KR101921073B1 - 평탄도 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평탄도 측정 장치에 관한 것으로서 측정대상물이 올려 졌을 때 하강하는 거리를 감지하여 전기 신호를 출력하는 측정센서를 베이스 플레이트에 적어도 2개소 이상 설치하고, 측정센서의 감지정보를 출력하는 표시부가 구비된 측정기뷰어를 상기 베이스 플레이트와 연결되게 설치하여 평탄도가 요구되는 기계부품(측정 대상물)의 평탄도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있도록 한 평탄도 측정 장치에 관한 것이다.

Description

평탄도 측정 장치 { Flatness measuring device }

본 발명은 평탄도 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측정대상물이 올려 졌을 때 하강하는 거리를 감지하여 전기 신호를 출력하는 측정센서를 베이스 플레이트에 적어도 2개소 이상 설치하고, 측정센서의 감지정보를 출력하는 표시부가 구비된 측정기뷰어를 상기 베이스 플레이트와 연결되게 설치하여 평탄도가 요구되는 기계부품(측정 대상물)의 평탄도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있도록 한 평탄도 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유리성형물이라 함은 유리렌즈, 곡면부를 갖는 글라스가 대표적이다.

렌즈는 적외선 유리렌즈, 카메라렌즈등 다양한 카메라에 장착되는 것으로서, 스마트폰과 같은 휴대 단말기의 윈도우 글라스 또는 백커버에 주로 사용되고 있다.

이와 같이 유리 소재를 성형하기 위해서 유리 성형기를 사용한다.

종래의 유리성형기는, 투입된 소재와 접촉되어 성형하는 성형면이 구비된 상부금형과 하부금형으로 이루어진 금형체와, 그 금형체가 이송되는 성형챔버를 베이스의 상부에 설치하고, 상기 성형챔버의 일측에는 금형체가 성형챔버 내부로 투입되기 위한 투입챔버를 형성하며, 성형챔버의 타측에는 성형챔버 내부를 통과한 금형체를 배출시키기 위한 배출챔버를 형성하고,

성형챔버 내부에는 금형체를 예열온도로 가열하는 예열수단과;

예열된 금형체를 성형온도로 가열하면서 가압하여 소재가 곡면부를 갖는 글라스 또는 유리렌즈로 성형되도록 하는 성형수단과;

성형수단을 통과한 금형체를 서서히 냉각시키는 냉각수단으로 구성한다.

성형챔버의 입구측에는 투입챔버가 형성되고 출구측에는 배출챔버가 형성되는데, 투입챔버의 외측에는 투입챔버 내에 위치하는 금형체를 성형챔버 내부로 투입하기 위한 투입실린더가 설치되며, 투입챔버와 성형챔버 사이에는 금형체 투입시 상승하면서 개방되는 도어가 형성된다.

그리고, 배출챔버의 외측에는 성형챔버 내의 끝단에 위치하는 금형체를 배출챔버 내부로 이동시키기 위한 취출실린더가 설치되고, 취출실린더에 의해 좌, 우 방향으로 움직이면서 금형체를 이동시키는 취출바가 역 'ㄷ'자 모양으로 설치된다.

예열수단은 성형챔버의 바닥면에 다수의 예열하부히터를 설치하고, 예열하부히터의 직상부에는 예열피스톤을 상하로 작동시키는 다수의 예열실린더를 설치하며, 예열피스톤의 끝단에는 예열하부히터 위에 놓여지는 금형체의 상부면에 접촉된 상태로 가열하는 예열상부히터를 설치하여 구성한다.

한편, 예열수단의 후단에는 금형체를 성형온도로 가열하면서 가압하여 성형하는 성형수단이 설치되는데, 상기 성형수단은 예열하부히터의 후단에 위치하도록 성형챔버의 바닥면에 다수의 성형하부히터를 설치하고, 성형피스톤이 성형챔버 내부에서 상하로 움직이는 다수의 성형실린더를 성형챔버의 상부에 세워 설치하며, 상기 성형피스톤에 성형상부히터를 결합하여 예열수단을 통과한 금형체의 상부에 성형상부히터가 접촉된 상태로 성형온도로 가열하도록 구성한다.

또한, 성형수단의 후단에는 성형온도로 가열된 금형체를 냉각시키는 냉각수단이 설치되는데,

상기 냉각수단은 성형하부히터의 후단에 위치하도록 성형챔버의 바닥면에 다수의 냉각하부히터를 설치하고, 냉각피스톤이 성형챔버 내부에서 상하로 움직이는 다수의 냉각실린더를 성형챔버의 상부에 세워 설치하며, 상기 냉각피스톤에 냉각상부히터를 결합하되, 냉각하부히터와 냉각상부히터가 성형온도 보다 낮은 온도로 발열토록하여 성형수단을 통과한 금형체의 상부에 냉각상부히터가 접촉된 상태로 금형체를 냉각하도록 구성한 것이다.

