KR102182195B1 - 피가공물의 형상공차 측정 장치 - Google Patents

피가공물의 형상공차 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피가공물의 형상공차를 측정하기 위한 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 피가공물의 내경 대비 외경의 동심도 측정이 하나의 장비에서 동시에 가능하도록 하여 측정방식이 간편하고 측정시간을 줄이는 형상공차 측정장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 전방에 상기 피가공물이 삽입되며, 내경 데이텀을 측정하기 위해 구비되는 측정게이지유닛과 상기 측정게이지유닛과 이격되어 위치되며, 상기 피가공물의 외주면과 접촉하여 상기 측정게이지 유닛을 축으로 상기 피가공물을 회전시킬 수 있도록 구비되는 회전롤러와 일단이 상기 피가공물의 외주면과 접촉되어 치수정보를 획득하는 외부측정프로브와 상기 측정게이지 유닛과 외부측정프로브에서 측정된 측정 치수 정보를 표시하는 출력본체와 상기 측정장치 및 출력본체를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 형상공차 측정장치를 제공한다.

Description

피가공물의 형상공차 측정 장치{Shape tolerance measuring device}
본 발명은 피가공물의 형상공차를 측정하기 위한 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원통 형상의 피가공물의 내경 대비 외경의 동심도 측정이 하나의 장비에서 동시에 가능하도록 하여 측정방식이 간편하고 측정시간을 줄이는 형상공차 측정장치에 관한 것이다.
고도의 공업화와 함께 대량 생산 체제가 일반화되면서 각종 기계에 요구되는 정밀도, 성능, 품질에 대한 중요성이 요구되고 있다. 이러한 요구는 현장에서 설계자, 제작자, 검사자, 조립자 간에 유기적 및 통일적으로 지켜지지 않으면 부품의 기능이나 호환성을 확보하기 어렵다.
일반적으로 자동차나 기계장치 등과 같은 다양한 구조 및 형상을 갖는 기계요소의 부품들을 제품화할 수 있게 가공하는 여러 작업유형별 제조현장에서는 제품의 품질관리를 위한 목적으로 해당 가공물마다 외경 또는 내경의 가공 치수를 측정할 수 있는 다양한 형태의 측정장치를 설치하여 사용하고 있다.
이에 따라 각종 기계 장치의 부품을 설계하는 단계에서 통상적인 치수공차 외에 기하학적 치수공차를 적용하게 된다.
피가공물의 치수를 측정하기 위한 측정장치로는 일정한 압력의 압축공기를 내뿜게 하여 그 유출량과 압력변화에 의해 피가공물의 미소한 치수를 정밀하게 측정할 수 있게 구성된 에어마이크로미터(air micrometer)가 널리 사용되고 있다.
상기와 같은 측정장치 중 에어마이크로미터와 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제615517호(2006.08.17.)에는 외부로부터 강제 유입되는 공기에서 불순물을 제거하기 위한 필터와, 상기 필터를 경유한 공기를 제어신호에 따라 일정 압력으로 압축하는 전압조절기와, 제어신호에 따라 상기 전압조절기에서 압축되어 출력되는 압축공기의 배출량을 조정하는 가변조리개와, 사용자가 동작모드를 조절 세팅하기 위한 모드설정부 및 상기 모드설정부의 설정에 따라 상기 전압조절기와 가변조리개를 제어하는 중앙처리부를 포함하여 구성됨에 따라 측정헤드를 연결하여 효율적으로 치수 측정할 수 있는 에어마이크로미터가 공지되어 있다.
한편, 이러한 기하학적 치수공차는 크게 위상공차와 형상공차로 구분되며, 상기 형상공차의 종류로는 동축도 Run-Out, 직각도 Run-Out, 진원도 Run-Out등(이하에서는 "Run-Out"이란 용어를 생략하고 동축도, 직각도, 진원도로 칭하기로 함)이 있다.
상기 동축도는 일정 형상으로 가공된 부품이 축심을 중심으로 해서 편심된 크기를 말하며 상기 직각도는 축심을 중심으로 부품의 중간면이 90ㅀ를 기준으로 완전한 직각으로부터 벗어난 크기를 말한다.
