KR102105283B1 - 3 dimensional coordinate measuring machine with cleaning unit for encoder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3차원 측정기에 관한 것으로, 다축 방향을 따라 이동하며 피측정물의 형상 정보를 3차원 좌표 형태로 측정하는 3차원 측정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구성요소의 분해작업을 동반한 청소과정 없이도 엔코더의 스케일을 항시 청결한 상태로 보존할 수 있는 엔코더 크리닝 장치를 구비한 3차원 측정기에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional measuring device, and a three-dimensional measuring device that moves along a multi-axis direction and measures shape information of a measurement object in a three-dimensional coordinate form, and more specifically, cleaning accompanied with disassembly of components. It relates to a three-dimensional measuring device having an encoder cleaning device that can always keep the scale of the encoder in a clean state without a process.
일반적으로, 3차원 측정기는 피측정물의 표면 위치를 검출할 수 있는 센서가 피측정물 주변으로 이동하면서 피측정물의 측정점 좌표를 검출하고 연산처리함으로써 피측정물의 크기, 위치, 방향 등을 데이터로 도출하는 장비이다.In general, a 3D measuring device derives the size, position, direction, etc. of an object as data by detecting and calculating the coordinates of a measurement point of an object while a sensor capable of detecting the surface position of the object is moved around the object. Equipment.
3차원 측정기로 측정된 데이터는 기설계된 형상 치수와의 비교를 통해 가공정밀도를 평가하는데 이용되거나, 도면과 같은 설계 자료가 없는 제품의 역설계 등에 이용된다.The data measured by a 3D measuring machine is used to evaluate processing precision through comparison with pre-designed shape dimensions, or used for reverse engineering of products without design data such as drawings.
3차원 측정기의 피측정물 측정 방식은 터치 프로브, 레이저 센서, 비젼카메라를 포함하는 비젼시스템의 3가지 측정방식이 주로 채택되어 사용되고 있으며, 이는 접촉 방식과 비접촉 방식으로 구분된다.As a method of measuring an object of a 3D measuring device, three measurement methods of a vision system including a touch probe, a laser sensor, and a vision camera are mainly adopted and used, which are divided into a contact method and a non-contact method.
접촉 방식인 터치 프로브는 정밀한 측정 정보를 얻을 수 있고, 비접촉 방식인 레이저 센서는 선 형태의 측정 방식으로 빠른 측정속도와 높은 정밀도를 가진다는 특징이 있다.The touch probe, which is a contact method, can obtain precise measurement information, and the laser sensor, which is a non-contact method, is characterized by having a high measurement speed and high precision as a linear measurement method.
일반적인 3차원 측정기는 검출기(프로브)가 피측정물의 공간 좌표값을 읽어 위치, 거리, 방향 등을 측정하고, 상기 검출기가 피측정물의 주변 3차원 공간을 이동할 수 있도록 검출기를 3차원으로 이동시킬 수 있는 수단을 포함하는 구조를 갖춘다.A general three-dimensional measuring device is capable of moving the detector in three dimensions so that the detector (probe) reads the spatial coordinate values of the object to be measured, measures the position, distance, and direction, and allows the detector to move the three-dimensional space around the object to be measured. It is equipped with a structure including the means.
종래 3차원 측정기는 상부에 피측정물이 놓이기 위한 정반이 베이스의 상부에 지지되고, x,y 및 z 공간 좌표 상에서 검출기를 이동시키고 그 이동량을 측정하기 위한 엔코더가 구비된 본체와, 상기 본체에 의해 공간 좌표 내에서 이동되어 피측정물에 접촉되어 신호를 발생시키는 검출기 및 피측정물의 위치 및 그 좌표를 수학적으로 연산하는 컨트롤러로 구성된다.The conventional three-dimensional measuring device is equipped with a main body on which a platen for placing an object on the top is supported on the base, an encoder for moving a detector on x, y and z spatial coordinates and measuring the amount of movement, and the main body It is composed of a detector that is moved within spatial coordinates and is in contact with an object to generate a signal, and a controller that mathematically calculates the position of the object and the coordinates of the object.
본체에 의해 검출기가 이동되면 검출기의 이동 좌표는 엔코더에 의해 실시간으로 측정되며, 이렇게 측정된 검출기의 좌표값은 측정공간 내 검출기의 상대적 위치 결정을 위한 데이터로 활용된다.When the detector is moved by the main body, the moving coordinates of the detector are measured in real time by an encoder, and the measured coordinate values of the detector are used as data for determining the relative position of the detector in the measurement space.
