KR102375372B1 - Lvdt 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비 - Google Patents

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박종권
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한영근
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덕흥 주식회사
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Abstract

본 발명은 휘어진 볼 스크루 또는 축 등을 정형하는 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가압유닛 및 앤빌을 포함하는 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비에 있어서, 상기 공작물의 휘어진 정도를 검출하고 상기 가압유닛에 의해 상기 공작물이 하강하며 상기 앤빌에 의해 상기 공작물이 상승하여 변형되는 상기 공작물의 휘어진 정도를 검출하는 센싱 유닛;을 포함하는 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비에 의해 달성된다. 이에 따라, 공작물의 휨 측정시 측정오차를 최소화할 수 있고, 공작물이 휘어진 구간을 가압하여 정밀하게 정형할 수 있다.

Description

LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비{Workpiece shaping equipment using LVDT sensing unit}
본 발명은 휘어진 볼 스크루 또는 축 등을 정형하는 장비에 관한 것이다.
일반적으로 볼 스크루는 구동시 볼의 마찰과 회전에 의해서 운동하고 이 과정에서 마모 또는 변형이 발생하므로 볼 스크루의 표면에 열처리 과정이 필수적이다. 이는 환봉 또한, 마찬가지로 회전하는 면에서 마모 또는 변형이 발생하므로 표면 열처리 과정은 필수적이다.
이러한 열처리 후에는 미세한 휨 변형이 발생하고, 변형량을 교정하기 위한 기계장치를 교정기라 하며, 현재에는 이를 볼 스크루 정형 장비라 한다. 여기서, 변형량을 검출하는 장치를 센싱 유닛이라하며, 종래의 센싱 유닛은 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 센싱 유닛(1')은, 가동자(12')의 타측 상부에 볼 스크루 등의 공작물(WP)이 배치된 상태에서 가압유닛(PU)이 공작물(WP)을 누르면, 중심축(122')을 중심으로 가동자(12')가 회전하고, 가동자(12')의 일측이 상부로 올라가면서 선형변위센서(13')의 측정자(131') 끝단이 상부로 이동한다. 즉, 측정자(131')는 가동자(12')의 일측 저면과 밀착한 상태를 유지하고, 가동자(12')의 회전에 따라 측정자(131')가 상승 또는 하강하면서 공작물(WP)의 휨 정도를 검출한다.
여기서, 종래의 선형변위센(13')의 측정자(131')는 끝단이 반구 모양으로 형성되는데, 가동자(12')가 회전할 때, 측정자(131')와의 접점이 수시로 변한다. 즉, 측정자(131')는 수직선상으로만 이동하면서 공작물(WP)의 휨 정도를 검출하는데, 가동자(12')가 시소 형태로 회전하기 때문에 가동자(12')와 측정자(131')의 접점이 중심 수직 선상에 놓이지 않고 측정자(131')의 반구를 따라 접점이 변경된다. 더욱 상세하게는 가동자(12')가 수평한 상태에서는 측정자(131')와의 접점이 중심 수직 선상에 위치하지만, 가동자(12')가 기울어진 상태에서는 측정자(131')와의 접점이 중심 수직 선상을 벗어난다. 이로 인해 측정오차(EL)가 발생하여 공작물(WP)의 휨 정도를 정확하게 검출하기 곤란한 문제가 있다.
예를 들면, 볼 스크루 또는 축은 휨 정밀도에 따라 소음 및 효율이 결정되는데 휨이 적을수록 소음 및 마모가 감소하여 공작물의 수명이 길어지고, 휨이 클수록 소음 및 마모가 증가하며 더 나아가 크랙이 발생하여 파손되는 문제도 발생한다.