즉, 이와 같이 부품의 형상공차를 측정하기 위하여 종래에는 측정하고자 하는 부품을 안착, 고정할 수 있는 지그와 상기 지그에 안착된 부품의 형상공차를 측정하는 센서부로 구성되어 있는 측정장치를 이용하여 검사작업을 수행하게 된다.
하지만, 도 1과 같이 상기와 같은 종래 측정장치의 경우에는 다음과 같은 문제점이 예상된다.
도 1은 종래의 척을 이용한 피가공물을 고정시킨 후 검침장비가 접촉하여 측정하는 방식이다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 피가공물(10)의 외경을 척(20)으로 고정시키게 되면, 내경을 측정하기 위한 검침장비(30)의 접촉이 불가능한 경우가 발생되며, 도 1의 (b)의 경우 상기 피가공물(10)의 내경 데이텀 측정은 가능하나, 외부 측정 부는 상기 척(20)으로 막혀 있어 상기 검침장비(30)의 자체가 접촉이 불가한 문제가 생기게 된다.
즉, 제품의 상단, 하단 중 한 부위를 상기 척(20)으로 고정 해야 하는 방식에 있어서는 측정이 불가능하다는 문제가 발생한다.
또한, 부품의 형상공차를 측정하기 위해서는 센서부를 부품의 표면에 접촉시킨 후, 상기 부품을 작업자가 손으로 직접 회전시켜 동축도나 직각도 등을 검사하게 됨으로서 수작업에 따른 오차 발생으로 인해, 보다 초정밀한 측정이 불가능 하다는 문제점이 있었으며 이러한 문제는 검사의 신뢰성을 의심할 수 밖에 없는 원인이 되었다.
대한민국 등록특허공보 제 10-0615517호(2006.08.17.) 대한민국 공개특허공보 제 10-2017-0100203호(2017.09.04.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 피가공물 중 내부 단면이 원형인 피가공물을 회전시켜 상기 피가공물의 내경 대비 외경의 동심도 측정이 하나의 장비에서 동시에 가능하도록 하여 측정방식이 간편하고 측정시간을 줄이는 형상공차 측정장치를 제공하며, 동축도나 진원도, 동심도 등을 자동으로 측정할 수 있는 형상공차 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 피가공물의 형상공차를 측정하기 위한 측정장치에 있어서, 전방에 상기 피가공물이 삽입되며, 내경 데이텀을 측정하기 위해 구비되는 측정게이지유닛과 상기 측정게이지유닛과 이격되어 위치되며, 상기 피가공물의 외주면과 접촉하여 상기 측정게이지 유닛을 축으로 상기 피가공물을 회전시킬 수 있도록 구비되는 회전롤러;와 일단이 상기 피가공물의 외주면과 접촉되어 상기 피가공물의 외경 치수정보를 획득하는 외부측정프로브와 상기 측정게이지 유닛과 외부측정프로브에서 측정된 측정 치수 정보를 표시하는 출력본체와 상기 측정장치 및 출력본체를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정게이지유닛은, 상기 피가공물의 내주면에 압축공기를 토출하여 공기압에 따른 치수 정보를 획득할 수 있도록 에어마이크로미터가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에어마이크로미터는, 일단이 다양한 크기의 상기 피가공물의 내경에 대응되어 삽입될 수 있도록 다수개 구비되고, 타단은 상기 측정장치와 탈부착 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전롤러는, 외주면에 탄성재질의 고무가 코팅되어 접촉하는 상기 피가공물을 균일하고 정밀하게 회전시킬 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부측정프로브는, 회전하는 상기 피가공물의 외주면에 접촉되어 진원도 및 흔들림 정도를 측정하여 내경 데이텀 형상 치수 대비 외경의 동심도를 측정 하는 것을 특징으로한다.