따라서, 금형체를 이루는 하부금형과 상부금형에 구비된 성형면 사이로 소재가 놓여 진 상태에서 성형챔버가 금형체를 성형 온도로 가열하면서 유리 성형이 이루어지는 것이다.

위와 같은 기술에서 금형체를 가압하는 상부히터, 금형체를 구성하는 하부금형과 상부금형의 표면은 평탄도가 보장되어야만 상부히터가 금형체를 가압하였을때 금형체 전체에 동일한 압력이 전달되어 양질의 성형물을 제조할 수 있게 되므로, 상부히터와 같은 기계부품의 평탄도는 매우 중요하다고 할 수 있다.

그러나 종래에는 상부히터와 같이 평탄도를 요구하는 기계부품에 대한 평탄도를 측정하기 위해서는 작업자가 측정자를 들고 수 작업으로 측정대상물인 기계부품의 평탄도를 측정해야 하기 때문에 평탄도 측정이 정확하지 못하였고, 평탄도 측정 시간이 길어지는 문제점이 발생하게 되었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 측정 대상물이 올려 졌을 때 하강한 거리에 비례하는 전기신호를 출력하는 측정센서를 베이스 플레이트에 다수개 설치하고, 각각의 측정센서에서 측정된 전기신호를 거리 신호로 변환시켜 표시할 수 있도록 측정센서와 대응하는 다수의 표시부가 구비된 측정기뷰어를 상기 베이스 플레이트와 연결되게 설치 구성하여 측정 대상물의 평탄도를 측정할 수 있도록 하므로, 측정 대상물의 평탄도 측정 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 측정 시간에 비해 많은 수의 측정 대상물의 평탄도를 측정할 수 있고, 또한 측정센서의 이동 거리는 각각의 측정센서와 연결된 표시부를 통해 출력되기 때문에 측정 대상물의 평탄도 측정을 최대한으로 정확하게 측정할 수 있으며, 상기 측정센서는 상, 하로 이동되며 터치센서 프루브가 구비된 몸체부와, 상기 터치센서 프루브의 접촉 이동거리에 대응하는 전기 신호를 출력하는 센서판으로 분리 구성하고, 그 몸체부와 센서판을 베이스 플레이트에 각각 결합하여 상기 측정센서가 고장 시 몸체부 또는 센서판만을 교체가 가능하여 측정센서의 유지 보수 비용을 줄일 수 있도록 한 평탄도 측정 장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명은,

측정대상물과 접촉되는 측정 프루브가 상부면에 돌출되게 구비되고, 측정대상물이 올려 졌을 때 하강한 거리에 비례하는 전기신호를 출력하며, 베이스 플레이트에 2개소 이상 설치되는 측정센서와;

각각의 측정센서에서 측정된 전기 신호를 거리 신호로 변환시켜 표시부를 통해 출력하는 제어부를 포함하며, 표시부는 측정센서에 대응하도록 설치되어 있는 측정기뷰어;로 구성한 것을 특징으로 한다.

본원 발명에 의하면, 측정 대상물이 올려 졌을 때 하강한 거리에 비례하는 전기신호를 출력하는 측정센서를 베이스 플레이트에 다수개 설치하고, 각각의 측정센서에서 측정된 거리 신호에 비례하여 표시할 수 있도록 측정센서와 대응하는 표시부가 구비된 측정기뷰어를 상기 베이스 플레이트와 연결되게 설치 구성하므로, 측정 대상물의 평탄도 측정 시간을 줄일 수 있으며, 이로 인하여 측정 시간에 비해 많은 수의 측정 대상물의 평탄도를 측정할 수 있는 효과를 기대할 있다.

