KR102328926B1 - 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치는, 공작기계용 공구의 측부에 구비되어, 회전하는 상기 공작기계용 공구의 둘레를 따른 복수 개의 측 방향 이미지를 획득하는 촬상유닛, 상기 공작기계용 공구의 하부로부터 전달되는 가시광선을 반사하여 상기 공작기계용 공구의 하부 형상을 상기 촬상유닛 측으로 전달함에 따라 상기 촬상유닛이 상기 공작기계용 공구의 하부 이미지를 획득하도록 하는 미러유닛 및 상기 촬상유닛을 통해 획득한 상기 공작기계용 공구의 측 방향 이미지 및 하부 이미지를 전송받아 상기 공작기계용 공구의 마모도를 분석하는 분석모듈을 포함한다.

Description

인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치{Wear Rate Measuring Apparatus for Tool of Index Non-Equipped Machine Tool}

본 발명은 공구 마모도 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인덱스가 비장착되어 공구를 매번 일정한 위치에 세팅할 수 없는 공작기계에 적용되는 공구 마모도 측정장치에 관한 것이다.

현재 일반적으로 사용되고 있는 공구 마모도 측정장치를 이용한 공구 마모도 측정 과정은, 도 1에 도시된 바와 같이 공작기계의 구동을 중단시키고, 측정장비 및 스핀들의 위치를 세팅한 뒤, 해당 이미지를 획득하고, 공구 상면과의 마모 거리를 측정한 이후 측정장치를 반출하는 과정을 거치게 된다.

다만, 대부분의 공작기계에는 인덱스가 구비되지 않기 때문에, 마모도를 측정하기 위한 스핀들과 같은 공구를 매번 일정한 위치에 세팅하는 것이 불가능하다.

인덱스를 구비하게 될 경우에는 소요되는 비용이 크게 증가하게 되므로, 종래에는 저속으로 공구 둘레 360° 전체를 찍어서 초기 위치와 같은 곳을 찾아내 분석을 수행하는 과정을 거치고 있었다.

하지만, 이와 같은 방법은 아무리 저속으로 촬영을 진행한다고 하더라도 공구의 위치에 오차가 발생할 수밖에 없으며, 이는 측정 결과의 신뢰도를 크게 떨어뜨리는 원인이 된다.

또한 마모도 측정 대상이 엔드밀의 경우, 사이드에 있는 날의 마모는 측정이 가능하나 하부의 마모는 측정할 수 없는 등 공구의 종류에 따라 서로 다른 문제가 발생하게 된다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국공개특허 제10-2010-0034177호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 인덱스가 비장착되어 공구를 매번 일정한 위치에 세팅할 수 없는 공작기계에 적용하여 공구의 마모도를 정밀하게 측정할 수 있도록 하는 공구 마모도 측정장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치는, 공작기계용 공구의 측부에 구비되어, 회전하는 상기 공작기계용 공구의 둘레를 따른 복수 개의 측 방향 이미지를 획득하는 촬상유닛, 상기 공작기계용 공구의 하부로부터 전달되는 가시광선을 반사하여 상기 공작기계용 공구의 하부 형상을 상기 촬상유닛 측으로 전달함에 따라 상기 촬상유닛이 상기 공작기계용 공구의 하부 이미지를 획득하도록 하는 미러유닛 및 상기 촬상유닛을 통해 획득한 상기 공작기계용 공구의 측 방향 이미지 및 하부 이미지를 전송받아 상기 공작기계용 공구의 마모도를 분석하는 분석모듈을 포함한다.

이때 본 발명은 상기 촬상유닛 및 상기 미러유닛이 수용되는 수용공간이 구비되며, 전면에 선택적으로 개폐가 가능한 도어가 구비되는 하우징을 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 수용공간 내에 공기를 주입하는 공기주입유닛을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 미러유닛은, 상기 공작기계용 공구의 직하부에 위치 가능하게 형성되어 상기 공작기계용 공구의 하부 형상을 상기 촬상유닛이 위치된 방향으로 반사하는 제1반사미러를 포함할 수 있다.

더불어 상기 미러유닛은, 상기 촬상유닛의 하부에 위치 가능하게 형성되어 상기 제1반사미러에 의해 반사된 상기 공작기계용 공구의 하부 형상을 상부로 반사시키는 제2반사미러 및 상기 촬상유닛의 하부에 위치된 상태의 제2반사미러의 상부에 위치되어, 상기 제2반사미러에 의해 반사된 상기 공작기계용 공구의 하부 형상을 상기 촬상유닛의 이미지 센서 쪽으로 반사시키는 제3반사미러를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 미러유닛은, 상기 제1반사미러 및 상기 제2반사미러가 구비되며, 전후 방향으로 선형 이동 가능하게 형성되는 이송플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치는, 인덱스가 비장착되어 공구를 매번 일정한 위치에 세팅할 수 없는 공작기계에서도 공구의 회전에 따라 복수의 이미지를 획득하여 마모도를 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 측정자의 판단에 의존하던 종래의 측정방법의 단점을 보완하여, 측정 과정을 전면 자동화할 수 있는 장점이 있다.