본 발명에 의하면 피가공물의 형상공차인 등심도 및 등축도를 측정하는 측정장치에 상기 피가공물을 회전시킬 수 있는 회전롤러를 설치함으로써 균일한 속도로 회전시킴으로써, 피가공물의 형상공차를 보다 더 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 피가공물의 내경 형상 치수 대비 외경의 동심도를 동시에 측정하여 측정 방식이 간편하고 측정시간을 줄일 수 있으며, 이로 인한 생산 공정 시간 단축으로 생산성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 피가공물을 측정하는 형상 측정방법 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정장치의 모습을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정장치의 세부 구성을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피가공물이 삽입된 측정장치의 모습을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다양한 크기로 구비되는 에어마이크로미터와 마스터링의 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정장치의 모습을 나타낸 사진이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정장치의 세부 구성을 나타낸 사진이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피가공물이 삽입된 측정장치의 모습을 나타낸 사진이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다양한 크기로 구비되는 에어마이크로미터와 마스터링의 사진이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 피가공물(10)의 형상공차를 측정하기 위한 측정장치(1)는 측정게이지유닛(40), 회전롤러(50), 외부측정프로브(60), 출력본체(70), 제어부(80)로 구비된다.
우선, 상기 측정게이지유닛(40)은 상기 측정장치(1)의 일측에 부착되며, 내부에 중공이 형성된 상기 피가공물(10)이 상기 측정게이지유닛(40)의 전방에 삽입될 수 있도록 구비된다.
이때, 상기 피가공물(10)은 내부에 중공이 형성되며, 원통형상으로 구비되는 것이 바람직하다.
더욱 상세하게는, 상기 측정게이지유닛(40)은 상기 측정장치(1)의 전면에 끼움결합에 의해 결합되되, 전방으로 돌출형성되게 구비되며, 상기 측정장치(1)와 탈부착이 용이하도록 구비될 수 있다.
상기 측정게이지유닛(40)은 알루미늄 재질로 구비되며, 장기간 사용에도 내구성에 문제가 없도록 하여 상기 피가공물(10) 측정에 따른 결과값의 오차를 최소화하는 재질로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 측정게이지유닛(40)은 상기 피가공물(10)의 내경 데이텀을 측정 할 수 있도록 구비되는데, 바람직하게는, 상기 피가공물(10)의 내주면에 압축공기를 토출하여 공기압에 따른 치수 정보를 획득할 수 있도록 에어마이크로미터(42)로 구비될 수 있다.
따라서, 상기 에어마이크로미터(42)는 내부에 에어가 지나갈 수 있는 통로가 구비되며, 상기 피가공물(10)이 상기 에어마이크로미터(42) 일단에 삽입될 수 있도록 내부가 원통 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 에어마이크로미터(42)는 치수의 변화를 공기의 유량·압력의 변화로 바꾸고, 유량·압력 변화량을 측정하여 치수를 재는 비교측정기이다.
상기 에어마이크로미터(42)는 일단이 다양한 크기의 상기 피가공물(10)의 내경에 대응되어 삽입될 수 있도록 다수개 구비되고, 타단은 상기 측정장치(1)의 일측과 탈부착 될 수 있도록 구비될 수 있다.
다시 말해서, 상기 피가공물(10)의 크기에 따른 다양한 상기 에어마이크로미터(42)를 구비하여 다양한 제품의 내경 데이텀측정이 가능하도록 구비할 수 있다.
일예로, 상기 에어마이크로미터(42)는 외경 Φ30mm가 준비되고, 내경 Φ30mm의 상기 피가공물(10)이 구비되며, 더욱 바람직하게는, 상기 에어마이크로미터(42)에 상기 피가공물(10)이 삽입될 수 있도록 상기 에어마이크로미터(42)는 상기 피가공물(10)보다 직경이 작게 구비될 수 있다.
한편, 상기 에어마이크로미터(42)는 일반 생산공장에서 통상적으로 사용되는 압축공기(4kgf ~ 10kgf)를 에어필터측에 공급해주게 되면, 에어필터에서는 도입된 에어에 함유된 불순문을 제거하여 주게 되고, 이와 연결된 정압기에서 에어압을 대략 2 ~3.5 kgf/cm2 정도의 정압으로 에어를 공급하게 된다.
상기 에어마이크로미터(42)는 측정 전에 측정하고자 하는 상기 피가공물(10)의 치수를 측정하기 위해 캘리브레이션을 수행한다.
상기 캘리브레이션은 상기 에어마이크로미터(42)의 직경에 대응되도록 미리 정해진 내경을 갖는 마스터링(44)에 삽입하여 기준값에 따른 오차범위를 설정하게 된다.