또한, 측정센서의 이동 거리는 각각의 측정센서와 연결된 표시부를 통해 출력되기 때문에 측정 대상물의 평탄도 측정을 최대한으로 정확하게 측정할 수 있는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

그리고 측정센서는 상, 하로 이동되며 터치센서 프루브가 구비된 몸체부와, 상기 터치센서 프루브의 접촉 이동거리에 대응하는 전기 신호를 출력하는 센서판으로 분리 구성하고, 그 몸체부와 센서판을 베이스 플레이트에 각각 결합하기 때문에 측정센서가 고장 시 몸체부 또는 센서판만을 교체가 가능하여 측정센서의 유지 보수 비용을 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 평탄도 측정 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 평탄도 측정 장치의 정면도.
도 3은 본 발명의 측정센서가 설치된 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 측정센서를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 측정센서의 분리 사시도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 측정수단과 측정뷰어의 작동 상태를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 8을 이용하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하게 되면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면 본 발명은,

측정대상물과 접촉되는 측정 프루브(61)가 상부면에 돌출되게 구비되고, 측정대상물이 올려 졌을 때 하강한 거리에 비례하는 전기신호를 출력하며, 베이스 플레이트(20)에 2개소 이상 설치되는 측정센서(50)와;

각각의 측정센서(50)에서 측정된 전기 신호를 거리 신호로 변환시켜 표시부(130)를 통해 출력하는 제어부(120)를 포함하며, 표시부(130)는 측정센서(50)에 대응하도록 설치되어 있는 측정기뷰어(100);로 구성한 것을 특징으로 한다.

본원 발명은 도 1의 (a)와 같이 측정 대상물의 평탄도를 측정할 수 있는 측정수단(10)과 상기 측정수단(10)에서 측정된 값을 작업자가 확인할 수 있는 측정기뷰어(100)로 대별된다.

상기 측정수단(10)은 1의 (b)와 같이 같이 다수의 이동홈(21)이 구비된 베이스 플레이트(20)와, 상,하로 이동되게 상기 이동홈(21)에 설치되며, 이동된 거리에 비례하여 전기 신호를 출력할 수 있도록 베이스 플레이트(20)에 2개소 이상 설치되는 측정센서(50)로 대별되는 데, 상기 측정센서(50)는 도 1과 같이 베이스 플레이트(20)에 4개소 설치된 것을 일 예로 설명하기로 한다.

상기 이동홈(21)은 도 1의 (b)와 같이 두 면이 만나는 모서리 부분에 측면에 개방된 형태로 형성되며, 이동홈(21)에 결합 된 측정센서(50)를 고정하는 사이드 커버(30)가 베이스 플레이트(20)의 측면에 결합 된다.

상기 이동홈(21)에 결합 되는 측정센서(50)는 도 4의 (a), (b)와 같이 베이스 플레이트(20)에 구비된 이동홈(21) 내측에 설치되고, 터치센서 프루브(63)의 접촉 이동거리에 대응하는 전기 신호를 출력하는 센서판(70)과;

측정 프루브(61)가 상부면에 형성되고, 이동홈(21) 내부에 상, 하 움직임이 가능하게 설치되는 몸체부(60)와;

몸체부(60)의 일측으로 돌출되게 형성되어 센서판(70)의 표면에 접촉되는 터치센서 프루부(63)와;

이동홈(21)을 따라 아래로 이동된 몸체부(61)를 처음 상태로 복귀하는 리턴 스프링(62);으로 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 몸체부(60)가 이동홈(21)의 내측에서 상,하로 수직 이동되도록 가이드부(22)와 가이드레일(64)을 형성하는 데, 상기 가이드부(22)는 도 2와 같이 이동홈(21)의 내벽에 수직으로 설치되는 가이드부(22)와;

몸체부(60)가 가이드부(22)를 따라 상,하로 이동되게 상기 몸체부(60)에 형성되는 가이드레일(64);로 구성한다.

따라서, 측정프루브(61)가 구비된 몸체부(60)는 도 6과 도 7과 도 8의 (a)와 같이 가이드부(22)를 따라 베이스 플레이트(20) 아래로 이동됨과 동시에 몸체부(60)에 구비된 터치센서 프루브(63)는 센서판(70)에 접촉한 상태에서 몸체부(60)가 이동된 거리만큼 아래로 이동되기 때문에 센서판(70)은 전기 신호를 출력하는 것이다.

상기 전기 신호를 출력하는 센서판(70)은 고정수단에 의해 이동홈(21) 내측에 착, 탈식으로 결합 된다.

상기 고정수단은, 센서판(70)이 끼워지는 결합홈(82)을 일면 중앙에 형성하고, 고정홈(83)이 양단에 구비된 센서판 결합부(80)와;

고정홈(83)의 내측에 각각 끼워지는 고정부(90)와;

그 고정부(90)의 선단에 형성되며, 센서판 결합부(80)에 구비된 결합면(81a)에 밀착되어 센서판 결합부(80)를 이동홈(21) 내측에 고정하는 고정판(91);으로 구성하고,

상기 센서판 결합부(80)의 하단에 지지판(84)을 더 절곡 형성한 것을 특징으로 한다.