그런데 종래의 정형 장비는 선형변위센서(13')의 측정자(131')의 끝단이 반구 모양으로 형성됨으로써 가동자(12')의 작동에 따라 접점이 수시로 변경되어 측정오차(EL)가 수시로 발생하며, 이는 정형 장비가 공작물(WP)의 휨 상태를 바로잡을 수 없어서 결국 공작물(WP)의 불량률이 상승하는 문제로 이어진다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가동자와 측정자의 접점이 중심 수직 선상을 벗어나는 것을 방지할 수 있고, 공작물의 휨 측정시 측정오차를 최소화할 수 있으며, 이로 인해 공작물이 휘어진 구간을 가압하여 정밀하게 정형할 수 있는 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 센싱 유닛의 가동자를 공작물의 하강구간과 동일한 거리로 작동시켜 측정오차를 제거할 수 있는 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가압유닛 및 앤빌을 포함하는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비에 있어서, 상기 공작물의 휘어진 정도를 검출하고 상기 가압유닛에 의해 상기 공작물이 하강하며 상기 앤빌에 의해 상기 공작물이 상승하여 변형되는 상기 공작물의 휘어진 정도를 검출하는 센싱 유닛;을 포함하는 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비에 의해 달성된다.
또, 상기 센싱 유닛은,
상기 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비의 베드 상부에서 상기 공작물의 길이방향으로 이동하는 몸체와, 상기 몸체의 상부에 회전가능한 가동자와, 상기 몸체의 일측에 배치되되 상기 측정자의 일측 하부에 배치되고 상기 가동자와 접촉하되 점 접촉을 하는 원뿔 또는 다각뿔 모양의 측정자를 구비하는 선형변위센서 및 상기 몸체에 상기 측정자를 복원시키는 탄성체를 포함하되, 상기 가동자의 타측 상부에 상기 공작물이 배치된 상태에서 상기 가압유닛이 상기 공작물을 가압하면 상기 공작물 및 상기 가동자의 타측이 하강하고, 상기 가동자의 일측은 상승하면서 상기 측정자가 상승하여 상기 공작물의 휘어진 정도를 상기 선형변위센서가 검출하며, 상기 가동자와 상기 측정자의 접점이 상기 측정자의 중심 선상을 벗어나는 것을 방지함으로써 측정오차를 최소화할 수 있다.
또, 상기 가동자의 회전중심을 기준으로 상기 측정자의 위치까지의 거리 : Lx
상기 가동자의 회전중심을 기준으로 상기 공작물의 위치까지의 거리 : Ly
상기 가동자의 회전중심을 기준으로 상기 가동자의 타측이 회전하는 회전각도 : α
상기 가동자의 회전 중심을 기준으로 상기 가동자의 일측이 회전하는 회전각도 : β
상기 공작물의 변위 거리 : δ
상기 측정자의 변위 거리 : λ 일 때,
상기 공작물의 휨 변형량 연산식은,
tan α = δ / Ly, tan β = λ / Lx 이고,
tan α = tan β 이며,
위 식을 각각 대입하면 δ / Ly = λ / Lx 이고,
따라서 δ = λ * Ly / Lx 이며,
상기 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비에서 상기 Lx 및 Ly에 거리를 입력하면 위 연산식에 적용되고, 상기 연산식에 의해 상기 가압유닛의 가압 거리를 자동으로 도출함으로써 측정오차를 감소시킬 수 있다.
또, 상기 측정자는,
접촉 부분이 내마모성의 경질 재질로 형성되고 상기 측정자로부터 상기 접촉 부분이 탈착하되, 상기 접촉 부분이 마모되면 상기 측정자로부터 상기 접촉 부분을 교체하여 측정오차를 최소화할 수 있다.
또, 상기 센싱 유닛은,
상기 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비의 베드 상부에서 상기 공작물의 길이방향으로 이동하는 몸체와, 상기 몸체에 수직으로 배치되는 가이드부와, 상기 가이드부를 따라 이동하는 가동자와, 상기 가동자의 일측 하부에 배치되되 상기 가동자와 접촉하는 측정자를 구비하는 선형변위센서 및 상기 가동자를 복원하는 탄성체를 포함하되, 상기 가동자의 타측 상부에 상기 공작물을 배치한 상태에서 상기 가압유닛이 상기 공작물을 가압하면 상기 가동자의 타측이 하강하고, 동시에 상기 가동자의 일측이 동일한 거리만큼 하강함으로써 측정 오차를 제거할 수 있다.