일예로, 상기 마스터링(44)의 내경은 상기 에어마이크로미터(42)의 직경보다 0.0001~0.004 mm 크게 구비되는 것이 바람직하다.
상기에서 언급된 에어마이크로미터(42)의 구성은 공지된 일반적인 에어마이크로미터(42)의 구성을 적용하여 구비되는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 회전롤러(50)는 상기 측정장치(1)의 일측에 부착되되, 상기 측정게이지유닛(40)과 이격되어 구비된다.
더욱 상세하게는, 상기 회전롤러(50)는 상기 피가공물(10)의 외주면과 접촉할 수 있도록 마련되되, 상기 피가공물(10)은 상기 측정게이지유닛(40)을 축으로 하여 회전될 수 있도록 구비될 수 있다.
일예로, 상기 회전롤러(50)는 모터(미도시)의 구동에 의해 직접 회전이 가능하도록 일체로 구비될 수 있다.
또 다른 예로는, 상기 회전롤러(50)는 모터와 벨트(미도시)에 의해 접촉되어 구동될 수 있음은 물론이다.
상기 회전롤러(50)는 외주면이 상기 측정게이지유닛(40)의 일단에 삽입된 상기 피가공물(10)의 외주면과 직접 접촉하여 상기 피가공물(10)을 회전시킬 수 있다.
이때, 상기 회전롤러(50)의 외주면은 탄성재질의 고무(52)가 코팅되어 접촉하는 상기 피가공물(10)과 균일하게 접촉시켜 미끄러짐 없이 정밀하게 회전시킬 수 있도록 구비된다.
일예로, 탄성재질의 상기 고무(52)는 상기 피가공물(10)과의 접촉 성능을 더욱 증대시켜 균일한 접촉이 될 수 있도록 상기 고무(52)는 미세한 돌기(미도시)가 더 구비되어 상기 회전롤러(50)의 외주면에 부착될 수 있다.
즉, 상기 피가공물(10)이 불균일하게 회전할 경우에는 그 측정값의 신뢰성이 상실될 수 있으며, 이러한 이유로 상기 회전롤러(50)에 구비된 탄성재질의 상기 고무(52)는 상기 피가공물(10)을 보다 더 균일하고 안정적으로 회전시켜 측정값의 신뢰성을 극대화 할 수 있는 것이다.
상기 회전롤러(50)는 모터의 회전방향에 따라 양방향으로 회전이 가능하도록 구비되며, 더욱 바람직하게는, 하나의 측정 대상에 대해 측정 완료시까지 일방향으로만 측정을 진행하여 측정방법에 따른 편차를 줄이는 것으로 진행하는 것이 바람직하다.
일예로, 상기 회전롤러(50)는 5~10rpm으로 회전하며, 상기 피가공물(10)의 크기 및 직경에 따라 가변 될 수 있음은 물론이다.
다시 말해서, 상기 회전롤러(50)는 상기 피가공물(10)과 접촉하여 상기 피가공물(10)을 회전시키기 때문에, 고속으로 회전시 상기 피가공물(10)에 균열 또는 내부 손상을 입히게 되며, 상대적으로 저속으로 회전시에는 측정하고자 하는 내경 데이텀 측정의 측정시간이 과대하게 소요되는 문제가 발생한다.
따라서, 상기 회전롤러(50)의 속도는 후술할 제어부(80)에서 조절 가능하도록 구비될 수 있으며, 이는 후술에서 상세히 설명하기로 한다.
또 다른 예로는, 상기 회전롤러(50)는 상기 피가공물(10)의 크기에 따라 상기 피가공물(10)의 외주면과 접촉하는 접촉위치가 변경될 수 있도록 구비되되, 상기 회전롤러(50)는 상기 측정장치(1)의 일측에 상하로 움직일 수 있는 이동수단(미도시)과 결합되어 구비될 수 있음은 물론이다.
상기 이동수단에 의해 상기 회전롤러(50)는 상기 피가공물(10)과의 접촉 되는 위치를 가변시킬 수 있으며, 균일한 속도로 상기 피가공물(10)을 회전시킬 수 있도록 밀착되어 구비될 수 있다.
