KR102076453B1 - 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원측정기에 사용되는 정반에 관한 것으로써, 3차원측정기를 이용하여 측정물품을 측정 시, 측정물품의 무게에 따라 정반을 그대로 사용하거나 또는 물품지지대를 부가하여 측정할 수 있는 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반에 관한 것으로써, 정반에서 3차원 측정 시에 측정물품의 무게가 정반이 유지할 수 있는 무게까지는 정반에 올려져 측정이 이루어지고, 측정물품의 무게가 정반이 유지할 수 있는 무게보다 무거울 때는 측정물품을 지지하는 물품지지대를 구비한 후, 상기 물품지지대에 측정물품을 올려서 측정하여 정반이 유지할 수 있는 무게보다 무거운 측정물품에 대해 측정 시에도 정반에 대한 파손을 미연에 방지할 수 있는 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반에 관한 것이다.

Description

측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반{Variable three-dimensional measuring instrument base according to the weight of the measuring article}

본 발명은 3차원측정기에 사용되는 정반에 관한 것으로써, 3차원측정기를 이용하여 측정물품을 측정 시, 측정물품의 무게에 따라 정반을 그대로 사용하거나 또는 물품지지대를 부가하여 측정할 수 있는 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반에 관한 것이다.

우선, 종래기술을 살펴보면,

비접촉식 3차원 측정기란, 측정 대상과 프로브의 상대적 3차원 운동을 실현하여 측정 대상물에 대한 정밀한 계측이나 외관 등의 결함을 확인하기 위한 기계기구로서, 공간상의 위치를 디지털화하여 정밀하게 3차원 수치로 표현할 수 있도록 한 것이다.

이와 같은 비접촉식 측정기를 포함한 3차원 측정기의 종류로는 XYZ좌표형과 원통 좌표형, 구면좌표형, 관절형등으로 구분되는데, 일반적으로는 XYZ좌표형을 가장 보편적으로 사용하고 있는 것이다.

이러한 3차원 측정기는 고속, 고정밀도 및 복잡한 측정에 매우 유효하고 또한, FA나 CIM에 유연하게 대응할 가능성이 매우 높은 측정기이며, 기계의 기능과 성능 및 품질의 향상과 생산 효율의 향상에 대한 소비자의 요구가 높아지고 있는 상황하에서 고속 및 고정밀도의 특징을 지닌 3차원 측정기의 이용은 점차 확대될 것으로 기대되고 있다.

상기와 같은 3차원 측정기의 기본적인 구성은, 본체와 프로브 및 각축의 이동량 측정 및 표시장치와 각축의 구동 제어부 및 컴퓨터와 주변기기, 소프트웨어로 이루어진다.

여기서, 상기한 본체는 XYZ좌표형이 주지한 바와 같이 가장 범용적인 것으로, 그 XYZ축의 구동방식은 메뉴얼식과 모터 드라이브식, CNC방식 등이 있으며 상기한 CNC방식의 본체는 가장 정밀한 측정이 이루어지는 것으로서, 각축에 NC용 구동모터 등이 부착되어 이동 및 조작이 컴퓨터로 수치 제어되는 특징을 갖고 있는 것이다.

더욱이, 3차원 측정기는 상기의 프로브에 대한 상,하 승강만 이루어지고 하부의 정반이 다수 분할 형성되어 정반이 XY축으로 이동되고 상기 프로브가 Z축으로 이동할 수 있는 형태의 것과, 상기 프로브가 이를 지지하고 있는 브릿지 횡대를 따라 X축방향으로 이동되게 하면서도 프로브를 지지하고 있는 브릿지 자체가 정반을 따라 Y축방향으로 이동되게 함과 동시에 프로브 자체의 Z축방향의 승강구조를 갖는 형태와 같이 다양한 변경 실시가 이루어지고 있는 추세이며, 이와 같은 다양한 구조의 3차원 측정기는 측정 대상물의 형태나 크기 또는 정밀도에 따라 가장 최선의 형태로 제작 및 사용되고 있는 것이다.

또한, 프로브가 장착되는 횡대 및 그 횡대를 고정하고 있는 브릿지가 직접 구동되는 형태의 3차원 측정기에 대해 설명하면, 하부의 본체 상측에는 평활의 수평면을 갖는 정반이 올려져 있고, 그 정반의 상부에는 글라스 테이블이 상향 이격 설치되어 있으며, 상기 정반을 이용하여 글라스 테이블의 양측에는 수직의 브릿지가 유동 가능하도록 장착되어 있고, 이들 브릿지는 횡대에 의해 연결됨과 동시에 상기의 횡대로부터 수평방향으로의 유동이 가능한 프로브가 장착되어 있는 것이다.