또, 상기 가동자는,
상기 가이드부를 따라 이동하는 수직자와, 상기 수직자 상단에 설치되되 상기 측정자의 상단과 접촉하는 제1가로자 및 상기 수직자 하단에 설치되되 상기 공작물의 하단과 접촉하고 상기 공작물이 안착되는 안착홈이 마련되는 제2가로자를 포함하되, 상기 제1가로자와 상기 제2가로자의 위치를 서로 다르게 배치함으로써 상기 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비의 베드 상부 공간을 확보하면서 상기 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비의 전체적인 높이를 줄일 수 있다.
또, 상기 센싱 유닛은,
상기 가이드부에 상기 가동자의 초기 위치를 조절하는 위치조절부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 센싱 유닛이 회전타입일 경우 측정자의 끝단을 원뿔 또는 다각뿔 모양으로 형성함으로써 가동자와의 접점이 수직 선상을 벗어나는 것을 방지할 수 있고, 나아가 공작물 정형시 측정오차를 최소화할 수 있다. 게다가, 접점의 위치가 변경되는 것을 방지함으로써 이에 따른 연산식을 도식화할 수 있고, 나아가 공작물의 가압구간을 자동으로 도출하여 공작물을 가압함으로써 공작물을 정밀하게 정형할 수 있다.
또한, 공작물 가압시 공작물이 하강하는 구간과 센싱 유닛의 가동자의 작동구간이 동일하게 형성함으로써 공작물 정형시 측정오차를 제거할 수 있다. 이에 따라, 공작물을 더욱 정밀하게 정형할 수 있고, 나아가 공작물의 불량률을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 센싱 유닛을 개략적으로 나타낸 측면도.
도 2는 도 1의 "AA"부 확대도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비를 개략적으로 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비에서 센싱 유닛을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 측면도.
도 6은 도 5의 작동상태도.
도 7은 도 6의 "BB"부 확대도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비에서 센싱 유닛의 연산식을 도출하기 위한 모식도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비에서 센싱 유닛의 다른 예를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 10은 도 9의 측면도.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도 3 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비(100)는, 공작물(WP)이 베드(BD)의 상부에 배치되되 공작물(WP)의 양단을 구속할 수 있고, 베드(BD)의 상면에 마련된 고정레일(L)을 타고 이동하면서 공작물(WP)을 받치는 다수의 앤빌(AV)이 마련되며, 공작물(WP)의 상부에는 공작물(WP)의 길이방향으로 이동 가능한 가압유닛(PU)이 마련된다. 그리고 앤빌(AV)의 사이사이에는 공작물(WP)의 휨 상태를 검출하는 다수의 센싱 유닛(1, 2)이 배치된다. 이때, 센싱 유닛(1, 2)은 고정레일(L)을 타고 이동할 수 있다.
가압유닛(PU)은, 공작물(WP)을 가압하는 수단으로, 공작물(WP)의 양단을 구속한 후 앤빌(AV)의 상부에 공작물(WP)이 얹혀진 상태에서 센싱 유닛(1, 2)이 공작물(WP)의 휨 상태를 검출하면, 공작물(WP)의 상부로 볼록한 부분으로 가압유닛(PU)이 이동한 후 공작물(WP)을 가압한다. 이에 따라, 가압유닛(PU)이 공작물(WP)의 볼록한 부분을 가압함으로써 공작물(WP)의 볼록한 부분이 펴져 정형 된다.
