스프링이 연동하고, 이때 스토퍼 접점의 작동과 동시에 검출된 신호를 이용하여 위치를 검출하는 방법이다.

상기에서 탄성 스프링은 탄성 수단으로 판 스프링

자기력, 전자기력 등으로 대체 가능하다. 예를 들어 자석의 N극과 N극을 마주보게 구성하면, 서로 밀치는 탄성력이 발생하는데 이를 전자기력으로 바꾸어 제어하면 면 가이드 상에 가동하는 축을 고정할 수 있고 탄성 장치도 간단히 구성할 수 있다.

상기 고정 부재와 헤드 부에서 고정 부재는 가공 수단이 있는 Z축 본체에 고정수단(50), 즉 볼트, 너트, 나사, 클램핑 등 여러 가지 부품에의 장착되는 것을 의미하며, 가공 수단(82)이란 드릴, 절삭용 엔드밀, 절삭바이트, 연삭 용 공구, 레이저의 광이 나오는 노즐, 플라즈마 절단기의 노즐, 용접기의 노즐 등 가공을 하는 주체를 의미한다. Z축은 동력전달장치에 의해 회전 가공, 적층가공, 절단 가공 등을 하게 된다. Z축 본체는 본 발명의 Push형 스위치장치로 구성하기 위해 설치된 가이드, 가이드에 부착된 테이블 또는 하우징(housing)을 헤드 축이라 하며 노즐이 고정 수단에 의해 부착된 축, 하우징, 테이블의 단부를 포함한 일정한 부분이 분리된 가동 본체를 헤드 부라 한다.

상기 스토퍼의 위치 편차란 B 접점으로 닫혀있는 접점이 A 접점으로 변환하기 위해서는 접점으로 구성된 스토퍼(80,76a)에 물리적인 힘을 가하게 되는데, 이때 가이드를 따라 가동 본체가 Push 동작을 하게 되고, 고정본체에 스토퍼접점(80)과 이에 대응하는 헤드 부에 고정된 접점(76a)이 분리되는데, 분리되는 순간 신호전류는 차단되게 되고 이때의 차단된 신호를 NC에서 검출하게 된다. 즉 도 1(A)에서 스토퍼의 접점이 B 접점일 때의 거리 값(La)이 100mm라면 A 접점으로 변했을 때의 거리 값(Lb)은 (W2)만큼의 편차가 발생 되는데 이 편차를 스토퍼 접점의 위치 편차라 한다.

상기에서 가이드라 함은 Push 작용이 원활하게 하기 위해 설치된 로드를 의미한다. 리니어가이드, 연마 봉, 연마 핀, LM 가이드, 강판을 이용한 가이드, 가이드 플레이트, 가이드 홈 등, 당 업자의 필요에 따라 다양하게 구성 될 수 있다.

상기의 헤드 부의 노즐 끝 부분이란 헤드 부의 축 끝 부분에 노즐을 고정하기 위한

이때 강제적으로 차단하기 위해서는, 축이 동력 전달 장치에 의해 움직이는

도 3위(A)에서 스토퍼접점(76), (80) 은 회로도(53c)와 같이 연결되어 부하(52)에 전류가 인가된 상황을 이해하기 쉽도록 구성한 그림으로, 그림과 같이 인가되어 있던 전류는 (B)의 회로도 (54c)와 같이 노즐(82)이 공작물과 접촉하여 Push할 때 부하(52)의 신호 전류가 차단되는데, 이때 차단된 순간의 신호를 이용하여 위치를 감지하게된다.

도 3의 보조 회로도(53c, 54c)에서 부하(52)는 제어장치의 오픈 컬렉터 (open collector)접점,신호접점,부하,릴레이등으로 출력된다.

또한, 도 3의 보조 회로도(53c, 54c)에서 전원(51)은 외부 제어장치의 오픈 컬렉터 (open collector)접점, 또는 신호접점으로 스토퍼 접점의 스위칭작용에 의해 신호전류를 제어한다. 즉, 스토퍼가 Push동작을 하면 B 접점에서 A 접점으로 전환되며 이때 전환되는 거리값을 스토퍼접점의 위치편차라 한다.