검출기의 이동 좌표를 정밀하게 측정하기 위해 엔코더는 통상 검출기가 선형적으로 이동되는 경로 상에 배치구성되는데, 열약한 현장에서의 분진, 각종 부품의 윤활을 위한 윤활류 등에 노출되어 오염이 발생되면 고도의 정밀도를 요구하는 3차원 측정기의 측정 정밀도를 현저히 저하시키는 문제점이 발생된다. 특히, 엔코더는 미세전류 발생에 따라 주변으로 먼지를 쉽게 흡착시키게 되는 사용구조상의 문제점으로 인해 종래 3차원 측정기는 정기적으로 본체를 분해하여 엔코더를 청소하고 있는 실정이나, 3차원 측정기의 구성요소간 결합이 정밀하고 민감하게 이루어지기 때문에, 본체를 분해할 때마다 각종 부재들 간의 결합 영점이 미세하게 틀어지게 될 우려가 있을 뿐더러, 3차원 측정기는 전체적인 시스템 구성이 복잡하기 때문에 유지, 보수를 위해서는 관련 분야의 전분 지식이 필요하여 유지, 보수에 어려움이 뒤따랐다.In order to precisely measure the movement coordinates of the detector, the encoder is usually arranged on a path in which the detector moves linearly. However, if contamination occurs due to exposure to dust in weak spots, lubricants for lubrication of various parts, etc. A problem occurs that significantly lowers the measurement precision of a three-dimensional measuring instrument that requires precision. Particularly, due to problems in the structure in which the encoder easily adsorbs dust to the surroundings due to the generation of a microcurrent, the conventional 3D measuring machine disassembles the body on a regular basis to clean the encoder, but it is combined between the components of the 3D measuring machine. Since this is made precisely and sensitively, there is a fear that the bonding zero point between various members is distorted every time the main body is disassembled, and because the overall system configuration is complicated, the 3D measuring instrument is related to maintenance and maintenance. As starch knowledge was required, it was difficult to maintain and repair.
본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 구성요소의 분해작업을 동반한 청소과정 없이도 스케일을 항시 청결한 상태로 보존할 수 있도록 함으로써 리니어엔코더의 판독 정확성을 높여 고도의 정밀성을 요구하는 3차원 측정기의 피측정물 측정 정확도를 향상시키고, 동시에, 3차원 측정기의 유지/보수의 용이성을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created in consideration of the above-mentioned problems in the prior art, and it is possible to keep the scale in a clean state at all times without a cleaning process accompanied by disassembly of components, thereby improving the reading accuracy of the linear encoder and improving The aim is to improve the measurement accuracy of an object to be measured by a 3D measuring device that requires precision, and at the same time, to provide ease of maintenance and repair of the 3D measuring device.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 피측정물이 안착되는 스테이지, 상기 스테이지의 상부로 연장 형성되는 프레임, 상기 스테이지에 안착된 피측정물을 3차원으로 측정하는 검출기, 상기 검출기를 지지한 채로 프레임에 슬라이딩 가능하게 설치되는 캐리어, 상기 캐리어에 지지된 검출기를 x축 방향으로 왕복 이동시키는 x축 이동부, 상기 검출기를 z축 방향으로 왕복 이동시키는 z축 이동부 및 상기 프레임을 y축 방향으로 왕복 이동시키는 y축 이동부를 포함하는 3차원 측정기에 있어서, 상기 y축 이동부는, y축을 따라 연장 형성되며 상면에 스케일이 길이방향으로 연장 설치되는 레일; 및 상기 프레임을 지지한 상태에서 외부로부터 공급받은 압축공기를 레일로 분사하여 레일로부터 부상된 상태에서 구동부재의 구동력에 의해 레일의 연장방향을 따라 왕복 이동되며, 공급받은 압축공기 중 일부롤 선회시켜 스케일로 분사하는 갠트리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a means for achieving the above object, a stage on which the object to be measured is seated, a frame extending to the top of the stage, a detector that measures the object on the stage in three dimensions, and supports the detector A carrier that is slidably installed on the frame with one frame, an x-axis moving part that reciprocates the detector supported by the carrier in the x-axis direction, a z-axis moving part that reciprocates the detector in the z-axis direction, and a y-axis of the frame. In the three-dimensional measuring device including a y-axis moving portion to reciprocate in the direction, the y-axis moving portion, the rail is formed extending along the y-axis and the scale is installed extending in the longitudinal direction on the upper surface; And in the state in which the frame is supported, the compressed air supplied from the outside is injected into the rail and reciprocated along the extending direction of the rail by the driving force of the driving member in the floating state from the rail. It characterized in that it comprises a; gantry portion for spraying with a scale.
또한, 상기 갠트리부는, 상기 레일의 외부를 덮는 아치 형태의 커버; 상기 커버의 내면에 부설된 상태에서 레일에 인접 설치되며 외부로부터 공급받은 압축공기를 안내해 레일로 분사하는 에어블럭; 및 상기 에어블럭에 연통 가능하게 장착되며 상기 에어블럭으로 공급되는 압축공기의 일부를 전달받아 스케일로 분사하는 노즐부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the gantry portion, an arc-shaped cover covering the outside of the rail; An air block installed adjacent to the rail while laying on the inner surface of the cover and guiding compressed air supplied from the outside to the rail; And a nozzle member mounted in communication with the air block and receiving a portion of the compressed air supplied to the air block to spray the scale.
또, 상기 에어블럭의 내부로는 압축공기가 유입되는 유입로가 형성되고, 상기 유입로에서부터 레일을 향하는 분사로와 노즐부재를 향하는 공급로가 각각 분기 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inside of the air block is characterized in that the inlet passage is formed in which compressed air flows, and the injection passage toward the rail and the supply passage toward the nozzle member are branched from each other.
또한, 상기 레일의 측면 중 적어도 어느 한 면은 레일의 상면에 대해 예각으로 경사 형성되고, 복수의 에어블럭 중 어느 하나는 경사 형성된 레일의 측면에 평행하게 배치되는 것을 특징으로 한다.Further, at least one of the side surfaces of the rail is inclined at an acute angle with respect to the upper surface of the rail, and any one of the plurality of air blocks is characterized in that it is arranged parallel to the side surface of the inclined rail.