앤빌(AV)은, 공작물(WP)을 받치고 공작물(WP) 가압시 충격을 흡수하는 수단으로, 다수가 마련되고, 고정레일(L)을 타고 이동할 수 있다. 이에 따라, 공작물(WP)이 휘어진 구간의 쳐진 부분에 앤빌(AV)을 이동시켜 고정함으로써 가압유닛(PU)이 공작물(WP)을 용이하게 가압할 수 있고, 가압시 공작물(WP)과 함께 하강하면서 공작물(WP)에 가해지는 충격을 흡수함으로써 공작물(WP)이 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
센싱 유닛(1, 2)은, 공작물(WP)의 휘어진 정도를 검출하는 수단으로, 작동방식이 시소방식과 직하방식 2가지 타입으로 나뉘고, 이하 제1실시 예 및 제2실시 예로 나눠서 설명하기로 한다. 또한, 센싱 유닛(1, 2)은 상황에 따라 한가지 방식만을 이용하거나 두가지 방식을 병행하여 사용할 수도 있다.
<제1실시 예>
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 센싱 유닛(1)은, 몸체(11), 가동자(12), 선형변위센서(13), 탄성체(14), 축 구속편(15), 고정나사(16) 및 스프링(17)을 포함한다.
몸체(11)는, 고정레일(L)을 따라 이동하고 가동자(12) 및 선형변위센서(13)를 지지하는 수단으로, 이동블록(111), 베이스블록(112), 지지블록(113), 축 지지편(114) 및 센서 고정블록(115)을 포함한다.
이동블록(111)은, 대략 직육면체로 형성되되 하단은 고정레일(L)에 대응하고, 고정레일(L)에 끼워져 고정레일(L)을 따라 이동한다.
베이스블록(112)은, 이동블록(111)과 지지블록(113)을 연결하는 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되 이동블록(111)의 상단에 눕혀져 배치되고 이동블록(111)과 결합한다. 이에 따라, 베이스블록(112)은 이동블록(111)과 함께 이동한다.
지지블록(113)은, 축 지지편(114)과 센서 고정블록(115)을 지지하는 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되 베이스블록(112)의 일측 상단에 세워져 배치되고 베이스블록(112)과 결합한다. 이에 따라, 지지블록(113)은 베이스블록(112)과 함께 이동한다.
축 지지편(114)은, 가동자(12)를 지지하기 위한 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되 한 쌍이 마련되고 상단에는 중심축(122)이 안착되는 "V" 모양의 홈이 각각 형성되며, 지지블록(113)의 상단 양측에 각각 배치되어 지지블록(113)과 결합한다. 이에 따라, 축 지지편(114)은 지지블록(113)과 함께 이동한다.
센서 고정블록(115)은, 선형변위센서(13)를 고정하기 위한 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되 2파트로 나뉘고 파트 사이에는 선형변위센서(13)에 대응하는 홈이 형성된다. 또한, 센서 고정블록(115)은 지지블록(113)의 중간에 배치되되 센서 고정블록(115)의 첫 번째 파트가 지지블록(113)의 일면에 밀착되어 지지블록(113)과 결합하고, 볼트를 이용하여 두 번째 파트와 첫 번째 파트를 결합한다. 이에 따라, 센서 고정블록(115)은 지지블록(113)과 함께 이동하고, 센서 고정블록(115)의 파트들 사이에 선형변위센서(13)를 끼운 후 두 번째 파트에 볼트를 끼워 첫 번째 파트와 결합하면 선형변위센서(13)가 센서 고정블록(115)에 견고하게 고정된다. 이때, 두 번째 파트의 볼트를 풀어서 선형변위센서(13)의 위치를 조절할 수도 있다.
가동자(12)는, 공작물(WP)의 변위를 전달하는 수단으로, 회전블록(121), 중심축(122) 및 누름편(123)을 포함한다.
회전블록(121)은, 축 지지편(114) 사이에 배치되고 중심축(122)을 기준으로 회전하는 것으로, 외형이 굴곡져 형성되되 일단은 누름편(123)과 연결되고 타단은 선형변위센서(13)의 측정자(131) 상부에 배치된다. 이에 따른 설명은 후술한다.