이에 따라 상기의 브릿지가 통상의 LM가이드 등의 유동 수단을 통해 정반의 상부로부터 유동함에 따라 Y축에 대한 이동이 이루어지는 것이고, 횡대로부터 프로브 전체가 좌,우로 유동함에 따라 X축에 대한 이동이 이루어지는 것이며, 프로브 자체의 렌즈결합체가 상,하로 승강함에 따라 Z축에 대한 이동이 이루어지는 구조를 갖고 있다.

더욱이, 상기의 프로브에는 전원 공급을 위한 전선과 렌즈결합체로부터 얻어지는 다양한 정보를 전송하기 위한 통신선 등의 케이블이 무수히 연결되어야 하는 것인데, 이와 같은 많은 개체의 케이블 등은 정반의 상부면을 따라 굴절 유동하는 케이블 베어 내에 수용되어 있으므로 상기의 케이블에 대한 안전한 관리가

유지가 가능하도록 만들어져 있는 것이 보편적이다.

따라서, 상기와 같은 브릿지 이동 형태의 3차원 측정기는 글라스 테이블 상에 올려진 측정대상물은 물론 글라스 테이블 자체의 이동이 전혀 이루어지지 아니하므로 측정대상물의 유동에 의한 수치의 변화나 잘못된 계측의 위험이 전혀 없어 매우 높은 계측 정밀도를 유지할 수 있는 형태의 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 3차원 측정기는 정반의 상면으로부터 케이블 베어가 절곡 유동하는 구조를 갖고 있는 것이고, 이와 같은 절곡 형태의 케이블 베어는 상당한 높이와 공간을 차지하게 되므로 결국 글라스 테이블이 정반으로부터 높이 이격 설치되는 불합리한 문제점을 갖고 있는 것이다.

즉, 상기와 같은 글라스 테이블은 측정대상물이 실질적으로 올려지는 부분으로서 높은 수평도와 평활도를 유지하고 있어야 하는 것이나, 이와 같은 모든 조건을 만족하고 있는 정반으로부터 높이 이격 설치되기 때문에 이와 같은 설치 간격으로 인한 수치의 누적 오차로 인해 글라스 테이블에 대한 수평도가 안정적으로 확보되지 못하고 있는 실정이며, 글라스 테이블의 수평면을 얻기 위한 교정 및 보정 작업 역시 매우 까다롭고 어려운 것이다.

또한, 측정대상물을 측정함에 있어 무게의 다양성으로 인해 하나의 정반에서는 관련된 무게에 대해서만 측정가능하고 관련된 무게보다 무거울 시에는 측정이 불가하거나 또는 정반의 파손 위험이 있는 문제점이 있다.

이에 종래에는 등록번호 20-0140177호의 '3차원 측정용 지그'와, 공개번호 특 1996-0031966호의 '3차원측정기' 및 공개번호 10-2011-0085279호의 '케이블 베어 안내홈을 갖는 3차원 측정기용 정반'이 개시되어 있지만, 상기한 문제점에 대해서는 여전히 개선되고 있지 않는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출해낸 것으로써, 정반에서 3차원 측정 시에 측정물품의 무게가 정반이 유지할 수 있는 무게까지는 정반에 올려져 측정이 이루어지고, 측정물품의 무게가 정반이 유지할 수 있는 무게보다 무거울 때는 측정물품을 지지하는 물품지지대를 구비한 후, 상기 물품지지대에 측정물품을 올려서 측정하여 정반이 유지할 수 있는 무게보다 무거운 측정물품에 대해 측정 시에도 정반에 대한 파손을 미연에 방지할 수 있는 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반을 제공함에 주안점을 두고 기술적 과제로서 완성해낸 것이다.

이에 본 발명은 측정물품을 3차원으로 측정하는 3차원측정기에 구성되는 정반에 있어서, 상기 정반은 양측에 지지다리가 구성되고, 상기 측정물품이 안착되는 정반의 중심부에는 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀에 삽입되며 상부에 결합홈이 형성된 물품지지대이 구성되고, 상기 물품지지대의 결합홈에 결합되는 돌출부가 형성된 보조물품지지대가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명인 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반에 따르면, 정반에 위치된 측정물품에 대해 3차원 측정기를 이용하여 측정 시, 정반에 구성되는 물품지지대와 보조물품지지대를 이용하여 상기 정반이 감당할 수 있는 무게보다 무거운 측정물품에 대해서도 측정할 수 있도록 정반의 상부에 위치시킬 수 있고, 측정물품에 대한 측정을 원활하게 하기 위해 3차원 측정기로 기준점을 제시하는 측정기준부재가 손쉽게 탈, 부착 가능하도록 되어 있는 등 그 효과가 큰 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 정면도
도 2는 도 1에 대한 정단면도
도 3은 도 1의 물품지지대와 보조물품지지대를 나타내는 정단면도
도 4는 도 2에 도 3의 물품지지대가 결합된 것을 나타내는 정단면도
도 5는 도 4에 도 3의 보조물품지지대가 결합되는 것을 나타내는 정단면도
도 6은 도 1의 구성요소 중 정반에 관통홀이 형성되어 있는 것을 나타내는 평면도
도 7은 본 발명에 대한 다른 실시 예를 나타내는 정단면도
도 8은 도 7의 측정기준부재를 나타내는 단면도