또, 상기 노즐부재는, 상기 에어블럭을 향해 제1 관통홀과 제2 관통홀이 일정간격 이격된 채로 형성되며, 상기 공급로와 연통된 분사노즐이 마련되는 노즐바디; 상기 제1 관통홀로 삽입되어 에어블럭에 고정 설치되는 중심축; 상기 제2 관통홀로 삽입되되 중심에서 편심 이격되는 편심홀이 관통 형성되는 작동부재; 및 상기 편심홀에 삽입되어 에어블럭에 고정 설치되는 고정축;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the nozzle member, the first through-hole and the second through-hole toward the air block is formed with a predetermined interval spaced apart, a nozzle body provided with an injection nozzle communicating with the supply path; A central axis inserted into the first through hole and fixedly installed in the air block; An operating member inserted into the second through hole but having an eccentric hole spaced apart from the center; And a fixed shaft inserted into the eccentric hole and fixed to the air block.
본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.The present invention provides the following effects.
첫째, 레일에서 갠트리부의 부상을 위해 에어블럭으로 공급하는 압축공기의 일부를 노즐부재가 전달받아 스케일에 분사토록 함으로써 레일에서 갠트리부의 왕복이동시 스케일의 청소가 자동적으로 이루어짐으로 3차원 측정기를 구성하는 부재들의 별도 분해작업을 동반한 청소과정 없이도 스케일을 항시 청결한 상태로 보존할 수 있다.First, a member that constitutes a 3D measuring device by automatically cleaning the scale during reciprocation of the gantry in the rail by letting the nozzle member receive part of the compressed air supplied from the rail to the air block for injuries from the rail and spraying it on the scale. The scale can always be kept in a clean state without a cleaning process accompanied by separate disassembly of them.
둘째, 에어블럭과 노즐부재 양자간의 결합력을 충분히 보장하여 왕복 이동되는 갠트리부 내에서 노즐부재가 이탈되지 않는 안전구조를 갖출 수 있으며, 아울러, 분사노즐에서 분사되는 압축공기의 분사각도를 소정 범위 내에서 조절할 수 있도록 함으로써 스케일의 면적, 설치방향 등에 따라 분사노즐에서 분사되는 압축공기의 분사 방향을 적절히 조절하여 사용할 수 있다.Second, it is possible to have a safety structure in which the nozzle member does not deviate from the gantry that is reciprocated by sufficiently guaranteeing the bonding force between the air block and the nozzle member, and also, the injection angle of the compressed air injected from the injection nozzle within a predetermined range. In order to be able to be adjusted in, the spray direction of compressed air injected from the spray nozzle can be appropriately adjusted according to the area of the scale and the installation direction.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 측정기의 전체적인 외관을 도시한 도면.
도 2는 3차원 측정기를 y축에서 바라본 정면을 도시한 도면.
도 3은 3차원 측정기를 x축에서 바라본 일측면을 도시한 도면.
도 4는 하우징이 생략된 y축 이동부의 전체적인 외관을 도시한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 y축 이동부의 개략적인 분해구성을 도시한 도면.
도 6은 도 4에 도시된 y축 이동부를 z축에서 바라본 평면을 개략적으로 도시한 도면.
도 7a은 에어블럭과 노즐부재 조립체의 결합구성을, 도 7b는 도 7a에 도시된 조립체의 단면구성을 개략적으로 도시한 도면이고 도 7c는 도 7a의 에어블럭에서 노즐부재가 생략된 단면구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 8a은 에어블럭과 노즐부재 조립체의 다른 실시예에 따른 결합구성을, 도 8b는 도 8a에 도시된 조립체의 단면구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 노즐부재의 전체적인 외관을 개략적으로 도시한 도면.
도 10은 도 9에 도시된 노즐부재의 분해구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 11은 에어블럭 상에서 회전되는 노즐부재의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 12a는 단순 홀 형태의 제1 고정홀과 제2 고정홀이 적용된 노즐부재의 평면을 도시한 도면이고, 도 12b는 제2 고정홀이 배제된 상태의 노즐부재를 도시한 도면.
도 13은 스케일을 향해 압축공기를 분사하는 노즐부재의 사용상태를 도시한 도면.
도 14는 y축 방향에서 바라본 y축 이동부의 요부를 확대 도시한 도면.1 is a view showing the overall appearance of a three-dimensional measuring device according to the present invention.
Fig. 2 is a front view of the three-dimensional measuring device as viewed from the y-axis.
Figure 3 is a view showing a side of the three-dimensional measuring device viewed from the x-axis.
Figure 4 is a view showing the overall appearance of the y-axis moving housing is omitted.
FIG. 5 is a schematic exploded view of the y-axis moving part shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a schematic view showing a plane viewed from the z-axis in the y-axis moving part shown in FIG. 4;
FIG. 7A is a view showing a configuration of a combination of an air block and a nozzle member assembly, FIG. 7B is a view schematically showing a cross-sectional configuration of the assembly shown in FIG. 7A, and FIG. 7C is a cross-sectional configuration in which the nozzle member is omitted in the air block of FIG. 7A. The schematic drawing.
Figure 8a is a view showing a coupling configuration according to another embodiment of the air block and the nozzle member assembly, Figure 8b is a schematic view showing a cross-sectional configuration of the assembly shown in Figure 8a.
9 is a view schematically showing the overall appearance of the nozzle member.
10 is a view schematically showing an exploded configuration of the nozzle member shown in FIG. 9;
11 is a view for explaining the action of the nozzle member rotated on the air block.
12A is a view showing a plane of the nozzle member to which the first fixing hole and the second fixing hole in the form of a simple hole are applied, and FIG. 12B is a diagram showing the nozzle member in a state in which the second fixing hole is excluded.
