KR20010057109A - 스크류축을 이용한 재료 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서보모터의 구동으로 스크류축을 이동시키게 됨에 따라 상기 서보모터의 엔코더에서 발생되는 신호를 이용하여 재료의 강도ㆍ변위ㆍ변형ㆍ파괴등을 측정할 수 있는 스크류축을 이용한 측정장치에 관한 것으로서, 본 발명은 각종 구조물의 내구성ㆍ안전성을 확보하기 위하여 재료의 인장, 압축, 좌굴시험등의 강도변위, 변형, 파괴등을 측정하는 것에 있어서, 상기 재료에 하중을 가하기 위한 스크류축이 출몰가능하게 삽입되어 있는 몸체와, 상기 스크류축의 외측 둘레면에 설치되어 스크류축에 이물질이 유입되는 것을 방지하는 자바라식 보호캡과, 상기 스크류축의 단부에 설치되어 이 스크류축에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀과, 상기 스크류축에 기어결합되는 구동기어가 구비되며 서보모터의 동력을 변속시키는 변속기와, 상기 서보모터에 설치된 엔코더의 신호를 전달받아 측정값을 표시부로 표시되도록 하는 조작부로 이루어진 것이다.

Description

스크류축을 이용한 재료 측정장치{MATERIAL MEASURING MACHINE UES SCREW SHAFT}

본 발명은 서보모터의 구동으로 스크류축을 이동시키게 됨에 따라 상기 서보모터의 엔코더에서 발생되는 신호를 이용하여 재료의 강도ㆍ변위ㆍ변형ㆍ파괴등을 측정할 수 있는 스크류축을 이용한 재료 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축ㆍ토목공사로 축조되는 각종 구조물은 내구성ㆍ안전성을 확보하기 위하여 재료시험을 수행하고 있으며 이러한 시험 방법은 재료의 인장, 압축, 좌굴시험을 통하여 재료의 강도변위, 변형, 파괴과정등을 측정함에 따라 강도의 특성에 대한 데이터를 얻고 있다.

종래에 사용되는 측정장비는 각종 시험을 수행하는 측정장비와 측정시 동력을 부여하는 동력부가 별도로 설치되어 있으므로 구조가 복잡하고 고가이며 그 동력을 유압 또는 공압을 이용하게 됨에 따라 소음이 심하고 주기적인 정비가 반드시 필요하여 유지비용이 과다하게 소요되었다.

그리고 상기 동력을 전달하는 유압 및 공압호스의 파손으로 인하여 중량물이 낙하되어 안전사고가 발생되었고 하중에 대한 조절은 정밀하게 할 수 있지만 속도제어 및 속도의 변속 조정을 할 때에는 작업자가 수작업으로 수행하게 되므로 정밀한 제어가 불가능하여 정확한 데이터를 얻지 못하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 서보모터의 동적을 전달받아 회전되는 스크류축을 이용하여 각종 시험을 수행하는 한편 상기 서모보터에 설치된 엔코더에서 발생되는 신호를 제어하여 정밀한 측정이 가능하도록 한 스크류축을 이용한 재료 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본 발명은 각종 구조물의 내구성ㆍ안전성을 확보하기 위하여 재료의 인장, 압축, 좌굴시험등의 강도변위, 변형, 파괴등을 측정하는 것에 있어서, 상기 재료에 하중을 가하기 위한 스크류축이 출몰가능하게 삽입되어 있는 몸체와, 상기 스크류축의 외측 둘레면에 설치되어 스크류축에 이물질이 유입되는 것을 방지하는 자바라식 보호캡과, 상기 스크류축의 단부에 설치되어 이 스크류축에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀과, 상기 스크류축에 기어결합되는 구동기어가 구비되며 서보모터의 동력을 변속시키는 변속기와, 상기 서보모터에 설치된 엔코더의 신호를 전달받아 측정값을 표시부로 표시되도록 하는 조작부로 이루어진 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 측정장치를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 측정장치를 도시한 단면도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 측정장치의 사용상태 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 몸체 2 : 스크류축

3 : 보호캡 4 : 로드셀

5 : 변속기 6 : 서보모터

7 : 구동기어 8 : 엔코더

9 : 조작부 10 : 표시부

이하 본 발명을 도시한 첨부도면 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 측정장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 측정장치를 도시한 단면도로서, 본 발명은 몸체(1)의 내부에 스크류축(2)이 출몰 가능하게 삽입되어 있고 상기 스크류축(2)의 외측 둘레면에는 스크류축(2)에 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 자바라식 보호캡(3)이 설치되어 있으며 스크류축(2)의 단부에는 이 스크류축(2)에 가해지는 하중을 측정할 수 있는 로드셀(4)이 설치되어 있다.