더불어 본 발명은 공작기계 내부에 세팅이 가능하므로, 측정 과정이 종류된 이후에도 반출할 필요가 없어 편리하게 사용이 가능하다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 시행되던 공구 마모도 측정 과정을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치를 통해 마모도 측정을 진행하는 모습을 나타낸 도면; 및
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치의 모습을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치(100)의 모습을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치(100)를 통해 마모도 측정을 진행하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치(100)는 하우징(110)과, 촬상유닛(120)과, 미러유닛(140)과, 공기주입유닛(200)과, 분석모듈(300)을 포함한다.

상기 하우징(110)은 내부에 상기 촬상유닛(120) 및 상기 미러유닛(140)이 수용되는 수용공간(112)이 형성되며, 전면에는 선택적으로 개폐가 가능한 도어(115)가 구비된다.

따라서 상기 하우징(110)은 상기 도어(115)를 개방할 경우에는 상기 촬상유닛(120)의 전방이 개구되어 상기 촬상유닛(120)에 의한 촬영을 진행할 수 있다.

상기 촬상유닛(120)은 마모도 측정 대상이 되는 공작기계용 공구(10)의 측부에 구비되어, 회전하는 상기 공작기계용 공구(10)의 둘레를 따른 복수 개의 측 방향 이미지를 획득한다.

이때 본 발명은 인덱스가 구비되지 않는 공작기계에 적용될 수 있으므로, 상기 공작기계용 공구(10)의 크기와 상기 촬상유닛(120)의 이미지 센서의 성능에 따라서 초당 측정 이미지를 조절할 수 있다. 또한 상기 촬상유닛(120)은 측정 대상 및 환경에 따라 렌즈 어셈블리(122)를 교체할 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 미러유닛(140)은 상기 공작기계용 공구(10)의 하부로부터 전달되는 가시광선을 반사하여, 상기 공작기계용 공구(10)의 하부 형상을 상기 촬상유닛(120) 측으로 전달함에 따라 상기 촬상유닛(120)이 상기 공작기계용 공구(10)의 하부 이미지를 획득하도록 한다.

즉 상기 촬상유닛(120)은 상기 공작기계용 공구(10)의 측 방향 이미지는 직접적으로 촬영하게 되며, 상기 공작기계용 공구(10)의 하부 방향 이미지는 상기 미러유닛(140)을 통해 간접적으로 촬영할 수 있다.

특히 본 실시예에서 상기 미러유닛(140)은, 제1반사미러(144), 제2반사미러(146) 및 제3반사미러(148)를 포함할 수 있다.

상기 제1반사미러(144)는 상기 공작기계용 공구(10)의 직하부에 위치 가능하게 형성되어, 상기 공작기계용 공구(10)의 하부 형상을 상기 촬상유닛(120)이 위치된 방향으로 반사하는 역할을 수행한다.

또한 상기 제2반사미러(146)는 상기 촬상유닛(120)의 하부에 위치 가능하게 형성되어, 상기 제1반사미러(144)에 의해 반사된 상기 공작기계용 공구(10)의 하부 형상을 상부로 반사시킨다.

그리고 상기 제3반사미러(148)는 상기 촬상유닛(120)의 하부에 위치된 상태의 제2반사미러(146)의 상부에 위치되어, 상기 제2반사미러(146)에 의해 반사된 상기 공작기계용 공구(10)의 하부 형상을 상기 촬상유닛(120)의 이미지 센서 쪽으로 반사시키는 역할을 수행한다.

이와 같은 미러유닛(140)의 구성은 본 실시예만으로 제한되지 않음은 물론이다.

한편 상기 미러유닛(140)은, 적어도 일부 구성요소가 전후 방향으로 선형 이동 가능하게 형성되어, 상기 하우징(110)의 수용공간(112)으로부터 인입 및 인출되도록 할 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 미러유닛(140)은 상기 제1반사미러(144) 및 상기 제2반사미러(146)가 구비되며, 전후 방향으로 선형 이동 가능하게 형성되는 이송플레이트(142)를 더 포함할 수 있으며, 상기 하우징(110)의 하부에는 상기 이송플레이트(142)의 전후 이동을 가이드하는 가이드레일(130)이 구비될 수 있다.

이에 따라 마모도 측정을 진행하지 않을 경우에는 도 2와 같이 상기 이송플레이트(142)가 후방으로 이동되어 상기 제1반사미러(144) 및 상기 제2반사미러(146)가 수용공간(112)에 수납되며, 마모도 측정을 진행할 경우에는 도 3과 같이 상기 이송플레이트(142)가 전방으로 이동되어 상기 제1반사미러(144) 및 상기 제2반사미러(146)가 수용공간(112)으로부터 인출되어 각각의 반사 위치에 위치되도록 할 수 있다.

그리고 상기 분석모듈(300)은, 상기 촬상유닛(120)을 통해 획득한 상기 공작기계용 공구(10)의 측 방향 이미지 및 하부 이미지를 전송받아 상기 공작기계용 공구(10)의 마모도를 분석하게 된다.