13 is a view showing a state of use of the nozzle member for spraying compressed air toward the scale.
14 is an enlarged view showing a main portion of a y-axis moving part viewed in the y-axis direction.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of the elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description. It should be noted that in each drawing, the same members may be indicated by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are judged to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 측정기의 전체적인 외관을 도시한 도면이고 도 2는 3차원 측정기를 y축에서 바라본 정면을 도시한 도면이고 도 3은 3차원 측정기를 x축에서 바라본 일측면을 도시한 도면이고 도 4는 하우징이 생략된 y축 이동부의 전체적인 외관을 도시한 도면이고 도 5는 도 4에 도시된 y축 이동부의 개략적인 분해구성을 도시한 도면이고 도 6은 도 4에 도시된 y축 이동부를 z축에서 바라본 평면을 개략적으로 도시한 도면이고 도 7a은 에어블럭과 노즐부재 조립체의 결합구성을, 도 7b는 도 7a에 도시된 조립체의 단면구성을 개략적으로 도시한 도면이고 도 8a은 에어블럭과 노즐부재 조립체의 다른 실시예에 따른 결합구성을, 도 8b는 도 8a에 도시된 조립체의 단면구성을 개략적으로 도시한 도면이고 도 9는 노즐부재의 전체적인 외관을 개략적으로 도시한 도면이고 도 10은 도 9에 도시된 노즐부재의 분해구성을 개략적으로 도시한 도면이고 도 11은 에어블럭 상에서 회전되는 노즐부재의 작용을 설명하기 위한 도면이고 도 12a는 단순 홀 형태의 제1 고정홀과 제2 고정홀이 적용된 노즐부재의 평면을 도시한 도면이고 도 12b는 제2 고정홀이 배제된 상태의 노즐부재를 도시한 도면이고 도 13은 스케일을 향해 압축공기를 분사하는 노즐부재의 사용상태를 도시한 도면이고 도 14는 y축 방향에서 바라본 y축 이동부의 요부를 확대 도시한 도면이다.1 is a view showing the overall appearance of a 3D measuring device according to the present invention, FIG. 2 is a view showing the front view of the 3D measuring device on the y-axis, and FIG. 3 is a side view of the 3D measuring device seen on the x-axis One view and FIG. 4 is a view showing the overall appearance of the y-axis moving part with the housing omitted, FIG. 5 is a view showing a schematic exploded configuration of the y-axis moving part shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a view showing in FIG. 4 The y-axis moving part is a schematic view showing the plane viewed from the z-axis, FIG. 7A is a schematic view showing the configuration of the air block and the nozzle member assembly, and FIG. 7B is a schematic view showing the cross-sectional structure of the assembly shown in FIG. 7A. 8a is a combination configuration according to another embodiment of the air block and the nozzle member assembly, FIG. 8b is a view schematically showing a cross-sectional configuration of the assembly shown in FIG. 8a, and FIG. 9 is a schematic view showing the overall appearance of the nozzle member. FIG. 10 is a view schematically showing an exploded configuration of the nozzle member shown in FIG. 9, FIG. 11 is a view for explaining the operation of the nozzle member rotated on the air block, and FIG. 12A is a simple hole type agent. 1 is a view showing the plane of the nozzle member to which the fixing hole and the second fixing hole are applied, FIG. 12B is a diagram showing the nozzle member in a state in which the second fixing hole is excluded, and FIG. 13 is a nozzle for spraying compressed air toward the scale 14 is a view showing a state of use of the member and FIG. 14 is an enlarged view showing a main portion of the y-axis moving part viewed from the y-axis direction.
본 발명에 따른 3차원 측정기는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 크게 피측정물이 안착되는 스테이지(10), 상기 스테이지(10)의 상부로 연장 형성되는 프레임(20), 상기 스테이지(10)에 안착된 피측정물을 3차원으로 측정하는 검출기(30), 상기 검출기(30)를 지지한 채로 프레임에 슬라이딩 가능하게 설치되는 캐리어(40), 상기 캐리어(40)에 지지된 검출기(30)를 x축 방향으로 왕복 이동시키는 x축 이동부(50), 상기 검출기(30)를 z축 방향으로 왕복 이동시키는 z축 이동부(60) 및 상기 프레임(20)을 y축 방향으로 왕복 이동시키는 y축 이동부(70)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다.The three-dimensional measuring device according to the present invention, as shown in Figures 1 to 3, the