한편 상기 몸체(1)의 일측에는 서보모터(6)의 동력을 변속시키는 변속기(5)가 설치되어 있고 이 변속기(5)의 출력축에 설치된 구동기어(7)는 몸체(1)에 삽입된 스크류축(2)의 일측면에 기어결합되어 있으며 상기 서보모터(6)의 상면에는 서보모터(6)의 회전상태를 검출하기 위한 엔코더(8)가 설치되어 있다.

그리고 상기 엔코더(8)에서 인출된 전선(8a)은 조작부(9)에 연결되어 있고상기 조작부(9)에는 측정장치를 제어하기 위한 스위치(9a)가 설치되어 있으며 상기 조작부의 일측에는 측정장치의 상태를 출력하기 위한 표시부(10)가 설치되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 측정장치로 시편(20)의 강도를 측정하는 과정을 첨부도면 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

테이블(21)의 양측에 수직빔(22)을 설치하는 한편, 상기 수직빔(22)의 상측에는 프레임(23)이 설치되어 있으며 이 프레임(23)의 저면에는 본 발명의 측정장치를 설치한다.

이와같이 측정장치의 설치가 완료된 후 측정하고자하는 시편(20)이 측정장치의 직하방에 위치되도록 테이블(21)의 상면에 올려놓고 조작부(9)에 설치된 스위치(9a)를 조작하여 서보모터(6)를 작동시키면 서보모터(6)의 회전력은 변속기(5)에 의해서 변속된 상태로 상기 변속기(5)에 설치된 구동기어(7)를 회전시키게 된다.

상기 구동기어(7)가 회전하게 되면 이에 기어결합되어 있는 스크류축(2)이 하강하게 되어 상기 스크류축(2)의 단부에 설치된 로드셀(4)이 시편(20)에 접촉되므로 상기 로드셀(4)에는 시편(20)에 가해지는 하중이 측정되는 것이다.

그리고 상기 서보모터(6)의 상부에 설치된 엔코더(8)에서 발생되는 신호를 전달받은 조작부(9)에서는 스크류축(2)의 이동거리 및 속도에 대한 정보를 표시부(10)를 통하여 표시하게 되는 것이다.

한편 스크류축(2)의 외측 둘레면에 설치된 보호캡(3)은 스크류축(2)이 승강하게 됨에 따라 인장 및 압축되면서 스크류축(2)을 보호하게 되므로 상기스크류축(2)에 이물질이 부착되는 것을 방지하게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 서보모터에서 발생되는 회전력으로 스크류축을 승강시키게 됨에 따라 구조가 간단하게 됨은 물론 소음 및 진동을 최소화할 수 있게 된다.

또한 상기 서보모터에 설치된 엔코더에서 발생되는 신호를 이용하여 스크류축의 속도 제어 및 속도의 변속을 미세하게 조정할 수 있게 되므로 정밀한 측정값을 얻을 수 있게되는 것이다.

Claims (1)

1. 각종 구조물의 내구성ㆍ안전성을 확보하기 위하여 재료의 인장, 압축, 좌굴시험등의 강도변위, 변형, 파괴등을 측정하는 것에 있어서,

   상기 재료에 하중을 가하기 위한 스크류축(2)이 출몰가능하게 삽입되어 있는 몸체(1)와, 상기 스크류축(2)의 외측 둘레면에 설치되어 스크류축(2)에 이물질이 유입되는 것을 방지하는 자바라식 보호캡(3)과, 상기 스크류축(2)의 단부에 설치되어 이 스크류축(2)에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀(4)과, 상기 스크류축(2)에 기어결합되는 구동기어(7)가 구비되며 서보모터(6)의 동력을 변속시키는 변속기(5)와, 상기 서보모터(6)에 설치된 엔코더(8)의 신호를 전달받아 측정값을 표시부(10)로 표시되도록 하는 조작부(9)로 이루어진 구성을 특징으로하는 스크류축을 이용한 재료 측정장치.