이때 상기 분석모듈(300)은 상기 공작기계용 공구(10)의 회전에 따라 연속적으로 획득한 이미지와, 이전 이미지를 서로 비교하여 이미지 분석을 수행함에 따라 마모도를 자동 측정할 수 있다.

한편 상기 공기주입유닛(200)은, 상기 하우징(110)의 수용공간(112) 내에 공기를 주입할 수 있도록 구비되며, 이는 상기 도어(115)가 닫혀 있는상태의 하우징(110) 내에 공기를 주입하여 양압이 걸리게 함에 따라, 상기 공작기계용 공구(10)로부터 절삭유가 상기 수용공간(112) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.

본 실시예에서 상기 공기주입유닛(200)은, 상기 하우징(110)의 후면 패널에 연결되는 공기호스(210)를 통해 압축공기를 상기 수용공간(112) 내부로 공급하도록 구비된다.

이상으로 본 발명의 제1실시예에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 본 발명의 제2실시예 역시 전술한 제1실시예와 마찬가지로, 하우징(110)과, 촬상유닛(120)과, 미러유닛(140)과, 공기주입유닛(200)과, 분석모듈(300)을 각각 포함한다. 이들 각 구성요소에 대해서는 이미 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

다만, 본 실시예에서 상기 미러유닛(140)은, 제2반사미러(146, 도 2 및 도 3 참조) 및 제3미러유닛(148, 도 2 및 도 3 참조)이 생략되고, 제1반사미러(144)만이 구비된 형태로 형성된다는 특징을 가진다.

그리고 본 실시예의 경우 상기 제1반사미러(144)는 상기 이송플레이트(142)와 회전축에 의해 힌지 연결되어, 수평면에 대해 이루는 각도를 가변 가능하게 형성된다.

이에 따라 상기 제1반사미러(144)는 상기 공작기계용 공구(10)의 하부에 위치된 상태에서 임의의 각도로 회전되어, 상기 공작기계용 공구(10)의 하부 형상을 상기 촬상유닛(120)의 이미지센서 측으로 직접 반사시킬 수 있도록 구비된다.

이와 같은 본 실시예는 상기 미러유닛(140)을 간소하게 구성할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 공작기계용 공구
100: 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치
110: 하우징
112: 수용공간
115: 도어
120: 촬상유닛
122: 렌즈 어셈블리
130: 가이드레일
140: 미러유닛
142: 이송플레이트
144: 제1반사미러
146: 제2반사미러
148: 제3반사미러
200: 공기주입유닛
210: 공기호스
300: 분석모듈

Claims (6)

1. 공작기계용 공구의 측부에 구비되어, 회전하는 상기 공작기계용 공구의 둘레를 따른 복수 개의 측 방향 이미지를 획득하는 촬상유닛;
   상기 공작기계용 공구의 하부로부터 전달되는 가시광선을 반사하여 상기 공작기계용 공구의 하부 형상을 상기 촬상유닛 측으로 전달함에 따라 상기 촬상유닛이 상기 공작기계용 공구의 하부 이미지를 획득하도록 하는 미러유닛;
   상기 촬상유닛을 통해 획득한 상기 공작기계용 공구의 측 방향 이미지 및 하부 이미지를 전송받아 상기 공작기계용 공구의 마모도를 분석하는 분석모듈;
   상기 촬상유닛 및 상기 미러유닛이 수용되는 수용공간이 구비되며, 전면에 선택적으로 개폐가 가능한 도어가 구비되는 하우징; 및
   상기 하우징의 후면 패널에 연결되는 공기호스를 통해 압축공기를 상기 수용공간 내에 주입하는 공기주입유닛;
   을 포함하며,
   상기 공기주입유닛은,
   상기 도어가 닫혀 있는 상태의 상기 하우징의 상기 수용공간 내에 공기를 주입하여 양압이 걸리게 함에 따라, 상기 공작기계용 공구로부터 절삭유가 상기 수용공간 내부로 유입되는 것을 방지하도록 하는,
   인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 미러유닛은,
   상기 공작기계용 공구의 직하부에 위치 가능하게 형성되어 상기 공작기계용 공구의 하부 형상을 상기 촬상유닛이 위치된 방향으로 반사하는 제1반사미러를 포함하는 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 미러유닛은,
   상기 촬상유닛의 하부에 위치 가능하게 형성되어 상기 제1반사미러에 의해 반사된 상기 공작기계용 공구의 하부 형상을 상부로 반사시키는 제2반사미러; 및
   상기 촬상유닛의 하부에 위치된 상태의 제2반사미러의 상부에 위치되어, 상기 제2반사미러에 의해 반사된 상기 공작기계용 공구의 하부 형상을 상기 촬상유닛의 이미지 센서 쪽으로 반사시키는 제3반사미러;
   를 더 포함하는 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 미러유닛은,
   상기 제1반사미러 및 상기 제2반사미러가 구비되며, 전후 방향으로 선형 이동 가능하게 형성되는 이송플레이트를 더 포함하는 인덱스 비장착형 공작기계용 공구 마모도 측정장치.

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