피측정물이 스테이지(10)에 안착되면 검출기(30)를 x, z, y축 이동부(50,60,70)가 이동시켜가며 피측정물의 3차원 좌표를 측정하며, 이때, 피측정물의 3차원 좌표를 측정하고, 측정된 좌표를 데이터로 연산, 가공하는 원리는 공지된 바와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.When the object to be measured is seated on the
보다 구체적으로, 프레임(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 스테이지(10)를 중심에 두고 좌, 우 한 쌍으로 이루어지는 수직프레임(21)과 한 쌍의 수직프레임(21) 상단을 연결하는 수평프레임(22)으로 이루어질 수 있다. 이때, 캐리어(40)가 상기 수평프레임(22)에 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있으며, 상기 수평프레임(22) 내부에 x축 이동부(50)가 내장될 수 있다. 즉, 검출기(30)는 x축 이동부(50)와 z축 이동부(60)에 의해 상하, 좌우 방향으로 왕복 이동될 수 있는 구조를 갖춘다.More specifically, the
x축 이동부(50)와 z축 이동부(60)는 공지된 리니어가이드의 구조로부터 참조될 수 있으므로 이하 자세한 설명은 생략한다.Since the
y축 이동부(70)는 프레임(20) 자체를 y축 방향으로 왕복 이동시키는 구성을 갖추며, 이를 위해, y축 이동부(70)는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 y축을 따라 연장 형성되며 스케일(SC)이 길이방향으로 연장 설치되는 레일(71) 및 상기 프레임(20)을 지지한 상태에서 외부로부터 공급받은 압축공기를 레일(71)로 분사하여 레일(71)로부터 부상된 상태에서 구동부재(72)의 구동력에 의해 레일(71)의 연장방향을 따라 왕복 이동되며, 공급받은 압축공기 중 일부를 선회시켜 스케일(SC)로 분사하는 갠트리부(73)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다. The y-
갠트리부(73)는 압축공기 공급수단(미도시)으로부터 제공되는 압축공기를 이용해 레일(71)로부터 부상될 수 있으며, 레일(71)에서 부상된 갠트리부(73)를 구동부재(72)가 왕복 이동시킴으로써 레일(71)과 갠트리부(73) 사이에 마찰저항 발생 없이 원활한 왕복운동을 가능케 한다.The
갠트리부(73)에는 상기 스케일(SC)의 레퍼런스를 판독하는 리드헤더(RH)가 연동 설치될 수 있으며, 갠트리부(73)의 왕복 이동에 따라 스케일(SC) 위를 왕복이동할 수 있다. 스케일(SC)과 리드헤더(RH)는 리니어엔코더로 명명될 수 있다.A read header RH for reading the reference of the scale SC may be interlocked with the
레일(71), 구동부재(72), 갠트리부(73) 등은 이동부 하우징(도면부호 미부여)에 내장될 수 있다.The
한편, 특정 이물질이 스케일(SC)에 부착되면 스케일(SC)과 리드헤더(RH) 사이에 물리적인 간섭이 발생하여 리드헤더(RH)가 스케일(SC)의 레퍼런스를 정확히 판독할 수 없게 되고, 결과적으로, 검출기(30)의 절대 위치를 정확히 산출할 수 없게 된다. 이에 따라, 레일(71)과 갠트리부(73)를 분해해 스케일(SC)을 청소해야 하는 복잡한 과정이 요구되나, 본 발명에 따른 3차원 측정기는 3차원 측정기를 구성하는 부재들의 별도 분해작업을 동반한 청소과정 없이도 스케일(SC)을 항시 청결한 상태로 보존할 수 있다.On the other hand, when a specific foreign substance is attached to the scale SC, physical interference occurs between the scale SC and the lead header RH, so that the lead header RH cannot accurately read the reference of the scale SC, As a result, the absolute position of the
이를 위한 구성으로, 갠트리부(73)는 상기 레일(71)의 외부를 덮는 아치 형태의 커버(100), 상기 커버(100)의 내면에 부설된 상태에서 레일(71)에 인접 설치되며 외부로부터 공급받은 압축공기를 안내해 레일(71)로 분사하는 에어블럭(200) 및 상기 에어블럭(200)에 연통 가능하게 장착되며 상기 에어블럭(200)으로 공급되는 압축공기의 일부를 전달받아 스케일(SC)로 분사하는 노즐부재(300)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.As a configuration for this, the
에어블럭(200)과 노즐부재(300)로 구성되는 조립체는 커버(100)의 내면을 따라 복수 개로 설치됨이 바람직하다.It is preferable that the assembly composed of the
도시하지 않았지만, 외부 압축기와 연결된 압축공기 배관은 커버(100)를 통과해 에어블럭(200)에 접속될 수 있으며, 압축공기 배관의 경로 상에 압축공기를 단속하는 솔레노이드밸브(미도시) 및 스위치(SW)가 설치될 수 있다.Although not shown, the compressed air pipe connected to the external compressor can be connected to the
구동부재(72)는 레일(71)에서 갠트리부(73)를 왕복 이동시키는 이동력을 제공하는 역할을 담당한다. 일례로, 구동부재(72)는 도 6에 도시된 바와 같이 한 쌍의 롤러(72a)와 상기 한 쌍의 롤러(72a)에 무한궤도로 감기며 상기 갠트리부(73)가 연결된 벨트(72b)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.The driving
이때, 벨트(72b)는 반복사용에 따른 늘어짐 현상을 방지하기 위해 폐루프 형태의 금속 와이어군으로 이루어질 수 있다.At this time, the
한편, 압축기로부터 제공되는 압축공기는 압축공기 배관을 타고 에어블럭(200) 및 노즐부재(300)에 각각 공급되되, 보다 구체적으로는, 1차적으로 에어블럭(200)에 공급된 뒤 에어블럭(200)을 통과해 2차적으로 노즐부재(300)로 공급될 수 있다. 이를 통해 노즐부재(300)에서 분사되는 압축공기는 에어블럭(200)에서 분사되는 압축공기 대비 감압된 압축공기를 분사할 수 있다.On the other hand, the compressed air provided from the compressor is supplied to the