상기에 설명한 바와 같이, 본 회로도에 제시한 전원(51)은 이해를 돕기 위한 회로도로서, 외부에서 공급되는 신호전류가 스토퍼 접점에 인가되거나, 내부 신호 전류가 인가되는 경우 등 상황에 맞게 구성하고, 도 6의 (A), (B), (C)와 같은 방식의 머시닝센터 측정장치로 사용할 경우 별도의 전원스위치(on/off )를 구성하거나 타이머를 이용한 자동 오프 기능으로 제어장치가 구성된다.

또한, 내부 전원을 이용, 마이크로칩을 이용한 펌웨어프로그램으로 무선통신을 이용한 신호 출력도 구성 할 수 있다.

도 4 의(A)는 스토퍼를 이용한 별도로 설치된 스위치접점으로,

고정스토퍼(80), 스토퍼와 대응하는 접점(76), 스토퍼 접점(80,76)과 연동하여 신호를 검출하는 별도로 설치된 보조스위치(9)를 갖는 스위치 장치를 구성할 수 있다.

도 4위(B)에서 스토퍼가 Push 동작에 의해 움직인 거리(15a)와 별도로 설치된 스위치가 신호를 검출하기 위해 움직인 거리(14a)는 일치하게 구성되어 측정 오차를 줄일 수 있다.

도 4 의(C)는 스토퍼 접점을 구성하는 위치에 대한 것으로,

노즐을 분리하여 구성(13);

샤프트 축(84)을 분리하여 구성;

샤프트축의 연결부분을 분리하여 구성 등, 상황에 따라 Z축 본체 상의 어느 한 부분을 임의로 분리 설계하여 스토퍼 접점을 구성 한다.

상기의, 스토퍼 접점을 구성하기 위해, 노즐을 스위치 장치로 구성할 수 있고, 노즐이 부착되는 샤프트, 하우징(housing), 중공샤프트 축에 스토퍼 점점 을 구성할 수 있으며 또한, 본체의 어느 한 부분을 목적에 맞게 분리하여 스토퍼 접점을 구성할 수 있다.

도 5에서 Z축 고정 부재(81)에 위치 신호를 검출하기 위해 접점으로 구성된 고정 스토퍼(80), 노즐과 연동하여 작동되도록 구성된 고정 스토퍼와 대응하는 가동접점(76), 노즐(82)이 측정 대상물(85)과 접촉하여 Push 하면, 노즐과 일체형으로 구성된 가동 접점(76)이 분리되어 신호를 검출(B)한다.

도 6에서 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 측정 장치에 있어,

도 6의(A), (B), (C)와 같이 머시닝센터, NC밀링의 공구길이를 자동으로 측정하기 위한 장치로, 공구(82)의 끝 부분이 접촉되는 터치패드(184)에 일정한 가압이 작용하면 샤프트 축(77)은 본체의 가이드(73)를 따라 푸쉬동작이 이루어지고, 터치패드(184)와 일체형으로 구성된 샤프트 축(77)의 날개 형태의 돌출부(49)에 설치된 가동 접점(76)과 본체에 설치된 스토퍼 접점(80)이 탄성 스프링(74a)과 연동하여 위치 편차를 발생하고, 이때 스토퍼접점(80,76a))의 신호를 이용하여 다음과 같은 2가지 형태의 스위치 장치를 제시한다.

1) 공구(82)가 장착된 Z축의 움직임을 유선, 또는 무선으로 제어하고, Z축의 위치를 자동으로 검출하는 푸쉬형 스위치 장치,

2) 스토퍼접점의 신호를 이용하여 발광, 또는 버저 음을 출력하는 Push형스위치 장치.

상기 1) 스위치 장치는 머시닝센터, 밀링에서 공구의 위치를 자동으로 검출하기 위한 장치로, 사용 예를 들면 공구교환 후 공구는 보조프로그램에 작성된 공구 측정프로그램(M코드)을 지령하면 그 프로그램에 미리 설정된 위치로 자동 이동하여 공구 길이측정을 자동으로 측정하게 된다.

이때 측정된 데이터는 공구오프셋에 자동으로 반영되도록 마크로 프로그램이 작성되어 입력되어 있다.