한편, 센서판(70)에서 출력되는 전기 신호를 거리신호로 변환시켜 출력하는 측정기뷰어(100)는 측정수단(50)과 대응되게 측정기뷰어(100)의 전면에 형성되는 표시부(130)와, 그 표시부(130)로 전기 신호를 거리 신호로 변환시켜 공급하는 제어부(120)로 구성되며, 상기 표시부(130)로부터 이격되게 스위치(140)와 LED램프(150)가 설치된다.

이때, 스위치(140)는 측정 프루브(61)가 하강하였을 때 측정값을 표시부(130)에 나타나게 하는 셋팅 버튼(140a)과, 상기 표시부(130)에 나타나는 측정값을 보정할 수 있는 보정버튼(140b)으로 구성되며, LED램프(150)는 표시부(130)에 나타나는 측정값의 편차 유/무를 알 수 있는 녹색 램프(150a)와 적색 램프(150b)로 구성됨을 밝히는 바이다.

이와 같이 결합 구성된 본 발명의 바람직한 작동 상태 및 효과를 설명하게 되면 다음과 같다.

먼저, 측정 대상물을 평탄도를 측정하기 전에 정밀 가공된 측정 대상물을 측정수단(10)의 상부면에 올려놓고 측정뷰어(100)를 설정 값인 영점 설정한다.

상기 측정기뷰어(100)의 영점 조절은 베이스 플레이트(20)의 상부면에 돌출 형성된 다수의 측정 프루브(61)에 도 6의 (a)와 같이 정밀 가공된 측정 대상물이 접촉되게 측정센서(50) 상단에 올려놓는다.

측정 대상물이 측정센서(50)에 올려짐에 따라 측정 프루브(61)는 도 3과 도 6의 (a), (b)와 같이 같이 베이스 플레이트(20)에 돌출된 높이인 기준점(A)으로부터 하강하여 베이스 플레이트(20)이 상부면인 기준면(B)까지의 거리(T1)만큼 하강한다.

상기 측정 프루브(61)가 정밀 가공된 측정 대상물로 인해 T1 거리인 기준점(A)부터 기준면(B)까지 이동함과 동시에 터치센서 프루브(63)는 센서판(70)에 접촉한 상태에서 아래로 이동하면서 상기 센서판(70)이 전기 신호를 출력하도록 한다.

상기 센서판(70)으로부터 출력되는 전기 신호는 베이스 플레이트(20)와 케이블(110)로 연결된 측정기뷰어(100)의 제어부(120)로 유입되어 전기 신호를 거리 이동 신호인 디지털 신호로 변환시키고, 그 변환된 디지털 신호는 측정기뷰어(100)의 전면에 설치된 표시부(130)에 각각 측정값이 출력된다.

이때, 측정센서(50)로부터 공급받아 표시부(130)에 출력되는 각각의 측정값이 도 7의 (a)와 같이 동일한 값을 표시하면, LED램프(150)에 구비된 녹색램프(150a)에 빛이 들어오면서 측정대상물의 평탄도가 오차범위 이내의 정상상태 인 것으로 표시하는 것이다.

그러나 측정기뷰어(100)의 표시부(130)에 각각 출력되는 측정값이 도 7의 (b)와 같이 서로 다르게 출력되면 LED램프(150)의 적색 램프(150b)에 빛이 들어오게 된다.

따라서, 작업자는 측정기뷰어(100)를 통해 표시되는 적색램프를 통해 측정대상물의 평탄도가 오차범위 밖의 비정상제품인 것으포 판단할 수 있게 되는 것이다.

이때, 측정센서(50)의 측정 프루브(61)는 몸체부(60)의 하부에 결합 된 리턴 스프링(63)으로 인해 처음 상태로 복귀하는 것이다.

이와 같이 정밀 가공된 측정 대상물의 평탄도를 측정할 때 상기 측정센서(50)를 통해 측정된 값을 표시하는 측정기뷰어(100)의 표시부(130) 값이 모두 동일하게 표시하게 되면, 동일한 평탄도를 갖도록 측정 대상물을 성형 가공한 것이며, 이와 반대로 도 8의 (a)와 같이 이단이 경사지게 형성된 측정 대상물을 측정센서(50)의 측정 프루브(61)에 올려 놓게 되면, 도면상 좌측에 있는 측정센서(50)와 도면상 우측에 있는 측정센서(50)의 이동 거리는 각각 다르기 때문에 측정센서(50)는 측정 프루브(61)의 하강한 거리에 비례하여 서로 다른 전기 신호를 출력하고, 그 전기 신호가 입력되는 측정뷰어(100)의 구비된 다수의 표시부(130)는 도 8의 (b)와 같이 다른 값을 표시한다.