복수의 에어블럭(200) 각각은 사각형의 블럭 형태로, 마운트스크류(MTS)를 매개로 커버(100)에 장착될 수 있다. 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 에어블럭(200)의 내부로는 압축공기가 유입되는 유입로(210)가 형성되고, 상기 유입로(210)에서부터 레일(71)을 향하는 분사로(220)와 노즐부재(300)를 향하는 공급로(230)가 각각 분기 형성될 수 있다.Each of the plurality of air blocks 200 may be mounted on the
유입로(210)는 압축공기 배관과 직결될 수 있으며 압축공기 배관으로 공급되는 압축공기는 유입로(210)를 타고 분사로(220)와 공급로(230)로 각각 공급될 수 있다.The
분사로(220)를 통해 외부로 분사되는 압축공기는 캐리지부(73)에 부상력을 제공하고, 공급로(230)로 공급된 압축공기는 노즐부재(300)로 공급된 뒤 스케일(SC)을 향해 분사되어 스케일(SC)을 청소하는 목적으로 사용될 수 있다.Compressed air that is injected to the outside through the
분사로(220)는 외부를 향해 개방 형성될 수 있고, 공급로(230)는 노즐부재(300)와 직결되는 구조를 갖출 수 있다.The
노즐부재(300)는 에어블럭(200)으로 공급된 압축공기 중 일부를 전달받아 이를 스케일(SC)을 향한 방향으로 분사하는 기능을 담당한다.The
이를 위해, 노즐부재(300)는 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이 상기 에어블럭(200)을 향해 제1 관통홀(311)과 제2 관통홀(312)이 일정간격 이격된 채로 형성되며, 상기 공급로(230)와 연통된 분사노즐(313)이 마련되는 노즐바디(310), 상기 제1 관통홀(311)로 삽입되어 에어블럭(200)에 고정 설치되는 중심축(320), 상기 제2 관통홀(312)로 삽입되되 중심에서 편심 이격되는 편심홀(331)이 관통 형성되는 작동부재(330) 및 상기 편심홀(331)에 삽입되어 에어블럭(200)에 고정 설치되는 고정축(340)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.To this end, the
노즐바디(310)는 중심축(320)과 고정축(340)에 의해 에어블럭(200)에서 고정될 수 있다. 특히, 노즐바디(310)는 에어블럭(200) 상에서 소정 각도 회전되어 압축공기의 분사각을 조절시킬 수 있는 구조를 갖춘다.The
분사노즐(313)은 일단이 노즐바디(310)의 외부로 노출되고 타단이 에어블럭(200)의 공급로(230)와 직결되는 구조를 갖출 수 있다. 이때, 노즐바디(310)의 일단은 소정 각도 절곡 형성되는 것이 바람직하다.The
분사노즐(313)과 공급로(230)의 연결은 도 7에 도시된 바와 같이 분사노즐(313)의 타단과 공급로(230)를 연결시키는 별도의 연결배관(350)을 통해 연결되는 실시예로 이루어질 수 있다. 도 7에 도시된 실시예에서는 공급로(230)의 출구 지점을 일정 각도 경사지게 형성함으로써 노즐부재(300) 없이도 스케일(SC)을 향해 압축공기를 분사토록 할 수 있다. 필요에 따라, 노즐부재(300)를 배제시키고 공급로(230)를 막도록 구성하면 압축공기가 분사로(220)를 통해서만 분사되도록 구성할 수도 있다. 즉, 필요에 따라 도 7c에 도시된 바와 같이 노즐부재(300)를 생략하더라도, 에어블럭(200)에서 갠트리부(73)의 부상과 스케일(SC)의 청소를 위한 압축공기를 모두 분사할 수 있는 구조를 갖추게 되므로 갠트리부(73)의 구조를 간소화시킬 수 있되, 에어블럭(200)에 노즐부재(300)를 장착시키게 될 경우엔 노즐부재(200)를 통해 스케일(SC)로 향하는 압축공기의 분사 방향을 탄력적으로 조절할 수 있다.The connection of the
또한, 공급로(230)의 출구 지점을 일정 각도 경사지게 형성함으로써 분사노즐(313)로 향하는 압축공기를 감압시킬 수도 있다.In addition, the compressed air directed to the
한편, 분사노즐(313)과 공급로(230)의 연결은 도 8에 도시된 바와 같이 분사노즐(313)이 노즐바디(310) 내부에서 에어블럭(200)의 공급로(230)와 직결되는 실시예로 이루어질 수도 있다.On the other hand, the connection of the
스케일(SC)에 부착된 이물질의 청소를 위해 갠트리부(73)를 부상시킬 정도의 강한 압축공기를 감압 없이 그대로 스케일(SC)로 분사시키게 되면, 스케일(SC)에 부착된 먼지들이 오히려 불특정한 방향으로 넓게 비산되면서 다른 부재들에 재부착되는 문제점이 발생되므로, 분사노즐(313)을 통해 분사되는 압축공기는 에어블럭(200)에서 분사되는 압축공기 대비 감압된 상태로 분사될 수 있는 구조가 요구된다.When the compressed air that is strong enough to float the
이에, 에어블럭(200)으로 압축공기를 제공하는 압축기와 별도로 감압기가 부착된 별도의 압축기를 분사노즐(313)에 직결시키는 구조를 고려해볼 수 있으나, 이는 복수의 압축기를 동시 구동시켜야 하는데서 오는 구조의 복잡성, 점유면적과 소음 증가 등으로 효율성이 현저히 떨어진다.Accordingly, a structure in which a compressor providing compressed air as the
그러나, 본 발명은 하나의 압축기에서 오는 압축공기를 갠트리부(73)의 부상과 스케일(SC)의 청소로 각각 활용하되, 특히, 스케일(SC)의 청소를 위한 압축공기는 에어블럭(200)의 유입로(210), 분사로(220), 공급로(230) 내에서 충분히 감압된 상태로 분사노즐(313)로 공급되므로 스케일(SC)의 청소를 위한 별도 압축기 및 감압기의 설치를 생략해 구조를 간소화시킬 수 있다.However, the present invention utilizes compressed air coming from a single compressor to lift the
예컨대, 에어블럭(200)으로 공급되는 압축공기는 유입로(210)를 타고 이동하다가 분사로(220)와 공급로(230)의 분기지점에서 1차 감압된 뒤 다시 공급로(230)의 출구 지점에서 2차 감압이 이루어질 수 있다.For example, compressed air supplied to the
한편, 제1 관통홀(311)은 대략 노즐바디(310)의 중앙을 관통해 형성될 수 있고, 제2 관통홀(312)은 제1 관통홀(311)에서 일정 거리 이격된 지점에서 노즐바디(310)를 관통해 형성될 수 있다.On the other hand, the first through
제1 관통홀(311)에 삽입되는 중심축(320)은 에어블럭(200)을 향해 연장되어 에어블럭(200)에 고정되고 제2 관통홀(312)에 삽입되는 작동부재(330)는 제2 관통홀(312)에 삽입된 상태에서 에어블럭(200)에 고정되지 않고 제2 관통홀(312) 내에서 독립적으로 회전될 수 있는 구조를 갖춘다.The