상기 2) 스위치 장치는 건전지 내장형으로 구성되거나, 충전식, 외부 전원 식 등 다양한 옵션으로 되어있으며, 단순한 신호검출이 아닌 위치 편차를 이용하기 때문에 규격화된 길이를 제작 가능함이 특징이다. 일반적인 스위치나 센서들은 A 접점을 사용하기 때문에 최초 스위치의 탐침 끝 부분이 접촉하고, 일정한 거리를 지난 후 접점이 변환되는데, 본 발명은 B 접점을 사용하기 때문에 최초 스위치의 탐침 끝 부분과 접촉 후 미세한 움직임에도 접점이 변환하기 때문에 실 거릿값을 측정에 적용 할 수 있다.

예를 들어 100mm 길이의 측정기를 테이블 바닥에 고정하고 측정하면 위치 편차 발생범위 0.005~0.02 이므로 99.98의 측정데이터(177)를 검출 할 수 있다.

이때 측정기의 측정 데이터를 예측할 수 있다면 위치 편차 데이터를 반영하여 제작하면 규격화된 길이의 측정 장치의 제작이 가능 하다.

상기 측정 길이(177)에 위치 편차 0.002를 바로잡은 100.02의 측정장치는 검출 신호 발생시 100.0에 가까운 정밀한 데이터를 검출 할수 있다.

본 발명에 제시된 모든 스토퍼 접점은 절연 처리된 접점을 의미한다.

또한, 접점의 정밀도를 향상시키기 위해 접점을 연마, 가공, 래핑등 다양한 방법으로 가공할 수 있다.

도 7 은 장치에 본 발명이 적용된 예를 예시하였다.

장비 Body(65)와 전후 이송 테이블(63)은, 동력 전달장치(64)에 의해 전후로 가동하고, 좌우로 가동하는 테이블(70)은 동력 전달장치(62)에 의해 가동된다.

Y축의 본체(70)와, Y축 본체에 설치된 Z축 동력전달장치(66)는, Z축 본체를 상하로 가동한다. 측정과 가공이 이루어지는 축을 Z축 이라 한다.

기존 기술은 도 7(A) 와 같이, Z축에 부착된 공구(82)의 측면에 센서를 부착하여 공구를 측정해 왔다.

본 발명의 기술은 도 7의 (B)와 같이 Z축 본체의 일정한 부분을 임으로 분리 설계되어 Push 동작이 원활하게 작동되도록 구성하고, 부피가 큰 공작 기계에서 본 발명을 적용시 발란스 웨이트가 부착되어 공구에 무리가 가지 않도록 구성한다.

스토퍼를 이용한 위치측정 방법에 있어,

1) 측정이 시작되면 측정 대상물로 공구가 이동하는 단계;

2) 공구의 끝 부분이 측정대상물과 접촉하여 Push 하는 단계;

3) 상기(2)와 연동하여 일체형으로 구성된 스토퍼접점에서 신호를 자동으로 검출하는 단계;

4) 신호가 검출되는 순간 축이 정지하는 단계;

5) 검출된 위치데이터를 CPU에서 처리하는 하는 위치데이터 검출과정;

6) 측정을 완료하는 과정으로 이루어진 위치 측정 방법.

도 8의 3D프린터용 Push형 스위치 장치에 있어

본 장치가 부재에 고정되어 설치될 수 있도록, 플레이트(21)가 본체(81)에 연장되어 있고, 노즐 부(82)와 중공 형 테이블(76a), 본체(81)에 고정된 스토퍼접점(80)의 가동 접점(76), 가동접점이 고정되는 브래킷(770)으로 구성되며 가동접점은 절연처리(773)되어 고정된다. 상기에 모든 접점은 접합 되어 연장되는, 외부로 입출력 하기위한 일정한 길이의 전선을 갖는다.

Push 동작이 발생하면 스토퍼와 연동하여 완충 동작과 복귀 동작을 하는 탄성 스프링, 분리된 테이블, 샤프트 축을 푸쉬동작이 원활하도록 설치된 가이드(73), 난방 부의 열을 냉각시키기 위해 방열 구조로 설계된 테이블은 여러 개의 날개와 홈을 갖는 구조로 냉각 팬을 고정할 수 있는 구조로 이루어진 Push형 스위치 장치로, 노즐 부와 소재 공급장치가 일체형으로 구성 할 수 있다.