중심축(122)은, 회전블록(121)을 지지하는 수단으로, 대략 환봉으로 형성되되 회전블록(121)을 관통하고, 양단이 축 지지편(114)의 홈에 안착된다. 이에 따라, 회전블록(121)은 중심축(122)을 중심으로 양팔저울처럼 회전할 수 있다.
누름편(123)은, 공작물(WP)의 변위에 따라 이동하는 수단으로, 대략 환봉으로 형성되되 일단은 회전블록(121)의 일단과 연결된다. 이에 따라, 누름편(123)이 이동하면 회전블록(121)이 함께 회전한다.
선형변위센서(13)는, 공작물(WP)의 변위를 검출하는 수단으로, 센서 고정블록(115)에 고정되되 측정자(131)가 상부로 향하도록 수직으로 배치된다. 이때, 측정자(131)는 상단이 회전블록(121)의 타단과 접촉하고 측정자(131)로부터 탈착할 수 있는 접촉편(131a)을 포함할 수 있다. 여기서, 접촉편(131a)은 내마모성의 경질의 재질로 형성될 수 있고, 상단이 원뿔 또는 다각뿔 모양으로 형성될 수 있다. 또한, 측정자(131)는 측정자(131)의 중심 선상을 기준으로 상승 또는 하강한다. 이에 따라, 회전블록(121)의 일단이 내려가면 회전블록(121)의 타단이 올라가면서 측정자(131)가 상승하고, 회전블록(121)의 일단이 올라가면 회전블록(121)의 타단이 내려가면서 측정자(131)가 하강한다. 즉, 누름편(123)의 상부에 공작물(WP)이 배치된 상태에서 공작물(WP)을 가압하면 누름편(123)이 공작물(WP)과 함께 이동하면서 회전블록(121)이 회전하고, 이로 인해 측정자(131)가 이동하여 공작물(WP)의 변위를 검출할 수 있고, 공작물(WP)의 휘어진 정도를 도출할 수 있다.
한편, 접촉편(131a)이 원뿔 또는 다각뿔 모양으로 형성되기 때문에 접촉편(131a)과 회전블록(121)은 항상 측정자(131)의 중심 선상에 접점을 유지할 수 있다. 따라서, 접점 위치 변화에 따른 측정오차를 최소화할 수 있고, 이를 토대로 연산식을 도식화할 수 있으며, 이 연산식을 이용하여 공작물(WP)을 정밀하게 가압하여 정형할 수 있다. 여기서, 연산식의 설명은 후술한다.
탄성체(14)는, 가동자(12)를 복원시키는 수단으로, 대략 인장스프링 등이 사용되고, 일단은 회전블록(121)의 타단 저면에 구속되며, 타단은 센서 고정블록(115)의 상면에 구속된다. 이에 따라, 가동자(12)의 일단을 가압하면 내려가면서 가동자(12)의 타단이 올라가고 이로 인해 탄성체(14)가 늘어난다. 이때, 가동자(12)의 일단에 가압력이 제거되면 탄성체(14)가 가동자(12)의 타단을 잡아당겨 복워시킨다. 즉, 탄성체(14)가 회전블록(121)의 타단을 잡아당김으로써, 회전블록(121)의 타단은 측정자(131)와 항상 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 또한, 누름편(123)이 공작물(WP)의 저면에 밀착됨으로써 선형변위센서(13)가 공작물(WP)의 위치를 검출할 수 있고, 나아가 공작물(WP)의 휘어진 정도를 도출할 수 있다.
축 구속편(15)은, 축 지지편(114)으로부터 중심축(122)이 이탈하는 것을 방지하는 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되 한 쌍이 마련되고,축 지지편(114)에 중심축(122)이 안착된 상태에서 중심축(122) 상부에 각각 배치되며, 고정나사(16)가 축 구속편(15)을 관통하여 축 지지편(114)과 결합함으로써 축 구속편(15)을 구속한다. 이에 따른 설명은 후술한다.