일례로, 작동부재(330)는, 도 10을 기준으로, 제2 관통홀(312)로 삽입되는 삽입부재(332)와 상기 삽입부재(332)의 상단에 형성되되 노즐바디(310)의 상면에 안착되는 헤드부재(333)로 이루어지고 이때 편심홀(331)은 삽입부재(332)와 헤드부재(333)를 동시에 관통해 형성될 수 있다.For example, the operating
이렇게 구성된 작동부재(330)의 편심홀(331)로 고정축(340)이 삽입되어 에어블럭(200)에 고정됨으로써 노즐부재(300)는 중심축(320)과 고정축(340) 이 두 부분에서 고정력을 제공받을 수 있다.Since the fixed
이때, 제2 관통홀(312)은 대략 키홈과 같은 형태로 관통 형성되도록 하여 여기에 삽입된 작동부재(330)의 편심 회전이동을 보장하도록 구성된다. 작동부재(330)를 회전시키면 노즐바디(310)는 중심축(320)을 기준으로 소정 각도 회전될 수 있는 구조를 갖춘다.At this time, the second through
도 11a에 도시된 상태에서 작동부재(330)를 CCW 또는 CW 방향으로 회전시키면 작동부재(330)가 제2 관통홀(312) 내부에서 고정축(340)을 기준으로 편심이동이 일어나고 이때 노즐바디(310)는 작동부재(330)의 편심이동에 의해 도 11b 또는 도 11c에 도시된 것처럼 중심축(320)을 기준으로 회전될 수 있다. 이에 따라, 분사노즐(313)에서 분사되는 압축공기의 분사각도를 소정 범위 내에서 조절할 수 있으며, 이로써, 스케일(SC)의 면적, 설치방향 등에 따라 분사노즐(313)에서 분사되는 압축공기의 분사 방향을 적절히 조절하여 사용할 수 있다.When the operating
만일, 도 12a에 도시된 바와 같이 단순 홀 형태의 제1 고정홀과 제2 고정홀을 마련하고, 여기에 작동부재(330)가 배제된 상태로 중심축(320)과 고정축(340)만 적용시킨다거나, 혹은 작동부재(330)의 편심홀(331)을 작동부재(330)의 중앙에 대해 편심되게 형성하지 않고, 작동부재(330)의 중앙에 형성하였을 경우, 작동부재(330)의 편심이동을 보장할 수 없게 되고, 결국엔 노즐바디(310)를 일정 각도 회전시킬 수 없는 구조가 된다.If the first fixing hole and the second fixing hole in the form of a simple hole are provided as shown in FIG. 12A, and only the
아울러, 도 12b에 도시된 바와 같이 노즐바디(310)의 회전을 위해 제1 고정홀에 삽입된 중심축(320)만 형성하게 되면 노즐바디(310)의 회전은 가능하나, 이 경우 노즐바디(310)가 불특정한 회전반경을 가진 채로 회전되므로 분사방향을 쉽게 특정할 수 없게 되거나 중심축(320)에 의해서만 노즐부재(300)와 에어블럭(200)이 고정되므로 양자간 충분한 결합력을 제공받기 힘든 구조가 된다.In addition, as shown in FIG. 12B, if only the
반면, 본 발명에 따른 3차원 측정기는, 전술한 노즐부재(300)의 구성을 통해 에어블럭(200)과 노즐부재(300) 양자간의 결합력을 충분히 보장하여 왕복 이동되는 갠트리부(73) 내에서 노즐부재(300)가 이탈되지 않는 안전구조를 갖추고, 아울러, 필요에 따라 작동부재(330)를 회전조작해 노즐바디(310)를 일정 각도 회전시킬 수 있는 편의구조를 갖출 수 있게 된다.On the other hand, the three-dimensional measuring device according to the present invention, through the configuration of the above-described
한편, 도 14에 도시된 바와 같이 레일(71)의 측면 중 적어도 어느 한 면은 레일(71)의 상면에 대해 예각으로 경사 형성되고, 복수의 에어블럭(200) 중 어느 하나는 경사 형성된 레일(71)의 측면에 평행하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 갠트리부(73)가 레일(71)에서 완전히 이탈되는 현상을 미연에 방지할 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 14, at least one of the side surfaces of the
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments of the present invention described above are merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that various modifications and other equivalent embodiments are possible. Therefore, it will be understood that the present invention is not limited to the forms mentioned in the above detailed description. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications and equivalents and alternatives within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10: 스테이지 20: 프레임
30: 검출기 40: 캐리어
50: x축 이동부 60: z축 이동부
70: y축 이동부 71: 레일
72: 구동부재 73: 갠트리부
100: 커버 200: 에어블럭
300: 노즐부재 210: 유입로
220: 분사로 230: 공급로
310: 노즐바디 320: 중심축
330: 작동부재 340: 고정축
350: 연결배관 311: 제1 관통홀
312: 제2 관통홀 313: 분사노즐10: Stage 20: Frame
30: detector 40: carrier
50: x-axis moving portion 60: z-axis moving portion
70: y-axis moving portion 71: rail
72: driving member 73: gantry
100: cover 200: air block
300: nozzle member 210: inlet
220: injection path 230: supply path
310: nozzle body 320: central axis
330: operating member 340: fixed shaft
350: connecting pipe 311: first through hole
312: second through-hole 313: spray nozzle
Claims (5)
상기 y축 이동부는,
y축을 따라 연장 형성되며 스케일이 길이방향으로 연장 설치되는 레일; 및
상기 프레임을 지지한 상태에서 외부로부터 공급받은 압축공기를 레일로 분사하여 레일로부터 부상된 상태에서 구동부재의 구동력에 의해 레일의 연장방향을 따라 왕복 이동되며, 공급받은 압축공기 중 일부롤 선회시켜 스케일로 분사하는 갠트리부;를 포함하고,
상기 갠트리부는,
상기 레일의 외부를 덮는 아치 형태의 커버;
상기 커버의 내면에 부설된 상태에서 레일에 인접 설치되며 외부로부터 공급받은 압축공기를 안내해 레일로 분사하는 에어블럭; 및