도 9의 스위치장치에서 중공형으로 구성된 테이블(76a),

핀형 가이드(73a), 냉각팬을 고정하거나 공구를 부착할 수 있는 고정용 홀(76c), 푸 쉬 동작시 신호를 검출하는 스토퍼접점(80),(76)등으로 구성 하고,

헤드 부(83a)를 가이드에 결합시키기 위한 고정 수단(50c)으로 가이드 부싱(Bushing), LM 가이드 블록 등을 부착하기 위한 볼트, 홀, 클램핑(Clamping), 홈 등과 같은 부품을 이용하여 가이드에 결합한다.

중공형 홀(84a)에 소재를 공급하거나 센서를 부착할 수 있고, 레이저 소스를 장착할 수 있으며, 노즐을 분리하여 테이블에 고정된 노즐과 레이저의 초점을 조절할 수 있는 조절용 노즐이 결합한 구조로, 렌즈가 부착된 조절용 노즐은 고정용 노즐에 끼워진 구조이며, 위치측정시 측정 탐침이 되어 공작물과 접촉하여 위치를 측정한다.

이때 조절용 노즐의 움직임을 방지하고 단단히 고정하기 위해 볼트나 너트, 뚜껑의 테퍼면이 서로 맞물려 고정하는 구조로 되어 있다.

완충작용과 원위치로 복원하도록 설치된 탄성 수단은 스프링, 판형, 에어, 전자기력 등 상황에 맞게 구성할 수 있다.

도 10의(A), (B)에서 중공형으로 구성된 Push형 스위치장치에서,

Push 동작으로 스토퍼 접점의 위치 편차 신호를 발생하기 위해,

분리된 하우징과 중공 샤프트 축, 하우징(150) 끝단 부에 노즐, 또는 공구가 부착되도록 형성된 나사, 또는 클램핑 장치를 갖는것을 특징으로 한다.

하우징(150)에 부착된 노즐(82) 끝 부분에 푸쉬동작이 이루어지는 축 선상으로 일정한 가압이 작용하면, 하우징(150)과 샤프트 축(77)에 설치된 스토퍼 접점(80,76a)은 탄성 스프링과 연동하고 방열 기능을 갖는 외부 하우징으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 Push형 스위치 장치이다.

상기에서 하우징(150) 끝 부분의 고정 수단은 나사 산, 홈을 이용한 끼움 식 결합장치, 홀에 끼운 후 볼트를 이용한 결합 장치 등 다양한 방법을 구성할 수 있다.

도 10위(C)에서 고정용 날개를 갖는 중공형으로 구성된 샤프트 축(76a),

방열기능의 날개와 홈을 여러 개 가공된 구조의 하우징에 공구(82), 또는 노즐(82)과 소재 가열장치(23a)를 부착할 수 있는 구조의 연장 샤프트 축(3)을 갖거나, 샤프트를 하우징 (150)에 연장 샤프트(3)처럼 끼워서 고정 할수 있는 구조,

하우징과 연동하는 스토퍼접점(80), (76) 과 탄성 스프링으로 이루어진 Push형 스위치 장치이다.

도 11의 (A), (B), (C)는 스토퍼 접점의 구성에 대한 예를 제시한다.

(A)의 스토퍼 접점이 내장된 고정 부재(761), 고정 스토퍼 접점에 연결되어 연장 처리된 접점의 신호선(765), 탄성 스프링에 의해 Push 동작하는 탄성 접점(766),

부재(761)에 고정된 스토퍼접점(763), 신호선을 연장하기 위한 연결 플러그(764,765)를 갖고 가동 접점 플레이트(760)에 의해 스토퍼 접점을 구성하는 것을 특징으로 하는 접점이다.

상기에서 노즐, 공구(80) 등을 부착하기 위한 고정 수단으로 나사 산, 클램핑, 볼트체결등을 사용하였다.

상기에서 노즐, 공구, 절삭공구 등은 가공 수단이 된다.

상기에서 소재 공급(84a)을 원활하게 하기 위하여 홀이 관통하는 중공형 Body, 즉 중공 부재(83a)를 헤드 축에 구성하였다.