고정나사(16)는, 후술할 스프링(17) 및 축 구속편(15)을 구속하는 수단으로, 축 구속편(15)을 관통하여 축 지지편(114)과 결합한다. 이에 따른 설명은 후술한다.
스프링(17)은, 축 구속편(15)을 가압하는 수단으로, 축 구속편(15)의 상부에 배치되되 고정나사(16)에 각각 끼워진다. 이에 따라, 스프링(17)이 축 구속편(15)을 가압함으로써 축 구속편(15)이 중심축(122)을 가압하고, 이로 인해 축 지지편(114)으로부터 중심축(122)이 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 고정나사(16)를 조이거나 풀어서 스프링(17)의 가압력을 조절할 수 있고, 가동자(12)에 충격이 가해지면 스프링(17)이 충격을 흡수함으로써 중심축(122)이 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 연산식은 다음과 같다.
먼저 가동자(12)의 회전중심을 기준으로 측정자(131)의 위치까지의 거리를 Lx,
가동자(12)의 회전중심을 기준으로 공작물(WP)의 위치까지의 거리를 Ly,
가동자(12)의 회전중심을 기준으로 가동자(12)의 타측이 회전할 때 수평선과의 사이각을 α,
가동자(12)의 회전 중심을 기준으로 가동자(12)의 일측이 회전할 때 수평선과의 사이각을 β,
공작물(WP)의 변위 거리를 δ,
측정자(131)의 변위 거리를 λ라고 할 때,
공작물(WP)의 휨 변형량 연산식은 다음과 같다.
tan α = δ / Ly, tan β = λ / Lx 로 나타낼 수 있고,
tan α = tan β 나타낼 수 있다.
위 식을 각각 대입하면 δ / Ly = λ / Lx 식이 도출할 수 있고, 최종적으로 δ = λ * Ly / Lx 식을 도출할 수 있다.
예를 들면, LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비(100)에서 상기 Lx 및 Ly에 거리를 입력하면 위 연산식에 적용되고, 상기 연산식에 의해 상기 가압유닛(PU)의 가압 거리를 자동으로 도출함으로써 측정오차를 감소시킬 수 있으며, 공작물(WP)의 신속한 정형이 가능하다.
<제2실시 예>
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 센싱 유닛(2)은, 몸체(21), 가이드부(22), 가동자(23), 선형변위센서(24), 탄성체(25) 및 위치조절부(26)를 포함한다.
몸체(21)는, 고정레일을 따라 이동하고 가동자(23), 선형변위센서(24) 및 위치조절부(26)를 지지하는 수단으로, 이동블록(미도시), 베이스블록(212), 지지블록(213), 위치조절블록(214) 및 센서 고정블록(215)을 포함한다.
베이스블록(212)은, 지지블록(213) 및 센서 고정블록(215)을 지지하는 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되 이동블록의 상단에 배치되어 이동블록과 결합한다. 여기서, 이동블록은 상술한 이동블록(111)과 기능이 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
지지블록(213)은, 가이드부(22) 및 위치조절블록(214)을 지지하는 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되 베이스블록(212)의 상단에 세워져 베이스블록(212)과 결합한다.
위치조절블록(214)은, 위치조절부(26)를 지지하는 수단으로, 대략 직육면체로 형성되고, 지지블록(213)의 상단에 눕혀져 배치되되 어느 한쪽으로 돌출시켜 지지블록(213)과 결합한다.
센서 고정블록(215)은, 선형변위센서(24)를 고정하기 위한 수단으로, 베이스블록(212)의 상단에 배치되되 위치조절블록(214)을 기준으로 후방에 배치되고, 베이스블록(212)과 결합한다. 여기서, 센서 고정블록(215)은 상술한 센서 고정블록(115)에 대응하는 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.
가이드부(22)는, 가동자(23)를 안내하는 수단으로, 지지블록(213)의 중간에 세워져 배치되되 지지블록(213)의 일측면에 밀착되어 고정된다.
가동자(23)는, 공작물(WP)의 변위를 전달하는 수단으로, 이동레일(231), 수직자(232), 제1가로자(233) 및 제2가로자(234)를 포함한다.