이와 같이 표시부(130)에 서로 다른 값이 표시되기 때문에 평탄하지 않은 측정 대상물을 구분할 수 있는 것이다.

따라서, 측정수단(10)과 그 측정수단(10)에 연결되게 설치된 측정기뷰어(100)로 인해 측정 대상물의 평탄도 측정 시간을 줄일 수 있으면서도 매우 정확하게 평탄도를 측정할 수 있는 것이다.

또한, 측정 대상물의 평탄도를 측정하는 측정센서(50)는 측정 프루브(61)와, 터치센서 프루브(63)가 구비된 몸체부(60)와, 상기 터치센서 프루브(63)가 접촉되는 센서판(70)이 구비된 고정수단으로 분리 구성하고, 그 분리 구성된 몸체부(60)와 센서판(70)을 각각 베이스 플레이트(20)에 결합하므로, 상기 측정수단(50)의 몸체부(60) 또는 센서판(70)의 고장 시 그 고장된 몸체부(60) 또는 센서판(70)만의 교체가 가능하게 때문에 측정수단(50)의 유지 보수 비용을 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

10: 측정수단, 20: 베이스 플레이트,
21: 이동홈, 22: 가이드부,
30: 사이드커버, 40: 연결포트,
50: 측정센서, 60: 몸체부,
61: 측정 프루브, 62: 리턴 스프링,
63: 터치센서 프루브, 64: 가이드레일,
70: 센서판, 80: 센서판 결합부,
81: 결합몸체, 81a: 결합면,
82: 결합홈, 83: 고정홈,
84: 지지판, 90: 고정부,
91: 고정판, 100: 측정기퓨어,
110: 케이스, 120: 제어부,
130: 표시부, 140: 스위치,
140a: 세팅버튼, 140b: 보정버튼,
150: LED램프, 150a: 녹색램프
150b: 적색램프,

Claims (4)

1. 측정대상물과 접촉되는 측정 프루브(61)가 상부면에 돌출되게 구비되고, 측정대상물이 올려 졌을 때 하강한 거리에 비례하는 전기신호를 출력하며, 베이스 플레이트(20)에 2개소 이상 설치되는 측정센서(50)와;
   각각의 측정센서(50)에서 측정된 전기 신호를 거리 신호로 변환시켜 표시부(130)를 통해 출력하는 제어부(120)를 포함하며, 표시부(130)는 측정센서(50)에 대응하도록 설치되어 있는 측정기뷰어(100);로 구성하고,
   상기 측정센서(50)는, 베이스 플레이트(20)에 구비된 이동홈(21) 내측에 설치되고, 터치센서 프루브(63)의 접촉 이동거리에 대응하는 전기 신호를 출력하는 센서판(70)과;
   측정 프루브(61)가 상부면에 형성되고, 이동홈(21) 내부에 상,하 움직임이 가능하게 설치되는 몸체부(60)와;
   몸체부(60)의 일측으로 돌출되게 형성되어 센서판(70)의 표면에 접촉되는 터치센서 프루부(63)와;
   이동홈(21)을 따라 아래로 이동된 몸체부(61)를 처음 상태로 복귀하는 리턴 스프링(62);으로 구성하며,
   센서판(70)은, 이동홈(21)의 내벽에 착,탈식으로 결합 되는 고정수단으로 고정 결합하되,
   상기 고정수단은, 센서판(70)이 끼워지는 결합홈(81)을 일면 중앙에 형성하고, 고정홈(83)이 양단에 구비된 센서판 결합부(80)와;
   고정홈(83)의 내측에 각각 끼워지는 고정부(90)와;
   그 고정부(90)의 선단에 형성되며, 센서판 결합부(80)에 구비된 결합면(82)에 밀착되어 센서판 결합부(80)를 이동홈(21) 내측에 고정하는 고정판(91);으로 구성하고,
   상기 센서판 결합부(80)의 하단에 지지판(84)을 더 절곡 형성한 것을 특징으로 하는 평탄도 측정 장치.
   
2. 청구항 1 항에 있어서,
   이동홈(21)의 내벽에 수직으로 설치되는 가이드부(22)와;
   몸체부(60)가 가이드부(22)를 따라 상,하로 이동되게 상기 몸체부(60)에 형성되는 가이드레일(64);로 구성한 것을 특징으로 하는 평탄도 측정 장치.
   
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