상기에서 본 고안은 특정한 실시 예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만, 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 고안의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀 두고자 한다.

본 발명은, 스토퍼 접점의 위치 편차를 이용한 접촉식 위치측정 방법과 Push형 스위치 장치에 관한 것으로, 노즐이 부착된 3D 프린터와 CNC레이저, NC 용접기, 소형 NC조 각기 등에 이용 가능하며, 볼펜이나 필기도구를 장착한 CNC플로터, CNC플라스마 절단기, NC 높이 측정장치, NC 측정기와 기타 NC 장치에 응용 및 접목할 수 있다.

본 발명은 공구나 노즐로 직접 터치하여 측정하는 기술분야로 4차 산업혁명 분야의 스마트 팩토리(Smart factory) 장비에 저렴한 비용으로 간단하게 구성할 수 있으며, 정밀한 위치를 검출할 수 있어 생산성 향상 및 원가절감을 이룰 수 있는 스토퍼 접점의 위치 편차를 이용한 접촉식 위치측정 방법과 Push형 스위치 장치에 관한 것으로 많은 장비에 접목하여 사용 할수 있다.

5: 잠금장치(가공중 흔들림 방지)
6: 회전 스핀들 (조각기) 7: 고정 브래킷 8: 스핀들 모터 (조각기)
9: 스토퍼 연동형 보조 접점 10: 연동형 측정 탐침(조각기)
11: 헤드 부 (샤프트 축)연결부 12: 샤프트 축 13: 노즐 주변부
21: LM 가이드 블록고정용 플레이트
21a: 볼트체결 홀 22: 노즐 난방블록(3D프린터) 23: 필라멘트 가열 열선(3D프린터) 23a: 열선 고정용 홀(3D프린터) 30:한계 스위치
31: 잠금장치
51: 신호 전원 52: 접점 (릴레이, 오픈 컬렉터, 부하) 52a : 램프, 버저
53, 53c: 신호검출 대기상태의 회로도 예시
54, 54c: 위치 측정시, 신호검출시 회로도 예시
60: 위치 측정센서 발광 부 61: 위치측정센서 수신부
62: Y축 모터 및 동력전달장치 63: 축 테이블 64: X축 모터 및 동력전달장치
65: 장비 본체(body) 66: Z축 모터 및 동력전달장치 67: 센서와 공구의 위치 편차 68:센서와 측정 목표물의 거리 69:공구와 측정 목표물의 거리
70: Y축 본체 71: Z축 모터, 동력 전달장치
73,73a: 가이드
74a: 탄성 스프링
76: 가동 접점 76a: 헤드 부
76c: 별도로 설치된 스토퍼연동 접점
77: 샤프트 78: 볼스크류
80: 고정 스토퍼 접점 81: 고정 부재 81a: 방열판형 고정 부재
82: 가공 수단(노즐, 공구) 84: 중공축 샤프트( Push 작동하는 축 샤프트)
84a: 가공소재주입구(중공축 입구, 원료, 레이저광소스 입구 )
84b: 가공 원료(용접 릴, 레이저 소스, 필라멘트)
85: 측정 목표물( 가공 소재, 측정 테이블) 86: 소재 공급장치(ex; 3D 프린터의 익스트루더(extruder))
87: 탄성 복원력 88: Push 동작 89: 축 선상에서 축 이동
90: 가동접점 신호선 91: 스토퍼 접점 신호선 99: 절연체 150: 하우징
184: 공구(82)의 끝 단 부가 접촉되는 터치패드
200, 300: 하우징(housing) 201: 본체 고정형 중공 날개형 샤프트
L: 측정 전 전체 길이 La: Push 축 행정 거리(위치 편차 0) Lb: 위치 편차 발생 거리 W1:전체길이- 행정거리 W2:측정 위치편차
760: 접점 대응 판 761: 스토퍼 접점 브래킷 762: 완충 장치
763:고정 스토퍼 접점 764:접점플러그 765: 접점b 콘넥터 766:접점b 770:접점 고정용 브래킷 773:절연체
781: 볼트(절연) 783: 볼트(절연)

Claims (8)