이동레일(231)은, 수직자(232)를 안내하는 수단으로, 일측단은 가이드부(22)에 끼워져 구속되고, 타측단은 수직자(232)와 결합한다. 이에 따라, 이동레일(231)은 가이드부(22)를 타고 상승 또는 하강한다.
수직자(232)는, 제1가로자(233) 및 제2가로자(234)를 연결하는 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되 위치조절블록(214)과 베이스블록(212) 사이에 세워져 배치되고, 일측단은 이동레일(231)의 타측단과 결합한다. 이에 따라, 수직자(232)는 이동레일(231)과 함께 이동한다.
제1가로자(233)는, 수직자(232)를 통해 공작물(WP)의 변위를 선형변위센서(24)로 전달하는 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되, 일단은 수직자(232)의 상단 배면에 결합하고, 타단은 저면이 선형변위센서(24)의 측정자(241)와 밀착한다. 이에 따라, 수직자(232)가 하강하면 제1가로자(233)가 함께 하강하고, 제1가로자(233)가 측정자(241)를 눌러서 측정자(241) 또한 하강한다. 반대로 수직자(232)가 상승하면 제1가로자(233) 및 측정자(241)가 함께 상승한다.
제2가로자(234)는, 공작물(WP)의 변위를 수직자(232)로 전달하는 수단으로, 대략 직육면체로 형성되되 일단은 수직자(232)의 하단 정면에 밀착하여 수직자(232)와 결합하고, 타단 상면에는 공작물(WP)에 대응하는 안착홈(234a)이 형성된다. 이에 따라, 안착홈(234a)에 공작물(WP)이 안착된 상태에서 공작물(WP)을 가압하면 공작물(WP)이 하강하면서 제2가로자(234), 수직자(232), 제1가로자(233) 및 측정자(241)가 함께 하강한다. 이때, 공작물(WP)과 가동자(23) 및 측정자(241)는 동일한 거리를 이동하고, 가동자(23)와 측정자(241)의 접점이 변하지 않기 때문에 측정오차가 발생하지 않는다. 따라서, 공작물(WP)을 더욱 정밀하게 정형할 수 있다.
선형변위센서(24)는, 공작물(WP)의 변위를 검출하는 수단으로, 센서 고정블록(215)에 고정되되 측정자(241)가 상부로 향하도록 수직으로 배치된다. 이에 따라, 가동자(23)가 이동하면 측정자(241)가 함께 이동함으로써 선형변위센서(24)에서 공작물(WP)의 변위를 정밀하게 검출할 수 있다.
탄성체(25)는, 가동자(23)를 복원시키는 수단으로, 대략 압축 스프링이 사용되되 제1가로자(233)와 센서 고정블록(215) 사이에 배치되고, 볼트에 끼워져 구속된다. 즉, 볼트가 제1가로자(233)와 센서 고정블록(215)을 각각 관통시켜 결합하면, 볼트가 제1가로자(233)와 센서 고정블록(215)으로부터 각각 돌출되고, 돌출된 부분에 탄성체(25)를 끼우면 탄성체(25)가 구속된다. 이에 따라, 공작물(WP)을 가압하여 가동자(23)가 하강한 후 공작물(WP)에 가압력이 제거되면 탄성체(25)가 제1가로자(233)를 밀어서 가동자(23)가 상승하여 제2가로자(234)가 항상 공작물(WP)과 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라, 선형변위센서(24)가 공작물(WP)의 변위를 정밀하게 검출할 수 있다.