한편, 상기 이동수단 또한, 후술할 제어부(80)에서 누름버튼(미도시)에 의해 자동으로 위치가 조절될 수 있도록 제어될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 일단이 상기 피가공물(10)의 외주면과 접촉되며, 회전하는 상기 피가공물(10)의 외경 치수정보를 획득하는 외부측정프로브(60)가 구비된다.
상기 외부측정프로브(60)는 일단이 상기 측정장치(1)의 일측에 부착되며, 타단은 상기 피가공물(10)의 외주면과 접촉하도록 구비된다.
다시 말해서, 상기 외부측정프로브(60)의 타단은 상기 피가공물(10)에 일면에 수직으로 구비되며, 점 접촉으로 구비될 수 있다.
상기 외부측정프로브(60)는 압력에 의한 다이어프램(기압 또는 유압을 변위로 변환하는 장치. 압력이 높아지면 격막이 눌려지고, 압력이 낮아지면 되돌아가도록 동작)이나, 벨로즈(압력계 등의 1차 변환소자로서 사용되는 주름통 모양의 탄성소자)의 변위를 인덕터 코어의 변위로 바꾸어 인덕터 코일의 출력변화로부터 압력을 검출하는 방식의 센서로, 이는 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 외부측정프로브(60)는 복수개가 구비될 수 있으며, 상기 에어마이크로미터(42)에 삽입되어 있는 상기 피가공물(10)의 외주면과 접촉하며, 상기 회전롤러(50)에 의해 회전하는 상기 피가공물(10)의 형상공차, 바람직하게는, 형상공차중의 하나인 등심도를 측정하는 기능을 수행하게 된다.
다시 말해서, 상기 외부측정프로브(60)는 회전하는 상기 피가공물(10)의 진원도 및 흔들림 정도를 측정하여 내경 데이텀 형상 치수 대비 외경의 동심도를 측정하는 것이다.
여기서 상기 외부측정프로브(60)는 그 설치 위치에 따라 상기와 같이 동심도 외에 상기 피가공물(10)의 동축도 및 직각도를 측정할 수 있음은 물론이다.
즉, 보다 상세히 설명하면, 상기 외부측정프로브(60)가 상기 피가공물(10)의 둘레면에 각각 접촉할 경우에는 상기 피가공물(10)의 둘레면이 축심을 중심으로 얼만큼 편심 되었는지의 크기 즉, 동축도를 측정할 수 있게 되는 것이다.
이때, 내부에 구비되는 상기 에어마이크로미터(42)와 외부에 구비되는 상기 외부측정프로브(60)에 의해 상기 피가공물(10)의 내경 대비 외경의 동심도 및 동축도 측정이 이루어지게 되는 것이다.
일예로, 상기 측정게이지유닛(40) 중 하나인 상기 에어마이크로미터(42)는 상기 피가공물(10)의 내경 데이텀을 실시간으로 측정하며, 바람직하게는 초당 5만 번 이상의 데이터 중 최대값을 후술할 출력본체(70)로 전송하게 되고, 이와 동시에 상기 외부측정프로브(60)는 상기 피가공물(10)의 외경 치수를 측정하여 내경 데이텀 형상 치수와 계산 후 즉시 내경 대비 외경의 동심도 Data를 상기 출력본체(70)로 전송하게 된다.
다시 말해서, 내경을 이미 알고 있는 상기 피가공물(10)을 기준으로 하여 내경 대비 상기 피가공물(10) 외경의 최대 편차를 측정할 수 있도록 구비되는 것이다.
또 다른 예로는, 상기 피가공물(10)의 크기에 따라 상기 외부측정프로브(60) 단부의 접촉 위치가 변경될 수 있도록 상기 측정장치(1)의 일측에 상하로 움직일 수 있는 위치조절수단(미도시)이 더 구비 될 수 있음은 물론이다.
상기 위치조절수단에 의해 상기 외부측정프로브(60)는 상기 피가공물(10)의 외주면과 접촉 되는 위치를 조절하여 상기 피가공물(10)의 다양한 크기에 대응되어 상기 피가공물(10)의 외경 치수 데이터 측정이 가능하도록 구비 될 수 있다.
한편, 상기 위치조절수단은 제어부(80)에 구비된 버튼(미도시)에 의해 자동으로 위치가 조절될 수 있도록 제어될 수 있다.