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대해 도 1 내지 도 8을 참고로 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명인 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반은 측정물품을 3차원으로 측정하는 3차원측정기에 구성되는 정반에 있어서, 상기 정반(10)은 양측에 지지다리(100)가 구성되고, 상기 측정물품이 안착되는 정반(10)의 중심부에는 관통홀(200)이 형성되며, 상기 관통홀(200)에 삽입되며 상부에 결합홈(310)이 형성된 물품지지대(300)이 구성되고, 상기 물품지지대(300)의 결합홈(310)에 결합되는 돌출부(410)가 형성된 보조물품지지대(400)가 구성되어 있다.

상기 물품지지대(300)의 상부면은 정반의 상부면보다 낮게 형성되어 있다.

상기 보조물품지지대(400)의 높이는 10mm ~ 20mm로 형성되어 있다.

상기 측정물품의 하부면에 부착되되 일 측에는 자석(510)이 구성되고, 타 측에는 3차원측정기와 연동하는 센서(520)가 구성된 측정기준부재(500)가 구성되어 있다.

상기 측정기준부재(500)는 보조물품지지대(400)보다 낮게 형성되어 있다.

상기 정반(10)의 일측 또는 양측에는 측정물품의 이송을 위한 레일(11)이 구성되어 있다.

상기한 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하면,

우선, 정반은 3차원측정기를 이용하여 측정물품을 측정하기 위해 상기 측정물품을 위치시키는 곳이다.

일반적으로 정반의 상부에 측정물품을 위치 시, 상기 정반이 파손되지 않을 무게의 측정물품을 위치시켜 3차원측정기를 이용하여 측정물품에 대해 3차원 측정을 진행하게 된다.

그러나, 측정물품의 경우, 그 무게가 상이함으로 대형의 측정물품에 대해서는 일반적으로 사용되는 정반에 위치시키지 못해 3차원 측정이 불가하였다.

이에, 본 발명은 일반적으로 사용되고 있는 정반에서도 상기 정반이 측정할 수 있는 무게보다 무거운 대형의 측정물품을 측정할 수 있도록 별도의 물품지지대(300)와 보조물품지지대(400)가 구비된 정반(10)에 대한 기술을 보호하고자 한다.

본 발명인 정반(10)은 양측에 지지다리(100)가 구성되어 상기 정반(10)을 지지한다.

관통홀(200)은 상기 정반(10)에 형성된다.

상기 관통홀(200)은 정반(10)에 형성되되 중심부에 형성되거나 또는 측정물품이 위치되는 부분에 형성된다.

이때, 상기 관통홀(200)은 정반(10)의 상, 하부를 상호 관통하며 형성된다.

또한, 하나 이상 다수개가 형성된다.

물품지지대(300)는 상기 관통홀(200)에 삽입되며 상부에는 결합홈(310)이 형성되어 있다.

상기 물품지지대(300)의 상부면은 정반(10)의 상부면과 동일하게 형성되거나 또는 상기 정반(10)의 상부면보다 낮게 형성된다.

본 발명에서는 정반(10)의 상부면보다 낮게 형성되었는데, 이는 정반(10) 위에 측정물품이 버틸 수 있는 무게가 위치 시에는 무관하지만, 상기 정반(10)이 버틸 수 없는 무게의 측정물품에 대해서는 상기 물품지지대(300)와 보조물품지지대(400)를 상호 결합한 후, 상기 보조물품지지대(400)의 상부에 무게가 무거운 대형의 측정물품을 측정할 수 있도록 하였다.