위치조절부(26)는, 제2가로자(234)가 공작물(WP)과 밀착할 수 있도록 조절하는 수단으로, 볼트 등이 사용되고, 위치조절블록(214)에 나사결합하되 위치조절블록(214)을 관통하여 위치조절부(26)의 하단이 수직자(232)의 상단과 밀착한다. 이에 따라, 위치조절부(26)를 조이면 위치조절부(26)가 수직자(232)를 밀어서 제2가로자(234)가 하강하고, 위치조절부(26)를 풀면 탄성체(25)에 의해서 가동자(23)가 상승하여 제2가로자(234)가 상승한다. 즉, 공작물(WP)과 제2가로자(234) 사이가 벌어져 있으면 위치조절부(26)를 풀어서 제2가로자(234)를 상승시킴으로써 공작물(WP)과 제2가로자(234)를 밀착시킬 수 있다. 따라서, 위치조절부(26)를 통해서 공작물(WP)의 변위를 더욱더 정밀하게 검출할 수 있다.
따라서, 본 발명은 공작물의 측정오차를 최소화하거나 측정오차가 발생하지 않도록 구조를 변경함으로써 공작물의 변위를 정밀하게 검출할 수 있고, 창출된 연산식을 이용함으로써 가압유닛의 가압거리를 자동으로 도출할 수 있으며, 나아가 신속하면서도 정밀하게 공작물을 정형할 수 있다.
상술한 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.
100; LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비
BD; 베드 PU; 가압유닛
AV; 앤빌 WP; 공작물
L; 고정레일
1; 센싱 유닛
11; 몸체
111; 이동블록 112; 베이스블록
113; 지지블록 114; 축 지지편
115; 센서 고정블록
12; 가동자
121; 회전블록 122; 중심축
123; 누름편
13; 선형변위센서
131; 측정자 131a; 접촉편
14; 탄성체
15; 축 구속편
16; 고정나사
17; 스프링
2; 센싱 유닛
21; 몸체
212; 베이스블록 213; 지지블록
214; 위치조절블록 215; 센서 고정블록
22; 가이드부
23; 가동자
231; 이동레일 232; 수직자
233; 제1가로자 234; 제2가로자
234a; 안착홈
24; 선형변위센서
241; 측정자
25; 탄성체
26; 위치조절부

Claims (7)

  1. 가압유닛 및 앤빌을 포함하는 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비에 있어서,
    상기 공작물의 휘어진 정도를 검출하고 상기 가압유닛에 의해 상기 공작물이 하강하며 상기 앤빌에 의해 상기 공작물이 상승하여 변형되는 상기 공작물의 휘어진 정도를 검출하는 센싱 유닛;을 포함하며,
    상기 센싱 유닛은,
    상기 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비의 베드 상부에서 상기 공작물의 길이방향으로 이동하는 몸체;
    상기 몸체에 수직으로 배치되는 가이드부;
    상기 가이드부를 따라 이동하는 가동자;
    상기 가동자의 일측 하부에 배치되되 상기 가동자와 접촉하는 측정자를 구비하는 선형변위센서; 및
    상기 가동자를 복원하는 탄성체;를 포함하되,
    상기 가동자의 타측 상부에 상기 공작물을 배치한 상태에서 상기 가압유닛이 상기 공작물을 가압하면 상기 가동자의 타측이 하강하고, 동시에 상기 가동자의 일측이 동일한 거리만큼 하강함으로써 측정 오차를 제거하며,
    상기 가동자는,
    상기 가이드부를 따라 이동하는 수직자;
    상기 수직자 상단에 설치되되 상기 측정자의 상단과 접촉하는 제1가로자; 및
    상기 수직자 하단에 설치되되 상기 공작물의 하단과 접촉하고 상기 공작물이 안착되는 안착홈이 마련되는 제2가로자;를 포함하되,
    상기 제1가로자와 상기 제2가로자의 위치를 서로 다르게 배치함으로써 상기 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비의 베드 상부 공간을 확보하면서 상기 LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비의 전체적인 높이를 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는
    LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 유닛은,
    상기 가이드부에 상기 가동자의 초기 위치를 조절하는 위치조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    LVDT 센싱유닛을 이용한 공작물 정형 장비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH076978Y2 (ja) * 1988-10-28 1995-02-22 マツダ株式会社 曲り矯正機の計測装置
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