이때, 상기 피가공물(10)에 접촉된 상기 외부측정프로브(60)는 접촉 후 캘리브레이션을 통해 기준값을 '0'으로 설정하여 상기 피가공물(10)의 외경 데이터가 설정한 셋팅값을 기준으로 하여 측정될 수 있도록 구비되는 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 측정장치(1)에 구비된 피가공물(10)의 모습을 나타낸 사진이다.
일예로, 상기 피가공물(11)은 선박용 연료분사밸브 및 연료분사밸브를 제어하는 제어밸브로 마련되며, 상기 피가공물(11) 내경의 단면은 원형이며, 외부는 다수개의 절곡부(미도시)와 경사부(미도시)로 이루어질 수 있다.
한편, 연료분사 밸브와 같은 상기 피가공물(11)은 특성상 내경 대비 외경의 흔들림 및 동심도 등 많은 기하공차 측정이 필요하며, 상기 외부측정프로브(60)의 설치 조건에 따라 다양한 측정이 이루어 질 수 있는 것이다.
다음으로, 상기 출력본체(70)는 전면에 디스플레이(미도시)가 구비되어 데이터 측정에 따른 결과값 및 상기 측정장치(1)의 측정 진행상황을 시각적으로 구현되도록 하여 사용자의 편의를 제공할 수 있으며, 근거리 무선통신을 접목시켜 PC 또는 휴대용 단말장치 등과 연동될 수 있음은 물론이다.
상기 출력본체(70)는 다이얼게이지 또는 디지털로 구비될 수 있으며, 데이터 측정에 따른 결과값을 디스플레이창(미도시)을 통해 표시할 수 있다.
바람직하게는, 상기 출력본체(70)의 내부에 측정 결과값을 저장할 수 있는 저장공간(미도시)이 더 구비되어 상기 피가공물(10)의 내경 대비 외경의 동심도 측정 데이터 값이 자동 저장될 수 있음은 물론이다.
일예로, 상기 출력본체(70)는 상기 피가공물(10)이 공차범위 안에 들어오면 녹색으로 점등되고, 공차범위를 벗어나면 적색으로 표시되어 사용자로 하여금 쉽게 판단을 할 수 있도록 구비될 수 있음은 물론이다.
이때, 공차범위의 설정은 후술할 제어부(80)에서 자세히 설명하기로 한다.
마지막으로, 상기 제어부(80)는 상기 측정장치(1)의 온오프, 상기 회전롤러(50)의 상하 이동 및 속도 제어, 상기 외부측정프로브(60)의 위치조절 제어, 오차범위 설정, 불량 여부 판단 및 상기 측정장치(1)의 작동상태 등을 자동으로 세팅하여 제어되게 할 수 있다.
또한, 상기 측정장치(1)에 상기 제어부(80)가 설치되더라도 상기 측정장치(1)는 수동으로의 사용이 가능함은 물론이다.
상기 제어부(80)는 상기 출력본체(70)의 일측에 부착되어 일체로 형성될 수 있으며, 상기 출력본체(70)와 별도로 구비되어 통신 케이블(미도시)로 연결되어 구비될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 제어부(80)의 표시신호는 상기 출력본체(70)의 전면에 구비되는 디스플레이창에 문자 또는 수치로 표시되거나, 음성으로 출력하여 작업자가 확인가능한 표시신호를 전달할 수 있게 구비된다.
한편, 상기 제어부(80)는 다수개의 누름버튼(미도시)이 구비되며, 상기 회전롤러(50)를 상기 피가공물(10)에 접촉가능하도록 상하로의 움직임은 물론, 상기 피가공물(10)의 크기에 따라 가변되는 회전속도 또한 조절할 수 있도록 버튼(미도시)이 구비될 수 있다.
또한, 한편, 상기 제어부(80)에서는 상기 에어마이크로미터(42)의 캘리브레이션을 위해 상기 마스터링(44)을 이용하여 치수의 공차를 설정할 수 있도록 구비될 수 있다.