1. 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정을 위한 장치에 있어,
   Push 동작이(88) 이루어지는 축 선상(89)으로 일정한 가압이 작용하면, 접점으로 구성된 스토퍼(80)와 축 선상에 설치된 탄성 수단(74a)은 연동하고, 이때 스토퍼 접점(80)과 가동접점(76)의 분리와(54) 동시에, 검출된 신호(52)를 이용하여 위치를 자동으로 검출하는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치 측정장치는, 가공 수단(82)의 직접 접촉에 의한 Push 동작으로, 스토퍼의 위치 편차를 발생하기 위해 구성된 스토퍼 접점(80), 가동접점(76)이 구비되고, Push 동작이 이루어지는 축(89) 선상으로 일정한 가압이 작용하면, 접점으로 구성된 스토퍼(80)와 가동 접점(76)이, 가이드(73) 축 선상에 설치된 탄성 수단(74a)과 연동하고, 이때 스토퍼 접점(80)과 가동접점(76)의 분리와 동시에 검출된 신호를 이용하여 위치를 자동으로 검출하는 것을 특징으로 하는 장치로서.
   상기 장치의 탄성 수단은, 스프링(74a)의 장력이 테이블의 정밀도에 영향이 가지 않도록 스위치의 접점 동작 조건에 맞게 가변조절기가 부착되거나 적당한 힘으로 구성되며,
   상기 장치의 헤드 부(83a)는,
   좌우 회전을 방지하고 Push 동작이 원활하도록 지지부재와 가이드(73)가 부착되고, 소재 공급을 위해 중공 부재(83)로 구성되고, 가공수단을 장착하기 위한 고정 수단(50)이 구비되고, 중공 부재의 바깥면(83a)은 열을 방출하기 위한 다수의 방열 홈이 형성되어 있고, 가이드(73)에 결합하기 위한 고정 수단(50c)과 냉각 팬이 부착되는 고정 수단(76c)을 갖는 것을 특징으로 하는 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정을 위한 장치에 있어,
   Push 동작이(88) 이루어지는 축 선상(89)으로 일정한 가압이 작용하면, 접점으로 구성된 스토퍼(80)와 축 선상에 설치된 탄성 수단(74a)은 연동하고, 이때 스토퍼 접점(80)과 가동접점(76)의 분리와(54) 동시에, 검출된 신호(52)를 이용하여 위치를 자동으로 검출하는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치 측정장치는,
   하우징(200)과 중공 부재( 77) 축으로 구성되고;
   하우징의 (200) 외 측에 방열 기능과 고정수단(50a)이 구성되고;
   중공 부재(77)의 끝 단 부에 가공 수단(82)을 부착하기 위한 고정 수단(50)이 구성되고;
   하우징(200)과 중공 부재(77) 축에 스토퍼 접점(80)과 가동 접점(76)이 구성되고;
   탄성 수단(74a)과 좌우 회전을 방지하는 지지 부재가 구성되고;
   고정 수단(50)에 의해 부착된 가공 수단(82)의 끝단 부에 푸쉬동작이 이루어지는 축 선상(89)으로 일정한 가압이 작용하면, 중공 부재 (77) 축은 하우징의 내측 안내면을 따라 Push 동작이 이루어지고, 하우징(200)과 중공 부재 (77) 축에 설치된 스토퍼 접점(80)과 가동 접점(76)은 탄성 수단(74a)과 연동하며, 이때 위치 편차를 검출하는 것을 특징으로 하는 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 장치.
5. 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정을 위한 장치에 있어,
   Push 동작이(88) 이루어지는 축 선상(89)으로 일정한 가압이 작용하면, 접점으로 구성된 스토퍼(80)와 축 선상에 설치된 탄성 수단(74a)은 연동하고, 이때 스토퍼 접점(80)과 가동접점(76)의 분리와(54) 동시에, 검출된 신호(52)를 이용하여 위치를 자동으로 검출하는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치 측정장치는,
   하우징(150)과 중공 부재(201) 축으로 구성되고;
   하우징(150)의 외 측에 방열 기능이 구성되고;
   중공부재(201) 축의 외측 날개에 고정수단(50a)이 구성되고;
   하우징의(150) 끝 단 부에 가공 수단(82)을 부착하기 위한 고정 수단(50)이 구성되고;
   하우징(150)과 중공부재(201) 축에 스토퍼(80)와 가동 접점(76)이 구성되고;