상기 에어블럭에 연통 가능하게 장착되며 상기 에어블럭으로 공급되는 압축공기의 일부를 전달받아 스케일로 분사하는 노즐부재;를 포함하며,
상기 에어블럭의 내부로는 압축공기가 유입되는 유입로가 형성되고, 상기 유입로에서부터 레일을 향하는 분사로와 노즐부재를 향하는 공급로가 각각 분기 형성되는 것을 특징으로 하는 엔코더 크리닝 장치를 구비한 3차원 측정기.A stage on which the object to be measured is seated, a frame extending to the top of the stage, a detector for measuring the object on the stage in three dimensions, a carrier slidably installed on the frame while supporting the detector, the 3 including an x-axis moving part for reciprocating the detector supported by the carrier in the x-axis direction, a z-axis moving part for reciprocating the detector in the z-axis direction, and a y-axis moving part for reciprocating the frame in the y-axis direction. In the dimension measuring machine,
The y-axis moving unit,
a rail extending along the y-axis and having a scale extending in the longitudinal direction; And
While the frame is supported, the compressed air supplied from the outside is injected into the rail and reciprocated along the extending direction of the rail by the driving force of the driving member in the floating state from the rail. Gantry portion for spraying with; includes,
The gantry unit,
An arch-shaped cover covering the outside of the rail;
An air block installed adjacent to the rail while laying on the inner surface of the cover and guiding compressed air supplied from the outside to the rail; And
It includes a nozzle member that is mounted to be communicatively connected to the air block and receives a portion of compressed air supplied to the air block and sprays it on a scale.
Inside the air block, an inflow path through which compressed air flows is formed, and an injection path toward the rail and a supply path towards the nozzle member are branched from the inflow path, respectively. Dimension measuring machine.
상기 레일의 측면 중 적어도 어느 한 면은 레일의 상면에 대해 예각으로 경사 형성되고, 복수의 에어블럭 중 어느 하나는 경사 형성된 레일의 측면에 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 엔코더 크리닝 장치를 구비한 3차원 측정기.The method according to claim 1,
At least one of the side surfaces of the rail is inclined at an acute angle with respect to the upper surface of the rail, and any one of the plurality of air blocks is provided with an encoder cleaning device, characterized in that arranged parallel to the side of the inclined rail 3 Dimension measuring machine.
상기 노즐부재는,
상기 에어블럭을 향해 제1 관통홀과 제2 관통홀이 일정간격 이격된 채로 형성되며, 상기 공급로와 연통된 분사노즐이 마련되는 노즐바디;
상기 제1 관통홀로 삽입되어 에어블럭에 고정 설치되는 중심축;
상기 제2 관통홀로 삽입되되 중심에서 편심 이격되는 편심홀이 관통 형성되는 작동부재; 및
상기 편심홀에 삽입되어 에어블럭에 고정 설치되는 고정축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔코더 크리닝 장치를 구비한 3차원 측정기.The method according to claim 1,
The nozzle member,
A nozzle body in which a first through hole and a second through hole are formed with a predetermined interval toward the air block, and an injection nozzle communicating with the supply passage is provided;
A central axis inserted into the first through hole and fixedly installed in the air block;
An operating member inserted into the second through hole but having an eccentric hole spaced apart from the center; And
A three-dimensional measuring instrument having an encoder cleaning device comprising a; fixed shaft that is inserted into the eccentric hole and fixed to the air block.
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KR1020200008745A KR102105283B1 (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | 3 dimensional coordinate measuring machine with cleaning unit for encoder |
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