일예로, 상기 마스터링(44)은 실제 피가공물(10)의 내경을 대표하도록 하는 가장 작은 내경의 치수와 큰 치수 하나씩을 각각 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부(80)에서는 상기 에어마이크로미터(42)에 공급되는 에어의 압력을 정압으로 공급할 수 있도록 제어할 수 있으며, 설정 압력 이상으로 공급되거나, 설정압력 이하로 공급시 상기 측정장치(1) 작동이 중지 될 수 있도록 제어가 가능하다.
이상에서와 같은 상기 피가공물(10)의 형상가공 측정장치는 작업자가 일일이 제품의 치수를 검사하지 않고, 상대적으로 동심도 등 많은 기하공차 측정이 필요한 선박용 연료분사 밸브 및 연료분사 제어밸브의 경우 작업자의 숙련도에 의존하지 않아도 되는 장점을 가진다.
또한, 치수 측정으로 인한 최대 편차 측정의 정확도와 측정시간의 단축으로 인한 생산성이 향상되는 장점을 갖고, 현장에서 바로 측정이 가능하므로 생산 공정 시간의 단축으로 이어지는 획기적이고 경제적인 장점을 갖는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 측정장치
10 : 피가공물
20: 척
30 : 검침장비
40 : 측정게이지유닛
42 : 에어마이크로미터
44 : 마스터링
50 : 회전롤러
52 : 고무
60 : 외부측정프로브
70 : 출력본체
80 : 제어부

Claims (5)

  1. 내부에 중공이 형성되는 피가공물의 형상공차를 측정하기 위한 측정장치에 있어서,
    전방에 상기 피가공물이 삽입되며, 내경 데이텀을 측정하기 위해 구비되는 측정게이지유닛;
    상기 측정게이지유닛과 이격되어 위치되며, 상기 피가공물의 외주면과 접촉하여 상기 측정게이지 유닛을 축으로 상기 피가공물을 회전시킬 수 있도록 구비되는 회전롤러;
    일단이 상기 피가공물의 외주면과 접촉되되, 상기 피가공물의 일면에 점 접촉 되도록 수직으로 구비되며, 상기 피가공물의 외경 치수정보를 획득하는 외부측정프로브;
    상기 측정게이지 유닛과 상기 외부측정프로브에서 측정된 측정 치수 정보를 표시하는 출력본체;
    상기 측정장치 및 상기 출력본체를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 회전롤러는, 상기 피가공물의 크기에 따라 상기 피가공물의 외주면과 접촉하는 접촉위치가 변경될 수 있도록 상기 측정장치의 일측에서 상하로 움직일 수 있는 이동수단에 결합되어 구비되며,
    상기 측정게이지유닛은, 상기 피가공물의 내주면에 압축공기를 토출하여 공기압에 따른 치수 정보를 획득할 수 있도록 에어마이크로미터로 구비되되, 상기 에어마이크로미터는 일단이 다양한 크기의 상기 피가공물의 내경에 대응되어 삽입될 수 있도록 다수개 구비되고, 타단은 상기 측정장치와 탈부착 되도록 마련되며,
    상기 회전롤러는, 외주면에 탄성재질의 고무가 코팅되며, 접촉하는 상기 피가공물을 균일하고 정밀하게 회전시킬 수 있도록 구비되되,
    상기 고무와 접촉하는 상기 피가공물을 미끄럼 없이 안정적으로 회전시킬 수 있도록 상기 회전롤러의 외주면인 상기 고무 표면에 미세돌기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 피가공물의 형상공차 측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 외부측정프로브는,
    회전하는 상기 피가공물의 외주면에 접촉되어, 진원도 및 흔들림 정도를 측정하여 내경 데이텀 형상 치수 대비 외경의 동심도를 측정하는 것을 특징으로 하는 피가공물의 형상공차 측정장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07134018A (ja) * 1993-11-09 1995-05-23 Tokyo Seimitsu Co Ltd 空気マイクロメータを使用する測定システム
JP2000258141A (ja) * 1999-03-04 2000-09-22 Hitachi Ltd 有底円筒部材の内周面形状検査装置およびその方法、有底円筒部材の加工方法並びに電池の製造方法
KR100615517B1 (ko) 2005-04-14 2006-08-25 김영옥 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터
KR20170100203A (ko) 2016-02-25 2017-09-04 주식회사 동현정밀 Ｃｎｃ선반 내장형 에어마이크로미터를 이용한 내경 자동측정장치

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