   탄성 수단(74a)과 좌우 회전을 방지하는 지지 부재(72)가 구성되고;
   고정 수단(50)에 의해 부착된 가공 수단(82)의 끝단 부에 푸쉬동작이 이루어지는 축 선상으로 일정한 가압이 작용하면, 중공부재(201)축은 하우징(150)의 내측 안내면을 따라 Push 동작이 이루어지고, 하우징(150)과 중공부재(201) 축에 설치된 스토퍼 접점(80)과 탄성 수단(74a)은 연동하며, 이때 위치 편차를 검출하는 것을 특징으로 하는 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 장치.
6. 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정을 위한 장치에 있어,
   Push 동작이(88) 이루어지는 축 선상(89)으로 일정한 가압이 작용하면, 접점으로 구성된 스토퍼(80)와 축 선상에 설치된 탄성 수단(74a)은 연동하고, 이때 스토퍼 접점(80)과 가동접점(76)의 분리와(54) 동시에, 검출된 신호(52)를 이용하여 위치를 자동으로 검출하는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치 측정장치는,
   터치패드(184)가 부착된 샤프트 축(77)에 돌출부(49)를 형성, 가동 접점(76)이 구성되고;
   Push 동작이 이루어지는 샤프트 축(77)과 외부 하우징(181)에 탄성 수단(74a)과 고정 스토퍼 접점(80), 가동 접점(76)이 구성되고;
   공구(82)의 끝 단부가 접촉되는 터치패드(184)에 일정한 가압이 작용하면, 샤프트축(77)은 본체의 가이드(73)를 따라 푸쉬동작이 이루어지고, 터치패드(184)와 일체형으로 구성된 샤프트 축(77)에 설치된 가동 접점(76)과 외부 하우징(181)에 설치된 스토퍼 접점(80)이 탄성 수단(74a)과 연동하여 위치 편차를 발생하고, 이때 스토퍼 접점(80)과 가동접점(76a)의 신호를 이용하여 공구(82)가 장착된 Z축의 움직임을 제어하고, Z축의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 장치.
7. 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정을 위한 장치에 있어,
   Push 동작이(88) 이루어지는 축 선상(89)으로 일정한 가압이 작용하면, 접점으로 구성된 스토퍼(80)와 축 선상에 설치된 탄성 수단(74a)은 연동하고, 이때 스토퍼 접점(80)과 가동접점(76)의 분리와(54) 동시에, 검출된 신호(52)를 이용하여 위치를 자동으로 검출하는, 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치 측정장치는,
   터치패드(184)가 부착된 샤프트 축(77)에 돌출부(49)를 형성, 가동 접점(76)이 구성되고;
   Push 동작이 이루어지는 샤프트 축(77)과 외부 하우징(181)에 탄성 수단(74a)과 스토퍼 접점(80), 가동접점(76)이 구성되고;
   공구(82)의 단부가 접촉되는 터치패드(184)에 일정한 가압이 작용하면 샤프트축(77)은 본체의 가이드(73)를 따라 푸쉬동작이 이루어지고, 터치패드(184)와 일체형으로 구성된 샤프트축(77)에 설치된 이송 접점(76a)과 본체에 설치된 스토퍼 접점(80)과 가동접점(76a)이 탄성 수단(74a)과 연동하여 위치 편차를 발생하고, 이때 스토퍼접점의 신호를 이용하여 발광, 또는 버저 음을 출력하는 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 장치.
8. 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 방법에 있어,
   측정이 시작되면,
   (A) 측정 대상 목표물(85)로 가공 수단(82)이 동력 전달 장치에 의해 가동하는 단계,
   (B) 가공 수단 끝 단부가 측정 대상 목표물과 접촉하여 가압이 이루어지는 단계,
   (C) 상기(B)의 가압과 연동하여 스토퍼의 위치 편차로 접점이 전환되는 단계,
   (D) 접점으로 구성된 스토퍼의 전환신호를 검출하여 위치데이터를 자동으로 검출하는 단계, 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스토퍼의 위치 편차를 이용한 접촉식 자동위치측정 방법.
   
   

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