부가적으로 설명하면,

정반(10)이 측정물품을 유지할 수 있는 무게가 1톤이고,

측정물품의 무게가 2톤이며,

보조물품지지대(400)의 높이가 15mm이고,

하기 설명하려는 측정기준부재(500)의 높이가 10mm라고 가정해서 설명하면,

상기 정반(10)은 측정물품의 무게를 감당하지 못하게 되는데,

상기 물품지지대(300)를 관통홀(200)에 결합 시, 물품지지대(300)의 상부면이 정반(10)의 상부면보다 1mm 낮게 위치하고, 상기 보조물품지지대(400)가 물품지지대(300)와 결합하면 보조물품지지대(400)의 상부면은 정반(10)의 상부면보다 14mm 높게 위치하게 된다.

상기 보조물품지지대(400)의 상부면에 측정물품을 위치시키면, 측정기준부재(500)를 상기 측정물품의 저면에 부착시킨다.

상기한 14mm의 공간은 측정기준부재(500)를 측정물품의 저면에 부착시키기 위함이다.

이때, 측정기준부재(500)의 일 측에 구성된 자석(510)부분을 부착하고, 타 측에 구성된 센서(520)를 통해 3차원측정의 기준점이 되어 3차원 측정이 이루어지게 된다.

상기한 높이 밑 공간에 대해서는 가변될 수 있음으로 한정하지 않겠다.

보조물품지지대(400)는 상기 물품지지대(300)의 결합홈(310)에 결합되는 돌출부(410)가 하부에 형성되어 있다.

상기한 결합홈(310)과 돌출부(410)의 경우, 상호 연결을 위해 결합홈(310)과 돌출부(410)가 대칭을 이루며 형성된다.

본 발명에서는 홈으로 형성된 결합홈(310)과 상기 홈에 끼움 결합되는 돌출부(410)로 각각 형성되며, 상기 물품지지대(300)는 원형의 기둥으로 형성되고, 그에 따라 상기 보조물품지지대(400)도 원형의 형상으로 형성된다.

상기한 물품지지대(300)와 보조물품지지대(400)의 형상은 원형 또는 다각형으로 형성될 수 있음으로 형상에 대해서는 한정하지 않겠다.

측정기준부재(500)는 상기 측정물품의 하부면에 부착되되 일 측에는 자석(510)이 구성되고, 타 측에는 3차원측정기와 연동하는 센서(520)가 구성된다.

상기 측정기준부재(500)는 보조물품지지대(400)의 높이보다 낮게 형성되어 있다.

이는 측정기준부재(500)가 측정물품의 하부면에 부착 시, 측정물품의 무게로 인해 일정간격 내려가게 되는데, 본 발명은 일정 간격 내려가는 부분까지 감안해서 높이를 측정하였다.

레일은 상기 정반(10)의 일측 또는 양측에 구성된다.

상기 레일은 측정물품을 정반(10)의 상부에 위치시키기 위함이다.

측정물품의 무게에 따라 레일을 이용하여 정반(10)의 상부에 측정물품을 위치시키거나 또는 별도의 크레인을 이용하여 상기 정반(10)의 상부에 측정물품을 위치시킨다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 정반에 위치된 측정물품에 대해 3차원 측정기를 이용하여 측정 시, 정반에 구성되는 물품지지대와 보조물품지지대를 이용하여 상기 정반이 감당할 수 있는 무게보다 무거운 측정물품에 대해서도 측정할 수 있도록 정반의 상부에 위치시킬 수 있고, 측정물품에 대한 측정을 원활하게 하기 위해 3차원 측정기로 기준점을 제시하는 측정기준부재가 손쉽게 탈, 부착 가능하도록 되어 있다.

10 : 정반
100 : 지지다리
200 : 관통홀
300 : 물품지지대(300) 310 : 결합홈
400 : 보조물품지지대(400) 410 : 돌출부
500 : 측정기준부재 510 : 자석 520 : 센서

Claims (5)

1. 측정물품을 3차원으로 측정하는 3차원측정기에 구성되는 정반에 있어서,
   상기 정반(10)은 양측에 지지다리(100)가 구성되고,
   상기 측정물품이 안착되는 정반(10)의 중심부에는 관통홀(200)이 형성되며,
   상기 관통홀(200)에 삽입되며 상부에 결합홈(310)이 형성된 물품지지대(300)이 구성되고,
   상기 물품지지대(300)의 결합홈(310)에 결합되는 돌출부(410)가 형성된 보조물품지지대(400)가 구성되되,
   상기 측정물품의 하부면에 부착되되 일 측에는 자석(510)이 구성되고, 타 측에는 3차원측정기와 연동하는 센서(520)가 구성된 측정기준부재(500)가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 물품지지대(300)의 상부면은 정반의 상부면과 동일한 높이로 형성하거나 또는 정반의 상부면보다 낮게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 보조물품지지대(400)의 높이는 10mm ~ 20mm로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 측정기준부재(500)는 보조물품지지대(400)보다 낮게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반.
   
   

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